Звездолётостроение

 
RU Андрей Суворов #07.09.2004 12:23
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Когда бы человечество ни научилось межзвездным перелетам, звездолёты будут гигантских размеров. Почему гигантских? Энергетика подсказывает. Даже при использовании аннигиляции и к.п.д. в 50% (ну, неполная плоскопараллельность волнового фронта) нужно шесть тонн топлива (из них три тонны антивещества) для того, чтобы разогнать одну тонну конструкции до субсветовой скорости.

Но даже на субсветовой скорости полёт будет продолжаться по бортовому времени от лет до сотен лет. Значит, всяко речь идёт об искусственной биосфере или хотя бы СОЖ, замкнутой не только по кислороду и воде, но и по азоту и фосфору. Пусть даже наша цель - Альфа Центавра, всё равно меньше 10 лет из-за разгона и торможения экспедиция не займёт.

Поскольку вряд ли запасы антивещества удастся пополнить в пункте назначения, аппарат должен мочь дважды ускориться и дважды замедлиться. Это нам даёт шесть в четвертой степени. С учётом того, что корабль с замкнутой СОЖ не может весить меньше, скажем, ста тонн, получаем, что с орбиты спутника АЦ стартует 3600 тонн, а с околосолнечной - 130 000 тонн.

Если мы настаиваем на неиспользовании ядерной энергии для старта с Земли, это тысяча ракет "Сатурн-5" или ей подобных. Или пять тысяч стартов "Протона". То есть, никогда человечество не будет делать ничего подобного.

Ладно, предположим, мы строим звездолёт на Луне и пользуемся электромагнитной катапультой для вывода узлов конструкции на орбиту. Это подразумевает получение на Луне инфраструктуры - полного цикла звездолётостроительной :D промышленности. Будет ли это требовать меньше, чем 1000 ракет класса "Энергии"?

Фиг с ним. Предположим, человечество изобрело тирьямпампацию. Но, скажу я вам, поскольку тирьямпампацию не открыли до сих пор, первая установка, на которой она может быть получена, будет весить не меньше, чем самые большие из ныне построенных ускорителей элементарных частиц, да и энергии будет потреблять не меньше. Что нам даёт её вес в районе, правильно, миллиарда тонн.
 

hcube

старожил
★☆

Не. Они большие потому что медленные. если бы можно было построить звездолет с постоянным ускорением в 1G - то его разгон до C занял бы где-то пару месяцев. А там... релятивистское сжатие времени, все такое... Но такая тяга пока недостижима, не говоря уж о прямоточном двигателе.

Что же до вывода на орбиту сотен тысяч тонн конструкций.... кто сказал, что их будут выводить ракетами? Зачем? Есть куча значительно более экономичных средств вывода... Лифт, тросовые системы, многоразовые АКС, катапульты, пусковые дуги....
Убей в себе зомби!  
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
A.C.> Если мы настаиваем на неиспользовании ядерной энергии для старта с Земли, это тысяча ракет "Сатурн-5" или ей подобных. Или пять тысяч стартов "Протона". То есть, никогда человечество не будет делать ничего подобного.

Эт' тооочно. Если все же нашим потомкам взбредет в голову таким макаром населять Галактику, то
...пришлось бы превратить в ракетное топливо почти всю планету (кстати сказать, это уже не удовлетворяет условию задачи: современные ракеты не могут использовать в качестве топлива песок и глину). Жалкие остатки нашей планеты (окруженные к тому же атмосферой из ядовитых продуктов работы двигателей), которые после этой операции пойдут по новой орбите, вряд ли можно будет продолжать называть планетой Земля.
 

// Задача 20. Дайте мне точку опоры!. Книги. Наука и техника
Это Маковецкий писал, правда, несколько по иному поводу :)
Кстати, орбитальную башню/лифт он считает дьявольским изобретением ;)
 

au

   
★★
Да что вы так волнуетесь :) У людей уже на орбитальную станцию облом, так зачем им Альфа Центавра? Отправят робота, он там пофотографирует и вернётся, все будут довольны.

А вообще, если не таскать на себе ракушку с СЖО, живым грузом и прочим, то всё намного радужнее ;)
 
?? CaRRibeaN #07.09.2004 15:06
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>Когда бы человечество ни научилось межзвездным перелетам, звездолёты будут гигантских размеров.

