солнечный парус

есть что-нибудь новое по этой теме?

Солнечный парус гироскопического типа -вариант большого плоского зеркала,но некоторым усложнением конструкции можно преобразовать плоскую поверхность в параболическую,т.е. в зеркало-концентратор.

на осень с подлодки планировался запуск первого солнечного паруса , но теперь в свете провальных учений наверно отложат это дело

новые учения закончились удачно. Две ракеты с перерывом в час были запущены из балтики с глубины 55м, помоемому с "Карелии" и поразили полигон на Камчатке.

Извиняйте за такую форму, передачи вчера удалил статью, а топик нашел сегодня.

Так, что наверное неотменят

зачем солнечный? Как насчет тахионного!?

тахионный - это вчерашний день .
Если говорить об экзотике - лучше dust plasma sail еще не придумали. Облако пылевой плазмы удерживается магнитным полем. Свет отражается частичками пыли . Коэффициент отражения меньше 1 % , но это с лихвой компенсируется большими размерами облака (10-20 км) , суммарной площадью частиц , а главное ничтожной массой плазмы+пыли . Соотношение масса/площадь паруса на порядки меньше чем у обычных (пленочных) образцов. Соответственно тяговые характеристики гораздо лучше. На таком парусе можно за полгода к плутону сгонять.

А обратно как?

А я почти раздобыл кусочек.......Паруса...Вправду...

ArmoryBlaid, 21.03.2004 21:50:22 :

А обратно как?

 

Также как туда - он же не от солнечного света

TT, 30.03.2004 15:29:20 :

ArmoryBlaid, 21.03.2004 21:50:22 :

А обратно как?

 

Также как туда - он же не от солнечного света

 

А от чего?

Mathieus, 21.03.2004 20:19:18 :

тахионный - это вчерашний день .
Если говорить об экзотике - лучше dust plasma sail еще не придумали. Облако пылевой плазмы удерживается магнитным полем. Свет отражается частичками пыли . Коэффициент отражения меньше 1 % , но это с лихвой компенсируется большими размерами облака (10-20 км) , суммарной площадью частиц , а главное ничтожной массой плазмы+пыли . Соотношение масса/площадь паруса на порядки меньше чем у обычных (пленочных) образцов. Соответственно тяговые характеристики гораздо лучше. На таком парусе можно за полгода к плутону сгонять.

 

А от него.

В смысле лавировать, идти зигзагами?

так-же,как парусники против ветра ходят-галсами

>так-же,как парусники против ветра ходят-галсами
Для этого парусники на воду опираются. А на что в космосе опираться?

>>так-же,как парусники против ветра ходят-галсами
>Для этого парусники на воду опираются. А на что в космосе опираться?
На гравитацию?

>Mathieus .
>Если говорить об экзотике - лучше dust plasma sail еще не придумали. >Облако пылевой плазмы удерживается магнитным полем. Свет отражается частичками пыли . Коэффициент отражения меньше 1 % , но это с лихвой компенсируется большими размерами облака (10-20 км) , суммарной площадью частиц , а главное ничтожной массой плазмы+пыли .

Какие параметры должны быть у магнитной системы (видимо, магнитного диполя), чтобы пылевая плазма осталась замагниченной в области размерами порядка 10 км?! Как компенсировать потери пыли из паруса, которые так или иначе будут? Как обеспечить его устойчивость? (т.е., может быть, она и сама по себе обеспечится, но это надо исследовать, и подобное исследование выглядит достаточно нехалявным) Еще не вполне понятно, почему так мал коэффициент отражения пыли? Или имеется в виду не коэффициент отражения самой пыли, а коэффициент всего паруса?

>ED
> >так-же,как парусники против ветра ходят-галсами
>Для этого парусники на воду опираются. А на что в космосе опираться?

Солнечный парусник способен совершать любые межорбитальные перелёты в Солнечной системе - поворотом зеркала можно менять направление тяги почти на 180 (конечно, с потерей силы тяги), так что можно и поднимать, и опускать орбиту, крутить и сворачивающуюся, и разворачивающуюся спираль. Правда, этот метод годится лишь для жёстких парусов, с определённой отражающей поверхностью, а для пылевых не канает (разве что сделать пылинки чёрными с одной отражающей гранью, намагнитить, и крутить при необходимости магнит - но это законченное извращение).

