Технические и ресурсные вопросы межзвездного путешествия

[астронавт111]

Какие проблему на 0.1-0.5с у ЛЮБОЙ ракеты?
Любой аппарат (не важно ракета это или нет) должен иметь очень высокую удельную мощность Ватт/кг чтобы за разумное время (год-пять лет) развить скорость 0.1-0.5с
Но если у вас ракета – вы должны этот суперэнергосистему нести с собой.
Не только топливо.
Топливо (в смысле реактивная масса) – это все цветочки. Ягодки – добыть необходимую энергию и нужным образом ее использовать.
Вам нужно совместить несовместимое.
Тягу и удельный импульс.
И сделать это крайне сложно. Я думаю вообще нельзя.
Даже если чудо случится, скажем, найдется способ добыть много дешевой антиматерии, это не снимет проблему высокой удельной тяги. Гамма-излучение (например) заставит вас строить 100 км щит-радиатор, отделяющий топливные баки и жилые отсеки от зоны аннигиляции. И ваша ракета получиться на миллионы тонн минимум."
"Главный "недостаток" ионного двигателя – в том, что без генератора электрической энергии он не работает. Любой ионный двигатель это полу-двигатель. Это только движитель.
Именно генератор тока для ионника - самое узкое место. Головная боль.
Не важно какой источник ядерной (термоядерной, анигиляционной, хокинговской) энергии вы используете. Вся эта энергия выделяется в виде теплового ХАОСА.
Поэтому, чтобы получить ток, вам нужна тепловая машина.
Как ни крути.
Допустим у вас чудо-нагреватель и у вас есть неплохой генератор. Но вам нужен холодильник. И вот тут чудо-холодильника никто кроме гения-извращенца Сорокина (см его роман "Голубое сало") не придумал даже в виде сказки.
Если человек дорос до понимания проблем термодинамики – он выкинет все горы фантастики на макулатуру.
Именно в силу того что нельзя иметь чудо-холодильник ионные двигатели считаются сверхтихоходными.
Но вообще говоря, эта проблема распространяется не только на питаемые током приводы. Двигатели, которые напрямую превращают тепловой хаос в реактивную струю так же сильно ограничиваются проблемой избавления от паразитного тепла. И поэтому не могут иметь одновременно и большую тягу и хороший удельный импульс (скорость истечения).

Предлагаю для начала обсудить идеи А.Семенова.
1. Возвращаясь к звездолетам.
Есть одно решение, которое рвет порочный термодинамический круг проблем. Вы можете оставить громоздкий генератор тока с тепловым контуром и радиаторами ДОМА. На каком-нибудь планетоиде, лишенном атмосферы и питать ионный двигатель электроэнергией "по проводам". Энергетическим лучом (что тоже очень большая морока, но овчинка может стоить выделки)
Вы можете передавать уже высококачественную энергию на борт разгоняемой ракеты по радиолучу. Огромная антенна (ректенна, антенна с полупроводниковыми диодами в узлах сетки) может с эффективностью до 80-90% этот радиолуч превращать в ток, который уже в ионнике с такой же высокой эффективностью (тоже до 80% в идеале) превращается в энергию реактивной струи.
Я лично (вслед за Лэндисом) крутил эту схему и готов признать возможность ее эффективность (даже незаменимости) на скоростях ниже 0.1с

http://go2starss.narod.ru/pub/E013_IZRL.html

Тема не хоженая.
Неофиты ее не принимают на ура. Хотя она достойна этого.
2.Самый реалистичный план межзвездного перелета на мой взгляд:


1) Старт на световом луче. Солнечный парус ("наследник фотонной ракеты") разгоняется гигантской стартовой структурой генератор луча-фокусирующая линза до долей света (0.1с – 0.5с) в течение примерно пол года-год.

2) Инерциальный полет несколько десятилетий. Парус-разгонщик отделяется от носителя ПН и далее он не нужен. Носитель ПН разворачивает комплекс защиты от набегающего межзвездного газа и (главное) пыли. Это серьезная проблема на таких скоростях. Сам парус, удаленный далеко вперед носителя ПН может служить элементом такой защиты "истлевая" в процессе полета.