Интересно, а 22 мегатонны/килограмм - это максимальная плотность энергии? А если взять черную дыру и раскрутить ее, не получить запасти энергию с большей плотности?
Shadows of Invasion.  
+
-
edit
 

AidarM

аксакал
★☆
>Но даже на субсветовой скорости полёт будет продолжаться по бортовому времени от лет до сотен лет.
Зависит от величины достигнутой скорости. Точнее, от ее близости к с. А там - хоть 10 секунд. Вопрос во времени разгона/торможения. И вообще динамике.

>Значит, всяко речь идёт об искусственной биосфере или хотя бы СОЖ, замкнутой не только по кислороду и воде, но и по азоту и фосфору. Пусть даже наша цель - Альфа Центавра, всё равно меньше 10 лет из-за разгона и торможения экспедиция не займёт.
Как считали-то? Чем разгоняли и до каких скоростей? Не нравится мне ваша уверенность в 10 годах. Пораженческие настроения, пАнимаишь.

>Поскольку вряд ли запасы антивещества удастся пополнить в пункте назначения, аппарат должен мочь дважды ускориться и дважды замедлиться. Это нам даёт шесть в четвертой степени.
Чего-то я торможу. Почему в степени?! :o

>С учётом того, что корабль с замкнутой СОЖ не может весить меньше, скажем, ста тонн, получаем, что с орбиты спутника АЦ стартует 3600 тонн, а с околосолнечной - 130 000 тонн.
Что за числа? :o

>Если мы настаиваем на неиспользовании ядерной энергии для старта с Земли, это тысяча ракет "Сатурн-5" или ей подобных. Или пять тысяч стартов "Протона". То есть, никогда человечество не будет делать ничего подобного.
Кто настаивает-то? 'Зеленые', что ли? :D

>Ладно, предположим, мы строим звездолёт на Луне и пользуемся электромагнитной катапультой для вывода узлов конструкции на орбиту. Это подразумевает получение на Луне инфраструктуры - полного цикла звездолётостроительной промышленности. Будет ли это требовать меньше, чем 1000 ракет класса "Энергии"?

Как вы получили все эти числа? Что в степень возводили? :D И зачем нам на Луне электромагнитная катапульта, у нас тирьямпампация будет! :) Серьезно, раз уж мы на Луне смогли такую базу отгрохать.

>Фиг с ним. Предположим, человечество изобрело тирьямпампацию. Но, скажу я вам, поскольку тирьямпампацию не открыли до сих пор, первая установка, на которой она может быть получена, будет весить не меньше, чем самые большие из ныне построенных ускорителей элементарных частиц, да и энергии будет потреблять не меньше. Что нам даёт её вес в районе, правильно, миллиарда тонн.

Ого как! Оказывается, тирьямпампации принципиально нельзя открыть/испытать на чем-то менее тяжеловесном? :D
Есть туева хуча фунд. открытий, сделанных на кончике пера. Простите, уйма данных в ядерной физике получена исследованием космических лучей. Пузырьковыми камерами. Да, девайсы неслабые часто нужны, но откуда миллиард тонн? Вы что, знаете, где эта тирьямпампация лежит? Если прикинули вес эксп. установки?

Вот допустим, сделают тирьямпампацию в области систем жизнеобеспечения. И будет весить такая установочка, скажем, тонну на экипаж в 1000 чел. Куда все ваши 'расчеты' полетят? :huh: Не двигателем же единым будет жив звездолет. <_<

Ох, как несет нашей журналистикой. Прочитал - как будто старый злобный НТВ посмотрел. :D
Солипсизм не пройдёт! :fal:  
Это сообщение редактировалось 07.09.2004 в 16:50
RU Андрей Суворов #07.09.2004 23:09
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

>>Но даже на субсветовой скорости полёт будет продолжаться по бортовому времени от лет до сотен лет.
AidarM>Зависит от величины достигнутой скорости. Точнее, от ее близости к с. А там - хоть 10 секунд. Вопрос во времени разгона/торможения. И вообще динамике.

Правильно. Вопрос именно в ускорении. А оно целиком определяется энергетикой. Но формулу Циолковского никто не отменял и для фотонного звездолёта.

AidarM>Как считали-то?