Fakir, 31.03.2004 21:09:17 :

Солнечный парусник способен совершать любые межорбитальные перелёты в Солнечной системе - поворотом зеркала можно менять направление тяги почти на 180 (конечно, с потерей силы тяги), так что можно и поднимать, и опускать орбиту, крутить и сворачивающуюся, и разворачивающуюся спираль. Правда, этот метод годится лишь для жёстких парусов, с определённой отражающей поверхностью,

 

Не понятно ЧЕМ не угодили жесткие паруча? Массой? Ну дык конструкция видимо будет представлять из себя тончайшую алюминированную лавсановую пленку растянутую на спицах из трубочек той же лавсановой пленки наддутых газом до 0,1-0,5 атм. Удельная масса такой конструкции - примерно 5-15 грамм на м.кв. Т.е. 1 кв.километр от 5 до 15 тонн. Вполне приемлимые цифры

Ник

2 Wyvern-2
Жесткие паруса СЛИШКОМ тяжелые . Вот Вы говорите 5 тонн/кв километр . А ВЕСЬ плазмопылевой парус диаметром 20 км весит всего 500 кг ! По создаваемой тяге он эквивалентен зеркалу с плотностью менее 0.1 тонны/кв км. Посчитайте сколько потребуется времени чтобы разогнаться до Плутона в первом и во втором случае.

Fakir, 31.03.2004 21:09:17 :

Какие параметры должны быть у магнитной системы (видимо, магнитного диполя), чтобы пылевая плазма осталась замагниченной в области размерами порядка 10 км?! Как компенсировать потери пыли из паруса, которые так или иначе будут? Как обеспечить его устойчивость? (т.е., может быть, она и сама по себе обеспечится, но это надо исследовать, и подобное исследование выглядит достаточно нехалявным) Еще не вполне понятно, почему так мал коэффициент отражения пыли? Или имеется в виду не коэффициент отражения самой пыли, а коэффициент всего паруса?

 

Краткмй ликбез по плазменным парусам .
Первоначальная идея возникла из попытки приспособить взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем для межпланетных полетов. Динамическое давление ветра на орбите земли около 2 нПа , при размере паруса в десятки километров тяга будет несколько ньютон. Магнитное поле с таким же давлением - это 50 нТ. Поле в 50 нТ на расстоянии 10-20 км -казалось бы не много , но если вспомнить , что у диполя оно падает как 1/R³ и посчитать потребный соленоид и его энергопотребление - становится страшно. Поэтому была предложена идея минимагнетосферного двигателя. Грубо говоря из катушки с 2-х концов вытекает замагниченная плазма сталкивается с солнечным ветром и заворачивается им обратно , получается аналог земной магнетосферы.

Поле в отдельно взятой расширяющейся струе замагниченной плазмы падает как 1/R² , но за счет взаимодействия с солнечным ветром зависимость будет 1/R , аналогичное явление можно наблюдать в хвосте земной магнитосферы. Это гораздо лучше. Теперь нам за глаза хватит соленоида диаметром 10-30 см и полем H~100-500 гаусс . Масса и энергопотребление такой катушки - более чем скромные.
Стоит отметить , что такая плазменная конфигурация весьма устойчива . Это подтверждено моделированием и экспериментами.
http://www.geophys.washington.edu/Space/.../M2P2/m2p2bubble1.jpg [not image]
Вот фотка эксперимента.
С пылью все аналогично . Низкий коэффициент отражения - не помню почему , но факт . Черт его знает какое там сечение рассеяния света на субмикронных частицах. Потери пыли и плазмы конечно будут , но это в достаточной степени компенсируется замкнутостью силовых линий , большая часть вернется к источнику. Оценка потерь была порядка 1-10 кг/в сутки. На небольшой кораблик в несколько тонн у Плутону - как раз.

>Mathieus
>Стоит отметить , что такая плазменная конфигурация весьма устойчива . Это подтверждено моделированием и экспериментами. Вот фотка эксперимента.

Ну, что плазма в поле диполя может быть МГД-устойчива в широком диапазоне по бета, я прекрасно знаю НО! Это в отсутствие светового давления или аналогичных сил! Если таковые появляются - всё может оказаться ну очень сложно. Широкой кистью набросаю возможную картину:
1) Из-за светового давления плазма будет дрейфовать (это вблизи аппарата, где лармор много меньше характерных размеров, на которых меняется поле, на периферии вообще хрен знает что). Поле неоднородно, и скорость дрейфа будет меняться по радиусу и углу. Далеко не очевидно, что не будет развиваться какая-нибудь потоковая неустойчивость.

>С пылью все аналогично.

Далеко не факт. Из-за значительных размеров пылинок они могут заряжаться до весьма больших Z, и поэтому энергия межчастичного взаимодействия легко может стать сравнимой с тепловой энергией и даже её превысить - т.е. пылевая плазма паруса может оказаться является оч-чень существенно неидеальной. Со всеми вытекающими. Может, конечно, это окажет и положительный эффект на стабильность паруса. А может, и нет - нужны весьма нетривиальные исследования.

> Низкий коэффициент отражения - не помню почему , но факт . Черт его знает какое там сечение рассеяния света на субмикронных частицах.

Ну это наверное всё-таки из-за "тщедушности" паруса - ясно, что даже чисто геометрически пылинки большой площади не перекроют, при разумных диаметрах пылинок и поля.

