PER ASPERA AD ASTRA

Когда мне было лет 13, я все время горевал. Ведь в том прекрасном 2000 году, когда начнется новое тысячелетие, когда люди будут аки птицы летать меж звезд на фотонно- анигиляционных звездолетах … я буду уже старый-старый дядька, 35 лет от роду…
Наступил 2000 год, потом наступило (в 2001) новое тысячелетие, я моложавый мужчина, 40 лет (хорошо понимающий, что автоматами исследовать космос будет правильней ), даже антиматерия уже получена…а меж звезд никто не порхает. Не дело! Надо исправлять!
Итак:
Какой должна быть звездная экспедиция?
Видится, что наиболее близким аналогом является программа Вояджеров. Автоматический зонд, малой массы – порядка 100кг-1000кг - должен за жизнь одного поколения, т.е. 20-40лет, достичь ближайшей звезды. При этом будет получена масса интересной информации, в т.ч. и не связанной с целью экспедиции прямо, а именно:
В области физики –наблюдение снаружи и изнутри макрообъекта движущегося с релятивистскими скоростями.
В области астрофизики – достижение плазменной границы солнечной системы, исследование облака\зоны Орта, исследование «всамделишного» межзвездного газа и проч.

Как достичь необходимых для этого субсветовых скоростей –порядка 1\3-2\3 С?
Казалось бы, в арсенале современной науки подобной технологии нет. А если подумать?

Предлагается вывести на гелиоцентрические орбиты бустеры, представляющие собой рентгеновские лазеры с взрывной накачкой. Кол-во в районе 10-100 штук, мощность каждого 1-10Мт. Затем с околоземной орбиты должен стартовать зонд, массой 100-1000кг научной аппаратуры+зеркало-отражатель. При пролете мимо – на расстоянии 100-1000км от очередного бустера - тот взрывается и передает на отражатель зонда энергию (около 1% от мощности заряда бустера) в виде рентгенизлучения. Толщина стенки отражателя рассчитана так, что после срабатывания последнего заряда останется минимальная пластина, достаточная для использования этого отражателя в качестве зеркала направленной антенны.

Как?

Ник

Всё бы хорошо, но рентген отражается хреново...
т.е. при углах падения в единицы градусов.
Т.е. лазер должен всё же в УФ/видимом свете работать

Vale> Всё бы хорошо, но рентген отражается хреново...
Vale> т.е. при углах падения в единицы градусов.
Vale> Т.е. лазер должен всё же в УФ/видимом свете работать [»]

А я умный Основным механизмом реактивного движения должна быть абляция и лишь вспомогательным - отражение

Ник

Ну вот до дистанционного взрыволета докатились...
Трудно будет передать короткий мощный импульс на небольшой объект. В Орионе помнится доказывали что приращение более 30м/сек на импульс конструкционные материалы не выдюжат.
А чем обычные непрерывные лазеры не устраивают?

гипердвигатель ...

А чем не нравится радио сантиметрового диапазона. Выводим в троянскую точку Луны решетку километров под 500 диаметром, спереди - СБ, сзади - микроволновый лазер. Ну, то есть когерентно-фазированный излучатель, линза френеля и прожектор в одном лице.

И светим этой штукой на солнечный парус, собранный из сверхпроводящих проволочек. Излучение ПОЛНОСТЬЮ отражается и толкает парус. Модулируя луч и модулируя движение паруса, можно передавать и получать информацию.

hcube> А чем не нравится радио сантиметрового диапазона. ....Модулируя луч и модулируя движение паруса, можно передавать и получать информацию. [»]

О, уже здраво Но ТЯ реакция - это максимум, что имеет технология. АбЫдно, пАнимаешь, не использовать

Ник

А мы используем - привод напрямую от природного термоядерного реактора - от Солнца . Т.е. даже если давление будет малым, все равно, можно достичь очень высокой скорости. Вообще, интересно было бы прикинуть предел дальности фокусировки для разных длин волн.

А ТЯ двигатели постоянного горения - ну, как например в Лунной Радуге - это для внутрисистемных кораблей, которым больше 100-200 км/с ХС не нужно.

hcube> А мы используем - привод напрямую от природного термоядерного реактора - от Солнца . Т.е. даже если давление будет малым, все равно, можно достичь очень высокой скорости.

