Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Пределы человечества:проект, межзвездный аппарат со скоростью от 100 до 300 км/с  (Прочитано 23160 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 594
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Если задаться целью - запустить КА, с конечной полезной массой в 3 тонны (а это в 4 раза больше чем масса Вояджера-1),
в межзвездное пространство, с гелиоцентрической скоростью более 100 км/ч, то какой проект на ваш взгляд,
будет самым дешёвым на нынешнем уровне развития человечества?
   
 
Значение 3 тонны выбрано не случайно (аппарат должен прослужить как можно дольше), и скорость 100 км/ч,
тоже выбрано не случайно. Т.к. средние скорости нынешних аппаратов ~10 км/ч, то достигнув скорости
100 км/ч, можно сказать, будет достигнута скорость "НА ПОРЯДОК" выше средних нынешних.
 
Я хочу представить свой проект,  со всем математическим обоснованием, на обычном химическом топливе, и посчитать
его примерную стоимость. Если кто может предложить проект с бОльшими скоростями,
или более дешевый для такой же скорости , предложите.

В основе моего проекта, лежит гравитационный маневр, используя эффект Оберта.
Суть его состоит в том, что ускорение аппарата, более выгодно, в точках перигелия, вблизи массивных объектов,
в данном случае - вблизи Солнца. Если аппарат не ускоряется вблизи Солнца, то гравитационное действие
Солнца его замедлит настолько же, насколько ускорит в перигелии. Но если вблизи Солнца включить двигатели
(активный грав-маневр), то полезная масса на выходе из Солнечной системы получит намного больший
прирост скорости, чем характеристическая скорость этого разгона вблизи Солнца.
Зато сгоревшие остатки топлива будут вращаться вблизи Солнца и иметь мЕньшую потенциальную энергию.
 
Характеристическая скорость - это полная скорость, которую могут придать двигатели полезной массе,
в идеальных условиях, в ИСО, без учета гравитационных сил.
Я посчитал, что если изначально аппарат движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, с афелием в районе
Юпитера, и перигелием, в 7,5 млн километров от Солнца, то если придать ему дополнительную скорость
в 27 км/с, вблизи перигелия Солнца, то далее он вылетит из Солнечной системы, по гиперболической
траектории,  со скоростью, около 105 км/c.
 
В самом деле, смотрим орбитальные скорости.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C

для эллиптической орбиты:  V =  (M * (2a - r) / ra) ^ (1/2)
для параболической траектории:  V = (2M/r) ^ (1/2)
для гиперболической траектории: V = (M * (2a + r) / ra) ^ (1/2)
 
V - скорость, в нашем случае, относительно Солнца, км\с.
a - длина большой полуоси орбиты или параболы-гиперболы, км.
r - расстояние между вращающимся телом и центральным телом, км.
M - гравитационный параметр, для Солнца и тела с малой массой, при расчете в единицах км, секунды -
по расчетам, примерно равен M = ~150 000 000 000.

Итак, начальная цель - добиться чтобы наша ракета-носитель, вышла на орбиту вокруг Солнца,
с афелием в районе Юпитера, а перигелием, в 7,5 млн километров от Солнца - это рассмотрим позже.
(также, меньше чем 7,5 млн километров от Солнца считаем, недопустимо, т.к. станут недопустимыми температуры
в перигелии).
 
------------
 
Если это достигнуто, то рассмотрим сначала последний этап проекта.
Ракета, при подлете к Солнцу, в таком случае будет разогнана гравитационным притяжением Солнца, до скорости по
формулам, получается 199,2 км\с, в 7,5 млн км от Солнца.
 
Нарастим в перигелии скорость на наш резерв 27 км\с, и получим 226 км\с, в перигелии.
 
Параметры гиперболической траектории, если в 7,5 млн км от Солнца скорость 226 км\с. Тогда большая полуось гиперболы,
равна
1 / [ (226 * 226) / 150 000 000 000 - (2 / 7 500 000) ]  === 13 542 795 км.
 
А значит, позже скорость при вылете из Солнечной системы, в 15 млрд км от Солнца, (после чего,
уже условно считаем, скорость не падает), будет равна
V = [  150 000 000 000 * (2 * 13 542 795   + 15 000 000 000) / (15 000 000 000 * 13 542 795)  ] ^ (1/2)

= 105,3 км\с.   Это конечная гелиоцентрическая скорость вылета КА, из Солнечной системы.

