Cовременные космические корабли и всё о них. - Страница 13

Mr.Космос · 11.02.2011, 10:46

Космические корабли

Пилотируемый космический корабль — пилотируемый космический аппарат, предназначенный для доставки одного или нескольких человек в космическое пространство, выполнения требуемых задач, и безопасного возвращения экипажа на Землю.

Скрытый текст:

Оборудование http://www.ref.by/refs/2/28344/1.html
Скафандры http://www.astronaut.ru/bookcase/boo...load_coolmenus
Двигатели http://forenable.com/dop/dev_sp3.html

Эта тема для обсуждения будушего космонавтики и возможности дальних космических полётов

KниЖниK · 10.11.2011, 14:45

Mad-Dan, перечитай тему, все эти вопросы ты уже задавал, а я уже отвечал...
Да и что значит "слишком большой"? Она так и так будет гигантской, и это наименьшая из проблем, решаемая простейшим наращиванием количества двигателей.

Vilmind · 10.11.2011, 15:23

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

и это наименьшая из проблем, решаемая простейшим наращиванием количества двигателей.

Что вёдёт к ещё большему увеличению массы и объёма, втом числе и за счёт большего количества необходимого топлива, большего количества запасных ремонтных частей, большего количества рабочих для обслуживания... одним словом - замкнутый круг, решение проблемы массы таким путём ведёт к увеличению массы... То есть, представляется, что есть некий баланс, вопрос в том, хватает ли нам этого баланса?

Добавлено через 6 минут
Космические корабли для дальних полётов - несостоятельны, следует это признать.

И какой толк запускать к дальним звёздам такой корабль-город, который долетит через несколько сотен лет, и не факт что удачно, и не факт, что туда куда следует, и не факт, что там куда долетит будет что-то пригодное для поселения, плюс отсутствие актуальной связи с Землёй... Какой смысл? )) За те средства и научные человеко-ресурсы потраченные на создание такой телеги, можно изобрести телепортацию какую-нибудь, или ещё что-то )

Существует немало фантастических произведений, в которых Земляне отправляют такие вот корабли, и когда те прилетают в место назначения, сменив на борту не одно поколение, в месте назначения оказываются колонисты которые вылетели с земли гораздо позже, но прибыли раньше, за счёт того, что за то время пока первый корабль летел, развились технологии и позволили перемещаться гораздо быстрее.
И это отсутствие результата ещё оптимистичный вариант )

ВОт и спрашивается - накой? )

KниЖниK · 10.11.2011, 16:33

Цитата:

Сообщение от Vilmind

То есть, представляется, что есть некий баланс, вопрос в том, хватает ли нам этого баланса?

Конечно хватит, особенно если не сильно настаивать на прямолинейном старте от планеты и прочих сверхскоростных манёврах. Любой двигатель в космосе сдвинет любую массу, только ускорения при этом будут разными, ведь всё дело в количестве тяги и времени её приложения. В сравнении со всеми прочими навесками в МПК отдельный двигатель будет весить не так уж много - несколько десятков тонн против сотен тысяч. Так что, если утрированно, нет особой разницы в массах между 10 и 20 двигателями. Но во втором варианте значительно возрастают прямое ускорение и общая манёвренность. Ну и не раз уже говорилось, что работать они будут не всё время полёта, так что топлива придётся брать относительно немного.

Добавлено через 13 минут

Цитата:

Сообщение от Vilmind

Космические корабли для дальних полётов - несостоятельны, следует это признать.

Признаю, когда наладят фокусированную телепортацию без принимающей базы и прерывания сознания.

Цитата:

Сообщение от Vilmind

ВОт и спрашивается - накой? )

Вот найдут в небесах какую нибудь каменюку, летящую прямо на Землю, таких размеров, что никакими средствами отвернуть её будет невозможно, тогда этот вопрос и отпадёт.
Ну а если серьёзно, то за тем же, зачем колесо придумали, зачем через океаны переплывали, зачем крыло изобрели, зачем Гагарина в космос поднимали, зачем БАК построили... Жажда познаний!

**Mad-Dan** · 10.11.2011, 17:05

Цитата:

Вот найдут в небесах какую нибудь каменюку, летящую прямо на Землю, таких размеров, что никакими средствами отвернуть её будет невозможно, тогда этот вопрос и отпадёт.

Может лучше разрабатывать средства защиты от каменюки?

