Звездолет типа ускорителя.

[vasanov]

Прийдя к выводу, что ускоренные частицы имеют энергию гораздо больше, чем можно получить при их аннигиляции. Предлагаю звездолеты делать в виде ускорителя. 
 В современном коллайдере можно разогнать электроны до энергии больше 100 ГэВ. А при аннигиляции электрона и позитрона выделяется только 1.022 МэВ. Тоесть облако электронов с энергией в 100 ГэВ массой 100 грамм заменит аннигиляцию 10 тонн электрон- позитронной пары. При этом технологии разгона частиц до таких энергий и их удержание уже хорошо отработанны на тороидальных ускорителях. Разумеется лучше накапливать разогнанные протоны или адроны (ядра веществ), чем электроны. Электроны я сравнил с аннигиляцией для простоты.
Поэтому простой звездолет будет выглядеть в виде двух бубликов- торов в которых будут накапливаться протоны с энергией в 7 ТэВ, что уже достигли на БАК. При этом и размеры торов будут сравнимы с БАК, тоесть их радиус составит около 9 км. Протоны в торах будут вращаться в противоположные стороны для стабильности системы.
Торы служат только для длительного удержания облака протонов - это топливные баки звездолета. А перед стартом звездолета облако разогнанных протонов будет вырабатываться специальными ускорителями работающие на энергии солнечных электростанций - это просто заправочные станции и их в полет мы не берем.
Реактивная тяга звездолета будет вырабатываться за счет выброса протонов из баков в противоположную сторону движения звездолета, для компенсации заряда попутно будут выбрасываться и электроны.
Задача инженеров - добиться наибольшего снижения веса стенок торов и удерживающих протоны систем. Если добиться протонного облака сечением в 1 кв.метр , длиной 27 км и плотностью хотябы в 0.01 земной атмосферы, то общий вес протонного облака составит около 350 кг, что эквивалентно 35 000 тонн антивещества и вещества. И если вес каждого тора будет хотябы 500 тонн. А общая масса звездолета около 2000 тонн . Хотя возможно стартовая масса звездолета и получится в 35 000 тонн за счет релятивистского изменения веса протонов ( лень считать), то звездолет с околосветовой скоростью полета вполне реален.
 Чтоб уменьшить влияние центробежной силы в местах поворотах облака протонов или адронов такие топливные баки лучше делать в виде длинных прямых труб ( стенки трубы просто тонкая проволочная сетка с положительным зарядом, чтоб протонное  облако не рассеялось) с поворотами на концах, тоесть будут овалы, Так как центробежные силы в местах поворота будут огромными, то растягивая это облако на прямых участках уменьшим общую нагрузку в месте поворота. Этот же принцип можно использовать и для земных ускорителей, вместо того, чтоб для более мощных ускорителей делать их огромного радиуса с мощными магнитами по всему периметру. Можно магниты ставить только в концах овалов прямых длинных труб, а места разворотов делать меньшего радиуса, но с более мощными магнитами. На прямолинейных участках облако протонов удержится простым высоким потенциалом стенок и фокусирующих электродов.
 Чтоб не повторяться, можно обсуждения этой темы видеть на http://forum.cosmoport.com/viewtopic.php?t=1482

[vasanov]