3) Предварительное торможение. Выбрасывается магнитный парашют и корабль в течение нескольких лет теряет львиную долю своей энергии, рассеивая ее в виде излучения.

4) Скорость упала настолько, что парашют уже не эффективен. Теперь отбрасывается и он и включается ядерный (термояденый, анигиляционный) тормозной двигатель который заканчивает торможение и выводит ПН на орбиту вокруг звезды.
Перелет закончен.

[ivanij]

Солнечный парус ("наследник фотонной ракеты")

  Кажется, эта проблема уже обсуждалась где-то. И вывод был сделан такой, что солнечный парус хоть и перспективная вещь, но уж никак не наследник фотонной ракеты. 

[wandarer]

Есть еще одна проблема - расхождение лазерного луча. Посланный с Земли на Луне его диаметр составляет около километра. Так что реальный разгон таким способом можно осуществлять ограниченное время и никак не в течении нескольких лет. Может быть электромагнитные ловушки для космических лучей были бы более эффективны.

[EvilShurik]

Есть еще одна проблема - расхождение лазерного луча. Посланный с Земли на Луне его диаметр составляет около километра. Так что реальный разгон таким способом можно осуществлять ограниченное время и никак не в течении нескольких лет. Может быть электромагнитные ловушки для космических лучей были бы более эффективны.

На самом деле проблема расходимости светового луча уже преодолена. Дифракционный предел взломан. Теоретические предпосылки для данного прорыва были заложены в оптике ещё в девятнадцатом веке. Сейчас же технологии доросли до практической реализации.
Соль решения вопроса расходимости светового луча в том, что луч, представляющий из себя пакет световых колебаний, не выпускается пассивным излучателем, а активно формируется. Если задать характеристики волновых цугов в волновом пакете, то можно добиться его нерасходимости. Ну, практически. Для нас интересно то, что можно существенно превзойти характеристики, задаваемые дифракционным пределом.
Далее, солнечный парус, как не крути - разновидность светового отражателя фотонного двигателя. И на базе существующих технологий - единственно возможный для реализации.
Источник энергии для такого зведолёта, т. е. капсулы под солнечным парусом, может быть переработанное мириадами околосолнечных излучателей излучение Солнца. Материал для строительства излучателей можно брать с Меркурия. Естественно, подобный проект осуществим только после разработки на Земле полностью автоматических фабрик, реализующих весь цикл производства от добычи сырья и до выпуска конечной продукции в автоматическом режиме. Какими они будут - ещё тот вопрос. Могут быть варианты от нанотехнологических фабрикаторов, адаптированных к условиям космоса, до классических роботозаводов.
В принципе тут нет непреодолимых подводных камней, и сам проект создания станции, отправляющей зонды к интересным звёздам в автоматическом режиме, вполне может быть осущетвлён, и довольно недорого. Собственно цена проекта - стоимость запуска к Меркурию ракеты-"зародыша" будущего завода. Сам завод очевидно возникнет на Земле как развитие автоматизированных производств, для решения чисто земных проблем. После достижения необходимых параметров подобных производств, настанет время адаптировать их под нужды космических исследований.
Так что для масштабного исследования космоса нет необходимости строить флот звездолётов по совершенно запредельным ценам, и гонять бедных астронавтов за тридевять планет исследовать внесолнечные объекты. Исследования межзвёздного пространства можно осуществлять не выходя за пределы Земли, автоматами. Что и является магистральным путём развития исследовательской и не только космонавтики.

[FRIM@N]

На самом деле проблема расходимости светового луча уже преодолена. Дифракционный предел взломан. Сейчас же технологии доросли до практической реализации.

Ссылкой не поделитесь на практическую реализацию, интересно почитать.

[Malev]

«…весьма фундаментальной причиной [замедления темпов роста] также служит большое различие
(десятки тысяч раз) между расстояниями до последних планет Солнечной системы и до ближайших звёзд.

Это различие, по нашему мнению, означает, что после изучения и освоения
Солнечной системы некоторое время изучать и осваивать будет нечего».

Г. М. Хованов. Темпы развития цивилизаций и их прогнозирование. 1969.

