Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет kouzdra ([info]kouzdra)
@ 2009-10-22 00:05:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
Entry tags:Альфа-Центавра, Космос, Техноложка

Про альфу-центавру:
Я таки собрался и посчитал. Результат, как я уже говорил, умеренно печальный:

Я взял за основу слегка заапгрейженные современные девайсы:
В качестве движка - HiPEP (3 кг на киловатт, эффективность - 80%), но с увеличеным до 21_000 импульсом (благо бодрые европейцы на стенде уже этот импульс получили и развивают успех).

В качестве реактора - SP-100 c увеличенной с 600квт до 800квт мощностью и весом собственно реактора 1т (против 1.5) и остальной энергетической системы - 10т (против 13.5т). Ну и ресурсом активной зоны 10 лет. Ну и исходил из предположения, что механика не изнашивается, и раз в 10 лет реакторная часть заменяется на новую.

Полезная нагрузка: 10 тонн. Полет в один конец без торможения у цели.

Старт предполагается на второй космической скорости.

Итого: при стартовой массе 3700 тонн до центавры лететь надо 1600 лет.
За 1500 лет можно долететь при массе 5700 тонн. За

1400 лет требует массы уже 10400 тонн.
максимальные скорости тут 900-1100 км/c, причем, что характерно - наименьший стартовый вес при заданном времени полета достигается вовсе не при максимальной конечной скорости.


То есть - увы: 1500 лет при данной вводной представляется примерно пределом.

Что более интересно - радикальный прогресс: увеличение импульса до 50_000 и сокращение веса энергетической установки вдвое дает весьма умеренный выигрыш во времени (правда давая приличный выигрыш в массе):

За 1300 лет можно долететь при массе 1300 же тонн,
За 1200 - при массе 2300 тонн, и
За 1150 - при массе 3200 тонн.

(максимальные скорости тут 1200-1400 км/c)

То есть несмотря на резкое увеличение характеристик прогресс весьма умеренный. Как я понимаю, выигрыш от увеличения импульса тут съедается резким увеличением потребности в энергии - и это начинает подбираться к пределу.


Надеюсь, нигде особенно не обсчитался.

В принципе - логично: если учесть то, что дефект массы у реакции деления около 0.1% - соответствующая примерно скорость - 0.03C - то есть 10_000 км/с. Ну там с одной стороны, конечно, многоступенчатость и формула циолковского, а с другой - если учесть соображения КПД (у нас он в итоге около 25% - 80% у движка и 30-33%% у реактора) и то, что разогнять надо далеко не только уран - эти 0.1% хрен выжмешь. 0.003-0.005C - вполне неплохой результат.

Дальше только термоядерная реакция и еще обеспечение существенно больших удельной мощности энергетической установки (а не удельного импульса двигателя, на который все обычно молятся).

PS: Еще надо просчитать задачку от [info]levsha - про полет за минимальное время на 120 a.е. - там, как я понимаю получается 9-11 лет (причем почти вне зависимости от конкретных характеристик) и затребованные 100 км/с при этом не являются оптимальной целью. Но это пока по поверхностным прикидкам....



(Добавить комментарий)


[info]russkiy
2009-10-22 00:41 (ссылка)
Вот же черт! Досада какая. Я рассчитывал, что у вас внезапно получится лет пять, и мы все туда полетим.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 00:49 (ссылка)
:)

Но оно в общем ожидаемо: если учесть то, что дефект массы у деления урана около 0.1% - соотвествующая примерно скорость - 0.3C - то есть 10_000 км/с. Ну там с одной стороны, конечно, многоступенчатость и формула циолковского, а с другой - если учесть соображения КПД (у на он в итоге около 25% - 80% у движка и 30-33%% у реактора) и то, что разогнять надо далеко не только уран - эти 0.1% хрен выжмешь. 0.03-0.05C - вполне неплохой результат.

Дальше только термоядерная реакция и еще обеспечение существенно больших удельной мощности энергетической установки (а не удельного импульса двигателя, на который все обычно молятся).