Цитата:

Любой двигатель в космосе сдвинет любую массу, только ускорения при этом будут разными, ведь всё дело в количестве тяги и времени её приложения. В сравнении со всеми прочими навесками в МПК отдельный двигатель будет весить не так уж много - несколько десятков тонн против сотен тысяч. Так что, если утрированно, нет особой разницы в массах между 10 и 20 двигателями. Но во втором варианте значительно возрастают прямое ускорение и общая манёвренность. Ну и не раз уже говорилось, что работать они будут не всё время полёта, так что топлива придётся брать относительно немного.

Про массу горючего забыли? И про то, что у корабля должно быть все-таки определенное ускорение. 1 метр/года^2 не подходит.

**luden** · 10.11.2011, 18:07

Цитата:

Сообщение от Vilmind

А быть может, нет никаких других принципов работы жизни? Ну то есть, существует только один принцип, который используется вот здесь, на Земле. Шаг вправо - шаг влево от основ этого принципа (во временных, пространственных, или материальных рамках) и возможность зарождения или развития жизни неминуемо утрачивается...

Это какой-такой принцип? У нас принцип это вариативность и приспосабливаемость, а основа - наличие жидкой воды. Хотя некоторые организмы отжигают и живут во льду.

Цитата:

Сообщение от Delaware Jarvis

Опять же, есть ли хоть какая-то причина считать, что возможна иная форма жизни, кроме допущения сценариста ненаучно-фантастического проекта?

Я говорю не о плазменных шарах или шагающих камнях. Я говорю о тех же биологических организмах, просто принявших другие решения для выижвания в других условиях.

KниЖниK · 10.11.2011, 19:54

Цитата:

Сообщение от Mad-Dan

Может лучше разрабатывать средства защиты от каменюки?

Можно, только не в этой теме. Хотя... Кораблю от каменюк тоже защита нужна. Как по мне, так самый простой вариант, это посветить ему в бок лазером. Реактивной силы выброшенных испарений должно хватить, чтобы существенно сдвинуть средних размеров астероид с прежней траектории. Хотя тут как на море: кто больше, тот и прав. Может статься, проще будет корабль со встречного курса увести. При достаточной дальности мониторинга потребуется не такое уж и большое отклонение от курса. А как из Облака Оорта вылетит, так там и посвободнее сразу, можно будет на полную скорость разогнаться...

Цитата:

Сообщение от Mad-Dan

Про массу горючего забыли?

Нет! Маршевые двигатели будут ионные или электронные, а они создают тягу очень большой скоростью истечения небольшого количества маленьких частиц, в отличии от реактивных, берущих массой. Ну помнишь физику, класс 6-7-й? P = m * V
На весь полёт понадобится порядка тысячи тонн водорода, что возвращает нас к мизерной весовой доле топлива относительно всего корабля, тем более с учётом дозаправок. Плюс столько же для маневровых реактивных двигателей: разогнать, затормозить, от особенно большого астероида уклониться...

Цитата:

Сообщение от Mad-Dan

у корабля должно быть все-таки определенное ускорение. 1 метр/года^2 не подходит.

Это, извиняюсь, один любитель гороха будет тягу обеспечивать?

Этой цифры конечно сильно мало, но и километрами в квадратную секунду такую махину никто дёргать не будет. Сначала где-то с 0,05...0,1 g разгонные реактивные блоки несколько часов поработают, а потом их и выкинуть можно будет, или на ту же переработку пустые баки пустить, чтоб материал не пропадал. Потом включатся маршевые, которые с учётом веса корабля дадут где-то 0,001...0,005 g в пределах гравитационного влияния Солнца и раза в полтора-два больше в межзвёздном пространстве. Всё равно в пределах Облака Оорта быстро летать, это как в час-пик по центральной площади на машине под сотню выжимать - гарантированно пару-тройку лишних царапин на бампере получишь. Так что поначалу хоть как придётся "плестись" не быстрее нескольких десятков километров в минуту. Это я сейчас, если что, сильно прикидываю, просто для представления о масштабах.

**Dragon27** · 10.11.2011, 20:17

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

А как из Облака Оорта вылетит, так там и посвободнее сразу, можно будет на полную скорость разогнаться...

Не больно-то поразгоняешься, когда даже атомарный водород может представлять угрозу.
Нужна какая-то защита, хорошая защита, иначе быстро не полетаешь.

KниЖниK · 11.11.2011, 02:59

Dragon27, вспомни, как Земля от солнечного ветра защищена. Магнитное поле управляемой формы, и вся эта мелочь сама разбежится с пути. Спереди сделать конус длинный, зависящий от скорости движения. Нужен какой-то баланс между мощностями фокусировки и отталкивания частиц в сторону. Сзади тоже как-то форму подработать, чтобы или скидывать весь этот мусор, или в спецприёмник его направлять, но не тащить его за собой как грузовик облако дыма на автобане.

