Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Давление солнечного ветра и солнечного света  (Прочитано 5991 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Никак не могу найти точные данные.  Какое давление оказывает  НЬЮТОНОВ на 1 метр квадратный, скажем, на расстоянии  15 млн км от Солнца, 
1) солнечный ветер,
2) солнечный свет.
 
Вот просто падают перпендикулярно.  С какой силой давят?? 
 Ну вот нигде нет точных  данных.  Кому верить, и где искать? 
Спасибо.

Оффлайн Pluto

  • Администратор форума
  • *****
  • Сообщений: 26 949
  • Благодарностей: 1077
    • Сообщения от Pluto
Есть хорошая книга по теме:
Поляхова Е. Н. «Космический полёт солнечным парусом: проблемы и перспективы», М., Изд. «Наука», Глав. ред. физ-мат. литературы, 1986 г. 304 л.

А расчет давления солнечного света легко ищется в википедии. ;)

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
Есть хорошая книга по теме:
Поляхова Е. Н. «Космический полёт солнечным парусом: проблемы и перспективы», М., Изд. «Наука», Глав. ред. физ-мат. литературы, 1986 г. 304 л.
 
 
Спасибо.  Книга должно быть, интересная, обязательно надо прочитать.
 
Значит на расстоянии  15 млн км от Солнца  (0,1 а.е),  солнечный свет давит с силой 0,908  мили-ньютонов на 1 метр квадратный получается.  При этом падает 140 килоВатт энергии.  Округленно - 1 милли-ньютон. Это 100 миллиграмм силы, с ускорением свободного падения как на Земле, 1g.
 
Солнечный ветер же давит с намного меньшей силой  ("Сила разгона корабля электрическим парусом в 200 раз меньше, чем у аналогичного по размерам солнечного паруса").
 
Значит, на расстоянии 15 млн км от Солнца,  на  1 квадратный метр,  солнечный свет будет давить с 100 милиграмм-силы.
Ускорение свободного падения к Солнцу, на таком расстоянии = 0.06 g,  или  1/16  g. 
 
Значит  если 1 квадратный метр пленки,  будет иметь массу  1,6 грамм  (как полтора кубических сантиметра воды), то он может неподвижно висеть  на расстоянии  15 млн км от Солнца, не летать по орбите, и не падать на Солнце (т.е. будет удерживаться давлением солнечного света).
 
Такое же условие неподвижного стационарного объекта, и для других расстояний от Солнца.  Например, на расстоянии  150 млн км от Солнца,  солнечный свет давит в 100  раз слабее,  но зато  и ускорение свободного падения на Солнце,  в 100  меньше.  Та же масса,  1,6 грамм  с площадью 1 метр квадратный, будет удерживаться солнечным светом  с давлением  1 миллиграмм-силы, т.к.  ускорение свободного падения к Солнцу будет 1/1600  g.
 
Любой объект, имеющий  какую то площадь, развернутую к Солнцу,  и имеющий полную массу,  меньше чем  1,6 грамм  на 1 метр квадратный этой развёрнутой площади - будет  НЕПРЕРЫВНО разгоняться и улетать из Солнечной системы.   Вот такие нереальные условия для КА  с солнечным парусом.


« Последнее редактирование: 25 Мая 2015 [12:56:52] от Skipper_NORTON »

Оффлайн Maxim Barkov

  • *****
  • Сообщений: 628
  • Благодарностей: 12
    • Сообщения от Maxim Barkov
Цитата
Есть хорошая книга по теме:
Поляхова Е. Н. «Космический полёт солнечным парусом: проблемы и перспективы», М., Изд. «Наука», Глав. ред. физ-мат. литературы, 1986 г. 304 л.
 
 
Спасибо.  Книга должно быть, интересная, обязательно надо прочитать.
 
Значит на расстоянии  15 млн км от Солнца  (0,1 а.е),  солнечный свет давит с силой 0,908  мили-ньютонов на 1 метр квадратный получается.  При этом падает 140 килоВатт энергии.  Округленно - 1 милли-ньютон. Это 100 миллиграмм силы, с ускорением свободного падения как на Земле, 1g.
 
Солнечный ветер же давит с намного меньшей силой  ("Сила разгона корабля электрическим парусом в 200 раз меньше, чем у аналогичного по размерам солнечного паруса").
 
