Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[pol popelsky]

ВСЕГО

[Константин Дюкарев]

Учёные выбирают пункт назначения первого межзвёздного корабля
http://science.compulenta.ru/638425/
http://www.livescience.com/16372-interstellar-travel-starship-destinations.html
http://www.100yss.org/symposium.html

Эту на первый взгляд, фантастическую новость, повторяют и другие уважаемые сайты:
http://science.compulenta.ru/638425/
http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&no_cache=1&tx_ttnews[tt_news]=1914&cHash=737df931c6019f5ec4a9cfc984271c53

Альфа Центавра (изображение MSX / IPAC / NASA).

[Dark]

Был на этом симпозиуме, было интересно.

Суть была скорее в возможности высказатся на разные темы, имеющие отношение к межзвездным перелетам вообще.  От разных схем субсветовых звездолетов до последствий обнаружений внеземных цивилизаций для мировых религий.

Примерный список вопросов:

1)как преодолеть межзвездные расстояния
2)куда лететь
3)биомедицинские проблемы (радиация, невесомость)
4)экономические вопросы (кто финансирует, какие прибыли, как повлияет состояние экономики на будущие проекты)
5)Общественно-социальные темы (как заинтересовать публику такого рода идеями, маркетинг и бренд, мотивация долгосрочных проектов)
6) вопросы искусственных обитаемых сооружений и т.п.
7)философские и религиозные соображения которые имеют отношения к межзвездным перелетам

все работы обещают опубликовать - прочитаю и попробую сделать обзор

Задавайте вопросы!

[Иван Моисеев]

Задавайте вопросы!

А вы могли бы назвать наиболее активных участников симпозиума? Кто там самый "буйный"?

[Dark]

Затрудняюсь точно ответить, но одним из наиболее активных был Marc G. Millis, один из главных участников NASA's Breakthrough Propulsion Physics Project (1996-2002).

[AlexV]

Если не очень понятно, то вспомните из какой-нибудь популярной книжке про "относительность одновременности". А теперь смотрите. Пусть в систем покоя гравицапы происходит мгновенный прыжок, то есть "начало" и "конец" телепортации одновременны. Можно выбрать такую систему остчёта (любая система, дважущаяся относительно первой так, что есть ненулевая компонента скорости вдоль направления прыжка), что эти события окажутся неодновременны. Причём, от направления скорости будет зависеть, будет ли "начало" раньше "конца" или наоборот. Ну, дальше прыгнувший космонавт переходит в ту систему (обычными двигателями), где "конец" раньше "начала" и прыгает в обратном направлении (прыгнуть ему на этот раз придётся немного дальше и потратить больше луца, но это детали). В итоге он прибудет в точку отправления раньше самого этого отправления. Ну и можно начинать убивать дедушку.

Позволю себе небольшой офтопик. Это всё так. Вот только "парадокс деда" вовсе не обязательно является абсолютным запретом на такие перемещения.

Его можно достаточно красиво решить в рамках квантовой механики. Дело в том, что в релятивисткой квантовой механики существует утверждение об эквивалентности принципа локальной причинности и унитарности оператора эволюции. Т.е. такое перемещение должно привести к нарушению унитарности эволюции системы, что эквивалентно нарушению эрмитовости оператора взаимодействия. Эффективные неэрмитовы операторы взаимодействия возникают в теории квантовых диссипативных систем и вопрос их физического смысла исследовался. Показано, что эволюцию системы с неэрмитовым оператором взаимодействия можно описать с помощью ограниченного интеграла по путям, т.е. по сути неэрмитова часть оператора взаимодействия соответствует уничтожению части возможных траекторий системы (кстати, этот подход ряд авторов пытаются использовать для решения проблемы селективных измерений).

Если вернуться к парадоксу деда, то в том случае, если такой взгляд верен, это значит, что попасть в собственное прошлое допустить возможно, но при этом должны уничтожаться все траектории которые ведут к парадоксу. Проще говоря, наш космонавт не сможет убить деда. При любой попытке с ним будут случаться какие-то случайные события, которые будут мешать это сделать (собьёт автомобиль, заклинит пистолет и так далее до бесконечности, причём, чем ближе он будет к цели тем менее вероятные случайные события будут ему мешать).