Все фантастические проекты фотонных ракет на аннигиляции антивещества просто обман. Такие звездолеты едва смогут достичь 250 000 км/ сек при очень огромной стартовой массе, а ведь нам надо еще затормозиться и потом на обратном пути снова ускориться и затормозиться, вес антиматерии при этом понадобится бесконечно большим. А вот неся с собой в топливных баках ускоренные частицы можно будет скорость звездолета доводить до почти световой. По быстрым прикидкам у меня получилось, что при энергии в 7 ТэВ релятивистская масса протона увеличивается примерно в 7 460 раз.
Значит надо разгонять и накапливать облако протонов массой хотябы 20 тонн , чтобы звездолет смог несколько раз разогнаться до скорости 260 000 км/с . Стартовая масса звездолета, с учетом релятивистской массы протонов, получится около 150 000 тонн. Получать протоны с такой энергией уже научились в адронном коллайдере и это не проблема. Но чем больше энергия разогнанных протонов, тем меньше их колличество понадобится и тем до большей скорости сможем разгонять звездолет. Думаю, скорости в 99.9% от света вполне можно достичь. Двигатель такого звездолета до смешного простой, нужно просто стравливать часть протонов из топливных баков в сторону противоположную движению. Ни с каким антивеществом таких результатов не получить никогда.
Единственная сложность это центробежные силы в местах разворота облака протонов. Но ее вполне можно решить увеличением радиуса поворота и увеличением длины овальных баков.
Размазывая плотность протонного облака по большому расстоянию и локально ограничивая вес отклоняемых протонов в зоне поворота, мы значительно уменьшим эти центробежные силы до величин выдерживаемых современными материалами и размеры будут не такими пугающими как сфера диаметром в 500 км. По моим прикидкам размеры звездолета, определяемые баками будут длина 1000 км, ширина 20 км, толщина 20 метров. При этом почти на всей длине 1000 км бак будет иметь вид сетки из тонкой проволоки с потенциалом в 100- 200 млн. вольт, с фокусирующими электродами, чтоб пучек протонов не разлетелся. И только в зоне поворота будут стоять более высоковольтные импульсные отклоняющие системы с механически усиленной конструкцией, выдерживающей центробежные силы. Потенциал в 100-200 млн. вольт больше нужен не для удержания протонов, а для отклоняющей системы, чтоб отклонять встречные частички, для защиты самого звездолета с людьми, который будет сзади за баками с протонами. Реактивную струю протонов, наверное лучше всего выбрасывать после передней отклоняющей системы вдоль всех баков. Бакам струя не повредит, а дополнительную защиту от встречных частиц создаст. Да и тянущий принцим позволит значительно уменьшить вес всей конструкции. Разумется при работе двигателей никакого выхода в открытый космос из звездолета не допускается, ну разве только в тени реактивной струи. Электроны для компенсации заряда струи протонов будем выбрасывать после задней отклоняющей системы - это чтоб звездолету не пришлось бороться со своей выхлопной нейтральной , но очень высокоскоростной струей. Толщину баков я взял в 20 м из-за того, что такого диаметра будет вращаюшийся звездолет с людьми и искусственной силой тяжести и нам надо, чтоб они были в тени реактивной струи. Всю систему я раскручивать не хочу, а то будет сложно совершать маневры, да и баки прийдется делать прочнее.
Вся конструкция баков будет не герметичной, протонное облако будет удерживаться только силовыми полями и никакие входы в плотные слои атмосферы не предусмотрены иначе бесполезно спалим все топливо- протоны.
 Для заправки топливом таких звездолетов нужно будет создать заправочные станции в виде построенных в космосе ускорителей работающих на энергии солнечных электростанций. Чтоб быстро накапливать нужное колличество протонов понадобятся Терраватные мощности таких электростанций, но Солнце вполне может дать такие мощности.
Можно и с собой взять небольшой ускоритель на солнечных панелях, чтоб в случае аварийной разгермитизации баков и потери всех запасенных протонов, суметь снова их накопить, чтоб вернуться от другой звезды назад. 

[Asgard]

Не ты первый, я такое уже предлагал. Если не в даваться в вопрос получения энергии, то выгодно придать частице за счет ускорения как можно большую массу. При приближении к скорости света, она возрастет до любых значений.

[cross-track]

Asgard пишет:
При приближении к скорости света, она возрастет до любых значений.

Не подскажете, чему равна масса одиночного фотона красного цвета?

[Asgard]

cross-track пишет:

Asgard пишет:
При приближении к скорости света, она возрастет до любых значений.

Не подскажете, чему равна масса одиночного фотона красного цвета?

