Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[benderr]

vasanov пишет:
Релятивистские частицы удерживаются электрическим полем,.........бла-бла-бла

снова этот бред про 50 000 км КК,обложеный микро-черными дырами...  :cry:

[benderr]

vasanov пишет:
это будет, что-то типа многослойных колец друг в друге. Почти внешнее из релятивистских электронов, они при своем вращении создают магнитное поле,

и кто же их так любезно вращает?  

и дальнейшая ах..инея-фасепалм  :cry:

[vasanov]

benderr пишет:
и кто же их так любезно вращает?

Ответил в теме звездолет типа ускорителя.В Черной дыре. Тут замолкаю. Чтоб не шокировать публику.

[TAU]

Складывается впечатление, что возить с собой огромные запасы пищи, воды и воздуха не обязательно. Корабль может стать "продолжением" мозга, фактически - телом...


Парализованная женщина управляет истребителем с помощью силы мысли 

Цитата
Директор DARPA Арати Прабхакар рассказала, что парализованная женщина сумела при помощи мысли успешно управлять авиасимулятором истребителя F-35 и одномоторного самолета Cessna.
Это последнее из достижений 55-летней Ян Шейерма... Вначале Шейерман управляла роботизированной рукой и выполняла такие задачи, как дать себе самой шоколадку и сделать жест «дай пять» или поднять большой палец вверх... В отличие от пилотов, использующих технологию симуляторов для обучения, Шейерман не собиралась управлять самолетом с помощью джойстика. Она хотела управлять самим самолетом — и у нее это получилось. Прабхакар отмечает: «Вообще, для человека, который никогда не водил самолет — а в обычной жизни она не пилот, — она неплохо справляется с управлением непосредственно с помощью нейросигналов»... «Проводя эту работу, мы видим, что в будущем появится шанс снять с мозга ограничения, которые накладывает человеческое тело. Можно только вообразить удивительно прекрасные и невероятно ужасные вещи, которые скрываются за этой дверью».

Вот еще:
Обезьяны научились управлять механической рукой силой мысли

Манипулятор был закреплен возле левого плеча подопытных обезьян, лапы которых были зафиксированы так, чтобы они не могли двигаться. В течение нескольких дней обезьян обучали управлять движениями механической руки. В итоге их мозг научился воспринимать ее как "свою". Животные могли не только брать пищу, доносить до рта и отпускать, но также они научились очищать "пальцы" манипулятора от прилипшей пастилы и отщипывать от предлагаемых лакомств небольшие кусочки. Для того чтобы сигнал от мозга обезьян передавался манипулятору, ученые ввели в двигательную кору животных около ста электродов...

в данном эксперименте ученым удалось показать, что мозг способен воспринимать внешний предмет как часть тела. Путем тренировок можно заставить мозг научиться управлять им так же свободно, как и "родными" конечностями

[pkl]

Эта технология не может дать ответ на вопрос, откуда взять в полёте огромные запасы пищи, воды и воздуха.

[Александр Бойков]

pkl пишет:
Эта технология не может дать ответ на вопрос, откуда взять в полёте огромные запасы пищи, воды и воздуха.

Эта технология управления не имеет никакого отношения к межзвездным перелетам.И вообще даже в отдаленном будущем 5-7тыс.лет межзвездные перелеты для человека будут неосуществимы. Скорее всего они и не понадобятся. Реальный путь создание крупных телескопов в космосе для поиска и исследования экзопланет,а на основании этих исследований поиск "сигналов" по программе SETI.

[vasanov]

algol57 пишет:
И вообще даже в отдаленном будущем 5-7тыс.лет межзвездные перелеты для человека будут неосуществимы.  Реальный путь создание крупных телескопов в космосе для поиска и исследования экзопланет,а на основании этих исследований поиск "сигналов" по программе SETI.

Сильно пессимистично, думаю лет через 10 уже можно будет летать к звездам, хотя это зависит от денег, сколько позволят себе потратить развитые страны и точно нужно вскладчину. Но денег тратящихся сейчас на войны, точно хватило бы.
 А создание мощных телескопов, самый правильный путь обнаружения цивилизаций и исследования звезд и их планет. Но к сожелению разрешение телескопа в оптическом диапазоне имеет свои пределы, разрешение телескопа нельзя увеличивать до бесконечности. Так, что врятли увидим тараканов на других ( не солнечных )планетах. 

