Какой двигатель нам потребуется для межзвездного путешествия?

В дополнение к этому вопросу, который я недавно задал, lgritz сделал очень проницательное наблюдение о огромных потребностях в топливе, чтобы проехать 36 литров в год с известной топливной технологией сегодня. Итак, если обычное ракетное топливо совершенно непрактично, то какие есть альтернативы межзвездным путешествиям?

И насколько большим должен быть космический корабль, если предположить, что мы можем сделать конструктивно прочный космический корабль требуемого размера, и тогда каковы будут расчетные потребности в топливе для полета 36 л лет с учетом ускорения и торможения?

Я не производил расчетов, но полагаю, что наиболее эффективным реалистичным двигательным механизмом будет детонация ядерного оружия в стиле проекта «Орион» . Я предполагаю, что уничтожение материи и антиматерии даже более эффективно, но у нас нет разумной конструкции для такого двигательного устройства. У нас нет даже системы создания, транспортировки и перевозки топлива.
Обычная ракета сжигает свое топливо за секунды или минуты. Вам потребуются годы ускорения, чтобы проехать 36 л-лет, и ракеты становятся НАМНОГО менее эффективными, чем выше соотношение топлива и полезной нагрузки (потому что раннее горение должно ускорять полезную нагрузку и топливо для позднего горения). Я не буду делать подсчеты, но я предполагаю, что это будет что-то вроде всей земной массы в топливе для полезной нагрузки размером с квартиру. Обычные ракеты АБСОЛЮТНО ПОЛОЖИТЕЛЬНО НЕ будут совершать межзвездные путешествия. Солнечные паруса или проект «Орион» — это то, что нужно, поскольку сегодня известны законы физики.
Я изменил свой вопрос, пытаясь быть более практичным. (И скрыть мое невежество в двигательных установках). Тем не менее, это все хорошие отзывы, поскольку я пытаюсь создать интересный вопрос.
Варп-драйв...
На самом деле мы можем добраться, скажем, до Альфы Центавра за разумное время (т. е. годы, а не столетия), используя погружение к Солнцу (т. е. орбиту с малым перигелием), короткий запуск ракеты и солнечный парус. Нам не понадобится ничего столь радикального, как ядерные бомбы для движения. Однако, как только вы начнете развивать скорость от 100 до 1000 км/с, микронная пыль станет опасной проблемой. Ничто из этого не объясняет необходимость останавливаться или замедляться и выходить на орбиту.
Следующая соответствующая статья была только что опубликована в ApJ по адресу: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa5da6 . Подробно рассматриваются повреждения корпуса космического корабля межзвездным газом и пылью.
Корабль в фильме «Пассажиры» — это (немного) более реалистичный корабль, чем большинство обычных «варповых» или «гиперпространственных» двигателей, которые мы обычно видим… экранированный!

Ответы (3)

Вместо того, чтобы оставлять краткий комментарий по этой теме, позвольте мне просто указать на эту страницу в Википедии, которая очень обширна:

http://en.wikipedia.org/wiki/Интерстеллар_путешествие

Мои собственные комментарии:

Как только мы научимся управлять термоядерным синтезом, это станет привлекательным кандидатом на роль двигателя. Хорошо то, что нет необходимости преобразовывать энергию реактора во что-то еще (например, в электричество), а затем подавать ее на двигатель. Сам реактор может быть двигателем. Это также позволило бы достичь довольно приличной скорости катапультирования.

В более отдаленном будущем двигатели черных дыр выглядят интересно. Говоря о полном преобразовании массы (в энергию), большинство людей думают об антиматерии; но крошечная черная дыра также преобразует всю свою массу в излучение благодаря эффекту Хокинга . Если мы научимся генерировать маленькие черные дыры в промышленных масштабах, и если квантовая гравитация не сыграет с нами какую-нибудь неожиданную шутку, из них получатся потрясающие двигатели — просто скормите им любой случайный космический мусор, и они продолжат работать.

Единственная особенность микрочерных дыр заключается в том, что если их перестать кормить, они будут продолжать сжиматься и излучать еще яростнее, и так сжиматься еще больше, и так далее, пока не взорвутся. Либо продолжайте кормить его, либо выбросьте далеко-далеко.

Термоядерный синтез уже контролируется в устройстве Теллера-Улама, и Орион может совершать межзвездные путешествия.
Существующий запрет на испытания на большой высоте/внутреннем/космическом пространстве эффективно мешает известным существующим игрокам на ядерной арене проверить возможности такого двигательного устройства.

Анейтронный термоядерный двигатель станет важным прорывом в межзвездных путешествиях, потому что гелий-3 и бор легче получить во Вселенной, чем тритий, уран-235 и антивещество.

http://www.youtube.com/watch?v=sgAwyr5Udzw

http://www.youtube.com/watch?v=GSkxPghXTCg

что-то немного нестандартное будет состоять в том, чтобы установить искусственные черные дыры с осью вращения, выровненной в направлении желаемого движения, искусственно воссоздать излучение релятивистской струи, и это будет «так же просто», как парасейлинг на вершине выброшенного излучения. . Если вы можете пережить гамма-излучение, немного более теплое, чем тропическое, без плавления (которое в любом случае должно смягчиться при ускорении), вы ускоритесь до значительных долей с почти в кратчайшие сроки.

Настоящей проблемой было бы эффективное торможение. Думаю, для этого можно использовать прямоточный воздушно-реактивный двигатель Bussard.

Какой двигатель нам потребуется для межзвездного путешествия?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v