------------

Получается, на заключительном этапе, наша ракета с КА, должна иметь запас характеристической скорости,
только для гравитационного маневра вблизи перигелия около Солнца, 27 км\с.
Посчитаем теперь, сколько еще нужно иметь запаса характеристической скорости,
чтобы из НОО (низкой опорной орбиты), достичь Юпитера, а затем, получить орбиту с афелием,
в районе орбиты Юпитера и перигелием в 7,5 млн км от Солнца.
 
И зачем вообще использовать Юпитер? Дело в том, что вывести сразу от Земли ракету на гомоновскую
орбиту, с перигелием в 7,5 млн км от Солнца - еще более энергозатратно.
 
Здесь показано, 
http://books.sernam.ru/book_msp.php?id=134
при начальной характеристической скорости  облет Юпитера на должном расстоянии от его поверхности
и вовсе может обеспечить попадание на Солнце.
 
А до этого, и к Юпитеру, чтобы долететь, то наименее энергозатратный вариант - это не по
гомоновской траектории сразу от Земли к Юпитеру, а используя гравитацию Венеры.

http://books.sernam.ru/book_msp.php?id=132

"Как это ни удивительно, с помощью Венеры возможен разгон в сфере действия Земли. Рассмотрим пример.
Космический аппарат направляется внутрь орбиты Земли, двигаясь по эллиптической орбите с периодом
обращения 250 сут, пересекающей орбиту Венеры. Через 1 3/4 оборота вокруг Солнца, аппарат встречает
Венеру, которую огибает на определенном расстоянии с ночной стороны и, получив от нее дополнительный
импульс, переходит на эллиптическую орбиту с афелием за орбитой Марса. Пройдя афелий, он приближается
к Земле, огибая ее с дневной стороны как можно ближе к ней, и получает от ее гравитации дополнительный
импульс что позволяет ему достичь Юпитера (прим.) и даже Сатурна."

Юпитер может быть почти достигнут при меньшей "энергии запуска", чем по гомоновской траектории,
напрямую от Земли к Юпитеру. (Достаточно небольшого реактивного импульса в перицентре облетной
гиперболы у Земли, и Юпитер достигнут. Выигрыш по сравнению с прямыми путями
к Юпитеру примерно 2 км\с характеристической скорости).
Цена, которая за это платится, — два года "бесполезного" движения вокруг Солнца до пролета мимо Земли.

Начальная скорость для достижения Венеры, приведенная к поверхности Земли, примерно равна 11,5 км/с.
Скорость схода с НОО (назкой опорной орбиты ~200 км от Земли), должна быть около 3,5 км/с.
Добавим еще 0,5 км/с, на всякие мелкие маневры вблизи Венеры, Земли, Юпитера, которые могут понадобиться,
получим в сумме (27 + 3,5 + 0,5) = 31 км/c.

------------

В общем итоге, получаем, для разгона КА массой в 3 тонны до гелиоцентрической скорости 105 км/c,
практически - достаточно собрать на НОО (низкой опорной орбите) - ракету-носитель, у которой будет
общий запас характеристической скорости ~ 31 км/c  !!
 

3,5 км/c - это прирост скорости с НОО, для достижения Венеры, затем используем ее гравитацию +
гравитацию Земли - и достигаем Юпитера, а затем используя гравитацию Юпитера, КА проваливается
к Солнцу на расстояние 7,5 млн км, где в перигелии, включаем двигатели на полную мощность,
укоряем КА на оставшиеся 27 км/с характеристической скорости, и далее, в итоге получаем аппарат,
вылетающий из Солнцечной системы, уже вдали от Солнца, в >15 млрд км - с почти неизменяемой далее,
скоростью, 105 км/c.  

------------
 
Значит, первичные цели понятны. Собрать на НОО (низкой опорной орбите) около Земли - ракету-носитель,
у которой будет общий запас характеристической скорости ~ 31 км/c для полезной окончательной массы КА, 3 тонны.

