Проект Нанозвездолет (космическая пуля)

[assa32]

Современные технологии позволяют отправить к звездам аппарат уже сейчас. Конечная полезная масса аппарата – нанозвездолета несколько грамм. Разгон осуществляется до 20-30% скорости света, направленным на аппарат когерентным излучением с трех  излучателей размещенных в космосе. Именно соотношение разгонная масса/световая тяга эффективна только при малых массах, так как мощность лазерного луча нельзя увеличить до ве-личин тяги современных ракетоносителей. Суть в том, что лазерами существующей мощности небольшой массе можно придать большое ускорение. При этом надо использовать энергию солнца, преобразуя ее в направленное когерентное излучение лазера. Если уско-рение нанозвездолета (космической пули) будет 100g, то она достигнет требуемой скорости 0,25% от скорости света даже не выходя за орбиту Урана (19,18 А.е.), т.е. еще не покинув пределы Солнечной системы. Эффекты ТО при 25% скорости света имеют процен-ты ими можно пренебречь.
Ускоряющие лазеры находятся в орбитальном движении вокруг Солнца, поэтому отражатель пули должен динамически менять угол отражения для коррекции на активном участке траектории. Это наиболее технически трудно.
Для чего все это нужно. Первое - это измерение более точной массы звезды. Это позволит ответить на целый ряд вопросов космологии. Нанозвездолет (космическая пуля) проходя мимо звезды естественно отклоняется ее гравитационным полем, далее следует по измененной траектории  спустя некоторое время передает сигнал. Пеленгацией сигнала измеряется величина отклонения, и  вычисляется гравитация звезды.
Установленный на пуле таймер определяет время срабатывания передающего устройства. В случае, если пуля сможет подать два разных сигнала и тем более три и время между этими сигналами может меняться апостериорно в зависимости от полученных данных, на порядок возрастет количество информации получаемой от пули. Однако возможность подачи каждого следующего после первого сигнала увеличивает стоимость проекта в геометрической прогрессии. Вопрос в чем. Сколько нужно сигналов астрофизикам для изучения звезды один, два или все-таки три.
Проект Нанозвездолет (космическая пуля), это переход от пассивных наблюдений звезд к активному эксперименту.
Проект осуществляется двумя или тремя поколениями. Первое поколение выпускает сотни таких пуль, их дети и внуки получают результат.
Масса пули в основном состоит из импульсного передатчика однократного действия. Срабатывание которого означает ответ "нет" на вопрос о исследуемой компоненте звезды. Выпуская очередь таких пуль в сторону звезды получаем ответы "да" "нет" о свойствах исследуемого объекта.
Проект технически осуществим. Есть еще идеи и дополнения?
(Предыдущая тема "Проект космическая пуля"  была закрыта мною из этических соображений.)

[arystan]

Масса пули в основном состоит из импульсного передатчика однократного действия. Сра-батывание которого означает ответ "нет" на вопрос о исследуемой компоненте звезды. Выпуская очередь таких пуль в сторону звезды получаем ответы "да" "нет" о свойствах исследуемого объекта.
Проект технически осуществим. Есть еще идеи и дополнения?
(Предыдущая тема "Проект космическая пуля"  была закрыта мною из этических соображений.)

Допустим я  хочу узнать о сойстве звезды - например о точном диаметре. А получу ответ "Да" или "нет" Можно пожалуйста подробнее о каких свойствах звезды идет речь и зачем вообще нужно отправлять туда пули, если это уже давно все известно и вычислено?

[assa32]

Я не умею пока еще здесь делать цитаты поэтому ваш вопрос дословно:
Допустим я  хочу узнать о сойстве звезды - например о точном диаметре. А получу ответ "Да" или "нет"  Можно пожалуйста подробнее о каких свойствах звезды идет речь и зачем вообще нужно отправлять туда пули, если это уже давно все известно и вычислено?

Ответ:
Диаметр звезды больше или меньше 2000000 км? ответ да - меньше, ответ нет - больше
Летящая следом пуля уточнит методом половинного деления. (Артиллерийсткая вилка)

[Ed_Vazhorov]

Когда я бредил космической фантастикой и полетами к звездам, в голове уже возникала мысль об отправке миниатюрных "разведчиков".
А вообще, можно немного развить идею, слегка поднять массу, функциональность устройств. Но, по моему скромному мнению, без отправки фото пункта назначения и оглашения о прибытии "посланца" окрестностям проект будет малоинтересным...