Значит, на расстоянии 15 млн км от Солнца,  на  1 квадратный метр,  солнечный свет будет давить с 100 милиграмм-силы.
Ускорение свободного падения к Солнцу, на таком расстоянии = 0.06 g,  или  1/16  g. 
 
Значит  если 1 квадратный метр пленки,  будет иметь массу  1,6 грамм  (как полтора кубических сантиметра воды), то он может неподвижно висеть  на расстоянии  15 млн км от Солнца, не летать по орбите, и не падать на Солнце (т.е. будет удерживаться давлением солнечного света).
 
Такое же условие неподвижного стационарного объекта, и для других расстояний от Солнца.  Например, на расстоянии  150 млн км от Солнца,  солнечный свет давит в 100  раз слабее,  но зато  и ускорение свободного падения на Солнце,  в 100  меньше.  Та же масса,  1,6 грамм  с площадью 1 метр квадратный, будет удерживаться солнечным светом  с давлением  1 миллиграмм-силы, т.к.  ускорение свободного падения к Солнцу будет 1/1600  g.
 
Любой объект, имеющий  какую то площадь, развернутую к Солнцу,  и имеющий полную массу,  меньше чем  1,6 грамм  на 1 метр квадратный этой развёрнутой площади - будет  НЕПРЕРЫВНО разгоняться и улетать из Солнечной системы.   Вот такие нереальные условия для КА  с солнечным парусом.



Вы хоть понимаете как парус работает?

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
Вы хоть понимаете как парус работает?

А что тут понимать? Есть объект, который имеет 1) массу, 2) площадь отражательной поверхности.  Если эта полная масса объекта  меньше чем  1,6 грамм  на 1 метр квадратный этой развёрнутой отражательной площади,  то объект  вечно разгоняется  в направлении от Солнца под воздействием солнечного света. Правда, чем дальше от Солнца тем медленнее разгон.   Я же выше всё посчитал,  если где то ошибся, тогда поправьте. 

Оффлайн Pluto

  • Администратор форума
  • *****
  • Сообщений: 26 949
  • Благодарностей: 1077
    • Сообщения от Pluto
Парус не висит неподвижно, а движется по орбите (как он туда попал -  вопрос другой). За счет светового давления (и соответствующей ориентации паруса) он будет медленно набирать скорость и по спирали раскручиваться относительно Солнца (или Земли, если он на земной орбите).

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
Парус не висит неподвижно, а движется по орбите (как он туда попал -  вопрос другой). За счет светового давления (и соответствующей ориентации паруса) он будет медленно набирать скорость и по спирали раскручиваться относительно Солнца (или Земли, если он на земной орбите).

Можно и так. Но расчеты показывают, что парус может вполне и висеть неподвижно, не летать по орбите вокруг Солнца, и все равно удерживаться солнечным светом. А имея меньшую массу, он будет просто удаляться от Солнца? 

Оффлайн Pluto

  • Администратор форума
  • *****
  • Сообщений: 26 949
  • Благодарностей: 1077
    • Сообщения от Pluto
Практическое значение имеют только варианты с движением (ускорением) по орбите. В указанной выше книге, например, приводятся: параметры паруса, траектории, законы управления для путешествия с земной орбиты на Марс. Там за счет ускорения от давления солнечного света корабль с парусом раскручивается вокруг Земли до второй космической и переходит на траекторию движения к Марсу. От размеров и эффективности паруса зависит время, затрачиваемое на путешествие.
Ограничивающий фактор - сопротивление атмосферы. Высота начальной орбиты относительно Земли не должна быть менее 700-1000км, иначе остатки атмосферы будут тормозить парус сильнее, чем солнечный свет разгонять его.

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Понятно.  Для паруса, летающего по орбите вокруг Солнца, и раскручивающегося по спирали, достаточно и меньшей площади на определенную массу.  А вот чтобы, висеть неподвижно, не летать по орбите вокруг Солнца, и не падать на Солнце , (или даже удаляться от Солнца) нужно ..
 
Цитата
меньше чем  1,6 грамм  на 1 метр квадратный этой развёрнутой отражательной площади

Если в будуем будут строить сферу Дайсона вокруг Солнца, то именно такими свойствами она и должна будет обладать, потому что 1) цельной ее не сделать, она будет состоять из множетва фрагментов, 2)летающей по орбите вокруг Солнца ее не сделаешь,   потому что фрагменты будут сталкиваться друг с другом.