[Андрей Логинов]

http://web.archive.org/web/20091026192110/http://geocities.com/televisioncity/2049/DAEDALUS.HTM

The next speaker, Dr. Tony Martin, went on to describe some of the more plausible of the available propulsion proposals and systematically reduced them to a single surviving candidate.

Controlled nuclear processes might yield two types of engine, i.e. those restricted by exhaust velocity and those restricted by weight. For example, the controlled fusion engine and the nuclear electric systems all have a very high mass associated with the hardware required to implement the system and hence the achievable acceleration is very low. This results in having to spend centuries just accelerating to the desired velocity - which is clearly not satisfactory for the present study. High thrust devices such as the thermodynamic nuclear engines of the NERVA type could achieve the acceleration, but the low exhaust velocity of about 104 m/s meant that the amount of propellant required would be enormous and was impractical. In regard to photon rockets, Dr. Martin pointed out that to attain 1g0 acceleration, the rocket would have to generate power at the rate of 3 x 109 w/Kg of vehicle mass. Not only this, but having generated the energy it was necessary to reflect it away from the starship with mirrors having absorbivity of less than 1 part in 106! Only an electron gas mirror might do that and even this raised many doubts. There were two final possibilities. First was the interstellar ramjet. Despite enormous prospects for the future of this system, the idea was not well enough advanced today to allow any realistic appraisal of what such a vehicle might look like, or its capabilities. The problems of how to scoop up the tenuous interstellar medium with a density of about 1 atom/cm3 were very difficult to resolve. If a magnetic field was employed, it would tend to reflect back into space the very particles it was attempting to collect. Even if the field problems could be overcome, bursting loads imposed on the vehicle structure were beyond our current technology. So, reluctantly, Dr. Martin moved to the only propulsion system which currently looks as though it might be practical, and capable of an interstellar mission. That was the nuclear pulse rocket. This device worked by exploding relatively small thermonuclear bombs behind the vehicle and propelling it forward by the impacts received from the expanding products of the explosion. Because bombs were small, it would be necessary to ignite them by means of a high-power laser or electron beam, produced by equipment carried on the vehicle. To make the system more effective, detonations would take place in a cusp shaped magnetic field. This would not only make the exhaust more directional, but also reduce the ablation of the vehicle protection system to a negligible level. Two nuclear reactions may be possible for the bomb, a deuterium/tritium or helium 3/deuterium reaction. The latter one had a low neutron production.

http://alfven.princeton.edu/papers/sciam2009.pdf

So far the most advanced designs could impart a delta-v of 100 km/s—much too slow to take a spacecraft to the far-off stars but plenty enough to visit the outer planets in a reasonable amount of time.

[gabiturat]

И вообще даже в отдаленном будущем 5-7тыс.лет межзвездные перелеты для человека будут неосуществимы. Скорее всего они и не понадобятся. Реальный путь создание крупных телескопов в космосе для поиска и исследования экзопланет,а на основании этих исследований поиск "сигналов" по программе SETI.

Сигналы в карман не положишь. За 5-7 тыс. лет даже при нынешнем темпе технического прогресса все изменится очень сильно. Если не будет постапокалиптической деградации.

[hlynin]

И вообще посмотрим в зеркало, вспомним историю и посмотрим хронику текущих событий. Куда уж с таким рылом покорять Галактику. Скромнее надо, господа хомусы

[gabiturat]

hlynin пишет:
И вообще посмотрим в зеркало, вспомним историю и посмотрим хронику текущих событий. Куда уж с таким рылом покорять Галактику. Скромнее надо, господа хомусы

Да рыло всегда будет такое. Нужно просто признать, что некоторые земные проблемы решены никогда не будут и, более того, обретут новый космический  масштаб.  Никакого утопического будущего, где все счастливы, на это даже надеяться не стоит.
И тогда с алчным мозгом, грязными помыслами и гнилым сердцем можно будет смело покорять галактику.

[hlynin]

gabiturat пишет:
И тогда с алчным мозгом, грязными помыслами и гнилым сердцем можно будет смело покорять галактику.