Что интересно - что действительно проблема даже сейчас упирается не в двигатели и/или рабочую массу, а в источник энергии.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 00:51 (ссылка)
PS: То есть 0.03C как максимум и 0.003-005C как более или менее реальные скорости.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]russkiy
2009-10-22 01:16 (ссылка)
У Стивенсона в Анафеме описан корабль, который выкидывал себе под жопу, в фокус зеркала, серии атомных бомб, каковые бомбы, взрываясь одна за другой, пихали корабль вперед. Хотя, конечно, подобное зеркало несколько менее реально, чем холодный термояд.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 01:32 (ссылка)
Термояд тут вполне устроит и горячий: нужен именно источник энергии с высоким коэффициентом преобразования массы в энергию. Но как ни смешно - упомянутое - это как раз - реальный проект. Опыты ставились - графитовое зеркало в непостредственной близости от 15 мт термоядерного взрыва действительно выживает. На обычной взрывчатке макет "взрыволета" даже летал.

То есть это из серии безумных проектов "романтической эпохи начала освоения космоса" (как и зенгеровский суборбитальный бомбардировщик - это не фэйк, вроде "антарктического рейха" - хотя разумеется, не реальная машина, а попытка ракетных немцев конца войны поприкидывать, куда дальше можно двигаться) - но не настолько безумных, как кажется :)

Но там не снимается главная проблема: энергетика. Она там такая же (даже наверное похуже - у бомбы afaik КПД куда ниже 25%). Вот удельная мощность и тяга там большие. Но это скорее для межпланетных полетов.

Прикидывали еще проект на термоядерных бомбах - там вроде в теории все срастается и лет за 50-70 долететь можно. Только совсем сложно.

Ну и есть еще странная идея с использованием того факта, что космос не настолько пуст, как кажется - двигатель Баззарда - осуществимость не ясна, но если таки да - система для ближних перелетов почти идеальная - в частности в околозвездном пространстве при старте он работает как эффективный солнечный парус на ускорение, а при входе в систему - аналогично на торможение.

Вообще - что забавно - что когда начинаешь эту область копать - оказывается, что стереотипы "фантастика - реализуемые устройства" подводит очень сильно.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]russkiy
2009-10-22 01:49 (ссылка)
The top cruise velocity that can theoretically be achieved by a thermonuclear Orion starship is about 8% to 10% of the speed of light (0.08-0.1c) - это неслабо, да.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]levsha
2009-10-22 04:02 (ссылка)
У Ориона прокололись как бы не на банальной реализации -- демпфер между зеркалом и телом корабля с приемлемыми механическими характеристиками не вытанцовывался. Хотя идея сама по себе вполне дикая, да.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 04:18 (ссылка)
Как мне недавно подкинули цытато со /.:

An WHUMP Orion WHUMP based WHUMP drive WHUMP can WHUMP be a WHUMP bit WHUMP rough, WHUMP any WHUMP study WHUMP on the WHUMP effects WHUMP on cargo/passWHUMPengers?

:)))

(Ответить) (Уровень выше)


[info]kaledin
2009-10-22 08:03 (ссылка)
Da vse tam rabotalo; prosto ono neobratimo zasiralo vsyu Zemlyu pri starte (i ne moglo byt' sobrano na orbite iz-za razmera). V obshchem, goditsya tol'ko na to, chtoby sbezhat' ot termoyadernoj vojny.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]levsha
2009-10-22 15:37 (ссылка)
Чисто из общих соображений мне идея интуитивно не нравицца. Даже твердотопливник считается хуже ЖРД, при том что там более-менее однородная среда, а тут взрывы -- такие вещи работают только статистически, а у нас типа макросреда (до той же Центавры или куда они там собирались, планировалось израсходовать несколько сот штук зажигалок, ЕМНИМС). Не нравится мне транспортное средство, которое работает/не работает с той же вероятностью, что и встреча динозавра из анекдота.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]kaledin
2009-10-22 17:37 (ссылка)
Mne tozhe bol'she nravitsya fotonnyj dvigatel' na antiveshchestve, ---

(Ответить) (Уровень выше)


[info]sart
2009-10-22 01:22 (ссылка)
Предел существующих технологий, ага. Свёртывание исследований в этой области можно объяснить как раз тем, что подобные прикидки были сделаны до вас :)

С другой стороны, вероятность ВНЕЗАПНОГО технологического скачка не так уж и мала.

БАК, говорят, охладили и вновь готовят к запуску.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 01:36 (ссылка)
Исследования-то как раз ведутся и довольно активно. Двигатели с импульсами в десятки тысяч единиц я вообще-то до этих штудий считал чистой фантастикой. А этим как раз занимаются. Космические ядерные реакторы тоже вяло, но разрабатывают. NASA даже прикидывало возможность возобновления NERVA - но там как-то совсем безумно по деньгам вышло (вроде сами know-how там по стоимости 10-15% - остальное - инфраструктура проекта, которую надо отстраивать заново).