Какова стартовая масса должна быть у такой ракеты-носителя?
Слишком большая тяга, как у первой ступени ракеты Сатурн-5, нам не нужна. Сатурн-5, должен был иметь
большую тягу во избежание потерь на гравитационное притяжение Земли. У нас же, придется разгонять ракету
в условиях невесомости, что проще, а потому достаточно использовать топливо с самым большой скоростью
истечения газов, а это водород+кислород.
Такое топливо использовалось во 2-й и 3-й ступени ракет Сатурн-5, а также, в американской RL-10.

С другой стороны, ракеты со слишком малой тягой (всякие электореактивные и ионные) - не годятся.
Хотя у них и высокий удельный импульс, но зато очень низкая тяга, а нам нужно вблизи перигелия,
около Солнца, все таки достаточно быстро нарастить скорость на наши 27 км/с.
 
Поэтому, будем использовать ракеты, с топливом водород+кислород, как у 2-й и 3-й ступени ракеты Сатурн-5,
а также, как у американской RL-10. У них и тяга относительно хорошая, и удельный импульс рекордный
для химических двигателей.

Будем на низкой опорной орбите собирать ракету - некий аналог Сатурна-5, только со всеми ступенями,
которые будут как 2-я ступень, работать на водородно-кислородном топливе.
 

В целом, Сатурн-5, имея характеристическую скорость около 9 км\с (менее 8 км\с для достижения 1-й космической +
более 1 км\с, на преодоление гравитации Земли) - выводила на НОО, массу до 150 тонн, сама при этом,
имела массу около 3000 тонн. Значит, достижение характеристической скорости в 9 км\с, было возможно,
при стартовой массе ракеты, в ~20 раз большей, чем конечная полезная масса.
 
Первая ступень ракеты Сатурн-5 вместе с топливом, имеет массу 2280 т,
Вторая ступень - массу 485 т, Третья ступень - массу 122 т, что в сумме 2887 тонн.
Вывести на НОО орбиту могла тонн полезной массы, значит полная масса была около 3027 тонн.

Рассмотрим именно 2-ю ступень Сатурна-5. После того как отделялась 1-я ступень, масса ракеты
с полезной массой достигала, 3027 тонн (общая) - минус 2280 тонн (первая ступень вместе с топливом)
= 747 тонн.

Далее, работала 2-я ступень ракеты, на водородно-кислородном топливе, и разгоняла
оставшуюся полезную массу, вместе с 3-й ступенью, от скорости 2,7 км/с, до скорости 6,84 км/с.
Общие потери на гравитационное притяжение Земли, были около 1,2 км/с, пусть, для второй ступени,
они составляли треть от всех потерь, значит характеристическая скорость, придаваемая 2-й
ступенью ракеты Сатурн-5, была (6.84 - 2.7 + 0.4) = 4.54 км/с.
При этом, масса уменьшалась с 747 тонн до 262 тонн.  (747 - 485).

Значит, если использовать аналог ракеты Сатурн-5, но со всеми водородно-кислородными двигателями,
(как у 2-й ступени Сатурна-5), то троекратное уменьшение массы, будет наблюдатся,
при наборе характеристической скорости примерно на 4,7 км/с,
а при наборе характеристической скорости примерно на 9,0 км/с, будет наблюдаться, примерно
8-кратное уменьшение оставшейся массы.

Отсюда, легко видеть, что
набор +3,0 км/с характеристической скорости, ведет уменьшению оставшейся массы в 2 раза,
набор +6,0 км/с характеристической скорости, ведет уменьшению оставшейся массы в 4 раза,
набор +9,0 км/с характеристической скорости, ведет уменьшению оставшейся массы в 8 раз. 
...
набор +31 км/с характеристической скорости, ведет уменьшению оставшейся массы в 1290 раз. 

А так как конечная, полезная масса нашего КА, будет равна 3 тонны, то стартовая масса
ракеты, собранной на НОО (низкой опорной орбите) - должна быть равна примерно (1290 * 3) =
3870 тонн, что ненамного превышает стартовую массу той же, самой мощной ракеты человечества
в прошлом, Сатурна-5.

------------
 
Значит, первичные цели для подобного проекта, еще более понятны.
Нужно собрать на НОО (низкой опорной орбите) около Земли - ракету-носитель,
с массой, почти как у Сатурна-5 (только немного большей), точнее, около 3870 тонн, но со всеми
3-мя ступенями, работающими с водородно-кислородным топливом,
у ракеты будет общий запас характеристической скорости ~ 31 км/c для полезной
окончательной массы КА, 3 тонны, и тогда достижима скорость его вылета из
Солнечной системы, с гелиоцентрической скоростью 105 км/c.
 