Оффлайн Грехов Михаил

  • *****
  • Сообщений: 31 825
  • Благодарностей: 818
  • Вон с форума мракобесие, ложь, фальшь и дебилизм!!
    • Сообщения от Грехов Михаил
Цитата
Можно и так. Но расчеты показывают, что парус может вполне и висеть неподвижно, не летать по орбите вокруг Солнца, и все равно удерживаться солнечным светом. А имея меньшую массу, он будет просто удаляться от Солнца? 

А зачем? Во- первых чтобы он висел неподвижно-надо его принудительно затормозить. Вылетать то он будет с Земли, которая движется по орбите.

Во-вторых это все не нужно, так как при торможениии мы работаем во вред нашей цели- ускорение паруса, его раскрутка и вылет к дальним рубежам СС.

В третьих - парус, который движется по орбите будет скомпенсирован вес. И не надо так жестко подбирать условия. Даже если вес будет тяжелее и условие 1.6 грамма выполняться не будет, то фиг с ним. Ведь парус (собственно пленка)-еще полдела. Есть еще каркас для натажения или же что-то центробежное. И еще какой-то КА должен быть.... для управления парусом хотя бы и навигации. Это тоже вес. 
Manfrotto 055XPROB + 808 RC4 + Fujinon 16x70 FMT-SX2. TS APO 102/714 + ES 20/100, ES 9/100, Radian 4+HEQ5Pro+ QHYIII 290M+50mm guide. 3"Flat+QHYCFW3+Optolong LRGB+SHO (36mm)+QHY268M.

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
В третьих - парус, который движется по орбите будет скомпенсирован вес. И не надо так жестко подбирать условия. Даже если вес будет тяжелее и условие 1.6 грамма выполняться не будет, то фиг с ним. Ведь парус (собственно пленка)-еще полдела. Есть еще каркас для натажения или же что-то центробежное. И еще какой-то КА должен быть.... для управления парусом хотя бы и навигации. Это тоже вес

Согласен. 
Мне тогда было просто интересно, какими условиями должен обладать парус, чтобы даже по орбите вокруг Солнца не летал, и висел неподвижно. Условия жёсткие - 1,6 грамма массы на 1 метр квадратный, тонкой отражательной поверхности. Но если они выполняются, мы получается, можем строить как бы искусственную неподвижную поверхность вокруг Солнца (например, сферу Дайсона),  БЕЗ опоры на Солнце.
 
Например, решили строить такую поверхность  на расстоянии  7,5 млн км  (1/20 а.е.).  Оттуда Солнце имеет угловые размеры примерно ~10 градусов, т.е. как от Полярной до Гаммы Цефея,  световой поток  ~560 киловатт  на метр квадратный. 
 
Ничего по орбите не летает, нет невесомости, космонавты высадились на такой неподвижной поверхности, и ходят, как всё равно на самом Солнце,  с силой тяжести 1/4  g,  и собственноручно строят эту поверхность. Чтобы она не начинала приближаться или удаляться от Солнца, нужно регулировать отражательную способность, как только начала приближаться к Солнцу - увеличиваем ее, как только начинает удаляться - уменьшаем.


Оффлайн Грехов Михаил

  • *****
  • Сообщений: 31 825
  • Благодарностей: 818
  • Вон с форума мракобесие, ложь, фальшь и дебилизм!!
    • Сообщения от Грехов Михаил
Цитата
Мне тогда было просто интересно, какими условиями должен обладать парус, чтобы даже по орбите вокруг Солнца не летал, и висел неподвижно. Условия жёсткие - 1,6 грамма массы на 1 метр квадратный, тонкой отражательной поверхности. Но если они выполняются, мы получается, можем строить как бы искусственную неподвижную поверхность вокруг Солнца (например, сферу Дайсона),  БЕЗ опоры на Солнце.