[arystan]

Ответ:
Диаметр звезды больше или меньше 2000000 км? ответ да - меньше, ответ нет - больше
Летящая следом пуля уточнит методом половинного деления. (Артиллерийсткая вилка)

Невыгодно... Мне скажут - "нет, диаметр больше чем 2000000 км". А на самом деле может быть там и 5547498 км. Не понемаю - зачем отправлять облако дорогостоющих нанороботов ко всем звездам только ради того, чтобы узнать больше или меньше её диаметр определенного значения? Это можно все вычислить

[assa32]

Когда я бредил космической фантастикой и полетами к звездам, в голове уже возникала мысль об отправке миниатюрных "разведчиков".
А вообще, можно немного развить идею, слегка поднять массу, функциональность устройств. Но, по моему скромному мнению, без отправки фото пункта назначения и оглашения о прибытии "посланца" окрестностям проект будет малоинтересным...

Сигнал, ненаправлен и это уже уведомление. Сигналы от очереди таких пуль могут создать ритм, мелодию, двоичный код

[assa32]

Ответ:
Диаметр звезды больше или меньше 2000000 км? ответ да - меньше, ответ нет - больше
Летящая следом пуля уточнит методом половинного деления. (Артиллерийсткая вилка)

Невыгодно... Мне скажут - "нет, диаметр больше чем 2000000 км". А на самом деле может быть там и 5547498 км. Не понемаю - зачем отправлять облако дорогостоющих нанороботов ко всем звездам только ради того, чтобы узнать больше или меньше её диаметр определенного значения? Это можно все вычислить

Именно предварительно вычисленный диаметр уточнят пули.
Например, вычисленный диаметр 5540000 уточняется до 5547500

[SergeyKn]

Масса пули в основном состоит из импульсного передатчика однократного действия.

А какова д.б. мощность такого передатчика, чтобы послать сигнал от даже самой ближайшей звезды в сторону Земли и чтобы он дошел?
При существующих технологиях врядли получится запихнуть передатчик достаточной мощности в "несколько грамм".

[assa32]

"несколько грамм" это для наглядности, атомная бомба массой 370 грамм в бериллиевой оболочке вас не устроит? Взрыв это "точно нет". Нет взрыва "неточно да" Правда на порядок придется увеличить и мощность лазеров. ВЫ правы надо рассуждать о аппарате массой 0,5 кг. Но даже для существующих спутников он выглядит карликом. Например имеются ли вокруг звезды планеты с существами вышедшие на уровень технологии "радиопередач". Взрыв "точно нет" 

[SergeyKn]

"несколько грамм" это для наглядности, атомная бомба массой 370 грамм в бериллиевой оболочке вас не устроит?

Неудачное сравнение. 370гр (кстати откуда эта цифра?) - это наверно масса заряда? А какова масса всей бомбы в целом? Заряд ведь сам по себе всего лишь горстка радиоактивного материала, абсолютно бесполезного без всего того, что делает его бомбой. Сколько весит бомба?

В общем идея для очень далекого будущего, а пока лучше развивать наблюдательную астрономию, выводить на орбиту новые более мощные телескопы и аппаратуру, толку будет гораздо больше.

Вон в новостях с утра трындят про открытие экзопланеты на расстоянии 20 св лет в созвездии Весов, по хар-кам похожей на Землю. Даже если туда сейчас послать сигнал (так, на всякий случай), ответ получим в лучшем случае через 40 лет. 

[arystan]

Да уж, очень глупо связывать ответ "да" с бездействием бомбы.

[turchin]

нанозвездолёт мог бы полностью развернуться в гравитационном поле чёрной дыры и вернуться на землю.

недостатки идеи очевидны...

вариант - нанозвездолёт в шаровом скоплении мог бы отклоняться у каждой звезды на доли градусов и совершить разворот, облетев тысячи звёзд.

вариант - два нанозвездолёта обходят звезду с разных сторон и приобретают встречные ускорения, а затем в некой точке пространства сталкиваются, выделяя энергию в виде наблюдаемой вспышки. (конечно, звезда её заслонит, но если мыссы и угля сделать разными...)

вариант - произведя наблюдения, нанозвездолёт мог бы разделиться на несколько частей , которые бы поочередёно стокнулись бы с неким астероидом в данной звёздной сситеме, в результате чего бы возникла последовтельность вспышек, в которой можно было бы вложить что-то с помощью азбуки морзе.