Во, а чтобы он быстрее разогнался, отправим его сначала поближе к солнцу

hcube> А чем не нравится радио сантиметрового диапазона. Выводим в троянскую точку Луны решетку километров под 500 диаметром, спереди - СБ, сзади - микроволновый лазер. Ну, то есть когерентно-фазированный излучатель, линза френеля и прожектор в одном лице.
1. Микроволновый лазер называется "мазер".
2. Для данного случая никакие мазеры не нужны, потому что имеют низкий КПД. Амплитроны куда лучше.
3. При размере решётки 500км достаточно узкий луч можно получить безо всяких мазеров. Расходимость луча будет определяться точностью регулировки фазы в ячейках (включая точность поддержания геометрии антенны).
hcube> И светим этой штукой на солнечный парус, собранный из сверхпроводящих проволочек. Излучение ПОЛНОСТЬЮ отражается и толкает парус. Модулируя луч и модулируя движение паруса, можно передавать и получать информацию. [»]

Никиких сверхпроводящих монстров не требуется. Посеребрёное зеркало спокойно отражает 98% СВЧ. Зато для максимальной эффективности парус должен быть размером не меньше передающей антенны.

Эээ нет, здесь вам не тут

Посеребренное зеркало, то есть пленка, будет толще, чем проволочное зеркало с шагом проволочек скажем в 5 мм. Это раз. И два - оно все-таки немного, но греется поглощенным излучением. А сверхпроводящая решетка не греется вообще, пока у нее критток не будет достигнут. А критток на единицу веса у сверхпроводника выше, чем у металла, сколько я знаю?

Ну, и фокусировкой можно достичь бОльшего ускорения на малом парусе внутри зоны, в которой эта фокусировка возможна. Опять же, вопрос в криттоке.

Но в целом по идее возражений нет?

hcube> Посеребренное зеркало, то есть пленка, будет толще, чем проволочное зеркало с шагом проволочек скажем в 5 мм.
Вообще-то никто плёнку и не предлагал.
hcube> А сверхпроводящая решетка не греется вообще, пока у нее критток не будет достигнут.
Типо, солнечный и другой свет не поглощает? Рентген тоже? Как нащщёт протонов?
hcube> Но в целом по идее возражений нет? [»]
В целом - нет. Как и по Ориону, впрочем.

Свет она поглощает. Протоны в принципе можно оттолкнуть, пустив по парусу хитрый ток (источник энергии - разгонная подсветка).

Но мы рассматриваем функционирование паруса где-то 'там', за поясом астероидов и до Плутона. А там равновесная температура уже ниже, чем температура достижения сверхпроводимости, т.е. зеркало само собой охладится.

Помимо этого, есть еще вариант. Сверхпроводник - еще и сверхпроводник тепла, т.е. весь парус, какой бы он ни был по размеру, имеет одну и ту же температуру. Ставим в центре паруса холодильную устаоновку (питаем все тем же выпрямленным током от подсветки) и имеем низкую (сверхпроводящую) температуру паруса хоть на орбите Венеры .

А какой смысл изучать дальний космос без перспективы посылки пилотируемых экспедиций? По-моему, это глупо.

AGRESSOR> А какой смысл изучать дальний космос без перспективы посылки пилотируемых экспедиций? По-моему, это глупо. [»]

Такой же, какой и у любой науки. Наукой двигают не только непосредственные практические нужды. Это же не бизнес.

Такой же, какой и у любой науки. Наукой двигают не только непосредственные практические нужды. Это же не бизнес.

 

А кто бабки на такой проект выделит?

AGRESSOR> А кто бабки на такой проект выделит? [»]

1. А что, уже летим? Есть эскизный проэкт?
2. А чем тебе New Horizons плох?

hcube> Помимо этого, есть еще вариант. Сверхпроводник - еще и сверхпроводник тепла,
Чё-то я не пойму, зачем вообще сверхпроводник дался....

Напугали вы меня Но все оказалось не так плохо
В лазерах с ядерной взрывной накачкой вовсе не обязательно получать гамма излучение. Вполне возможно мягкое рентген и даже вакуумный ультрафиолет. Зависит от диаметра стержней и их материала. Например на углероде получают излучение с длинной волны в 182 A.

Ник

Во первых - цена вернее стоимость 100 термоядерных боезарядов в дальнем космосе - это уже - сотни миллиардов долларов, а во вторых... Имея 100 сверхмощных зарядов... можно попытаться захватить власть над миром... ГЫ-гы-гы...
Спрятавшись например на луне - и терроризировать всю землю...

можно и без зарядов - использовать энергию Солнечных вспышек ....