**Delaware Jarvis** · 11.11.2011, 10:02

KниЖниK, магнитное поле защищает от потока ионов, а не от нейтральных частиц. Нейтральные частицы тормозятся атмосферой.

Для космического корабля, очевидно, нужны будут обе защиты. И если организовать достаточное магнитное поле ещё возможно, то вот с атмосферой будет очень... нетривиально.

KниЖниK · 11.11.2011, 13:43

Тогда остаётся возвращение к обтекаемым формам. Конечно, до сложносочинённости Белой звезды дело вряд ли дойдёт, но какой-нибудь конус на носу соорудить можно. Да и сменные панели никто не отменял - износилась, выставили перед ней щит, может даже из задранной вверх впереди стоящей панели, типа чешуи, и направили ремонтную бригаду для замены.

Добавлено через 18 минут
Кстати вот ещё чего придумалось сегодня.
На практике сейчас есть два типа эмиссионных двигателей: электронные и ионные. Оба имеют скорость выброса частиц, сравнимую с долями световой, и оба имеют одинаковую проблему: электронные - избавление от положительных остатков, а ионные - от электронов. И нигде ни разу я не встречал ещё идеи сделать спаренный циклический двигатель, который половину цикла кидается электронами, накапливая протоны от водорода, а вторую кидается протонами. Может, конечно, их можно и одновременно запустить, но как-то сложно представить, что будет твориться в "кильватере" МПК в этом случае, не создаст ли каких опасных ему эффектов обратное слияние водорода.
И для особых любителей скорости существует такая штука, как фотонный двигатель, выбрасываемые которым частицы ещё легче, но и ещё быстрее. А чем быстрее частицы, тем быстрее корабль. Правда я нигде не встречал упоминаний о прототипах. Хотя представляю себе, что это будет просто какой-то мощный лазер с сечением луча в 5...50 метров.

**Dragon27** · 11.11.2011, 19:59

А топлива сколько понадобится? Для ускорения "звёздного городка"?

Не думаю, что обтекаемые формы особо защитят от высокоэнергетичных (засчёт эффекта Доплера) частиц. До каких скоростей разгоняться будем?

KниЖниK · 11.11.2011, 22:35

Цитата:

Сообщение от Dragon27

А топлива сколько понадобится?

Цитата:

Сообщение от Dragon27

До каких скоростей разгоняться будем?

Ну давай очень округлённо посчитаем.
Теоретическая скорость истечения частиц у ионных и электронных двигателей ~200 км/с, при 3-5 км/с у реактивных. Соответственно это максимальная скорость, до которой можно ими разогнать МПК. Расход топлива у них ~0,02 кг/ч против 6,5 т/с у таких ракет как боковой твердотопливный ускоритель Спейс-шаттла. Теоретическая тяга одного двигателя в будущем ~25 Н. Общая масса МПК для простоты ~100000 тонн. Площадь задней плоскости МПК, для простоты круга диаметром 1 км, ~800000 м*м Примерный габарит собственно двигательной установки ~0,5х0,5х0,5 м. Максимально возможное ускорение, развиваемое в перспективе двигателями ~0,1g или ~1 м/с*с

Один двигатель обеспечивает ускорение 25/100000000 = 2,5*10е-7м/с*с.
Максимальное количество двигателей, которые мы можем навесить на заднюю плоскость МПК, 800000/0,25 = ~3*10е6
Общее ускорение от всех двигателей 0,75 м/с*с или 2,7 км/с*ч. Таким образом максимальное ускорение не превышено, количество двигателей не сокращаем.

Общее потребление топлива двигателями 0,02*3200000 = 64000 кг/ч.
Разгон до максимальной скорости 200/2,7 = ~74 ч.
Топлива для разгона до максимальной скорости 64*74 = 4736 т. Или ~ 10000 тонн для разгона, торможения и с небольшим запасом. Уменьшение количества двигателей приведёт к увеличению времени разгона, но расход останется прежним.

Скорость света с = ~300000 км/с.
Скорость МПК ~ 0,001с
Время полёта на максимальной скорости к ближайшей звезде с землеподобной планетой 20/0,001 = 20000 лет.

