Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Пределы человечества:проект, межзвездный аппарат со скоростью от 100 до 300 км/с  (Прочитано 23165 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 2 812
  • Благодарностей: 45
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от viesis
При грав-маневре у Юпитера можно представить его возможный механизм: в области пространства, где притяжение Солнца и Юпитера направлены противоположно вес тела уменьшается, и сила тяги вызывает большее
приращение скорости. Около Солнца уменьшение веса тела невозможно и, соответственно, грав-маневр.

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 594
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
viesis
Энергетическое обоснование я привел, вроде бы всё просто и логично. Сумма потенциальных энергий полезной части КА + топлива сохраняется в системе отсчета связанной с Солнцем.
 
А еще проще - посчитайте орбитальные скорости по формулам.

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


Я без всякой высшей математики, с лёгкостью посчитал.
 
Расчет орбитальных скоростей, для орбиты:
Афелий вблизи орбиты Юпитера,
Перигелий в 7,5 млн километров от Солнца.

 
Какова будет скорость аппарата вблизи перигелия и афелия по такой орбите?
Вот, посчитайте по формулам,
У меня получилось  -
 
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.
 
Так бы продолжалось вечно и аппарат всегда удалялся бы максимум до орбиты Юпитера, но мы.....
     
Нарастим в перигелии скорость на наш резерв 27 км\с, и получим 226 км\с, в перигелии. 
 
И теперь, посчитайте, параметры этой, новой орбиты, с такой скоростью вблизи перигелия Солнца.
Получается гипербола, скажите, с какой скоростью аппарат будет удаляться  в 15 млрд км от Солнца?
Далее, эта скорость уже уменьшаться практически не будет.
 

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 2 812
  • Благодарностей: 45
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от viesis
Если сложить скорости, считая,что орбитальная скорость и приращение перпендикулярны, по формуле корень
из суммы квадратов, то всё станет на свои места-никаких эффектов не будет.

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 117
  • Благодарностей: 85
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
В формулах по вычислению эффекта Оберта не разбирался, взял и просто смоделировал ситуацию в Орбитере.
Взял расстояние перигелия 3 млн.км от центра Солнца (ближе он не пускает и разбивает корабль), афелия - 40 а.е и 400 а.е (но разница здесь несущественна), скорость в перигелии получается 297.3 км/с.
При импульсе 10 км/с в перигелии на вылете из Солнечной системы получается скорость 79 км/с. Это реалистичный вариант. При импульсе 30 км/с получается скорость 139 км/с.
Хотелось бы, чтобы кто-нибудь, разбирающийся в этих формулах, рассчитал 10 и 30 км/с при перигелии в 1.5 млн.км (т.е., на расстоянии в полтора раза больше солнечного радиуса от поверхности, что, думаю, достаточно, чтобы можно было придумать защиту от жара), что получится на выходе из СС ?

Интересно также, насколько сможет увеличить свою скорость корабль, если он совершит гравманёвр, опрокидывающий его на Солнце у Сатурна/Урана/Нептуна, но на вылете пролетит со скоростью около 100 км/с практически вертикально рядом с Юпитером - насколько Юпитер ещё сможет ускорить такой корабль?
« Последнее редактирование: 12 Сен 2016 [00:03:52] от LonelyWanderer »

Онлайн Rattus

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 13 680
  • Благодарностей: 515
  • Души прекрасные порывы!
    • Сообщения от Rattus
Вам КОНКРЕТНО написали - срок службы электроники  электроники в таком полете меньше времени полета. Одна их причин выход из строя конденсаторов.
Это нифига не конкретно. Вопросы были заданы: почему в космос обязательно тащить электролитические конденсаторы?

Попробуйте почитать что пишут выше. Что там товарисчи предлагают --> двигатель VASIMR + мегаваттные реакторы. Да там конечно сразу переменка в 220в идет и везде накручены розетки.
Почему именно VASIMIR сам по себе не годится - написал выше с прямой ссылкой на Бориса Штерна. Почему мегаваттные реакторы должны давать постоянный ток - тоже не понятно (хотя и переменный - тоже вопрос - проясните если в курсе). Какой ток нужен потребителям - тоже не раскрыто. Ну и где конкретика-то?
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)

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 594
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
по формуле корень из суммы квадратов, то всё станет на свои места-никаких эффектов не будет.
 