Теперь, почему выгоднее все таки такую махину собирать именно на низкой опорной орбите
около Земли? Очевидно, что если поднимать ее с Земли, тогда понадобится в 10-20 раз, еще
более тяжелая ракета-носитель, что повлечет увеличение стоимости проекта, на порядок.
А весит-то в основном топливо. Стыковаться много раз, и дозаправлять на орбите, сложностей больших не
составит. Сама же ракета Сатурн-5, имеем масса без топлива, в 10 раз меньшую,
значит и наша ракета будет иметь массу без топлива, только примерно 400 тонн,
доставить эти части на орбиту и состыковать - будет дешевле.
 
Пусть эти стыковки, сбор ракеты на орбите и заправка топливом - составит даже половину бюджета
проекта, это все же не на порядок больше, чем поднимать с Земли сразу заправленную ракету.

Значит, чтобы подсчитать стоимость проекта, нужно посчитать стоимость выведения на низкую
опорную орбиту, массы 3870 тонн, нашей ракеты-носителя вместе с топливом,
и умножим на 2 (разработка проекта, стыковка и сбор ракеты на орбите, и заправка ее
топливом на орбите).

Возьмём средние рабочие ракеты-носители, у которых стоимость доставки грузов на орбиту,
5 миллионов долларов на 1 тонну полезного груза.  
Мы же доставляем по частям (3870 тонн * 5000000) = менее 20 миллиардов долларов, и умножим на 2,
как выше говорилось, на затраты (разработка проекта, стыковка и сбор ракеты на орбите, и заправка ее
топливом на орбите)  - получим в итоге 40 миллиардов долларов на весь проект.

Подобный проект реализуем, не только для такой страны как США (только на оборонную промышненность
они тратят в 20 раз больше в год).
 
Получается, подобный проект, запуск 3-тонного космического аппарата, в межзвездное пространство,
со скоростью 105 км/c, реализуем, даже одним олигархом, с состоянием в 40 миллиардов долларов
 
(и таких олигархов много).

Кто может предложить более дешевый подобный проект ?
 
Дополнено: позже, здесь в сообщении,


Пределы человечества:проект, межзвездный аппарат со скоростью от 100 до 300 км/с
 
я рассчитал - более перспективный проект -

с комбинированным разгоном, со стартовой массой всего аппарата, который нужно собрать
на орбите Земли, 24000 тонн, примерная стоимость проекта - ~250 миллиардов долларов,
на выходе - 2-тонный аппарат, удаляющийся от Солнца, со скоростью 200 км/c.


« Последнее редактирование: 23 Мар 2017 [18:38:00] от Skipper_NORTON »


Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 594
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Понятно конечно, что даже с такой скоростью достичь ближайшей звезды можно только через 12000 лет,  но начинать с чего-то нужно,
и интересно, именно, на данном этапе развития технологий, предельная скорость, с которой может запустить
аппарат человечество,  у меня получается, вполне реально свыше 100 км/с, а  дальнейшие перспективы неизвестны,
и неизвестно еще, будет ли прогресс в будущем.
Что-то после 1969 года, после запуска человека на Луну, за 47 лет, никакого прогресса в ракетостроении, и не наблюдается.
Так может, этот проект и есть, один из лучших?

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 2 812
  • Благодарностей: 45
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от viesis
Возможен ли грав. манёвр около Солнца это ещё вопрос. Просматривается противоречие: чем меньше
перигелий, тем больше конечная гиперболическая скорость.

Оффлайн ВадимZero

  • *****
  • Сообщений: 8 703
  • Благодарностей: 94
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ВадимZero
Кто может предложить более дешевый подобный проект ?
Ядерный реактор + ионник

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 594
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
Просматривается противоречие: чем меньше
перигелий, тем больше конечная гиперболическая скорость.
 
В чем?  У нас же не пассивный грав-маневр, а активный, с включением двигателей вблизи перигелия.
Чем ближе перигелий, тем 1) большую кинетическую энергию и скорость будет иметь полезная масса аппарата,
зато 2) меньшую - сожженое топливо, вблизи перигелия Солнца - относительно Солнца.
Маневр, используя эффект Оберта.
Можно было бы и вблизи Юпитера использовать, только эффект был бы намного меньше, и
гелиоцентрические скорости 100 км/с недостижимы, с подобной ракетой.
 