Смешно... а если сфера Дайсона будет вращаться - это чем плохо? Зачем обязательно неподвижность этой сферы? Ну и надо понимать, что это есть великая утопия с этой идеей. Во первых Дайсон говорил о сфере как о возможности настолько расширить энергетические возможности, чтобы использовать энергию звезды всю. Отсюда несколько соображений -

Представим себе круг на Земле диаметром 1000 километров. Площадь его будет 785 тысяч кв. километров. Помножим на олнечную постоянну-1,3 КВт. помножим на КПД СБ в 15% и еще возьмем коэффициент-0,3 (типа ночью Солнце не светит и таки днем под наклоном. Итого  45 945 Гигаватт средней мощности. Очень и очень крупная электростанция-это около 5 Гигаватт. В среднем же 2...3 Если поделить на 5 то получим около 10 000 электростанций такого класса. Что в общем-то вполне достаточно, чтобы все человечество жило и не тужило и энергией были бы обеспечены все. Это 6 киловатт мощности на каждого человека при 7 млрд человек. не нужно бОльшего!

Если взять круг 2000 км то это уже 100 киловатт на семью. Короче эта сфера нафиг никому не сдалась. И так на площадь, равную площади скажем Сахары энергии приходится дофига и больше. И даже сейчас у человечества нет желания активно её использовать.

Второй вопрос- материал строительства. Если взять даже не сферу, а кольцо Дайсона на радиусе орбиты Земли шириной 12 000 километров. Сколько потребуется материала и какова будет его толщина, если построить его из скал, лавы Земли? А если ширину довести до 5-10 миллионов км?

Третий вопрос- а куда будет направлена гравитация в случае невращающегося кольца? И как надо раскрутить кольцо, чтобы на его поверхности было 1g? Что с океанами. что с атмосферой? Как она будет существовать? Куда может уйдет?

Четвертый вопрос-сколько энергии надо затратить, чтобы её построить. Возможно ли вообще скажем на Земле начать тупо строить в одном месте гору и 20.... и 50 и 100 км? Не будет ли Земля под ней проседать? Не появятся ли какие-либо геологические неустойчивости или там землятрясения, которые будут сводить всю работу на смарку?

Так что Дайсон придумал сферу. Но тот-же Дайсон и идиот-фантаст, ибо не учел многих реальных моментов и проблем. Существование сфер Дайсона невозможно. Данная мысль может быть только фигурировать в научно-фантастических рассказах, а не в реальностях.
Manfrotto 055XPROB + 808 RC4 + Fujinon 16x70 FMT-SX2. TS APO 102/714 + ES 20/100, ES 9/100, Radian 4+HEQ5Pro+ QHYIII 290M+50mm guide. 3"Flat+QHYCFW3+Optolong LRGB+SHO (36mm)+QHY268M.

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
а если сфера Дайсона будет вращаться - это чем плохо?

Если будет вращаться, то будет неизбежно разрушена, потому что полюса такой сферы НЕ будут двигаться, и будут притягиваться Солнцем.  Если строить из фрагментов, тогда нерешаема проблема - фрагменты будут постоянно сталкиваться.  Единственный способ построить  цельную оболочку вокруг Солнца - сделать ее НЕВРАЩАЮЩЕЙСЯ.  Т.е. неподвижной.  Это как кора Солнца будет. Без опоры на внутренние части.  Вот есть кора у планет.  А это будет кора Солнца. На которую можно высадиться и по которой можно ходить.   Которая будет собирать всю энергию Солнца, и аккумулировать например, в антивещество.
 
Это будущее человечества.  Потому и был интересен вопрос - какой поверхностной плотностью должен обладать парус, чтобы мог вивсеть неподвижно около Солнца, не вращаться и не падать.  Выходит,  1,6 грамм  на 1 метр квадратный.  Видимо, должен быть использован графен, у которого прочность во много раз выше чем у стали. 

Оффлайн Грехов Михаил

  • *****
  • Сообщений: 31 825
  • Благодарностей: 818
  • Вон с форума мракобесие, ложь, фальшь и дебилизм!!
    • Сообщения от Грехов Михаил
Скипер - мыслите более разумно!

Зачем строить полюса тогда? ну будет там дырка и что. И ли же притяжением Солнца просто сфера будет овалом.

Цитата
Это будущее человечества.

Это-утопия. Объяснение-выше. Бред сивой кобылы вся эта идея!

Цитата
А это будет кора Солнца. На которую можно высадиться и по которой можно ходить.   Которая будет собирать всю энергию Солнца, и аккумулировать например, в антивещество.