У фотонов другие свойства.
Ну где то 1.6e-46 кг если ничего не напутал.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Вам понятие "импульс" знакомо? Для получения массы на релятивистских скоростях потребуется огромная энергия. Для достижения любым телом  скорости света потребуется бесконечное количество энергии. Т.е. двигаясь в эту сторону мы закладываем такой источник энергии, что заметно разогнать систему все равно не сможем. Кстати, в нормальных ракетах почему то стараются отбрасывать частицы как можно меньшей массы. Почему бы это?

[Asgard]

Для получения массы на релятивистских скоростях потребуется огромная энергия. Для достижения любым телом скорости света потребуется бесконечное количество энергии.

А х его знает. Вот у человека в постах свыше есть расчеты, опровергните.

[goran d]

vasanov пишет:
 Прийдя к выводу, что ускоренные частицы имеют энергию гораздо больше, чем можно получить при их аннигиляции. Предлагаю звездолеты делать в виде ускорителя.
 В современном коллайдере можно разогнать электроны до энергии больше 100 ГэВ. А при аннигиляции электрона и позитрона выделяется только 1.022 МэВ. Тоесть облако электронов с энергией в 100 ГэВ массой 100 грамм заменит аннигиляцию 10 тонн электрон- позитронной пары. При этом технологии разгона частиц до таких энергий и их удержание уже хорошо отработанны на тороидальных ускорителях. Разумеется лучше накапливать разогнанные протоны или адроны (ядра веществ), чем электроны. Электроны я сравнил с аннигиляцией для простоты.
Поэтому простой звездолет будет выглядеть в виде двух бубликов- торов в которых будут накапливаться протоны с энергией в 7 ТэВ, что уже достигли на БАК. При этом и размеры торов будут сравнимы с БАК, тоесть их радиус составит около 9 км. Протоны в торах будут вращаться в противоположные стороны для стабильности системы.
Торы служат только для длительного удержания облака протонов - это топливные баки звездолета. А перед стартом звездолета облако разогнанных протонов будет вырабатываться специальными ускорителями работающие на энергии солнечных электростанций - это просто заправочные станции и их в полет мы не берем.
Реактивная тяга звездолета будет вырабатываться за счет выброса протонов из баков в противоположную сторону движения звездолета, для компенсации заряда попутно будут выбрасываться и электроны.
Задача инженеров - добиться наибольшего снижения веса стенок торов и удерживающих протоны систем. Если добиться протонного облака сечением в 1 кв.метр , длиной 27 км и плотностью хотябы в 0.01 земной атмосферы, то общий вес протонного облака составит около 350 кг, что эквивалентно 35 000 тонн антивещества и вещества. И если вес каждого тора будет хотябы 500 тонн. А общая масса звездолета около 2000 тонн . Хотя возможно стартовая масса звездолета и получится в 35 000 тонн за счет релятивистского изменения веса протонов ( лень считать), то звездолет с околосветовой скоростью полета вполне реален.
 Чтоб уменьшить влияние центробежной силы в местах поворотах облака протонов или адронов такие топливные баки лучше делать в виде длинных прямых труб ( стенки трубы просто тонкая проволочная сетка с положительным зарядом, чтоб протонное облако не рассеялось) с поворотами на концах, тоесть будут овалы, Так как центробежные силы в местах поворота будут огромными, то растягивая это облако на прямых участках уменьшим общую нагрузку в месте поворота. Этот же принцип можно использовать и для земных ускорителей, вместо того, чтоб для более мощных ускорителей делать их огромного радиуса с мощными магнитами по всему периметру. Можно магниты ставить только в концах овалов прямых длинных труб, а места разворотов делать меньшего радиуса, но с более мощными магнитами. На прямолинейных участках облако протонов удержится простым высоким потенциалом стенок и фокусирующих электродов.
 Чтоб не повторяться, можно обсуждения этой темы видеть на http://forum.cosmoport.com/viewtopic.php?t=1482

Лучше наоборот, ускоритель оставить в солнечной системе, и стрелять в звездолет, который их будет ловить и изпользовать в качестве източника енергии. Или (на участке разгона) их просто отражать магнитным отражателем. Тогда почти никакой источник енергии на звездолете не нужен, кроме для СЖО и електроники. Правда немного сложненько будет попасть в звездолет.   