Да ещё перед стартом друг друга удавят и Галактика этого даже не заметит

[Андрей Логинов]

http://go2starss.narod.ru/sem/S016_zased.html

Следующим выступил доктор Тони Мартин (Tony Martin). В своем докладе он сосредоточился на анализе идеи межзвездного привода. Сначала он описал доступные и мыслимые систем ракетных двигателей для подобного корабля. Рассматривая их, доктор систематически сузил число возможных решений до единственного решения, по мнению инициаторов, подходящего для целей миссии.
Он начал с того, что управляемые ядерные процессы могут быть использованы в двух типах двигателей. Термическая ядерная ракета и электроракетный привод с питанием от ядерного реактора. Первый тип ограничивается допустимой температурой, а в итоге и скоростью истечения рабочей массы, другой - максимальной тягой. Например, электроракетный двигатель, который бы использовал ядерный реактор в качестве источника электроэнергии, имеет очень большую массу оборудования для преобразования ядерной энергии в электричество. Как следствие, такой двигатель всегда будет обеспечивать кораблю очень небольшое ускорение. Это, в конце концов, приведет к тому, что потребуются столетия, чтобы полезный груз достиг нужной скорости, и он явно не годятся для использования в данном случае.
Нужной величины тяги можно добиться в чисто термических ядерных двигателях типа NERVA. Это двигатель первого типа, где энергия, выделяемое ядерной реакцией, в виде тепла прямо передается рабочей массе. Но очень низкая скорость истечения этой массы (приблизительно 10 км/c) фатально означает, что количество топлива для разгона до нужной скорости - невообразимо огромно. Такой двигатель для межзвездной миссии тем более непригоден.
В отношении гипотетического фотонного двигателя доктор Мартин заметил, что дабы фотонная ракета имела ускорение 1g воображаемый двигатель должен вырабатывать мощность, не менее 3 ГВатт на один килограмм массы корабля. Всю эту энергию следует отразить от зеркала звездолета с фантастической отражательной способностью, если вы не хотите чтобы то мгновенно испарилось. Это гипотетическое зеркало должно поглощать не более чем 1 миллионную часть этой энергии. Только очень теоретическое зеркало из электронного газа, возможно, смогло бы это сделать, хотя и это вызывает огромные сомнения.
Остаются две заключительные возможности, подвел промежуточный итог доктор Мартин. Прежде всего, это так называемая, "межзвездная прямоточка" или рамджет (ramjet). Хотя у этой идеи есть хорошие шансы в будущем, но сейчас этот тип привода имеет ряд теоретически нерешенных проблем и мы не готовы приступить к ее инженерной оценке. Пока мы не можем себе представить, что подобное транспортное средство могло бы из себя представлять.
Первая и главная проблема "прямоточки" (констатировал доктор Мартин) в том, как построить гигантскую и легкую воронук-сборщик для крайне разряженного межзвездного водорода с плотностью всего 1 атом на кубический сантиметр космического пространства? Это очень трудная задача. Если использовать магнитное поле, то оно будет отражать назад в космос собранные частицы. Но даже если эту проблему как-то можно преодолеть, то силовые нагрузки на катушку, генерирующую сверхмощное магнитное поле-совок, неизбежно будут разрывать ее. Эти нагрузки окажутся настолько колоссальны, что их преодоление - вне наших теперешних технологических возможностей и известных нам материалов.
Так постепенно доктор Мартин приблизился к единственной системе привода, которая, по мнению инициаторов проекта, в ближайшее время выглядит как практически осуществимая с одной стороны и вполне применимой для реализации предполагаемой межзвездной миссии с другой. Это импульсный ядерный ракетный двигатель. Подобное устройство работает, взывая маленькие ядерные бомбы позади корабля и получая импульс от расширяющихся продуктов взрыва. Так как бомбы маленькие, реакцию в них следует поджигать потоками мощных лазерных лучей или электронными пучками. Чтобы эффективней использовать энергию взрывов их нужно производить в центре магнитной ловушки специальной формы. Это не только сделает использование энергии взрывов более эффективной, но и снизит тепловую и радиационную нагрузку на систему защиты корабля до конструктивно приемлемых величины.