Мдя... Долговато выходит... Хотя есть ещё фотонные двигатели, но на них гугл характеристик не даёт... Вот если ими суметь разогнать МПК до 0,1с, полёт займёт лет 220-300, что уже больше похоже на что-то вразумительное.

Цитата:

Сообщение от Dragon27

Не думаю, что обтекаемые формы особо защитят от высокоэнергетичных (за_счёт эффекта Доплера) частиц

Этот эффект, вообще-то, на частицы не действует. Он только для волновых излучений пригоден. И как раз обтекаемая форма позволит частицы под относительно малыми углами рикошета расталкивать, а не собирать их все лбом, зарабатывая, помимо износа, значительное тормозящее усилие.
Даже те же 0,1с - не такая уж и большая скорость, чтобы большую часть спектра встречных лучей в жёсткую гамма-радиацию сжать. Да и в межзвёздном пространстве этих самых излучений то не так уж и много, а вблизи звёзд скорость МПК будет, опять таки, слишком низкой для такого эффекта.

**Dragon27** · 11.11.2011, 22:53

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

Этот эффект, вообще-то, на частицы не действует. Он только для волновых излучений пригоден.

А вот все частицы имеют волны вероятности

В любом случае, если рассматривать в виде корпускул, кинетическая энергия нарастает.

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

И как раз обтекаемая форма позволит частицы под относительно малыми углами рикошета расталкивать, а не собирать их все лбом, зарабатывая, помимо износа, значительное тормозящее усилие.

Идеально тонкая палка.
На высоких энергиях обтекаемость сама по себе уже не имеет особого значения, я так думаю. Но если не слишком быстро лететь...

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

Даже те же 0,1с

Ну это ерунда. Правда особо далеко на такой скорости не полетаешь.
Медленный полёт подразумевает выживание в замкнутой среде в течение сотен лет. И выживание такими сроками (смена поколений, поддержка экоусловий) под вопросом.

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

Теоретическая скорость истечения частиц у ионных и электронных двигателей ~200 км/с, при 3-5 км/с у реактивных. Соответственно это максимальная скорость, до которой можно ими разогнать МПК.

Не очень понял, а почему быстрее нельзя?

**Mad-Dan** · 11.11.2011, 23:57

Цитата:

Время полёта на максимальной скорости к ближайшей звезде с землеподобной планетой 20

Э... а откуда цифра 20 взялась?

Цитата:

Не очень понял, а почему быстрее нельзя?

Ну если я ничего не путаю, то скорость вылета частиц у нас получиться отрицательная- тоесть тяги нет.

KниЖниK · 12.11.2011, 09:29

Цитата:

Сообщение от Mad-Dan

Э... а откуда цифра 20 взялась?

Заметил, вчера, что не дописал, полез исправлять, но инет вырубился...

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

Глизе 581 (ближайшая звезда с предположительно землеподобной планетой) - 20,4 св.л.

Цитата:

Сообщение от Mad-Dan

Ну если я ничего не путаю, то скорость вылета частиц у нас получиться отрицательная- тоесть тяги нет.

Нет, немножко не так. Если сильно утрированно, то тяга получается не просто из-за истечения вещества, а из-за того, что это вещество "упирается" во внешнюю среду и упруго тормозится об неё, передавая это сопротивление двигателю. В атмосфере этой средой является относительно неподвижный плотный воздух. Тяга получается максимальной, и если суметь как-то избавить двигатель от лобового сопротивления, то он в принципе может разгоняться быстрее скорости истечения, правда ненамного, там какая-то зависимость от плотности внешней среды есть. Но в вакууме среды нет, и "упирается" истекающее вещество только само в себя. Соответственно двигатель просто не может "оторваться" от своего следа.

**Dragon27** · 12.11.2011, 12:12

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

Глизе 581 (ближайшая звезда с предположительно землеподобной планетой) - 20,4 св.л.

Я вот тоже надеялся, что в первом же магазине сегодня наткнусь на Skyrim.

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

Если сильно утрированно, то тяга получается не просто из-за истечения вещества, а из-за того, что это вещество "упирается" во внешнюю среду и упруго тормозится об неё, передавая это сопротивление двигателю. В атмосфере этой средой является относительно неподвижный плотный воздух.

Ни хрена не понял (не сообразительный я сегодня

). В вакууме во что упираться будем? Мы ж не на паруснике едем, и не винтом по воде/воздуху рассекаем. Мы тупо выкидаем импульс назад, получая его прирост вперёд.
Вот тебе посчитать: двигатель на чистой материи/антиматерии. Соединяясь, они образуют волшебным образом чистейшее безмассовое электромагнитное излучение (гамма-фотончики), которое улетает назад, а мы, соответственно, вперёд.