Цитата
Ядерный реактор + ионник
 
Хорошо, у вас получается, проект со стоимостью, сравнимой с 40 миллиардами долларов, и скоростью
вылета из Солнечной системы, КА более 100 км/с, и полезной массой более  3 тонн?
Почему тогда до сих пор не создают подобные двигатели (не обязательно до 100 км/c разгонять,
если они вообще дешевле и эффективнее двигателей на химическом топливе)?

Оффлайн ВадимZero

  • *****
  • Сообщений: 8 703
  • Благодарностей: 94
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ВадимZero
Почему тогда до сих пор не создают подобные двигатели (не обязательно до 100 км/c разгонять,
если они вообще дешевле и эффективнее двигателей на химическом топливе)?
Как показывает практика, химических ракет и гравитационных маневров, вполне достаточно для изучения солнечной системы.

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 117
  • Благодарностей: 85
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
Цитата
а затем используя гравитацию Юпитера, КА проваливается
к Солнцу на расстояние 7,5 млн км
А вот в этом я не уверен. У Юпитера не потребуется очередное применение эффекта Оберта, чтобы усилить манёвр, или хватит гравитационного торможения?

Оффлайн Dem

  • *****
  • Сообщений: 6 090
  • Благодарностей: 134
  • Звёзды зовут...
    • Сообщения от Dem
Тема уже обсуждалась, не помню тут или на НК.
Суть в том, что при активном манёвре у Солнца можно обойтись без двигателя - оно само горячее. выбрасываем с солнечной стороны смесь воды или водорода с сажей - она греется излучением до нескольких тысяч К и отталкивает аппарат. И одновременно у нас халявное охлаждение - можно лететь совсем близко к Солнцу.

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 117
  • Благодарностей: 85
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
Тема уже обсуждалась, не помню тут или на НК.
Суть в том, что при активном манёвре у Солнца можно обойтись без двигателя - оно само горячее. выбрасываем с солнечной стороны смесь воды или водорода с сажей - она греется излучением до нескольких тысяч К и отталкивает аппарат. И одновременно у нас халявное охлаждение - можно лететь совсем близко к Солнцу.
Толку будет куда меньше, чем от обычного ракетного двигателя. Пар у вас будет уходить со скоростью в несколько километров в секунду?

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 2 812
  • Благодарностей: 45
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от viesis
Цитата
Просматривается противоречие: чем меньше
перигелий, тем больше конечная гиперболическая скорость.
 
В чем?  У нас же не пассивный грав-маневр, а активный, с включением двигателей вблизи перигелия.
Чем ближе перигелий, тем 1) большую кинетическую энергию и скорость будет иметь полезная масса аппарата,
зато 2) меньшую - сожженое топливо, вблизи перигелия Солнца - относительно Солнца.
Маневр, используя эффект Оберта.
Можно было бы и вблизи Юпитера использовать, только эффект был бы намного меньше, и
гелиоцентрические скорости 100 км/с недостижимы, с подобной ракетой.
 
Как бы там ни было, соответствие эффекта Оберта закону сохранения энергии не очевидно.
 


Оффлайн mo

  • *****
  • Сообщений: 17 500
  • Благодарностей: 1073
  • Олег Милантьев - L71 Vedrus Observatory
  • Награды Призер конкурса астрофото
    • Сообщения от mo
Кто может предложить более дешевый подобный проект ?
Ядерный реактор + ионник
А нет ли у вас под рукой прикидок расчётов достижения скорости 100 км/с на этом типе двигателя?
モ - mo

Оффлайн Dem

  • *****
  • Сообщений: 6 090
  • Благодарностей: 134
  • Звёзды зовут...
    • Сообщения от Dem
Толку будет куда меньше, чем от обычного ракетного двигателя. Пар у вас будет уходить со скоростью в несколько километров в секунду?
Температура поверхности Солнца  5777 К - такого ни одна химия не даст. И никакой ректор прямого нагрева, а преобразование - это масса и КПД (куда и как потери тепла отводить?)
Водород при такой температуре имеет скорость 8 км/с - соответственно его надо всего втрое больше, чем масса аппарата. А не на три порядка, как при использовании химических движков.
Как бы там ни было, соответствие эффекта Оберта закону сохранения энергии не очевидно.
У нас сохранение импульса, а энергия - как получилась.