Расчёт элементарен. Разгон с ускорением 1 "же" до скорости света занимает год ПО БОРТОВОМУ ВРЕМЕНИ. Торможение со скорости света до орбитальной - еще столько же. Ну и на обратный путь. Но это если мы разгоняемся до столь близкой к скорости света величины, что можно пренебречь ходом часов на время собственно полёта. Отвлекаясь от энергетики, замечу, что при таком раскладе невозможно точно определить момент для начала торможения - слишком велика погрешность измерений из-за релятивистского сжатия координаты вдоль полёта. Если же мы начинаем тормозить с ошибкой, то торможение займёт больше времени, чем разгон, причём, тем больше, чем ближе мы к скорости света подобрались. Реально при полёте к альфе Центавра нужно перестать разгоняться при достижении 7/8 скорости света. При этом инерционная часть полёта займёт около года по бортовому времени, и чуть больше двух по земному. Итого шесть лет на перелет туда-обратно. И несколько на изучение окрестностей АЦ.

AidarM> Чем разгоняли и до каких скоростей? Не нравится мне ваша уверенность в 10 годах. Пораженческие настроения, пАнимаишь.

Чем ни разгоняй - быстрее 1 же разгоняться неудобно. Чем ни разгоняй - сильнее 7/8 "с" к АЦ разгоняться невыгодно.

AidarM>Чего-то я торможу. Почему в степени?! :o

Потомучто. Чтобы изменить скорость корабля весом 1 ЕМ, нужно, в соответствии с формулой циолковского и заявленным к.п.д. отбросить от него 5 ЕМ рабочего тела. Значит, начальная масса до изменения скорости больше конечной в 6 раз. Причем неважно, разгоняемся мы или тормозимся. Каждый раз масса корабля уменьшается в шесть раз. И это я считаю, что баки ничего не весят, или мы их отбрасываем по мере опустошения.

По остальным пунктам отвечу завтра.
 

hcube

старожил
★☆

Это в том случае, когда мы несем рабочее тело с собой. Как минимум, массу для аннигиляции можно черпать магнитным ковшом из межзвездной среды. А в идеале - может быть вообще можно построить прямоточный звездолет, кторый будет неограничено долго летать на 'подножном корму' - на тех сотых процента дейтерия, который есть в межзвездной среде.
Убей в себе зомби!  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Андрей Суворов
Когда бы человечество ни научилось межзвездным перелетам, звездолёты будут гигантских размеров.
 


Пардон, но оценки такого рода - из области предсказаний о судьбе Лондона и Москвы, захлёбывающихся в конском навозе к середине XX-го века (прогнозы конца XIX-го века), или предсказаний увеличения скорости самолётов в 20-е гг. Все такие прогнозы не учитывают многократно изруганного драматическими критиками deus ex machina - а ведь в жизни этот, не признаваемый драматургами, бог из машины, чёртик из коробочки, называйте как угодно, словом, он всегда выскакивает. Изобретают трамваи, троллейбусы, реактивные двигатели, и все прогнозы катятся к лешему. И слава богу.
Так что пять тысяч стартов "Протона" для межзвёздной экспедиции - это, натурально, Москва, тонущая в навозе. "Многие вещи непонятны нам не потому, что наши понятия плохи, а потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий" © Прутков.
Поэтому можно сформулировать внушающее некоторый оптимизм положение: "Любые слишком глобальные выводы обычно ошибочны".
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
hcube
Это в том случае, когда мы несем рабочее тело с собой. Как минимум, массу для аннигиляции можно черпать магнитным ковшом из межзвездной среды.
 


Выигрыш по массе горючки в самом идеальном случае всего в два раза. Вряд ли окупит массу "ковша". А самое поганое - возникают у меня в последнее время сильные сомнения, что магнитная воронка-массозаборник вообще возможна.

А в идеале - может быть вообще можно построить прямоточный звездолет, кторый будет неограничено долго летать на 'подножном корму' - на тех сотых процента дейтерия, который есть в межзвездной среде.
 