Не знаю, какие там у вас формулы, "корень из суммы двух квадратов", и почему у вас эффектов не будет,
а ссылку на формулы с настоящими орбитальными скоростями я привел. Вот если по ним посчитаете, то  увидите, будут там эффекты или нет. Почему они должны быть, я тоже писал (про сумму потенциальных энергий  полезной массы и отработанного топлива относительно Солнца). Высшей математики здесь нет, нужно просто применить формулы.
Спорить на научном форуме два дня о том, существует ли эффект Оберта, и какие в связи с ним можно проводить манёвры, тоже смысла не вижу :) 
Если считаете что его не существует, то вас переубеждать тут никто не будет.
Только пассивные маневры-полеты вблизи Солнца (без включения двигателей) не могут дать эффекта. В отличии от пролета мимо планет. А мы говорим про активные маневры, когда двигатели включаются.

 
« Последнее редактирование: 12 Сен 2016 [02:13:43] от Skipper_NORTON »

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 594
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
При импульсе 10 км/с в перигелии на вылете из Солнечной системы получается скорость 79 км/с. Это реалистичный вариант. При импульсе 30 км/с получается скорость 139 км/с.
 
Да, я что то подобное припоминаю. Когда то раньше, я считал сам по формулам с мЕньшим расстоянием до перигелия. При 3 миллионах километров, у меня тоже получалось до 140 км/c на выходе, при изменении характеристической скорости двигателями, на 30 км/с.
 
Цитата
при перигелии в 1.5 млн.км
 
Зачем? Нереальное расстояние от Солнца - там всё сгорит.
Ну может, там и до 250 км/c удасться получить на выходе. Всё равно мало. 
Чтобы достигать 10 000 км/c, и более, это надо вблизи белых карликов с солнечной массой двигатели включать.
 
« Последнее редактирование: 12 Сен 2016 [02:17:25] от Skipper_NORTON »

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 594
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Подсчитайте, какой массой должен быть ваш корабль, который разгонит в итоге, 3 тонны
полезной массы, до скорости 100 км\с, и имеющий,

Цитата

    Ядерный реактор + ионник
 
Так сколько тонн стартовая масса вашего корабля? 
 
Цитата
Топливо на десять лет сколько?  1200 тонн? Тогда и разгонять надо в среднем 620 тонн, а не 20 тонн.
 
Это верно?
« Последнее редактирование: 12 Сен 2016 [11:52:51] от Skipper_NORTON »

Оффлайн omnidroid

  • *****
  • Сообщений: 542
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от omnidroid
Других научных форумов у меня для вас нет. :D

Это ещё хорошо, что тут энтропию никаким боком нельзя приплести, а то бы уже с десяток знатоков приняв позу Наполеона вещали бы про "второй закон".

То, что импульс пропорционален скорости, а кинетическая энергия пропорциональна её квадрату - это великая тайна.

И таки да, это самый что ни на есть гравитационный манёвр. Если даже солнце "неподвижно" для аппарата, то к нему он летит X времени, а от него - X-y времени, то есть меньше. Соответственно, на отлёте аппарат быстрее выходит из под гравитационного влияния и успевает испытать меньшее ускорение, чем на подлёте.

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 117
  • Благодарностей: 85
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
[
Цитата
при перигелии в 1.5 млн.км

Зачем? Нереальное расстояние от Солнца - там всё сгорит.
Ну может, там и до 250 км/c удасться получить на выходе. Всё равно мало. 
Чтобы достигать 10 000 км/c, и более, это надо вблизи белых карликов с солнечной массой двигатели включать.
Да почему же сгорит? Это оспариемо. Экран же можно сделать. Самый тугоплавкий металл - вольфрам. Можно фольгу вольфрама растянуть перед кораблём со стороны Солнца. Толстую не надо, невесомость же, достаточно, чтобы она была непрозрачна и не рвалась. Температура плавления вольфрама - 3422 °C. Но и это не самое тугоплавкое вещество. Карбид гафния имеет температуру плавления 3990 °C, а теоретически предсказанная (экспериментов производилось недостаточно) температура плавления карбида гафния-тантала 4100-4200 °C.

Высоты перигелия 1.5 млн. км (или 804 тыс.км над поверхностью) будет достаточно, чтобы эти материалы не раскалились до температур своего плавления. Они будут давать тень на корабль, а вторичным тепловым излучением уже не так нагревать корабль. Если раскалённый экран будет действовать ещё достаточно разрушительно, на корабле можно нанести ещё жароустойчивое покрытие, или разместить вторичный пористый теплоизоляционный экран. Время, которое корабль будет находится так близко к Солнцу очень коротко, и теплоизоляция сработает. На крайний случай можно прибегнуть дополнительно и к активной защите в виде испаряющегося вещества, хотя это потребует увеличения массы корабля. Например, можно разместить вторичный экран из тугоплавкого металла, на который   нанести с наружной стороны нетугоплавкий материал, который, испаряясь под вторичным излучением первого экрана, будет не давать нагреться вторичному экрану, который, соответственно, уже почти не будет нагревать корабль.
« Последнее редактирование: 12 Сен 2016 [08:04:49] от LonelyWanderer »

Оффлайн OratorFree

  • *****
  • Сообщений: 3 996
  • Благодарностей: 117
  • Кто ищет, вынужден блуждать. И.В.Гёте
    • Сообщения от OratorFree
Да почему же сгорит? Это оспариемо. Экран же можно сделать.