На рисунке показана схема лазерного ТЯРД, выполненная в соответствии с разработками Р. Хайда, Л. Вуда и Дж. Наколлса (R. Hide, L. Wood & J. Nuckolls) (1972 г.). Камеру сгорания (КС) ТЯРД образуют два соосных сверхпроводя­щих соленоида - малого диаметра с высокой напряжен­ностью магнитного поля (1) и большого диаметра с мень­шей напряженностью (2). Из термоядерного топлива (3), которое в межзвездном пространстве может храниться без баков, в специальных установках (4) изготавливают­ся мишени массой 0,1-1,0 г. С помощью линейного маг­нитного ускорителя (5) мишени подаются в магнитный фокус КС (6) и поджигаются лучами многоканального га­зового лазера (7) фокусируемыми зеркалами (    . Боль­шая часть образовавшейся высокоионизированной плаз­мы выталкивается магнитным полем по оси КС, сущест­венно меньшая уходит в противоположном направлении в так называемый "конус потерь" и поглощается охлаждае­мой защитой (9). Электроэнергия для накачки лазеров и устройств подачи мишеней обеспечивается соленоидами (10), ориентированными на точку горения. Расширяюща­яся плазма деформирует магнитное поле, и его изме­нение генерирует ток в этих соленоидах. Все элементы ТЯРД либо нагреваются излучением из зоны термоядер­ного горения, либо сами являются мощными источниками тепла, поэтому самыми большими по размеру элемента­ми двигателя являются радиаторы (11). Они могут быть выполнены на основе тепловых трубок либо по более эф­фективным схемам капельных или пылевых радиаторов. Жесткость конструкции обеспечивается трубчатыми си­ловыми элементами (12).
 (из статьи И. Моисеева "Двигатели для межзвездных перелетов" PK 10. 2007г.)

В качестве наиболее вероятного термоядерного топлива можно рассматривать две реакции синтеза. Дейтерий-тритиевую и гелия-3 с дейтерием. Но только последняя реакция дает низкое нейтронное излучение. И именно на таком типе топлива, подвел итого доктор Мартин, можно достигнуть скорость более чем 10 000 км/c что вполне достаточно для успешного выполнения поставленной миссии.