[uuu2]

Различие между расстояниями до самого далекого континента и до ближайшей планеты (Марс) тоже составляет ~ десятки тысяч раз. Но от межконтинентального судоходства до отправки КА на Марс прошло всего ~ 500 лет.

Кстати, данное отношение (10.000) выполняется для межзвездных и межгалактических расстояний, а также для межгалактических расстояний и границы видимой Вселенной. Интересная закономерность.

[ivanij]

Различие между расстояниями до самого далекого континента и до ближайшей планеты (Марс) тоже составляет ~ десятки тысяч раз. Но от межконтинентального судоходства до отправки КА на Марс прошло всего ~ 500 лет.

Кстати, данное отношение (10.000) выполняется для межзвездных и межгалактических расстояний, а также для межгалактических расстояний и границы видимой Вселенной. Интересная закономерность.

 Любопытно. А более подробным расчётом проиллюстрировать можно? К тому же есть и другая проблема. На одной планете среда обитания ведь не меняется. А при межпланетных перелётах человек свою среду обитания покидает и перемещается в непригодный для существования мир. Разница, как видим, не только в расстоянии.

[uuu2]

Если быть точнее, то порядок различия - 100.000

Радиус визуального контроля ~ 0,1 км
Соседние континенты ~ 10.000 км
Планеты СС ~ 0,0001 св. лет (1.000.000.000 км)
Ближайшие звёзды ~ 1 св. год
Соседние галактики (спутники МП) ~ 100.000 св. лет
Граница видимой Вселенной ~ 10.000.000.000 св. лет

Можно предположить, что где-то дальше (1.000.000.000.000.000 св.лет) находится иная вселенная, не видимая имеющимися у людей техническими средствами.

[uuu2]

Что касается среды обитания, то, я надеюсь, колонисты полетят не "куда попало", а к предварительно выбранной, более-менее подходящей планете.  На Земле ведь тоже куча "непригодных для существования" мест (дно океанов, жерла действующих вулканов, пустыни, арктические льдины), но люди там и не строят колонии. Разве что в пустыне отыщутся полезные ископаемые, но такие (добывающие) колонии снабжаются извне.

[астронавт111]

Если быть точнее, то порядок различия - 100.000

Радиус визуального контроля ~ 0,1 км
Соседние континенты ~ 10.000 км
Планеты СС ~ 0,0001 св. лет (1.000.000.000 км)
Ближайшие звёзды ~ 1 св. год
Соседние галактики (спутники МП) ~ 100.000 св. лет
Граница видимой Вселенной ~ 10.000.000.000 св. лет

Можно предположить, что где-то дальше (1.000.000.000.000.000 св.лет) находится иная вселенная, не видимая имеющимися у людей техническими средствами.

Где это вы нашли звезду в 1 св. годе?

[uuu2]

Речь идёт о порядке величины.

[EvilShurik]

Космос не для людей. В своём исконном биологическом теле человек вряд ли выйдет за пределы Солнечной Системы. Межпланетные полёты, базы на Луне, Марсе и Меркурии - вот максимум того, чего может добиться человечество без кардинальной перестройки тела своих представителей.
Гражданин же Вселенной, это прежде всего существо, для которого условия открытого космоса не являются смертельными, который способен жить в Космосе без систем жизнеобеспечения. То есть наиболее наглядный образ такого существа - робот.
Вдобавок человечество уже в ближайшее столетие претерпит коренное изменение облика индивидуума, произойдёт становление постчеловечества. Сначала просто как подвид генетически улучшенных людей, никакой сомнительной евгеники - все генетические изменения будут взяты от вполне природных людей. Будет использоваться тот генетический багаж, который успешно прошёл испытание человеческой историей. Но это всего лишь промежуточный этап. Дальнейший шаг - биологическая революция. Здесь возможны целые наборы путей развития. От превращения в роботов до создания синтетических живых существ. Уже из этого следует, что само человеческое общество до неузнаваемости изменится. Страшно, но многие наши нормы человеческого бытия могут кануть в Лету.

[Алексей Юдин]

А самое главное - неизбежно канут в лету т.н. "общечеловеческие ценности"!
Как сейчас на Земле: "При пожаре - воруй, убивай, ... гусей!"

[Okub62]

Читал такое у Стругацких про новых людей. Забыл, как повесть называется. Склероз, усугублённый рамоли.