>Потери пыли и плазмы конечно будут , но это в достаточной степени компенсируется замкнутостью силовых линий , большая часть вернется к источнику.

Очень сомнительно, чтобы замкнутость здесь хоть как-то помогла.

>Оценка потерь была порядка 1-10 кг/в сутки. На небольшой кораблик в несколько тонн у Плутону - как раз.

Нехреновые потери! А оно надо, с таким подарком возиться?! Не лучше ли "на те же деньги" поставить хороший плазменник или ионник?

Нехреновые потери! А оно надо, с таким подарком возиться?! Не лучше ли "на те же деньги" поставить хороший плазменник или ионник?

 

а вы в курсе сколько жрут ионники ? SMART-1 (сейчас летит к луне) - полкило ксенона в день , тяга 70 мН , масса аппарата 300 кг. А парусник при массе в пару тонн имеет тягу в десяток-другой ньютон. Чтоб создать такую же тяг у при аналогичном расходе массы ионниками требуются запредельные УИ и мегаваттные мощности. Сколько все это хозяйство будет весить и стоить - лучше и не вспоминать.

>Mathieus
>а вы в курсе сколько жрут ионники ?

Имею представление, хотя непосредственно с ионниками не встречался.

>SMART-1 (сейчас летит к луне) - полкило ксенона в день , тяга 70 мН , масса аппарата 300 кг.

Ну это не аргумент. Его движки затачивали, очевидно, под вполне конкретную задачу, не слишком перенапрягаясь.

>А парусник при массе в пару тонн имеет тягу в десяток-другой ньютон.

Так можно было бы рассуждать, если бы хоть один подобный парусник прошёл лётные испытания А пока все его параметры ну очень гипотетичны - я вам уже указал на возможные затруднения.

> Чтоб создать такую же тяг у при аналогичном расходе массы ионниками >требуются запредельные УИ и мегаваттные мощности.

Обратите внимание - я вообще-то внимание больше акцентировал на плазменниках (типа СПД, ДАС, либо более совершенных). Получить на плазменниках тяги порядка десятка ньютон при УИ порядка 10 000 с (т.е. с расходом рабочего тела порядка 10 кг в сутки, что соответствует оптимистическим оценкам для пылевого паруса) - вполне реальная задача. Причём уже решённая более, чем наполовину.
Реактор мегаваттного уровня массой порядка пары тонн - реальность.

>Сколько все это хозяйство будет весить и стоить - лучше и не вспоминать.

Полагаю, 3-5 тонн. Максимум 10. Стоить будет, вполне возможно, меньше паруса (с учётом полной пока еще его сырости). К тому же доводить плазменники и реакторы в целом выгоднее - это более универсальные системы, позволяющие летать не только "туда", но и "обратно", и при этом, в принципе, еще и маневрировать в системах внешних планет (где солнечный парус вообще ни на что не годится).

>Оценка потерь была порядка 1-10 кг/в сутки. На небольшой кораблик в несколько тонн у Плутону - как раз.

Сильно подозреваю, что оценивались только диффузионные потери. Так что, боюсь, потери могут оказаться значительно больше.

Кроме того, еще один недостаток пылевого паруса заключается в том, что его тяга всегда направлена строго от Солнца - а это, насколько я помню, отнюдь не оптимально.

Не уверен, что этот форум подойдет для обсуждения подобного вопроса… Но рискну задать его здесь. Надеюсь на понимание.

Некоторое время назад появилась статья, привожу ее целиком:

Космический парус из намагниченной плазмы.

«Детальное исследование окраин Солнечной системы невозможно без развития новых технологий. Одной из главных составляющих исследовательского корабля является его двигатель, и полеты к внешним планетам будут происходить не на прожорливых реактивных, а на ионных двигателях или с использованием других принципов движения.

Одна из таких новых концепций была разработана недавно в Университете Алабамы в Хантсвилле и состоит в использовании в качестве паруса огромного пузыря из плазмы, которая удерживается вокруг космического корабля магнитным полем. Для того чтобы «поднять» новый парус, на борту космического корабля должны быть установлены соленоид, создающий вокруг корабля магнитное поле, и ионизационная установка, создающая поток плазмы и выбрасывающая его в космическое пространство. Плазма, двигаясь вдоль линий магнитного поля, образует вокруг корабля плазменный пузырь, который взаимодействует с солнечным ветром наподобие обычного космического паруса.

По словам профессора Наджендры Сингха, по сравнению с классическим космическим парусом, который предполагает использование тонкой пленки, для того чтобы «поймать» солнечный ветер, новый магнитный парус обладает многими преимуществами. Например, современные технологии позволяют поддерживать плазменный пузырь диаметром в несколько десятков километров, причем этому парусу, в отличие от пленочного, не страшны метеориты. Еще один плюс этой технологии в том, что мощное магнитное поле способно защитить экипаж и оборудование космического корабля от смертельно опасной космической радиации.