вариант - послать один микрокрамм с выгравированной надписью "Слава России!" с помощью мощного ускорителя к ближайшей звезде и превозгласить себя межзвёздной державой.

вариант - снабдить нанозвездолёт крылышком, чтобы он медленно тормозился в межзвёздной среде, так, чтобы его скорость достигла нуля в точке назначения.

вариант - послать с помощью ускориеля несколько тысяч нанозвездолётов, с разной скоростью и в разные моменты времени, так, чтобы они встретились в одной точке пространства-времени на пути к звезде и объединились в один более-менее массивный объект.

вартаинт - заложив в нанозвездолёт нечто вроде днк с программой, вырастить всё необходимое оборудование на месте прибытия.

посылка нанозвезолёта со своего рода днк-текстом могло бы быть наиболее дешёвым способом передачи информации во всленной.

[arystan]

Еще он может сгинуть в атмосфере невидимой (для нас) планеты.

[turchin]

а что, это мысль - использовать самые верхние слои атмосфер больших планет или короны звезд для торможения нанозвездолётов. ему при этом страшны не чудовищные перегрузки, а перегрев.

ещё можно использовапть для торможения магнитные поля - для этого надо придать звездолёту некий элетрический заряд. он может сам выстрелить несколькими элетронами, или они могут быть выбиты с его поверхности излучением звезды. или созадать в нём магнитный диполь.

Еще он может сгинуть в атмосфере невидимой планеты.

[assa32]

Спасибо за серьезный подход tyrchin
Передать сигнал назад можно еще таким способом: направленным когерентным монохроматическим излучением (обратно в сторону Земли) Сегодня полупроводниковые лазеры делают величиной с булавочную головку. Видели наверное продают на рынках в виде авторучек. Другое дело мощность лазера должна быть неизмеримо выше. Но создать достаточно мощный лазер весом в несколько грамм это только технологическая проблема. Проблема заключается в точном позиционировании.
Я представляю себе так:
В сторону звезды выпускается "очередь" из пуль с интервалом 0,01 световой год т.е. до Альфа Центавра понадобится очередь из 450 пуль (примерно магазин пулемета) когда первая пуля достигает и исследует Звезду она передает сигнал пуле идущей вслед за ней, та, другой следом идущей и так далее до Земли. Получается межзвездная релейная линия последовательно услиливающая сигнал, где роль релейной станции выполняет очередной нанозвездолет.
Причем наиболее дорогой нанозвездолет стоящий сотни миллионов долларов это головной он потяжелее остальных и весит предположим грамм 20 (остальные по 10 грамм). Он напичкан всевозможной научной аппаратурой. А следом за ним идущие простые состоящьие из лазерного приемопередатчика и системы наведения.
Проблема 1: точное позиционирование
Проблема 2: каков коэффициент рассеяния лазерного луча в ваккуме в зависимости от расстояния и следовательно по нему рассчет коэффициента ослабления?
Может быть до Альфа Центавра понадобится очередь из  4500 пуль, а не 450?

Наиболее интересный объект для исследования  там пишут, что хотят исследовать с помощью мощных телескопов, а ведь как раз для таких целей подошел бы нанозвездолет:
Астрономы впервые обнаружили планету, которая по своим основным параметрам очень похожа на Землю и может содержать воду в жидком виде на своей поверхности, сообщает Би-би-си.

Планета находится в созвездии Весов на расстоянии двадцати с половиной световых лет от Земли. Это самая маленькая экзопланета (то есть небесное тело, обращающееся вокруг звезды за пределами Солнечной системы) из всех известных ученым. Она обращается вокруг своего затухающего солнца, получившего название Gliese 581, за 13 дней.

Gliese 581 меньше и холоднее нашего Солнца, поэтому температура на планете примерно соответствует земной. При этом она находится в 14 раз ближе к своему светилу, чем Земля к Солнцу.

"Мы подсчитали, что средняя температура на этой "сверхземле" - между 0 и 40 градусами по Цельсию, поэтому вода может быть жидкой, - говорит один из авторов открытия Стефан Удри из Женевской обсерватории. - Более того, ее радиус составляет примерно полтора радиуса Земли, и на основе моделирования мы предполагаем, что планета либо каменистая, как Земля, либо она покрыта океанами".