Бред. если собирать энергию, то нужны поглотители энергии, а не зеркальный парус, который энергию отражает обратно. Антивещество -дорого и небезопасно хранить. Ибо нужна магнитная бутылка. И такое количество просто так не сохранишь. Да и зачем. да и невозможно.

Цитата
Единственный способ построить  цельную оболочку вокруг Солнца - сделать ее НЕВРАЩАЮЩЕЙСЯ.  Т.е. неподвижной

Нет. Полюса не нужны.

Manfrotto 055XPROB + 808 RC4 + Fujinon 16x70 FMT-SX2. TS APO 102/714 + ES 20/100, ES 9/100, Radian 4+HEQ5Pro+ QHYIII 290M+50mm guide. 3"Flat+QHYCFW3+Optolong LRGB+SHO (36mm)+QHY268M.

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
если собирать энергию, то нужны поглотители энергии, а не зеркальный парус, который энергию отражает обратно

Согласен, можно часть отражать, чтобы поверхность висела и не падала на Солнце, а часть - использовать. Построить мощные ускорители, которые будут энергию преобразовывать в антивещество.
 
Цитата
Нет. Полюса не нужны.

Верно, но тогда мы не сможем собирать всю энергию от Солнца.
 
Цитата
И ли же притяжением Солнца просто сфера будет овалом.

Вращающаяся сфера все равно неизбежно будет разрушена из-за постоянно возникающих сил и напряжений. Даже если это диск или овал.  Цельную поверхность  можно создать только если она неподвижна.
 
Цитата
Если взять круг 2000 км то это уже 100 киловатт на семью

Кому то достаточно, а кому то 100 киловатт мало.  Я например, хочу иметь свой личный космический корабль, способный летать в галактику Туманность Андромеды  :)  или в центр нашей галактики.  Без потребляемой мощности, как у Солнца, цивилизация не достигнет таких высот.
 

Оффлайн xd

  • *****
  • Сообщений: 17 977
  • Благодарностей: 378
    • Skype - deimos.belastro.net
  • Награды Открытие комет, астероидов, сверхновых звезд, научно значимые исследования.
    • Сообщения от xd
    • Белорусская любительская астрономическая сеть
Сергей, всё никак ты не угомонишься...

У природы нет плохой погоды, у неё просто на нас аллергия.

Учение без размышления бесполезно, но и размышление без учения опасно /Конфуций/
Слово есть поступок. /Л. Толстой/

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
А кто нибудь может подсчитать, до какой максимальной скорости можно разогнать КА, который будет работать только на солнечном парусе? 
Если принять в виду только реально практические разработки.

Оффлайн Pluto

  • Администратор форума
  • *****
  • Сообщений: 26 949
  • Благодарностей: 1077
    • Сообщения от Pluto
А кто нибудь может подсчитать, до какой максимальной скорости можно разогнать КА, который будет работать только на солнечном парусе? 
Если принять в виду только реально практические разработки.

До очень больших, сотни и тысячи км/c. Точнее трудно сказать, т.к. на межзвездных полетах придется учитывать сопротивление межзвездной среды, а на большом удалении от Солнца давление света будет соответственно очень мало. Скорость надо "зарабатывать" вблизи Солнца.

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 596
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Похоже, самый оптимальный вариант -  найти астероид, который очень близко подходит к Солнцу, например Икар, выйти на его орбиту, и прятаться в тени, пока он не подойдет к своему перигелию, в 28 млн км от Солнца, далее выйти из тени, развернуть свой солнечный парус на максимальную площадь, и тем самым добиться максимального приращения скорости. Далее, согласно эффекту Оберта, получим выигрыш, т.е. с еще бОльшим приращением, вылетим по гиперболической траектории из Солнечной системы, со скоростью более 100 км\с.

Оффлайн Змей Петров

  • *****
  • Сообщений: 33 338
  • Благодарностей: 577
  • В тёмной комнате всегда найдётся очень черный кот
    • Сообщения от Змей Петров
вылетим по гиперболической траектории из Солнечной системы, со скоростью более 100 км\с.
А зачем? Что это нам даст?
- За это я превращу тебя в скользкую холодную рыбу.
- Но... Вы обещали - в кота ...
- Недостоин