С другой стороны, вероятность ВНЕЗАПНОГО технологического скачка не так уж и мала

Там в термоядерный реактор все упирается: если это научатся делать - можно будет прикидывать уже для него.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]sart
2009-10-22 01:44 (ссылка)
Хм, а я думал ЯР в космосе перестали применять чуть ли не в 70-х. Или это наземные разработки?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 01:59 (ссылка)
Разработки наземные - не так, чтобы несерьезные - даже наши Топазы - это 80-е. Упомянутый SP-100 - это реактор под лунную базу (потому там и довольно странное ТЗ - фиксированная мощность при максимизации срока службы без перезагрузки активной зоны). На него на самом деле ориентироваться не вполне правильно - с другой стороны - если учесть, что это наземный НИОКР - то в общем так на так выходит.

Под JIMO реактор планировали. Вообще - такое ощущение, что как раз сейчас это все оживляется - потому что плазменные и ионные двигатели стали превращаться в довольно практичные устройствами, а их надо как-то питать.

А то извращение получается - в 2010 собираются на МКС ставить плазменный двигатель для коррекции орбиты - и его там просто нечем питать (при том, что МКС - самый наверное мощный космический девайс): в результате там какая-то хитрая аккумуляторная установка, которая обеспечивает его работу импульсами примерно по 10 минут - с паузой на перезарядку.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]sart
2009-10-22 02:05 (ссылка)
Green Energy потому что.

Были же скандалы с падением станций с реакторами на земли вероятных противников.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 02:07 (ссылка)
Были - но это все-таки разведывательный спутник на низкой орбите (да и скандал был с ним одним, а запущено было их порядочно), а уже на орбите в тыщу километров это добро будет болтаться несколько сотен лет. А в дальнем космосе и вовсе пофиг.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


(Анонимно)
2009-10-22 02:20 (ссылка)
скандал был с ним одним

С двумя, с двумя, просто со вторым немеждународный.
PS Вы книгу Тарасенко ( "военные аспекты..." ) листали ? Она есть в сети.

(Ответить) (Уровень выше)


(Анонимно)
2009-10-22 02:14 (ссылка)
ЯР в космосе перестали применять чуть ли не в 70-х.

На "рорсатах" ( "ус-а" ) ,без них было просто никуда. Орбита низкая - батареи долго в тени, радиолокатор включен едва ли не постоянно, локатор импульсный, а значит мошный. Я не уверен, что сейчас-то, на нынешней сигналообработке такая система "свяжется" без реактора. У изотопных батарей как-то кисло с мощностью.
Таки понадобилось уронить два реактора (один на Канаду, другой в океан), чтобы идея "а ну их" овладела массами.
PS "Топаз" предполагалось вообще вытащить на геостационарную в составе телевещательного спутника. Но не срослось.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]sart
2009-10-22 02:17 (ссылка)
Посмотрел подробнее - проблемы были чуть ли не с каждым вторым (это из тех, что есть в википедии).

На МКС, кстати, тоже особого смысла ставить нет - проект уже отработал большую часть времени.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 02:38 (ссылка)
Забавно, что если верить вики, то из стационарных спутников на орбиту захоронения реально отстреливается один из трех. Хотя сейчас это для них обязательное требование.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]sart
2009-10-22 02:45 (ссылка)
Наверное, поэтому и не использовалось на обитаемых станциях :)

Так что вряд ли МКС оборудуют ЯР, а жаль.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 02:47 (ссылка)
На обитаемых станциях, кстати, возможно как раз проще - там в конце концов всегда можно пофиксить нештатную ситуацию не очень большой кровью и деньгами. А к тем же "Космосам" - разве что пилотируемый корабль с аварийным экипажем запускать.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]sart
2009-10-22 02:50 (ссылка)
Опять же, по описухе этого УС-А, ресурс реактора невелик. То есть об орбитальных полётах говорить можно, о межпланетных - уже сложнее. Про межзвёздные - только автоматика, и запускать сразу 10 - авось 1-2 долетят.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]kouzdra
2009-10-22 02:57 (ссылка)
Ну там и реактор - далеко не последний писк моды. Уже "Топазы" гораздо лучше. SP-100 проектировали под базу на Луне - и вроде там 10 лет ресурс реальный получается.