[vika vorobyeva]

Читал такое у Стругацких про новых людей. Забыл, как повесть называется. Склероз, усугублённый рамоли.

"Волны гасят ветер"?

[EvilShurik]

А самое главное - неизбежно канут в лету т.н. "общечеловеческие ценности"!
Как сейчас на Земле: "При пожаре - воруй, убивай, ... гусей!"

Не-а! Запомни, беспредел - удел БОГОВ! Удел рядовых - смирение и рабский труд. Так что первое чем озаботятся власти после успешного начала биологической революции, так это прошивкой в мозгах рядовых граждан "кодекса благочестия". Так, чтобы простые смертные, или даже простые бессмертные чисто по структуре мозга не могли нарушить "общечеловеческие нормы поведения". Если при этом возникнет динамически развивающаяся общественная структура, она задавит любые другие. Ведь у тех, кто "ворует, убивает, и т. д." ресурсы зачастую просто разбазариваются. Нет обмена информацией, много раз изобретаются "велосипеды". Велосипедизм - болезнь агрессоров.

[Okub62]

"Волны гасят ветер"?

Кажется так. За ними ещё комконовцы безрезультатно охотились.
Спасибо.

Не-а! Запомни, беспредел - удел БОГОВ! Удел рядовых - смирение и рабский труд.

Мне казалось, что этические нормы выработались в обществе для более удобного и безопасного существования в нём. Есссьно, что всегда находятся желающие переступить их по различным причинам и с разными целями. Люди, не Боги.
Моё скромное мнение.

[EvilShurik]

"Волны гасят ветер"?

Кажется так. За ними ещё комконовцы безрезультатно охотились.
Спасибо.

У Стругацких было много нереалистичных завихрений. Людены в нашем мире, подобные тем, что описали Стругацкие, невозможны. Стругацкие вообще много ерунды расписали, поднимали проблемы, которые никогда не возникнут в реале, ибо до них не дойдёт из-за других проблем. А реальные проблемы проморгали. То же отсутствие существенного прогресса в космических пилотируемых полётах и доминирование АМС ими предсказано не было.
Реальные постлюди вполне понятны. Мистическими "сверхспособностями" вряд ли будут владеть. А вот интеграция в тело уже существующих достижений, таких как телекоммуникации, компьютеры, усиление физических возможностей - это вполне.

Мне казалось, что этические нормы выработались в обществе для более удобного и безопасного существования в нём. Есссьно, что всегда находятся желающие переступить их по различным причинам и с разными целями. Люди, не Боги.
Моё скромное мнение.

Почему-то все власть предержащие как раз, являясь "мясными карликами", стремились позиционировать себя как БОГОВ. Еще Наполеон сокрушался, что из-за "эпохи просвещения", объяви он себя земным богом, над ним будет смеяться последняя кухарка.
Соль вопроса в том, что этические нормы с одной стороны - упорядочивают отношения внутри человеческого социума, но с другой - превращают его членов в "органы общества", нежизнеспособных вне его. Этика с одной стороны даёт мир, с другой - порождает слабость. Беззащитность перед агрессором-профессионалом. Ну и об извращении этики не будем забывать, когда рядовых разоружают, дабы воины могли их безнаказанно убивать и таким образом держать в покорности.

[omnidroid]

Соль вопроса в том, что этические нормы с одной стороны - упорядочивают отношения внутри человеческого социума, но с другой - превращают его членов в "органы общества", нежизнеспособных вне его. Этика с одной стороны даёт мир, с другой - порождает слабость. Беззащитность перед агрессором-профессионалом. Ну и об извращении этики не будем забывать, когда рядовых разоружают, дабы воины могли их безнаказанно убивать и таким образом держать в покорности.

"Этические нормы" - механизм упорядочивания отношений внутри ГРУППЫ, который никак не распространяется на НЕ членов группы. Механизм, выработанный эволюцией и закреплённый в мозгу чисто механически, равно как у, извините, собак и всяких из диких аналогов.
Вопрос лишь в том, где границы этой группы, где каждый сам для себя их проводит.
Понятное дело, ни к какому миру и слабости отношения она не имеет.