[Alex_Semenov]

Константин Дюкарев пишет:
 

Учёные выбирают пункт назначения первого межзвёздного корабля

Судя из заметок ничего оригинального не произошло.
Какие свежие идеи там звучали?
Например, на Астрофоруме появилась ссылка на работу:

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1109/1109.5318.pdf

Люди исходя из предположения что мир не рухнет но и не сильно станет жить чем теперь (в 5-6 раз лучше) предлагают организовать некоммерческий общественный фонд, который вложет свои средства в "длинные деньги" и за 500 лет при скромных 1.7% годовых накопит таки необходимый для межзвездного полета ТРИЛИЛН долларов.
Идея интересная.
Не верю что трилион будет накоплен и потрачен по назначению. Но то что фонд мог бы стать неплохим "знаменем" - уже полезно.

[zyxman]

Люди исходя из предположения что мир не рухнет но и не сильно станет жить чем теперь (в 5-6 раз лучше) предлагают организовать некоммерческий общественный фонд..за 500 лет при скромных 1.7% годовых накопит таки необходимый для межзвездного полета ТРИЛИЛН долларов.

Нужен не столько фонд для накопления денег на полет, сколько некая организация (или какая-то другая форма), которая вообще будет систематически решать вопросы МП.
Например, ключевой вопрос: как построить организацию, которая будет с хоть какой-то ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ эффективностью решать задачи на периоде 100 и более лет - надежного ответа неизвестно - большинство организаций на таком периоде просто гибнут, либо изменяют начальной цели.

PS На самом деле 100-летних организаций есть и идеи и даже реальные примеры, но до надежного ответа на вопрос еще далеко.

[Павел73]

Генерация бреда продолжается  :twisted: !

Нейтронный ракетный двигатель.

Идеального отражателя нейтронов нет, но допустим, что есть . Делаем из него параболическое зеркало, в фокусе помещаем нейтронную бомбу с максимально возможным выходом нейтронов и взрываем. Нейтроны разлетаются с большими скоростями, сталкиваются с зеркалом, отражаются от него и создают реактивную тягу.

Будет работать или нет?

[нейромантик]

Будет, но не засчёт импульса от неитронов.
Точнее не только за счёт импульса от неитронов.

Лучше ориентируйтесь на работу с горячей плазмой от "простых" ядерных взрывов.

[нейромантик]

Люди исходя из предположения что мир не рухнет но и не сильно станет жить чем теперь (в 5-6 раз лучше) предлагают организовать некоммерческий общественный фонд, который вложет свои средства в "длинные деньги" и за 500 лет при скромных 1.7% годовых накопит таки необходимый для межзвездного полета ТРИЛИЛН долларов.
Идея интересная.
Не верю что трилион будет накоплен и потрачен по назначению. Но то что фонд мог бы стать неплохим "знаменем" - уже полезно.

А почему не верите?
Главное - консервативные инвестиционные накопления, и источники постоянных доходов. Например роялти от книг, от изобретений, фильмов.

Вполне вменяемая инвестиционная идея. До плана ей конечно далеко, но это лучше чем сидеть на попах ровно, и мечтать о том, что государство с какого-то бодуна даст несколько триллионов на "освоение".

[Dmitri]

К полетам к звездам человечествo подтолкнут катастрофы.Как 65 миллионов лет назад, например.Или точно известно что вcя Канада покроетса  1 км толщины лъдом chepez 12000 let.Для миллиардеров это выход- cлетатъ к планетам в других солнечных системах.Наверняка туда слетают зонды автоматы.

[zyxman]

Главное - консервативные инвестиционные накопления, и источники постоянных доходов. Например роялти от книг, от изобретений, фильмов.

Кроме земельной собственности практически все другие источники дохода (особенно роялти) подвержены логистическому закону и на таких длительных периодах почти всегда их прибыльность сходит в ноль.

Вполне вменяемая инвестиционная идея. До плана ей конечно далеко, но это лучше чем сидеть на попах ровно, и мечтать о том, что государство с какого-то бодуна даст несколько триллионов на "освоение".

Я бы сказал, эта идея лучше чем ничего.
ИМХО, тут как раз и нужно делать специальную, непременно коммерческую организацию, а вменяемости управления добиваться очень глубоко проработанным уставом, который будет ограничивать возможности верхушки увести направление деятельности от основных задач - сохранения организации и научной работы.

[pkl]

Скорее это должна быть какая-то религиозная секта. "Народ Израилев". Или здоровое несокрушимое, в меру авторитарное, государство вроде Китая, Ирана или Индии.

[zyxman]

Скорее это должна быть какая-то религиозная секта. "Народ Израилев".

Возможно. Но секты принципиально предполагают постоянную психологическую обработку, и секты принципиально собирают людей подверженных обработке, тк люди неподверженные просто оттуда уходят.
Нам принципиально нужно чтобы люди создавали что-то новое оригинальное, но такие люди, которые создают новое, обычно неподвержены воздействию.