Оспорить мало. Нужно доказать. Если даже от обычного светового излучения можно защитится фольгой, то как вы будете защищать оборудование от ренгеновского, гамма - излучения, нейтронно и прочего. Здесь фольгой не отделаешься. Какой там уровень радиации вы искали данные? Лично я, даже без расчетов, на основе интуиции  могу предположить, что там не сохранить/ не защитить никакое оборудование разумным способом. Имеет ли смысл разгонять  махину скажем массой 100 тонн, из которой 99 экран и только 1 тонна полезного груза?
В действительности все совершенно иначе, чем на самом деле.(c) Антуан де Сент-Экзюпери

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 117
  • Благодарностей: 85
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
Да почему же сгорит? Это оспариемо. Экран же можно сделать.

Оспорить мало. Нужно доказать. Если даже от обычного светового излучения можно защитится фольгой, то как вы будете защищать оборудование от ренгеновского, гамма - излучения, нейтронно и прочего. Здесь фольгой не отделаешься. Какой там уровень радиации вы искали данные? Лично я, даже без расчетов, на основе интуиции  могу предположить, что там не сохранить/ не защитить никакое оборудование разумным способом. Имеет ли смысл разгонять  махину скажем массой 100 тонн, из которой 99 экран и только 1 тонна полезного груза?
Что станет, например, с оптикой? Ничего. Оборудование можно сделать таким, чтобы оно могло выдерживать значительную радиацию, и даже вычислительную технику. Работала же робототехника в Чернобыльской АЭС при аварии, на Фукусиме, и она при этом не создавалась именно для сверхвысоких доз радиации, а если и с этим ещё поработать, то выход найти можно.

Оффлайн omnidroid

  • *****
  • Сообщений: 542
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от omnidroid
Вспоминая злого партнёра Тони старка - технология вот она, перед вами, нужно её просто уменьшить.

Общеизвестно, что землян защищает от радиации магнитное поле. Ну и 100 км атмосферы немножко.

Решение элементарное - нужно искусственное сделать такое магнитное поле, которое защитит от всевозможных частиц! http://engineering.dartmouth.edu/~d76205x/research/Shielding/docs/ToMaSS.pdf

Рядом со звездой конечно горячо, но с другой стороны, и энергетические возможности ого-го. Потенциал такой, что можно запускать аппараты хоть с двигателями стирлинга. В общем, защита аппарата в этих условиях - дело технологий. Принципиально - всё возможно, обсуждать можно только что-то вокруг конкретных возможностей - можно ли приближаться к звезде, нагревая щит до 4000 градусов, или только до 3000. Но это никак не влияет на сам предложенный принцип гравитационного манёвра около звезды.

А если использовать чёрные дыры в сочетании с эффективными двигателями (да хоть взрыволёты), то можно летать на скоростях в хороший процент световой. От галактики к галактике. При этом возимое с собой количество дельты-вэ на порядки ниже, чем если бы скорость набирали простым ускорением на собственном рабочем теле.

Онлайн Rattus

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 13 680
  • Благодарностей: 515
  • Души прекрасные порывы!
    • Сообщения от Rattus
Потенциал такой, что можно запускать аппараты хоть с двигателями стирлинга.
Тепловые двигатели работают на градиенте (т.е. РАЗНИЦЕ) параметров среды (давления, температуры и т.п.) - без адекватного теплоотведения никакой особой энергии в космосе не получить. И этот самый потенциал - градиент в случае звезды заметен только на расстояниях в а.е.
Энергии в космосе может и много, но почти вся она "размазана" тонким слоем. А самые концентрированные места - как раз и есть планеты земного типа. Потому на них-то только и заводится жизнь - чтобы этот сверхбольшой градиент выравнивался быстрее (см. неравновесную термодинамику).
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)

Оффлайн OratorFree

  • *****
  • Сообщений: 3 996
  • Благодарностей: 117
  • Кто ищет, вынужден блуждать. И.В.Гёте
    • Сообщения от OratorFree
Решение элементарное - нужно искусственное сделать такое магнитное поле, которое защитит от всевозможных частиц!
От перечисленных мною частиц - ренген, гамма и нейтроны не защитит. Да и от заряженных частиц - какая должна быть напряженность поля, что бы закручивать частицы непосредственно у Солнца. Да Солнце само источник магнитного поля - в результате равнодействующая магнитного поля может оказаться "прошивающим" корабль. Нужны конкретные цифры, общие рассуждения это ни о чем.
В действительности все совершенно иначе, чем на самом деле.(c) Антуан де Сент-Экзюпери