[Asgard]

Поэтому простой звездолет будет выглядеть в виде двух бубликов- торов в которых будут накапливаться протоны с энергией в 7 ТэВ, что уже достигли на БАК. При этом и размеры торов будут сравнимы с БАК, тоесть их радиус составит около 9 км. Протоны в торах будут вращаться в противоположные стороны для стабильности системы.

 
    

Где то я это видел.

 http://images.wikia.com/stargate/images/2/20/Odyssey_beam_weapons.jpg

[vasanov]

Я же не тащу с собой огромные ускорители, чтоб разгонять протоны. Ускорители остаются возле солнечных электростанций для заправки других звездолетов. Я с собой беру только эти разогнанные ускорителями протоны, их энергию я и использую для разгона звездолета. Это идея вовсе не моя, я про нее читал еще в детстве в какойто фантастике. Но тогда еще небыло ускорителей разгоняющих протоны до 7 ТэВ, а сейчас есть. Вот энергии накопленными такими 7 ТэВ протонами в Большом Адронном Колайдере достаточно, чтоб взлетел реактивный Боинг, а ведь их масса только около 1 нанограмма. А если таких протонов будет 20 тонн.  Помоему это единственный рабочий вариант для полетов звездолетов с околосветом. На аннигиляции таких энергий не достичь.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

vasanov пишет:
Я же не тащу с собой огромные ускорители, чтоб разгонять протоны. Ускорители остаются возле солнечных электростанций для заправки других звездолетов. Я с собой беру только эти разогнанные ускорителями протоны, их энергию я и использую для разгона звездолета. Это идея вовсе не моя, я про нее читал еще в детстве в какойто фантастике. Но тогда еще небыло ускорителей разгоняющих протоны до 7 ТэВ, а сейчас есть. Вот энергии накопленными такими 7 ТэВ протонами в Большом Адронном Колайдере достаточно, чтоб взлетел реактивный Боинг, а ведь их масса только около 1 нанограмма. А если таких протонов будет 20 тонн. Помоему это единственный рабочий вариант для полетов звездолетов с околосветом. На аннигиляции таких энергий не достичь.

А удерживать разогнанные протоны Вы будете за счет чего. Вы не интересовались, на что в БАКе уходит наибольшая часть энергии?

[vasanov]

Александр Шлядинский пишет:
А удерживать разогнанные протоны Вы будете за счет чего. Вы не интересовались, на что в БАКе уходит наибольшая часть энергии?

 У меня так как топливные баки это очень длинные овалы , то основная масса протонного облака движется по прямой (путь в 2000 км) поэтому здесь облако удерживается просто заряженными стенками баков или просто периодическими фокусирующими электродами ( как в электронной пушке) и только в местах разворотов ( путь 60 км) будет теряться энергия магнитного или электростатического поля для поворота протонов. Вся затрачиваемая для поворота энергия будет предварительно запасена этим же протонным облаком. Бесконечного сохранения энергии конечно не будет, но того океана энергии , что будет запасен в протонном облаке хватит и на его хранение и на разгон и торможение несколько раз звездолета. Давление внутри такого облака будет около 0.001 атмосферного, так что облако вполне удержится электростатическим полем сеточных стенок бака. Конечно на звездолете будет и компактный ядерный реактор для текущих нужд и его энергию можно использовать и для удержания протонного облака, но это не обязательно. По моим прикидкам вполне можно уложиться в сухой вес звездолета в 3000 тонн из них 2000- это вес баков топлива и всякие отклоняющие магниты и питающие их устройства. Полный вес звездолета ( с учетом релятивистской массы протонов) будет около 150 000 тонн. Но если хранить протоны допустим с энергией в 20 ТэВ, то общая масса звездолета и его размеры станут меньше. Размеры в 1000 км пусть не пугают, сейчас трубопроводы и подлинее делают, а у меня баки из проволочной сетки, но можно делать и из тонкой пленки, но это не обязательно.
 Самое сложное для таких звездолетов это постройка где-то в районе орбиты Меркурия или ближе огромных солнечных электростанций с линейными ускорителями для получения этих ускоренных протонов. Понадобятся солнечные панели в 100х100 км и мощности электростанций в 10 ки ГигаВатт. Но зато потом звездолеты можно отправлять к звездам пачками. И автономные звездолеты со своим запасом топлива гораздо лучше, чем питающиеся от лазерного или ионного луча. А КПД ускорителей до 95%, теряется только 5% энергии. В топливных баках эти потери будут меньше, так как там мы протоны не разгоняем, а только храним их и только потихоньку стравливаем их для разгона звездолета.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Вы хоть понимаете, что такое 20 тонн высокоэнергетической протонной плазмы??? Вам известно, что одноименные заряды отталкиваются??? Вы вообще хоть из далека учебник физики видели, или все научные знания из фантастических романов черпаете??? Одно хорошо, что в настоящее время средств под такие проекты у всей Земли не хватит, это видимо даже Вам понятно. Т.ч. не будете обивать пороги научных учреждений и политических партий с криками, что гению на реализацию проекта средств не дают. Или будете требовать???
Весна однако наконец наступила и это мне нравится. Устал я от зимы...  :-)