Оффлайн snickers

  • *****
  • Сообщений: 2 944
  • Благодарностей: 124
    • Сообщения от snickers
остичь ближайшей звезды можно только через 12000 лет,  но начинать с чего-то нужно
Перельман Я. в одной из своих книг еще лет 30+ тому вполне конкретно обосновал, что вот эта Ваша идея полный бред. А так же то, что запущенные позже КА, к звездам,  прилетят раньше.
 Ну а запускать для полетов по СС такой аппарат весьма дорого. То есть изобрели гибрид парового айфона)).
Получается, подобный проект, запуск 3-тонного космического аппарата, в межзвездное пространство,
со скоростью 105 км/c, реализуем, даже одним олигархом, с состоянием в 40 миллиардов долларов  
Осталось задать риторический вопрос - ЗАЧЕМ?? Ведь он все равно никуда не долетит. А если и долетит то в виде хлама. Например электролитические конденсаторы имеют срок службы лет 10-15, класса спейс и дефенс до 40+ лет. ну пусть их делают методом ручного отбора и т.д лет 100+ может протянут. Или 200. Но это уже фантастический потолок. А после этого Ваш аппарат станет кучей хлама. А куда мы долетим за 100-200 лет на ТАКОЙ скорости?? Все полет окончен опускаем занавес.
Убрал .. вот кто трет сообщения...)

Оффлайн mo

  • *****
  • Сообщений: 17 500
  • Благодарностей: 1073
  • Олег Милантьев - L71 Vedrus Observatory
  • Награды Призер конкурса астрофото
    • Сообщения от mo
Осталось задать риторический вопрос - ЗАЧЕМ??
Да. Я хотел Вам задать тот же вопрос. Зачем вы пишите о несущественности какого-то неинтересного вам проекта? Мне этот проект интересен. Я читаю и пишу.

Давайте не отвлекаться от темы, пожалуйста.

Чтобы через тыщи лет полететь к звёздам нужно эти тыщу лет заниматься разработкой и развитием технологий межзвёздных перелётов. Не получится ничё не делать, а через N лет бац и полетели.
Это называется ходьба. Сначала делается первый шаг, потом второй.

Насчёт конденсаторов - вы подняли существенную проблему. Но совершенно вне темы. Мне вот сейчас интересен расчёт ядрёного реактора и ионного двигателя от ВадимZero. А вы что можете добавить к теме обсуждения? Кроме скептических-риторических замечаний.
モ - mo

Оффлайн OratorFree

  • *****
  • Сообщений: 3 996
  • Благодарностей: 117
  • Кто ищет, вынужден блуждать. И.В.Гёте
    • Сообщения от OratorFree
Насчёт конденсаторов - вы подняли существенную проблему. Но совершенно вне темы. Мне вот сейчас интересен расчёт ядрёного реактора и ионного двигателя от ВадимZero. А вы что можете добавить к теме обсуждения? Кроме скептических-риторических замечаний.

Берите ручку, бумагу (компьютер, клавиатуру) и считайте. Ожидаемая масса ядерного буксира мегаватного класса ~ 20 000 кг. На него можно установить пять двигателей типа VF-200 (VASIMIR) тяга каждого такого двигателя 5 Н, удельный импульс 5000 с. Загрузите его 10 тоннами аргона, Т.е. средняя масса ~ 25 000 кг,  общая тяга 25 Н,  ускорение стало быть равно а=F/m=25/25000 кг = 1*10^-3 м/с² . Осталось посчитать сколько проработает двигатель. Удельный тяга ~50 000 м/с. Следовательно расход топлива двигателем за секунду составляет - 5 Н  /50 000 м/с = 1*10^-4 кг/с
Двигателей 5 шт. следолвательно время расхода топлива 10 000 / 5 / 1*10^-4 =2 * 10^6 c .
Дальше V=а*t= 10^-3 * 2*10^6 =2*10^3  м/с =2 км/с при массе горючего 10 тонн.

Если конечно я где-то не ошибся в формулах или расчетах. Желающие могут проверять и пересчитывать.