Не-а, судя по всему, вообще не светит. Совершенно. Но эту тему надо бы добить в "Космическом", в топике "Прямоточные термоядерные". Как только руки дойдут.
 

hcube

старожил
★☆

В два - это если мы хотим сделать двигатель со скоростью истечения C , то есть с полной аннигиляцией. Но оно нам надо? Мы можем потратить в 4 раза меньше антивещества и получить УИ всего в 2 раза меньше. Или в 100 раз меньше - с УИ меньше в 10 раз. Но 10 раз - это 30 ТЫСЯЧ километров в секунду. Более того, если мы придумаем, как делать аннигиляцию на лету, не тормозя поток вещества, то мы как раз получим прямоточный двигатель, точно такой же как на ГЛА. Только вместо водорода - антиводород, а вместо воздуха - межзвездная среда. Максимальный УИ такого двигателя может быть БОЛЬШЕ чем C. Навскидку - в десятки раз.
Убей в себе зомби!  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
hcube, главная-то западня в том, что, похоже, воронку как таковую, сделать нельзя.
 

hcube

старожил
★☆

Это неправильное мышление ;-)) Надо думать, не о том, почему нельзя сделать, а о том, КАК сделать ;-))

Вот навскидку - вопрос. Какова масса солнечного ветра, улавливаемого магнитосферой Земли за 1 секунду? И какой массы понадобится электромагнит на сверхпроводниках, создающий такое же по напряженности поле? (то есть берем линии поля Земли и продлеваем их унутрь. Там где напряженность поля станет равной напряженности достигнутой в современных постоянных сверхпроводящих электромагнитах, останавливаемся, смотрим размер.
Убей в себе зомби!  
EE Татарин #09.09.2004 12:56
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Нну, если фантазировать, то вот вам тирьямпампация: чернодырный прямоточник. :)

Черная дыра сверхмалых размеров постоянно подкармливается межзвездным водородом. Испарение черной дыры - источник энергии фотонного двигателя. Размер дыры поддерживается постоянным.
Запас энергии - е-равно-м_межзвездного_водорода-це-квадрат, то есть - бесконечность. Уточним: бесконечность + шкурки от бананов захваченных с Земли, то есть даже больше бесконечности. Тяга - как у нормального аннигиляционного двигателя. Компактная такая фиговина на пару сотен тонн покоя.

На случай очень пустого вакуума предусмотрена растопка дыры старой мебелью и предметами обихода.

Хайтек-запчасти в космос выводятся на лифте, энергия на работу которого - от спуска на Землю награбленного с астероидов. Конструкционные материалы - те же астероиды после разграбления.

А вы... 130000 тонн, 1000 "Энергий"... в атмосфере копоти много будет... Что это за апокалипсические фантазии в стиле капиталистических акул пера? Откуда этот безудержный пессимизм - главный тормоз прогресса? Где вера в неизменно далекое, но светлое будущее? Где конструктивизм, я вас спрашиваю?
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
hcube
Вот навскидку - вопрос. Какова масса солнечного ветра, улавливаемого магнитосферой Земли за 1 секунду?
 


Дык аналогию между воронкой и магнитосферой Земли проводить нельзя. Разные весчи.

Татарин
Нну, если фантазировать, то вот вам тирьямпампация: чернодырный прямоточник.
 


Хех ;) Полёт мысли смел, но вот одно маленькое "но"... Или даже большое НО? Черная дырка в две сотни тонн межзвёздного водорода собирать будет мало. Очень мало. Очень-очень мало. Да и в пару сотен тысяч тонн - тоже. Соберёт как бы не меньше, чем лазерная воронка :D
 
EE Татарин #09.09.2004 19:12  @Fakir#09.09.2004 19:02
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Fakir> Хех ;) Полёт мысли смел, но вот одно маленькое "но"... Или даже большое НО? Черная дырка в две сотни тонн межзвёздного водорода собирать будет мало. Очень мало. Очень-очень мало. Да и в пару сотен тысяч тонн - тоже. Соберёт как бы не меньше, чем лазерная воронка :D[»]

Та ни, що вы... Собираем водород как обычно - магнитом с причиндалами. Задача черной дыры скромнее: конвертировать собранный водород и обломки стульев в чистую энергию, излучение, по типу аннигилиции. Главный пойнт тут в том, что:
а) по сравнению с "классической" аннигиляцией надо гораздо меньше топлива (прямоточник же!);
б) по сравнению с термоядерным прямоточником использование материи на 100%, а не на 0.1 (как следствие - куда меньше критическая скорость, когда двигатель сам себя начинает обеспечивать, как следствие следствия - меньше стартовой горючки, как следствие следствия следствия - меньше стартовая масса, больше полезная, быстрее перелеты, ну и т.п.)