[dmdimon]

Есть тема круче)
берем квантовую черную дыру, сильно заряженную. И все эти ускоренные частицы запускаем на орбиту вокруг нее. дыра поскольку заряжена - мы ее можем вывесить в электростатическом поле и контролировать. Дальше возможны варианты. Например, подводим вторую дыру и она своим гравполем "разгибает" траекторию частиц, таким образом получаем контролируемую струю. А когда частицы запасенные закончатся - просто бросаем на дыру всякое дерьмо и опять-же второй дырой отрываем часть аккреционного диска в релятивистский джет.
Никаких километровых бубликов не надо )

Я б даже аккумуляторы делал из комплекса дыра+ поток вещества на орбите) Ну или боеприпасы, если грамотно время испарения дыры посчитать. Точнее, не посчитать, а контролировать баланс испарение/добавление внешней материи очень точно )

[cross-track]

Asgard пишет:

cross-track пишет: Не подскажете, чему равна масса одиночного фотона красного цвета?

Ну где то 1.6e-46 кг если ничего не напутал.

Не сомневайтесь, напутали. А как Вы получили это число?

[Asgard]

cross-track пишет:

Asgard пишет:

cross-track пишет: Не подскажете, чему равна масса одиночного фотона красного цвета?

Ну где то 1.6e-46 кг если ничего не напутал.

Не сомневайтесь, напутали. А как Вы получили это число?

По формуле m=h/c*l

[cross-track]

Asgard пишет:
По формуле m=h/c*l

У Вас  l - длина волны, или что-то другое?

[Asgard]

cross-track пишет:

Asgard пишет:
По формуле m=h/c*l

У Вас l - длина волны, или что-то другое?

Да длина волны.

[cross-track]

Asgard пишет:

cross-track пишет:

Asgard пишет:
По формуле m=h/c*l

У Вас l - длина волны, или что-то другое?

Да длина волны.

Понятно. Вы записали равенство

E = m*c^2 = h*v,
 
где  v - частота, и затем расписали частоту через длину волны и скорость света. Это все хорошо, за исключением маленького пустяка: фотон - это квантовая частица, которая не может существовать в покое (фотон живет только в движении), и его масса, как это определено в квантовой электродинамике, равна 0.

[Asgard]

cross-track пишет:

Asgard пишет:

cross-track пишет:

Asgard пишет:
По формуле m=h/c*l

У Вас l - длина волны, или что-то другое?

Да длина волны.

Понятно. Вы записали равенство

E = m*c^2 = h* v,
 
где v - частота, и затем расписали частоту через длину волны и скорость света. Это все хорошо, за исключением маленького пустяка: фотон - это квантовая частица, которая не может существовать в покое (фотон живет только в движении), и его масса, как это определено в квантовой электродинамике, равна 0.

Ну блин, ты открыл для меня вселенную, о других свойствах фотона я написал в самом начале.