P.S.
Два миллиона секунд это около 23 суток.
« Последнее редактирование: 10 Сен 2016 [16:41:56] от OratorFree »

В действительности все совершенно иначе, чем на самом деле.(c) Антуан де Сент-Экзюпери

Оффлайн mo

  • *****
  • Сообщений: 17 500
  • Благодарностей: 1073
  • Олег Милантьев - L71 Vedrus Observatory
  • Награды Призер конкурса астрофото
    • Сообщения от mo
Огромное спасибо за доказательное опровержение.
モ - mo

Оффлайн gan

  • ****
  • Сообщений: 486
  • Благодарностей: 18
  • Жизнь, прекрасна.
    • Сообщения от gan
Чтобы через тыщи лет полететь к звёздам нужно эти тыщу лет заниматься разработкой и развитием технологий межзвёздных перелётов. Не получится ничё не делать, а через N лет бац и полетели.
Это называется ходьба. Сначала делается первый шаг, потом второй.
Если по шагам...
Шаг первый - создать ИИ, без него все остальные шаги, ни как...
Шаг второй - робототехника, желательно ближе к нано.
Шаг третий - вместе с ИИ открыть новый принцип силовой установки для быстрого перемещения в космосе, да и не только. Если бы Тесла, имел в то время компьютер, он бы пошел дальше переменных генераторов. Ситуация аналогичная.
Шаг, четвертый - гибернация. На пожарный случай...
Шаг, пятый - социальный. Не уверен, но, в космосе может существовать организация, которая следит за правилами по перемещению между планетами, да и не только. Так что без виз, паспортов, без бюрократии в космосе, тоже ни как, иначе хаос. Хаоса в космосе мы не наблюдаем... Так вкратце. А пределы человечества в космосе, со всеми плюсами и минусами год, два, потом неэстетично, не практично, антигуманно... 8)
Это хорошая планета...

Записки колониста.
https://andreyzelenij.livejournal.com/5854.html

Оффлайн snickers

  • *****
  • Сообщений: 2 944
  • Благодарностей: 124
    • Сообщения от snickers
Зачем вы пишите о несущественности какого-то неинтересного вам проекта? Мне этот проект интересен. Я читаю и пишу.
Пишите. Я высказал  СВОЕ мнение - полет на скорости около 100+/-, км/сек у звездам неосуществим в принципе. В точку назначения через огромный с точки жизни человека, временной интервал, прилетит мертвый кусок  железа. Абоненты к тому времени просто забудут про этот аппарат или он будет им не интересен. Вы в его стоимости упустили очень важный момент - стоимость поддержания аппаратуры слежения/сопровождения.  Ведь ясно что при интервале времени в тысячи лет смениться с десятка полтора поколения операторов да и приемо-передающая аппаратура будет заменена не один десяток раз. А это деньги.
 Вот я и задал вполне логичный вопрос - а ЗАЧЕМ собственно запускать этот проект если он не достигнет цели в принципе?? Мне очень интересно почему надо потратить по Вашим расчетам около 40+ лярдов денег причем не наших и ради чего?
Убрал .. вот кто трет сообщения...)

Оффлайн snickers

  • *****
  • Сообщений: 2 944
  • Благодарностей: 124
    • Сообщения от snickers
Ожидаемая масса ядерного буксира мегаватного класса ~ 20 000 кг.
Почему именно такая масса??
 Потребляемая мощность  VF-200  = 200 и 1 мвт/200 = 5 движков так да? А если не 5 а 10-20 двигателей но работа в импульсном режиме? Копим энергию от реактора в кондюках ( как пример приведено), потом  тратим за короткий интервал времени?? Потери во времени но тем не менее...если собрались лететь 1000+ лет понятие - время- теряет свой смысл).
Убрал .. вот кто трет сообщения...)