То есть как бы идеальный двигатель. Мало того, что горючку собирает по пути, так еще и пользует ее на все сто.

Короче, ИМХО, максимум, что можно выжать не задвигая старика Эйнштейна в угол. :)
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  
Это сообщение редактировалось 09.09.2004 в 19:37

hcube

старожил
★☆

Одна только проблема - как движением ЧД управлять ;)) Впрочем, ее можно 'кормить' предварительно ускоренными частицами сзади. Импульс-то их никуда не пропадет ;-))
Убей в себе зомби!  
EE Татарин #09.09.2004 22:24  @hcube#09.09.2004 21:51
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
hcube>Одна только проблема - как движением ЧД управлять ;)) Впрочем, ее можно 'кормить' предварительно ускоренными частицами сзади. Импульс-то их никуда не пропадет ;-))[»]
Дыра может быть пульсирующей - обладать временем полного высвечивания меньше, чем пролет некой дистанции при максимальном ускорении. Затем дыра создается и выкармливается заново... цикл повторяется.

Впрочем, оптимизировать размещение ангелов на кончике иглы пока рановато. :)
Это так, пример тирьямпампации, которая может радикально изменить количество взлетевших "Сатурнов" на один звездный рейс. Чистая фантазия на и чуть за гранью бреда.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

hcube

старожил
★☆

> Дыра может быть пульсирующей - обладать временем полного высвечивания меньше, чем пролет некой дистанции при максимальном ускорении. Затем дыра создается и выкармливается заново... цикл повторяется.


??? Она ж взрывается ??? высвечивание в последние моменты жизни ЧД идет с лавинообразным нарастанием. А чтобы кормить ее веществом - ее масса должна быть сооовсем не 200 тонн. Порядков так на 10 побольше. Представляетет что будет если ЭТО разом в излучение превратится?
Убей в себе зомби!  
EE Татарин #10.09.2004 00:16  @hcube#09.09.2004 23:22
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
hcube>??? Она ж взрывается ??? высвечивание в последние моменты жизни ЧД идет с лавинообразным нарастанием. А чтобы кормить ее веществом - ее масса должна быть сооовсем не 200 тонн. Порядков так на 10 побольше. Представляетет что будет если ЭТО разом в излучение превратится?[»]
Взрывается, ага.

Почему это я не могу накормить веществом маленькую дырку? Попасть в нее сложно, но можно. Ускоритель нейтральных пучков с ба-альшой светимостью, на большие энергии и невшизенно точный: наводка на дыру по черному лучу. Лазерное охлаждение до миллиметров в секунду по поперечной компоненте.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Татарин
Та ни, що вы... Собираем водород как обычно - магнитом с причиндалами.
 


Дык! К чему я клоню-то! Очень похоже на то, что магнитом с причиндалами собирать водород практически НИЗЯ!
 
EE Татарин #10.09.2004 15:18  @Fakir#10.09.2004 12:39
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
akir> Дык! К чему я клоню-то! Очень похоже на то, что магнитом с причиндалами собирать водород практически НИЗЯ![»]
Почему?
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  
?? CaRRibeaN #10.09.2004 16:42
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

Есть еще идея как запасать энергию в черных дырах. Если ее раскручивать, то отношение энергии к массе растет с вкаченной энергией не смотря на релятивиское возрастание массы.

При этом если ЧД заряженна то раскручитьвать и тормозить ее одно удовольствое.

Вообще говоря ЧД - офигительный девайс, с ней много чего полезного можно сделать.
Shadows of Invasion.  
EE Татарин #10.09.2004 17:49  @CaRRibeaN#10.09.2004 16:42
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
CaRRibeaN>Есть еще идея как запасать энергию в черных дырах. Если ее раскручивать, то отношение энергии к массе растет с вкаченной энергией не смотря на релятивиское возрастание массы.
CaRRibeaN>При этом если ЧД заряженна то раскручитьвать и тормозить ее одно удовольствое.
CaRRibeaN>Вообще говоря ЧД - офигительный девайс, с ней много чего полезного можно сделать.[»]
Погодите, погодите... А что, раскручивание дыры разве ее массу не увеличивает разве?
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Татарин
Почему?
 


На неделе постараюсь написать, в Космический или Научный

 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru