Плазменный шнур?

Автор Free Researcher, 02.05.2005 23:09:05

« назад - далее »

0 Пользователи и 2 гостей просматривают эту тему.

Free Researcher

Довольно интригующее сообщение прочитал на сайте NASA:

http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/mag_beam.html

Смущает два момента: мощность которая необходима для работы такой радости и то, как ее охлаждать в космосе...

Отсюда, соответственно проблемы с источником питания и тому подобным...  :?:

MKOLOM

ЦитироватьДовольно интригующее сообщение прочитал на сайте NASA:

http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/mag_beam.html

Смущает два момента: мощность которая необходима для работы такой радости и то, как ее охлаждать в космосе...

Отсюда, соответственно проблемы с источником питания и тому подобным...  :?:

Чтобы меньше смущало,нельзя ли поподробнее,please

X

если кто не знает Английский, то всегда есть машинный переводчик. Быть может и коряво, но смысл вполне ясен.
Машинный перевод
 :)

Free Researcher

Цитироватьесли кто не знает Английский, то всегда есть машинный переводчик. Быть может и коряво, но смысл вполне ясен.
Машинный перевод
 :)

Коряво, меня покоробило... но смысл действительно передан.

Суть в том, что на орбиту выводится некая станция которая выпускает плазменный пучок (шнур, луч - кому как больше нравится) и этот пучок разгоняет космические аппарат.

Аналогично он тормозится прибыв на место назначение. То есть там должна стоять вторая станция.

hcube

По сути дела - сфокусированный ионник. А теперь вспоминаем, что у ионника тяга - десятые грамма при мощности в киловатты ;-) Боюсь, получится не причальное устройство, а оборонительное оружие ближнего поля...
Звездной России - Быть!

Shiver

По моему проще и менее фантастично разложить астронавтов на ионы  и электроны, пустить плазменным шнуром к Марсу, там их собрать (уже на планете)  нежили целиться  в определенную точку КА с орбиты Земли и до  орбиты Марса :D

hcube

Да не, это-то как раз можно. Берем магнитный парус... километров 10 он пееркрывает. Другое дело, что придется поток с очень большой точностью нейтрализовать, чтобы он не разлетелся нафиг из-за отталкивания. Но в _принципе - да, можно. Но IMHO проще тогда уж радиоизлучение переотражать, его фокусировать проще. И отражать тоже проще - сверхпроводящая решетка его отражает абсолютно.
Звездной России - Быть!

ДмитрийК

Почитал ихний PDF. На стр. 45: чтобы запустить 10 тонн с LEO например к Марсу (дельта V = 3 км/с) на околоземной орбите понадобится иметь 2 тонны рабочего тела и на 200 тонн батареек :)
И еще не стоит забывать про третий закон Ньютона. Если корабль получает +3 км/с  и уходит к Марсу то батарейки получают соотвественно как минимум -150 м/с  и грохаются обратно на Землю :)

hcube

С этим тоже нет проблем - дуем ионниками в обратную сторону. А чтобы батарейки не грохались... ну, два варианта - если запускаем точно по орбитальному движению - то просто делаем запас высоты - для 150м надо километров 200 примерно. То есть стартовая орбита 500 км. А второй - 'дуем' ионником в две стороны сразу ;-)

Повторюсь  - проблема вот в чем - поток от ионника с УИ 50 км/с и тягой 1 грамм имеет мощность в районе 10 мегаватт. Если мы принимаем этот поток в какой-то щит, то при его торможении выделяется эти самые мегаватты в виде тепловой энергии. Не принимать (отразить или отклонить) мы не можем, ибо поток нейтральный (иначе он дефокусируется на первых сотнях метров).

Получается, что нащ щит 'кипятится' мощностью в 10 мегаватт на каждый грамм получаемой тяги. Скажем, тонну дюраля такая мощность нагреет до плавления (если не учитывать охлаждение излучением) за 910*660*1000/10^7 = 60 секунд. По 10 градусов в секунду. Примерная мощность теплоотдачи щита площадью 10м2 через излучение 5.67*(10:-8*10*10:12) = 5.67 * 10^5 Вт. То есть в 20 раз меньше, чем нужно для охлаждения. Равновесная температура для рассеяния 10 МВт с 10 м2 - приблизительно 2300 К, или же 2000С. Щит при этой температуре будет рассеивать те же 10 МВт, которые получает от ионного пучка. 2000С - это лучшие тугоплавкие стали. Впрочем, в _принципе_ такая температура достижима. Более того, щит на 10 м2, закрывающий носовую часть корабля, может весить существенно меньше тонны - нам ведь не особенно нужна толщина, а только площадь - хватит веса в десятки килограммов и покрытия из фольги - тяга-то измеряетс граммами. Правда, понадобится делать щит двухслойным - черный основной щит и зеркальный отражающий, не дающий этим переизлучаемым 10 Мвт греть корабль.

Ну, и остаются еще проблемы фокусировки ;-).
Звездной России - Быть!

sleo

ЦитироватьПочитал ихний PDF. На стр. 45: чтобы запустить 10 тонн с LEO например к Марсу (дельта V = 3 км/с) на околоземной орбите понадобится иметь 2 тонны рабочего тела и на 200 тонн батареек :)

Вы немного не туда посмотрели:) Приведенные ваши данные - только начальная стадия полета (околоземные маневры на LEO). Авторы честно сравнивают этот вариант с хим. ракетами, для которых нужно только  20 тонн топлива.  Но вы посмотрите дальше: для дельта V = 20 км/с (путешествие к Марсу) требуется 3000 тонн "батареек" против 18000 тонн "химии".
Кстати, рассматриваются ведь не обычные ионники. Изюминка в силовом взаимодействии магнитного поля корабля и магнитного поля плазменного шнура (шнур в целом электронейтрален, но подвижности электронов и ионов разные).

Stargazer

Тут речь не об ионнике. Видимо, имеется в виду использовать задел по пучковому оружию, которое разрабатывали в свое время и в США и в России.
Много интересных вопросов, конечно. Поражающий фактор пучкового оружия - электромагнитный импульс, возникающий при торможении пучка. Как предполагается организовать радиационную защиту, чтоб этот разгоняющий пучок не пожег электронику на разгоняемом аппарате к такой-то матери? :)

hcube

А какая фиг разница? Пучковое оружие есть тот же ионник, он же ускоритель - только сфокусированный. Кстати при росте УИ на фиксированную тягу приходится линейно больше энергии - это я к тому, что если ускоряющий потенциаль больше, то и рассеивать придется больше.

P.S. Вообще, это IMHO просто варварство - ТАКОЙ поток мощности просто 'спускать' в космос в виде излучения. Ведь с 10 МВт выделяющихся на щите можно получить до 5 МВт электрической мощности безо всяких там ядерных реакторов!
Звездной России - Быть!

hcube

> Кстати, рассматриваются ведь не обычные ионники. Изюминка в силовом взаимодействии магнитного поля корабля и магнитного поля плазменного шнура (шнур в целом электронейтрален, но подвижности электронов и ионов разные).

Бла-бла-бла... расфокусируется оно нафиг, если не будет СТРОГО электронейтральным. Сначала самоупорядочится, а потом расфокусируется.  Это конечно надо смотреть... но даже электронейтральный газ в вакууме рассеивается. А тут - плазма!
Звездной России - Быть!

Stargazer

ЦитироватьА какая фиг разница? Пучковое оружие есть тот же ионник, он же ускоритель - только сфокусированный. Кстати при росте УИ на фиксированную тягу приходится линейно больше энергии - это я к тому, что если ускоряющий потенциаль больше, то и рассеивать придется больше.

P.S. Вообще, это IMHO просто варварство - ТАКОЙ поток мощности просто 'спускать' в космос в виде излучения. Ведь с 10 МВт выделяющихся на щите можно получить до 5 МВт электрической мощности безо всяких там ядерных реакторов!