Сверхпроводник мне дался, потому что тут он 'к месту' - отражает не только электрическую, но и магнитную составляющую. Причем отражает ПОЛНОСТЬЮ. Кстати, вот интересный вопрос... а почему сверхпроводник не отражает свет? Точнее, так - где находится граница после которой он начинает отражать абсолютно?

Повторяю вопрос - какова критплотность тока в свехпроводнике?

Т.е. у нас есть сантиметровый радар. Он излучает когерентную (допустим) волну. Перед радаром повешена сверхпроводниковая сетка с шагом в 1/2 волны. Или там 1/4. 'Абсолютный отражатель'. Каково будет соотношение давления излучения и веса сетки для существующего сверхпроводника? Аналогично, для обычного проводника, скажем меди?

hcube> Сверхпроводник мне дался, потому что тут он 'к месту' - отражает не только электрическую, но и магнитную составляющую. Причем отражает ПОЛНОСТЬЮ. Кстати, вот интересный вопрос... а почему сверхпроводник не отражает свет?

Для этого он должен быть сверхпроводником и для световой частоты, чего не наблюдается.

hcube>Точнее, так - где находится граница после которой он начинает отражать абсолютно?

Реально даже на обычном СВЧ сверхпроводники перестают быть "сверх"

hcube> Повторяю вопрос - какова критплотность тока в свехпроводнике?
hcube> Т.е. у нас есть сантиметровый радар. Он излучает когерентную (допустим) волну. Перед радаром повешена сверхпроводниковая сетка с шагом в 1/2 волны. Или там 1/4. 'Абсолютный отражатель'. Каково будет соотношение давления излучения и веса сетки для существующего сверхпроводника? Аналогично, для обычного проводника, скажем меди?

Оно будет равно отношению наведённых токов, а отношение токов равно отношению мощностей, отражённых медным зеркалом и сверхпроводящим.

какая разница, какой там лазер-мазер, и из чего сделан парус.
Простейшие соображения : чтобы разогнать зонд до скорости хотя бы 0.1 с, надо на каждый килограмм массы взять как минимум 4.5e+16 Дж энергии. при ускорении зонда до заданной скорости в течении месяцев-нескольких лет потребуется все это время откуда-то подводить мощности порядка 1e+13-1е+14 Вт, что между прочим сопоставимо с текущей энергетикой всего человечества. Даже если экспоненциальный рост возможностей энергетики сохранится (что не факт), шанс реализовать проект таким способом предоставится не ранее начала 22 века.
Экспедиции к звездам должны качественно отличаться от экспедиций к планетам. Покуда не сделали "гипер-пупер-драйвов" надо придумывать совершенно иные методы организации экспедиций, а паруса-лазеры-мазеры - это максимум в ближайщие 50 лет в облако оорта летать.

Предлагаю оценить мощность развиваемую СБ размером 500х500 км, КПД - 10%

Так... 10% - это каждый метр - 120 ватт. Пусть 100. пусть КПД преобразователя в излучение - 30% и КПД перевода излучения в импульс - еще 30%. Т.е. на парусе - 10Вт с одного квадратного метра. Допустим, парус весит 0.1 грамма на 1 м2. Тогда принимая равными площадь СБ и площадь паруса, имеем 4.5e+16 на килограмм. Мощность СБ - 10 ватт с 0.1 грамма ПН, т.е. 100 ватт на грамм, 100 кВт на килограмм. 10⁵ Вт. Т.е. время разгона до 0.1С - 4.5*10¹¹ секунд. Сутки - это 86400 секунд, т.е разгон займет 520 тысяч суток . Две тысячи лет, примерно .

Я потому и спросил - насколько можно сконцентрировать мощность. Если ее можно сжать в 1000 раз (то есть 10 кВт на 1 м2) - это будет уже вполне разумный год разгона. Конечно, парус получится небольшой... относительно. Если исходный излучатель у нас 300х300 км, то парус получается 'всего' 10х10 км, весом в 10 тонн. Ну, понятно, львиную долю сьест парус, но пара тонн на ПН думаю останется. Плюс - гигантская сверхпроводящая антенна Кстати, если компактно сложить этот парус и попасть им в планету - получится ничуть не хуже чем попадание астероида .

Собственно, можно еще лучше сделать - использовать сверхпроводящий парус как приемник энергии, а тягу обеспечивать банальным ионником. Но с высоким импульсом - со скоростью истечения более 0.5С.

Причем будучи единожды разогнанным, парусом можно маневрировать в гравитационном поле звезд - думаю, градуса 2-3 Если вокруг белого карлика - то и на все 10. Т.е. в принципе можно обеспечить возвращение зонда, лет так через 500 .