Вообще экономическая основа сект в том, что туда обычно завлекают людей туповатых и негибких умом, но с хорошими организаторскими способностями, и эти люди эту секту и кормят, делясь частью своих доходов, и этим людям просто интересно в секте заниматься любимым делом - строить иерархию подчинения итп.
Но сами люди с хорошими организаторскими способностями живут не с прямого передела ресурсов в продукт, а с внешних источников. А люди способные создать продукт в секты не идут, ибо им там не интересно.

Или здоровое несокрушимое, в меру авторитарное, государство вроде Китая, Ирана или Индии.

Государство это по определению некоторый народ (народы), живущий на определенной территории.
И у государства цель сохраниться в некоторой территории, и оно лучше всего "заточено" для этой цели, а у нас наоборот цель территорию покинуть, так что своя территория только будет мешать.

[pkl]

Идеей государства может быть отправка своих эмиссаров куда-нибудь.

Про секты не воспринимайте всерьёз - они по своей природе деструктивны.

[zyxman]

Идеей государства может быть отправка своих эмиссаров куда-нибудь.

Государства обычно очень прагматичны - ну за исключением случаев когда пилятся относительно небольшие куски ресурсов (конечно общая сумма попила может достигать астрономических величин, но они обычно распределены по многим направлениям, и непрагматичные направления обычно очень малой размерности).
Вероятно так лучше чем совсем никак, но эффективность получается катастрофически низкая - так нам прийдется всю Солнечную систему переработать ради пролетного зонда

Про секты не воспринимайте всерьёз - они по своей природе деструктивны.

Да ничего. Я думаю что в ответе аргументированно расписал _почему_ секты деструктивны

[Зомби. Просто Зомби]

Идеей государства может быть овладение технологиями и посылка автоматического пролетного разведчика для "сбора данных".

Идеей более развитого общества - что-нибудь еще.

Например, создание колонии или "просто" - "углубленное изучение".
Например, альтернативной биосферы.
После того, как ее откроют и удостоверят наземные и околоземные средства и пролетный разведчик.

[RadioactiveRainbow]

Мне вот любопытно..
везде обсуждаются двигатели, и очень скромно обсуждаются источники энергии.

Между тем, двигатель - всего лишь инженерная реализация преобразователя энергии, обладающая удельным импульсом, тягой и потребляемой мощностью.
При достаточно большом УИ (а иные варианты в срезе дальних миссий с разумным временем полета неактуальны) - массой рабочего тела можно в нулевом приближении принебречь - таким образом, достижимая скорость упирается в источник энергии.
Точнее - в удельную мощность источника энергии, и удельную энергоемкость корабля в целом.

Что у нас есть из источником энергии? Какова удельная энергоемкость [Дж/кг] современных автономных источников энергии? Обращаю внимание - источников энергии, а не энергоносителей (впрочем, первый можно приблизить к последнему, нагрузив корабль массой энергоносителя, многократно превышающей массу ИЭ и ДУ)

[zyxman]

При достаточно большом УИ (а иные варианты в срезе дальних миссий с разумным временем полета неактуальны) - массой рабочего тела можно в нулевом приближении принебречь - таким образом, достижимая скорость упирается в источник энергии.
Точнее - в удельную мощность источника энергии, и удельную энергоемкость корабля в целом.

Все верно, но вся проблема что удельная мощность источника энергии как была максимальной у ДВС, так до сих пор и осталась.
Точнее, при мощностях свыше Мегаватта у турбины удельная мощность значительно лучше, но турбина намного требовательней к обслуживанию.

Второй ограничитель радиаторы - ведь у нас по-определению любой двигатель если даже и не является тепловой машиной, то все равно ввиду далеко неединичного КПД имеет сброс паразитного тепла, и радиаторы тоже имеют очень существенные ограничения по теплоотдаче с единицы массы.
И с радиаторами ограничителей сразу два - во первых, КПД тепловой машины падает от повышения температуры холодильника (а чем ниже рабочая температура, тем больше нужна площадь), а во вторых конструкционные материалы не позволят повышать температуру самого двигателя сильно выше 300к (ну пусть 1000к), да плюс потери на теплопередачу еще что-то съедят.
Вот по совокупности выбор двигателя и источника энергии оказывается совсем невелик.

Но это если брать только известные и опробованные принципы - в вполне научной теории есть например микро черные дыры, у которых просто в принципе нет ограничения по температуре и удельная мощность может быть намного выше ДВС, правда неизвестно сколько будет весить оборудование для удержания ЧД и для ее "кормления", и также надо подумать, как использовать для создания тяги энергию выделяемую ЧД.