Насчет варварства я согласен. Как-то раз я видел проект разгона тяжелого корабля радиоизлучением, серьезный такой проект, с расчетами. Я на него рецензию писал :)
Насчет пучка - это не ионник. Ионник использует сетки между которыми приложена разность потенциалов, пучок получается цилиндрический итак, фокусировать там нечего.  А пушка, которая интенсивный электронный пучок генерирует - это совсем другая песня. Там специальная система фокусировки нужна. Кажется, для пучкового оружия применяли так называемый телескоп, который увеличивал ширину пучка, снижая расходимость. Американцы вроде даже запускали такую штуку

sleo

Цитировать> Кстати, рассматриваются ведь не обычные ионники. Изюминка в силовом взаимодействии магнитного поля корабля и магнитного поля плазменного шнура (шнур в целом электронейтрален, но подвижности электронов и ионов разные).

Бла-бла-бла... расфокусируется оно нафиг, если не будет СТРОГО электронейтральным. Сначала самоупорядочится, а потом расфокусируется.  Это конечно надо смотреть... но даже электронейтральный газ в вакууме рассеивается. А тут - плазма!

Цитата со стр. 57:

"Differential motion between the ions and electrons are generated currents and electric fields such that the magnetic field in which the plasma is born stays with the plasma."

Именно поэтому я написал, что  "шнур в целом электронейтрален, но подвижности электронов и ионов разные".
 Насколько я понял, магнитное поле от "источника" концентрируется вокруг плазменного луча, и именно с этим м. полем взаимодействует м. поле приемника.

Кстати,  что вы имели в виду под "Бла-бла-бла"? Нельзя ли раскрыть тему подробнее?

Ber

Тема эта на форуме уже обсуждалась.  Мне кажется идеальное место для излучателя на Луне. Там и энергию добыть проще и о стабилизации можно не думать.
"Too much of anything is bad, but too much good whiskey is barely enough."  Mark Twain (C)

hcube

А все очень просто. Посчитайте, какой будет тормозной путь... да, вон, хотя бы у нарисованного ATV, при УИ пучка (очень оптимистичном) 20 км/с и мощности 'парковочного устройства' - тоже оптимистичной - в 100 КВт. Если КПД 100%, то тяга такого устройства будет 10 граммов. 20-тонный ATV будет при такой тяге иметь ускорение в 0.005 см/c за сек и сбросит 50 м/с за 10000 секунд, иначе говоря - за 3 часа. При этом 'тормозной путь' будет 500 километров. Это для 50 м/с. При сравнимом уровне ускорения 2 км/с будут набираться в 40 раз дольше, а дистанция разгона будет больше уже в 1600 раз - то есть равна 800.000 км.

А теперь, пожалуйста, покажите мне устройство, которое может генерировать направленное магнитное поле в форме трубки, достаточное для удержания плазменного пучка на дистанции (хотя бы) в 500 км. И, если оно существует, то может просто использовать его непосредственно для притягивания / отталкивания корабля, снабженного простым постоянным магнитом?
Звездной России - Быть!

Fakir

Да бредятина это дремучая. Невозможно сфокусировать плазменную струю на больших масштабах, вне зависимости от того, электронейтральна она или нет (электронейтральна, конечно - иначе это не плазма, но от этого не легче), это же не жиденький пучок частиц из ускорителя, где каждая частица фактически сама по себе, и коллективных явлений нет. Плазменная струя будет расходиться со страшной силой.

sleo
ЦитироватьНасколько я понял, магнитное поле от "источника" концентрируется вокруг плазменного луча, и именно с этим м. полем взаимодействует м. поле приемника.

Для плазмы вне внешних магнитных систем это не звучит, как абсолютный бред, лишь в том случае, если ВДОЛЬ плазменного шнура течет ток. Что практически невозможно.

Agent

Вот чето про магнитные сопла для плазмы. Но это для "самоходных" КА, как я понял

http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=16815

Shiver

ЦитироватьВот чето про магнитные сопла для плазмы. Но это для "самоходных" КА, как я понял

http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=16815

Похоже на очердной VASIMR   :wink:

http://www.isso.uh.edu/postdoc/2004/garrison.htm