Онлайн Rattus

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 13 678
  • Благодарностей: 515
  • Души прекрасные порывы!
    • Сообщения от Rattus
Например электролитические конденсаторы
Уже даже в материнки не ставят практически. Вы из какой эпохи к нам?
На него можно установить пять двигателей типа VF-200 (VASIMIR) тяга каждого такого двигателя 5 Н, удельный импульс 5000 с.
Понятно же, что это никуда не годится.
Вы опять в который раз пытаетесь изобрести велосипед, не видя даже что на соседней улице творится (даже Семёнов туда же! :facepalm:).
Всё (или почти всё) это уже посчитано умными людьми и изложено в предельно доступной форме:
речь зашла о маршевых двигателях. Алекс сразу предупредил, чтобы и не заикались о вариантах, связанных с ускорением частиц в электрическом поле. Объемный заряд мгновенно убьет любой проект подобного двигателя. Только нейтральная плазма. Какие двигатели на нейтральной плазме эксплуатируются? Только VASIMR? Это что за зверь? Нагретая плазма в магнитном сопле? Истечение 300 километров в секунду максимум? Это тепловая скорость? Ну так это ни к черту не годится! Нам нужно 3000 километров в секунду. Причем для осколков урана. Неужели больше ничего не изобрели?
 И тут наступил звездный миг Роланда.
- Как это не изобрели?! Природа изобрела нужный двигатель за 13 миллиардов лет до появления человека! Неужели ничего не слышали о космическихджетах? О джетах квазаров? О джетах протопланетных дисков? О джетах коллапсирующих сверхновых, наконец? Вот вам готовый двигатель. Скорость истечения до Лоренц-фактора 70 – почти скорость света. У рентгеновских двойных – близкая к той, что нам надо. Идея проста, как валенок. Берем магнитное поле и начинаем вращать. Впрыскиваем в это поле плазму. Что может там делать плазма? Только скользить вдоль силовых линий. Ну она и будет скользить, как бусинки по вращающейся спице, набирая радиальную скорость за счет центробежной силы. Это не может продолжаться бесконечно: на плазму действует сила Кориолиса, а магнитное поле не железное – оно начинает загибаться вместе с плазмой в сторону, обратную вращению, и закручивается в спираль (Роланд изобразил сказанное вращением руки, для убедительности, приседая и подпрыгивая при изображении широких витков). Магнитное поле с плазмой будет расширяться подобно туго закрученному клубку, расталкивая окружающую среду. Так взрываются некоторые звезды. А если силовые линии поля описывают конус вокруг оси вращения, раствором, например 30 градусов (Роланд повертел вытянутой вперед рукой, изображая конус)? Все будет происходить точно так же, только закрученное поле с плазмой будет лететь вперед с ускорением, пока энергия частиц не превысит энергию поля. Вот, смотрите (Роланд за несколько секунд нашел в сети нужные снимки). Туманность Орла, какой красавец – джет протопланетного диска длиной парсек, а здесь – все полтора парсека. А если кому-то мало, то вот квазар Лебедь А – джеты размахом 300 килопарсек. Мы можем устроить в точности то же самое, только поменьше. Надо взять магнитные полюса, чтобы силовые линии шли под 45 или 30 градусов к оси вращения (Роланд изобразил обмотки магнитов, крутя пальцами двух рук, вытягивая руки вперед в стороны), завращать его (Роланд описал круг вытянутыми руками) и впрыскивать туда плазму, полученную из испаренных отработанных ТВЭлов.
- А как поле вращать? Опять движущиеся детали?
- А как поле в обыкновенном синхронном электродвигателе вращается? Подается трехфазный ток на обмотки и дело с концами.
- А ток то от термоэлектрических преобразователей постоянный, значит преобразовывать надо. Сильноточные транзисторы? Шесть тысяч лет?
- Это законам природы противоречит?
- Это здравому смыслу противоречит.
- У нас тут примат законов природы над здравым смыслом!
- А как добиться нужной скорости истечения?
- У нас есть по крайней мере три вещи, которыми можно регулировать скорость: магнитное поле, размер обмоток и скорость вращения. А так, трехмерную магнитогидродинамику считать надо, конечно. Беру это в качестве домашнего задания.
Вот отсюда и пляшите уже.
Всякий флудер в ВЖР да опасно ходит. Толковый же принесёт пруфлинк.

Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ астануцца нашшы погадкиъ! (ЙожЪ, SKL)
Скоро у людей закончится космос. (П.Лемтыбож - "Теоремы Пафнуция")
Я брала города, я стану - еда! (Серебряная Свадьба - "Пищевая цепочка")
Уранизация естественным образом снижает численность человечества (Вика Воробьёва, ВЖР, 30.10.2012)