Следующим выступил доктор Тони Мартин (Tony Martin). В своем докладе он сосредоточился на анализе идеи межзвездного привода. Сначала он описал доступные и мыслимые систем ракетных двигателей для подобного корабля. Рассматривая их, доктор систематически сузил число возможных решений до единственного решения, по мнению инициаторов, подходящего для целей миссии.
Он начал с того, что управляемые ядерные процессы могут быть использованы в двух типах двигателей. Термическая ядерная ракета и электроракетный привод с питанием от ядерного реактора. Первый тип ограничивается допустимой температурой, а в итоге и скоростью истечения рабочей массы, другой - максимальной тягой. Например, электроракетный двигатель, который бы использовал ядерный реактор в качестве источника электроэнергии, имеет очень большую массу оборудования для преобразования ядерной энергии в электричество. Как следствие, такой двигатель всегда будет обеспечивать кораблю очень небольшое ускорение. Это, в конце концов, приведет к тому, что потребуются столетия, чтобы полезный груз достиг нужной скорости, и он явно не годятся для использования в данном случае.
Нужной величины тяги можно добиться в чисто термических ядерных двигателях типа NERVA. Это двигатель первого типа, где энергия, выделяемое ядерной реакцией, в виде тепла прямо передается рабочей массе. Но очень низкая скорость истечения этой массы (приблизительно 10 км/c) фатально означает, что количество топлива для разгона до нужной скорости - невообразимо огромно. Такой двигатель для межзвездной миссии тем более непригоден.
В отношении гипотетического фотонного двигателя доктор Мартин заметил, что дабы фотонная ракета имела ускорение 1g воображаемый двигатель должен вырабатывать мощность, не менее 3 ГВатт на один килограмм массы корабля. Всю эту энергию следует отразить от зеркала звездолета с фантастической отражательной способностью, если вы не хотите чтобы то мгновенно испарилось. Это гипотетическое зеркало должно поглощать не более чем 1 миллионную часть этой энергии. Только очень теоретическое зеркало из электронного газа, возможно, смогло бы это сделать, хотя и это вызывает огромные сомнения.
Остаются две заключительные возможности, подвел промежуточный итог доктор Мартин. Прежде всего, это так называемая, "межзвездная прямоточка" или рамджет (ramjet). Хотя у этой идеи есть хорошие шансы в будущем, но сейчас этот тип привода имеет ряд теоретически нерешенных проблем и мы не готовы приступить к ее инженерной оценке. Пока мы не можем себе представить, что подобное транспортное средство могло бы из себя представлять.
Первая и главная проблема "прямоточки" (констатировал доктор Мартин) в том, как построить гигантскую и легкую воронук-сборщик для крайне разряженного межзвездного водорода с плотностью всего 1 атом на кубический сантиметр космического пространства? Это очень трудная задача. Если использовать магнитное поле, то оно будет отражать назад в космос собранные частицы. Но даже если эту проблему как-то можно преодолеть, то силовые нагрузки на катушку, генерирующую сверхмощное магнитное поле-совок, неизбежно будут разрывать ее. Эти нагрузки окажутся настолько колоссальны, что их преодоление - вне наших теперешних технологических возможностей и известных нам материалов.
Так постепенно доктор Мартин приблизился к единственной системе привода, которая, по мнению инициаторов проекта, в ближайшее время выглядит как практически осуществимая с одной стороны и вполне применимой для реализации предполагаемой межзвездной миссии с другой. Это импульсный ядерный ракетный двигатель. Подобное устройство работает, взывая маленькие ядерные бомбы позади корабля и получая импульс от расширяющихся продуктов взрыва. Так как бомбы маленькие, реакцию в них следует поджигать потоками мощных лазерных лучей или электронными пучками. Чтобы эффективней использовать энергию взрывов их нужно производить в центре магнитной ловушки специальной формы. Это не только сделает использование энергии взрывов более эффективной, но и снизит тепловую и радиационную нагрузку на систему защиты корабля до конструктивно приемлемых величины.
На рисунке показана схема лазерного ТЯРД, выполненная в соответствии с разработками Р. Хайда, Л. Вуда и Дж. Наколлса (R. Hide, L. Wood & J. Nuckolls) (1972 г.). Камеру сгорания (КС) ТЯРД образуют два соосных сверхпроводя­щих соленоида - малого диаметра с высокой напряжен­ностью магнитного поля (1) и большого диаметра с мень­шей напряженностью (2). Из термоядерного топлива (3), которое в межзвездном пространстве может храниться без баков, в специальных установках (4) изготавливают­ся мишени массой 0,1-1,0 г. С помощью линейного маг­нитного ускорителя (5) мишени подаются в магнитный фокус КС (6) и поджигаются лучами многоканального га­зового лазера (7) фокусируемыми зеркалами ( . Боль­шая часть образовавшейся высокоионизированной плаз­мы выталкивается магнитным полем по оси КС, сущест­венно меньшая уходит в противоположном направлении в так называемый "конус потерь" и поглощается охлаждае­мой защитой (9). Электроэнергия для накачки лазеров и устройств подачи мишеней обеспечивается соленоидами (10), ориентированными на точку горения. Расширяюща­яся плазма деформирует магнитное поле, и его изме­нение генерирует ток в этих соленоидах. Все элементы ТЯРД либо нагреваются излучением из зоны термоядер­ного горения, либо сами являются мощными источниками тепла, поэтому самыми большими по размеру элемента­ми двигателя являются радиаторы (11). Они могут быть выполнены на основе тепловых трубок либо по более эф­фективным схемам капельных или пылевых радиаторов. Жесткость конструкции обеспечивается трубчатыми си­ловыми элементами (12).
(из статьи И. Моисеева "Двигатели для межзвездных перелетов" PK 10. 2007г.)
В качестве наиболее вероятного термоядерного топлива можно рассматривать две реакции синтеза. Дейтерий-тритиевую и гелия-3 с дейтерием. Но только последняя реакция дает низкое нейтронное излучение. И именно на таком типе топлива, подвел итого доктор Мартин, можно достигнуть скорость более чем 10 000 км/c что вполне достаточно для успешного выполнения поставленной миссии.

[benderr]

2 Андрей Логинов

какойто странный у вас способ «публикации» -не желаете,не копипастьте,для чего втыкать туеву хучу текста нечитаемо-мелким шрифтом?