Оффлайн Skipper_NORTONАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 5 594
  • Благодарностей: 81
  • Хочу на Меркурий!
    • Skype - sergeyyankovich
    • Сообщения от Skipper_NORTON
Цитата
Ядерный реактор + ионник
 
Рассчитайте кто-нибудь, какова стартовая масса ракеты с ядерным реактором + ионником, должна быть, чтобы добиться
прироста характеристической скорости на 150 км/с, для конечной полезной массы аппарата в  3 тонны  ?
 
Это же интересно. Вот, взять к примеру, двигатель VASIMR + ядерный реактор, или альфа-излучатель Полоний, для получения энергии.
 
Пусть этот двигатель, хоть годы будет добавлять эту скорость на 150 км/c.

И зная  стартовую массу такой ракеты, можно будет рассчитать примерную стоимость проекта, для достижения скорости 300 км/c, после вылета из Солнечной системы.
 
Первые 150 км/с, наберем с помощью гравитационного маневра вблизи Солнца (о чем мой первый пост), и химических двигателей, а затем имея КА не 3 тонны, а больше, двигатель VASIMR + ядерный реактор - добавит еще 150 км/с - для конечной полезной массы нашего аппарата в 3 тонны.
 
Получим межзвездный зонд, который будет удаляться от Солнца со скоростью 300 км/с, и проходить за каждые 1000  лет,  каждый следующий один световой год.
Если бы такой запустили во времена строительства пирамиды Хеопса, то сейчас он уже долетел бы до Альфы Центавра.  Так что срок, не такой уже и страшный. И начинать с чего то нужно.


Оффлайн omnidroid

  • *****
  • Сообщений: 542
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от omnidroid
Тепловые двигатели работают на градиенте (т.е. РАЗНИЦЕ) параметров среды (давления, температуры и т.п.) - без адекватного теплоотведения никакой особой энергии в космосе не получить. И этот самый потенциал - градиент в случае звезды заметен только на расстояниях в а.е.Энергии в космосе может и много, но почти вся она "размазана" тонким слоем. А самые концентрированные места - как раз и есть планеты земного типа. Потому на них-то только и заводится жизнь - чтобы этот сверхбольшой градиент выравнивался быстрее (см. неравновесную термодинамику).

А можно, аппарат будет нагреваться с обращённой к солнцу стороны, охлаждаться излучением с противоположной, а в градиенте между этими сторонами будет стоять тепловая машина? Можно?

Оффлайн ВадимZero

  • *****
  • Сообщений: 8 703
  • Благодарностей: 94
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ВадимZero
УИ идеальный это бесконечный что ли? Что я не понял идеи.
Идеальный УИ это оптимальный УИ с точки зрения кпд. Такой УИ минимально греет вселенную, и максимально увеличивает импульс корабля. В нашем случае идеальный УИ это переменный УИ. Это  УИ  равный скорости корабля. В таком случае, нам считать массу рабочего тела не нужно, потому как оно будучи отброшенным двигателем, имеет энергию близкую к нулю.

Оффлайн ВадимZero

  • *****
  • Сообщений: 8 703
  • Благодарностей: 94
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ВадимZero
Толстую не надо, невесомость же,
Нет, не невесомость. Это активный гравманевр, а значит будут перегрузки создаваемые двигателями.
Общеизвестно, что землян защищает от радиации магнитное поле. Ну и .
Нет, магнитное поле почти не какой защиты не несет. Защищает от радиации наша плотная атмосфера. Если бы не было магнитного поля у земли, собственно не чего не изменилось. Полярное сияние только было бы уже по всей земле.
« Последнее редактирование: 12 Сен 2016 [14:05:23] от ВадимZero »

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 117
  • Благодарностей: 85
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
А можно, аппарат будет нагреваться с обращённой к солнцу стороны, охлаждаться излучением с противоположной, а в градиенте между этими сторонами будет стоять тепловая машина? Можно?
Охлаждение через тепловое излучение с обратной стороны будет неадекватно малым в сравнении с желаемым получением энергии от Солнца. Кроме того, использовать солнечную энергию таким образом можно будет недолго - рано или поздно щит и всевозможные теплоизоляции прогреются насквозь. Все это возможно использовать только на пролетной траектории короткое время, и выработать много энергии здесь не успеете через тепловую машину.