На данный момент разработка магнитного паруса находится на начальной стадии, и ученые занимаются доработкой моделей взаимодействия плазменного облака с солнечным ветром.»

Материал взят с сайта: Каталог идей и проектов :: Проект Освоения Космоса
Исходник на Space News From SpaceDaily.Com


Так вот, хотелось бы побольше мнений на сей счет… торопятся в НАСА или нет…


зы
дополнительные данные, откапал у себя на компе всвязи с этой статьей: (копирайт не нашел, уж извините)

Двигатель на атомарном водороде

---

Из всех известных химических реакций наибольшим энерговыделением сопровождаются процессы окисления водорода (118 тыс. кДж/кг) и стоящая уже между химическими и ядерными реакция рекомбинации атомарного водорода – 224 тыс. кДж/кг. Теплоемкость атомарного водорода почти в 2 раза выше, чем у гремучей смеси, молекулярная масса в 9 раз меньше, а, значит, для ракеты-носителя «на атомарном водороде» масса топлива почти равна массе конструкции, тогда как у традиционных ракет – даже лучших из них – она минимум в 10 раз больше. То есть современный истребитель, используй он атомарный водород как топливо, может не только выйти на орбиту, но и совершить полет к Луне и обратно!..

(aвторы книги «Ракеты будущего» доктора технических наук В. Бурдаков и Ю. Данилов полагают, что можно создать магнитную воронку диаметром около 1000 километров. По их мнению, при скорости полета 100 км/с такая воронка обеспечит ежесекундно поступление 1кг плазмы. Мощность потока плазмы составит 5 млн кВт. В этих условиях реактивный двигатель ЭОЛ обеспечит космическому аппарату массой 1000 тонн ускорение минимум 0,031 м/c2)

Для справки:
Межпланетное пространство далеко не пустое. Оно содержит электромагнитное излучение (фотоны), горячую плазму (электроны, протоны и другие ионы) – солнечный ветер, космические лучи, микроскопические частицы пыли и магнитные поля (прежде всего Солнца). Температура межпланетной среды составляет приблизительно 100 000 K, ее плотность – примерно 5 частиц на кубический см в пределах Земли и уменьшается обратно пропорцианально квадрату расстояния от Солнца. Необходимо отметить, что плотность межпланетной среды – переменная величина, она может доходить и до 100 частиц на кубический см. Cолнечный ветер оказывает непосредственное воздействие на поверхность немагнитных тел, таких, как Луна. Cамые высоко-энергетические частичы межпланетной среды называются космическими лучами. Некоторые из них имеют солнечное происхождение, но наиболее энергетические приходят из внешнего космоса.

Большая часть межзвездного ве-ва это атомы водорода.
А чтобы получить атомарный водород, надо сообщить ту же энергию (224 тыс. кДж/кг) молекулам обычного водорода. Разумеется, источник этой энергии должен быть вне ракеты. Но как раз это-то и не проблема после изобретения Басовым лазера и освоения СВЧ-излучения. Таким образом, энергию для полета ракета получает извне, а хранение на борту молекулярного водорода – вполне решаемая техническая задача.

Рассмотрим, как это может реализоваться на практике. Атомарный водород получают обычно двумя способами: при накаливании металлов – катализаторов (платины, палладия, вольфрама и др.) в сильно разреженном (менее 0,01 атм.) водороде – и при пропускании водорода через вольтову дугу. В теории такой дивжок пригодне только для полетов за пределами атмосферы. (в атмосфере недостаточно энергии лазера для проебразования топлива в атомарный водород)

(на мой взгляд идея одна и та же... по крайней мере, совмещение этих типов движителей вполне реальное предпритияе, правда если только оба они работоспособны)

Это тут уже обсуждалось:
Космические двигатели третьего тысячелетия

Что же касается амомарного водорода - все хорошо, но где источник энергии для его наработки на борту (хранить-то его "ой")? Ах, атомный? А чем тогда это принципиально лучше ЯРД? ГФЯРД? плазменного двигателя? ионного? и иже с ними?

П.С. Прошу прощения, не заметил, что предполагается доставлять энергию снизу - лазером или СВЧ. Можно привести массу возражений по технологии, но есть фундаментальное и очень простое: если есть такая грелка неограниченной мощности, то нафига нам рекомбинация водорода вообще?
Просто грей плазму СВЧ до упора и получишь невшизенный УИ (см. ВАЗИМИР)... тем паче, что нерекомбинировавший водород автоматически повышает скорость истечения и УИ в два с лишним раза. Нафига козе баян?

А нельзя атомарный водород как-то хранить?
Совершенно ничего не приходит в голову, однако...