"Вода в жидком виде - это основа жизни в известных нам формах", - добавляет Хавьер Делфоссе из университета Гренобля. По мнению этого эксперта, обнаруженная планета может стать целью космических экспедиций по поиску внеземной жизни.

Впрочем, пока об отправке космических кораблей в созвездие Весов речь не идет. Ученые намерены вывести в космос мощные телескопы, которые смогут фиксировать световые колебания, свидетельствующие о наличии жизни. В том числе они будут искать в атмосфере планеты метан, а также признаки хлорофилла - ключевого вещества в фотосинтезе.

Обнаружение "двойника Земли" вызывает у ученых огромные надежды. Большинство из найденных ранее 200 экзопланет представляют собой газовые гиганты, подобные Юпитеру, - температура воздуха там крайне высока, поскольку они расположены вблизи раскаленных солнц.

"Из всех планет, которые мы находили около звезд, только на этой, похоже, могут присутствовать все условия для появления жизни, - сказала Би-би-си Элисон Бойл из Лондонского научного музея. - Она находится на расстоянии 20 световых лет, так что мы вряд ли вскоре полетим туда. Но если появятся новые типы двигателей, это может изменить будущее".

25.04.2007

[turchin]

насчёт лазерного луча - увы, помимо рассеяния, у каждого светового луча есть минимальный угол расхождения, связанный с волновой природой света. и от лазерной авторуки даже на луне это будет пятно размером в километр:(

Идея же о цепочке звездолётов - гениальная!

но как именно передвать между ними сигнал - придётся ещё подумать.

Варинат нанозвездолётов - отправить к звёздам частицу, квантовым образом сплетённую с другой частицей, оставшейся на земле. И узнавать через неё состояния дальней частицы. Увы, не уверен, что квантовая механика это позволит.
Но получится что-то вроде дальней радиолакации звёзд.

Можно ещё облучать звёзды потоками редких античастиц и наблюдать их вспышки в атмосферах дальних планет.

или - охладить нанозвездолёт до абсолютного нуля, чтобы он туннелировал к соседней звезде.

[SergeyKn]

вариант - послать с помощью ускориеля несколько тысяч нанозвездолётов, с разной скоростью и в разные моменты времени, так, чтобы они встретились в одной точке пространства-времени на пути к звезде и объединились в один более-менее массивный объект.

И не просто объект, а самоорганизовались бы (по принципу трансформера) в нечто похожее на межпланетную станцию, способную получать, анализировать и отправлять информацию на Землю. Через десяток-другой лет нанороботам такая задача наверняка будет по плечу. А вот с ускорителем сложнее. Не имею ни малейшего представления, какой нужен ускоритель, чтобы разогнать грамм вещества хотя бы до 10% световой скорости. Но по аналогии с УЭЧ думаю это будет нечто. 

[turchin]

надо отметить, что посылка нанорепликаторов на соседние звёзды - чревата. этот процесс уже нельзя будет обернуть вспять. и они могут засылать свои копии всё дальше и дальше и за вполне конечное время съесть всё твёрдое вещество галактики.

вообще, в качестве ретрансляционных станций можно использовать витающие повсюду мелкие кометы. высавдить на каждую наноробота и он построит из подручных материалов передатчик. тоже получится цепочка передатчиков до соседней звезды. 

[assa32]

Уважаемый SergeyKn по поводу разгона нанозвездолета проблема бы вроде решена. Нужно ускорение всего 100g,
это лазеры могут обеспечить для небольшой массы. Это ускорение сравнимо с ускорением придаваемым снаряду в канале ствола пушки.
Важнее проблема передачи обратно сигнала. Ясно, что радиосвязь не подойдет, нужны нетрадиционные способы связи,
например варианты предложенные Turchin.
Предлагаю еще вариант:
По мере подлета к звезде нанозвездолет аккумулирует через распахнутый сборник ее энергию. Подача сигнала производится направленным выстрелом из бластера частицами определенного типа. Или распознаваемая серия выстрелов типа: та та татата
Здесь тоже можно применить цепочку нанозвездолетов - межзвезную релейную линию.

[arystan]

Можно ещё облучать звёзды потоками редких античастиц и наблюдать их вспышки в атмосферах дальних планет.

или - охладить нанозвездолёт до абсолютного нуля, чтобы он туннелировал к соседней звезде.

Но уж это - точно не возможно!