KниЖниK · 12.11.2011, 13:22

А вот и нет!

Цитата:

Сообщение от Википедии

Чаще всего обсуждаются и упоминаются в научно-фантастической литературе идеи создания такого двигателя с использованием антивещества. Энтузиасты считают, что взаимодействие вещества и антивещества позволяет перевести практически всю вступающую в реакции массу в излучение.
Тем не менее, надо отметить, что распространенная в литературе формулировка «при аннигиляции выделяются гамма-кванты» в принципе физически неверна. Гамма-кванты прямо выделяются только при электрон-позитронной аннигиляции. В случае аннигиляции покоящейся (не релятивистской) пары протон-антипротон происходит сложно-цепочечная реакция: образование (часто) адронного мезоатома с временем жизни порядка 10−27 секунды, затем распад этого атома (собственно аннигиляция) с образованием пионного комплекса, состоящего из 2-12 (в среднем 5-7) нейтральных (1/3) и заряженных (2/3) пи-мезонов (пионов), затем за время порядка 10−17 секунды нейтральные пионы распадаются с выделением гамма-квантов с пиком энергии в спектре около 70 МэВ, в то время, как заряженные пионы, имеющие значительно много большее время жизни, до ~1,5×10−4 секунды, удаляются с околосветовыми скоростями из области реакции (в вакууме и разреженной среде — до 20-40 м, в плотном веществе, например, графите — порядка 0,1-0,2 м) и затем распадаются с образованием мюонов, в свою очередь распадающихся (в основном, 99,998 %, канале распада) на нейтрино и электроны.
Таким образом, при аннигиляции антивещества — то есть вещества, состоящего из антипротонов и позитронов, примерно 1/3 энергии выделится в виде жесткого гамма-излучения с энергией квантов 511 кэВ (от позитронно-электронной аннигиляции) и 70 МэВ от распада нейтральных пионов, ~1/3 энергии — в виде заряженных частиц с достаточно большим пробегом, а ~1/3 — в виде нейтрино, то есть безвозвратно будет потеряна. И «реальный» ракетный двигатель на антиматерии скорее должен выглядеть, как магнитная ловушка для заряженных частиц, а не как некое «зеркало»

Добавлено через 35 минут

Цитата:

Сообщение от Dragon27

В вакууме во что упираться будем?

Вот в выброшенное ранее и ещё не до конца разбежавшееся и будем.

Цитата:

Сообщение от Dragon27

не сообразительный я сегодня

Мозг на выходные уехал? Ка-а-ак я вас понимаю...
Вообще-то я не помню, откуда взял, что нельзя разогнать реактивный двигатель выше скорости истечения рабочего вещества. Надо погуглить капитально, ибо в вики про это нет ничего. Или попробовать найти ракетчика какого-нибудь...

Добавлено через 47 минут
И если всё же скорость не ограничена будет, это нам даже в пользу пойдёт. Можно будет намного сократить время полёта...

**luden** · 12.11.2011, 15:20

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

Вот в выброшенное ранее и ещё не до конца разбежавшееся и будем.

Да ну нет, использовать газовый столб как опору разве что стартуя с Юпитера можно. Драгон верно говорит - сохранение импульса.

Цитата:

Сообщение от KниЖниK

Вообще-то я не помню, откуда взял, что нельзя разогнать реактивный двигатель выше скорости истечения рабочего вещества. Надо погуглить капитально, ибо в вики про это нет ничего. Или попробовать найти ракетчика какого-нибудь...

Нууууу, мб, но лучше и правда нагуглить.

**Mad-Dan** · 12.11.2011, 17:42

Цитата:

Глизе 581 (ближайшая звезда с предположительно землеподобной планетой) - 20,4 св.л.

Это по прямой. А для этого нужен постоянно работающий двигатель.

KниЖниK · 12.11.2011, 19:20

Цитата:

Сообщение от Mad-Dan

Это по прямой. А для этого нужен постоянно работающий двигатель.

В смысле? Если его выключить, корабль пойдёт замысловатые кривые в рандомном направлении выписывать?
Кстати, вспомнил, что есть у меня на работе знакомый моделист, маленькие ракеты на 12 апреля запускать любит. Спрошу у него, есть ли всё-таки какие-то ограничения в скоростях реактивных двигателей.
И если их нет, то в тех моих "расчётах" можно увеличить массу топлива и время разгона/торможения. Соответственно время полёта уменьшится.