PS: Ну и там ресурс реактора afaik не был определяющим время жизни. Его вряд ли слишком оптимизировали в этом плане.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]levsha
2009-10-22 04:07 (ссылка)
Янки (ЕМНИМС, Аннаполис или еще какая-то флотская богодельня) недавно прорабатывали модель из сервисных спутников, к-рые занимались бы ремонтом/техобслуживанием/заправкой собственно спутников рабочих.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]kouzdra
2009-10-22 02:37 (ссылка)
По смутным воспоминаниям от рассказов отца (он на "Арсенале" работал), с этими спутниками был еще постянный мандраж с продлением их ресурса - с обычными - если работает - то продляют и все, а тут как раз - то ли продлять (а вдруг сдохнет и упадет - тем более, что реактор довольно сильно электронику подсвечивает), то ли нет.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


(Анонимно)
2009-10-22 16:19 (ссылка)
Я давно общался с "кометовцами", но, кажется, виновными признали технологов РЭА и кого-то выгнали в высшую школу заведовать кафедрой.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]levsha
2009-10-22 04:03 (ссылка)
Проблема скорее не в свертывании исследований as is, а в свёртывании НИОКР в части ОКР, т.е. опытно-конструкторских работ. "Концепция изменилась", типа.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]qwerty
2009-10-22 10:38 (ссылка)
В сб. "Проблема поиска жизни во Вселенной", Наука, 1986 есть статья М.Я.Марова и У.Н.Закирова "О проекте полета космического зонда к планетной системе звезды" с формулами. Там предлагается пятиступенчатый серафим со стартом с околоземной орбиты, стартовой массой 3000 тонн и дозаправкой по концу работы первой ступени. Двигатели гипотетические микротермоядерные, энергетическая установка термояд.

(Ответить)


[info]sergey_ver
2009-10-22 11:02 (ссылка)
В принципе, именно поэтому народ и извращаетя с "Longshot"-ом да "Starwisp"-ом.

(Ответить)


[info]ppkk
2009-10-22 17:36 (ссылка)
И насколько использован потенциал гравитационных манёвров?

Очевидно же, что, как я и писал: практичным решением является на Земле занять этим учёных-технологов и прочих на несколько десятков лет, так что эффект от доработок, миниатюризации и т.п. будет выше.

Ну и для грав. манёвров тоже может быть важно дождаться правильного момента, продолжая развиваться на Земле ещё лет сто.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


(Анонимно)
2009-10-29 20:43 (ссылка)
Гравитационные маневры прибавляют мизер. Порядка 1-2 км/сек за один маневр. Согласитесь, что в релятивистском смысле это просто песчинка...

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]ppkk
2009-10-29 21:15 (ссылка)
В релятивистском смысле указанные 1100 км/с тоже не слишком велики. Так что это слово ни к чему.

Там и больше бывает: 4, да и как считать смотря: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/8/80/Cassini's_speed_related_to_Sun.png — если нам важна скорость относительно Солнца, то это интересно.

Скорее уж можно было бы сказать, что это, типа, начальная скорость, на которую отчасти забиваем ("Старт предполагается на второй космической скорости.").

К тому же если мы, например, будем разгоняться 500 лет, то по нормальному манёвру в год получим 1000 км/с. Если мы это совмещаем с "обычным" разгоном (по [info]kouzdra), то через 500 лет вылетаем из Солнечной системы с очень хорошей скоростью. Собственно, хоть это и другое дело, можно после этого заниматься в основном торможением (или взять достаточно крутую технику, чтобы затормозить на месте гравитационными манёврами, если есть относительно чего и хватает ускорения на выход на эти манёвры [то есть техника — скорее телескоп]).

(Ответить) (Уровень выше)


[info]ppkk
2009-10-29 21:31 (ссылка)
Ну и разгоняясь вокруг Солнца чего-то можно достичь (эффект Оберта).

(Ответить) (Уровень выше)


[info]blue_slonopotam
2009-10-24 22:42 (ссылка)
А обязательно весь запас топлива с собой тащить?

Вот тут лифтёры на километр по веревке ползают, а батарейки на земле лежат.

http://www.spaceelevatorgames.org/snagged-again/

(Ответить)