спойлер вам по религиозным соображениям не подхоит?

[pkl]

Можно было просто ссылку - мы все знаем этот сайт.

[Kras]

Кубик пишет:

pkl пишет:  Шацков Евгений пишет: Космос придется осваивать непременно, так же как с древнейших времен люди осваивали Землю. Причем придется не только изучать небесные тела или эксплуатировать их богатства, но и обживать их. Необходимость в этом настанет довольно скоро из-за стремительно растущих потребностей человечества, которые Земля удовлетворять уже не в силах. Уже ясно, что реальных вариантов немного. Это могут быть лишь планеты Солнечной системы. Наиболее подходящий объект - Венера. Ее освоение позволило бы удвоить ареал обитания людей. Но для этого необходимо преобразовать атмосферу планеты, снизить температуру, создать почву и растительность.

Есть и другой вариант. Даже два:
1. Сократить потребности человечества;
2. Сократить численность человечества

Второй вариант всё ещё маячит "в автомате", вкупе с последующим первым, а первый никак не принимается всерьёз, и теми, кто развивает "энергоэкономичные" технологии для того, чтобы как можно больше барахла навешать на потребителя, и теми, кому второй не по душе - плодиться охота, проповедуется примитивная жизнь теми, кто отнюдь не против современных достижений, если они в руках вождей, пусть и цели их не дают перспективы для прогресса...Пол Пот и то был последовательнее - три четверти "лишних ртов" просто забивали, чтоб патроны не нужны были..
А Венера - столь долгосрочная перспектива, что и думать о ней разве что мировому правительству , избранному навсегда...Ей-богу, повторюсь - не легче ли поменять местами Марс с Венерой?  

[Кубик]

Похоже, кому-то хочется повысить мой "индекс цитирования"...  .Ну, спасибо...

[Алихан Исмаилов]

 Не знаю была ли здесь такая идея.
В качестве межзвёздного корабля использовать астероид или комету. Диаметр, допустим в интервале 100-1000 м.
Преимущества:
1.Не нужен корпус для космического корабля.
2.Не нужны баки для хранения топлива.
3.Не нужно завозить топливо для ЭРД.

План полёта приблизительно такой:
1.Сначала берём ближайшие 10 звёзд и сопоставляем их со списком астероидов и комет. Целью является найти подходящий объект по параметрам (совпадение плоскости орбиты и направление афелия, наиболее приемлемый перигелий для перелёта с Земли на астероид или комету).
2.Завозим туда нужное количество ядерного топлива, для предварительно построенного там ядерного реактора.
3.Устанавливаем нужное количество ЭРД и ЖРД.
4.Доставляем оборудование для производства кислорода.
5.Доставляем жилые модули с СЖО.
6.Изменяем орбиту, делаем её более вытянутой.
7.В определённый момент начинаем межзвёздный перелёт включив все имеющиеся двигатели.
 

[Ded]

Алихан Исмаилов пишет:
Не знаю была ли здесь такая идея.
В качестве межзвёздного корабля использовать астероид или комету. Диаметр, допустим в интервале 100-1000 м.
Преимущества:
1.Не нужен корпус для космического корабля.
2.Не нужны баки для хранения топлива.
3.Не нужно завозить топливо для ЭРД.

План полёта приблизительно такой:
1.Сначала берём ближайшие 10 звёзд и сопоставляем их со списком астероидов и комет. Целью является найти подходящий объект по параметрам (совпадение плоскости орбиты и направление афелия, наиболее приемлемый перигелий для перелёта с Земли на астероид или комету).
2.Завозим туда нужное количество ядерного топлива, для предварительно построенного там ядерного реактора.
3.Устанавливаем нужное количество ЭРД и ЖРД.
4.Доставляем оборудование для производства кислорода.
5.Доставляем жилые модули с СЖО.
6.Изменяем орбиту, делаем её более вытянутой.
7.В определённый момент начинаем межзвёздный перелёт включив все имеющиеся двигатели.

Вы серьезно???

А подробнее???

[pkl]

Алихан Исмаилов пишет:
Не знаю была ли здесь такая идея...

Это один из вариантов корабля поколений. Многократно описан в фантастике.