Сколько антиматерии необходимо, чтобы ракета с двигателем на антиматерии достигла PPP% (P<100P<100P\lt{100}) скорости света (c)?

Я думаю, что это жесткий.
Представьте себе, что создается ракета, которая приводится в движение устройством из материи-антиматерии. Его единственная цель - достичь высокой скорости. Это означает, что масса может быть низкой, скажем м килограммы. Предположим, что она начинается в идеальном, бесконечном и плоском пространстве-времени. Под идеалом я подразумеваю отсутствие реальной материи, темной материи или темной энергии.

Тяга ракеты постоянна, поэтому, когда ракета приближается к релятивистской скорости, ускорение уменьшается. Предположим далее, что масса покоя ракеты остается постоянной. Масса вещества и антивещества (например, электронов и позитронов) незначительна по сравнению с полной массой покоя ракеты. Начальная скорость равна нулю, а начальное ускорение а .

Мой вопрос прост: сколько (килограмм) антиматерии необходимо, чтобы достичь скорости п % скорости света?
Другими словами, как выглядит общая формула для расчета этого значения для каждой конечной скорости?

PS Я предполагаю постоянную тягу (обратную силу) в отличие от постоянного ускорения. Ответ, конечно, должен быть таким же, но для достижения требуемой скорости требуется больше времени.

Ракета на антивеществе не может достичь высокого процента скорости света, если значительный процент ее не состоит из вещества и топлива из антивещества. Вообще говоря, ракеты на антивеществе очень спекулятивны.
@ikrase Но разве соотношение между массой ракеты и массой материи-антиматерии не остается прежним?
Для постоянного дельта-V, да. У вас почти всегда будет как минимум столько же топлива, сколько у ракеты, обычно в 3-10 раз больше.
@ikrase Двигатель из антиматерии-материи эффективен на 100%. Чтобы добраться до Луны, вам понадобится совсем немного этого материала. Скажем, один грамм (просто грубое предположение).
Это правда, что вам нужно очень мало антиматерии, но она не на 100% эффективна (если вы не имеете в виду 100-процентную эффективность при облучении и нагреве вашего двигателя), и вы можете обойтись гораздо меньшим количеством антиматерии, если будете использовать объемное топливо в течение такого короткого времени. передача.
@ikrase Я на 100% имел в виду, что вся антиматерия преобразуется в энергию. вы можете уйти с гораздо меньшим количеством антиматерии, если вы используете какое-то объемное топливо для такой короткой передачи, я не уверен, что понимаю. Вы имеете в виду, что выделяющаяся энергия передается сыпучему материалу, который впоследствии истощается?
не вся энергия может быть реально использована — гамма-лучи и незаряженные пионы, генерируемые аннигиляцией антиматерии, тратятся впустую в большинстве возможных конструкций двигателей. Что касается топлива: для короткого путешествия, такого как полет на Луну, антивещество является энергией, а инертная масса, такая как вода или водород, является топливом - используя некоторое количество топлива (даже всего несколько сотен килограммов), вы можете использовать гораздо менее дорогую энергию и иметь двигатель. это намного проще спроектировать и отвести тепло.
Это все правда. Хотя я говорю об идеальной ситуации. В качестве мысленного эксперимента. Как вы думаете, почему при аннигиляции электронов и позитронов образуются пионы? Вам не кажется, что масса пионов намного больше, чем совокупная масса электронов и позитронов?

Ответы (1)

Раздел «Сколько нужно топлива» на этой странице по существу отвечает на ваш вопрос.

М / м "=" γ ( 1 + в / с ) − 1

Здесь м масса ракеты, М масса топлива (материя/антиматерия в равных количествах) в / с является п / 100 в ваших условиях и γ "=" 1 / 1 − в 2 / с 2

Это так легко? я кладу М "=" 0 . Мне просто нужно ввести небольшое значение?
В приведенной вами ссылке подразумевается постоянное ускорение. Я предполагаю постоянную тягу (обратную силу).
Конечно, вам нужно такое же количество антиматерии, чтобы достичь той же скорости.
@DescheleSchilder, вы должны решить для M, это количество, которое вы просили в вопросе: масса топлива.
Сколько антиматерии необходимо, чтобы ракета с двигателем на антиматерии достигла PPP% (P<100P<100P\lt{100}) скорости света (c)?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v