Фотонный двигатель и полет к звездам

Главная » Техника и технологии

полеты в космос

Нужен очень мощный источник света, такой, чтобы импульса света хватило на то, чтобы отдачей отбросить этот источник света в другую сторону.
На сегодня известен только один из таких источников, это реакция аннигиляции антивещества.
Первая проблема состоит в том, что получать антивещество это очень дорогое удовольствие.
Вторая проблема состоит в том, что нет способа хранить произведенное антивещество. То есть, фактически, фабрика по производству антивещества должна находиться в самом звездолете, чтобы произведенное антивещество тут же аннигилировать.

Для полетов на другие планеты фотонный двигатель не нужен. Фотонный двигатель нужен для полетов к другим звездам. Для полетов на другие планеты солнечной системы достаточно ионолетов и электролетов. Их двигатели используют коллайдеры, которые разгоняют заряженные ионы и выбрасывают их в пространство.
Это гораздо дешевле и над этим реально уже работают. По прогнозам осталось ждать лет 30-40.

Фотонный двигатель для межзвездных полетов

Плазменные двигатели: миф и реальность | Экстремальная механика ...Ионный двигатель, созданный американскими учёными, на испытаниях проработал чуть ли не 50 000 часов беспрерывно, израсходовав ксенона меньше тонны, а точнее – 870 кг.

Известно, что недостатком такого двигателя является слабое тяговое усилие, а мощности он потребляет не более 7 кВт. Работающее на ионизированном газе , такое устройство давно описано писателями-фантастами. Но по сравнению с возможностями литературной модели настоящий ионный двигатель оказался малоэффективным.

Впервые применён был он на космическом аппарате «Дальний космос-1» в 1998 году ведомством NACA. Принцип работы ионного двигателя состоит в разгоне ионизированного газа в электростатическом поле. Создаваемая при этом реактивная тяга толкает космический аппарат в безвоздушном пространстве. Тот полёт был успешным.

Учёные прогнозируют гибель Земли от воздействия солнечного излучения примерно через 1 000 000 000 лет. Если человечество ещё выживет к тому времени, то будет вынуждено спасаться, то есть переселяться на другие планеты ближайших звёзд. Межзвёздные перелёты являются сегодня большой проблемой для людей.

К примеру, до проксимы Центавра свет летит более 4-х лет. Если двигаться с одной сотой скорости света, то полет до ближайшей планеты займёт 400 лет! Сегодня самая высокая космическая скорость около 47 км/сек. Одна сотая скорости света 3 000 км/сек. Ясно, что для межзвёздных полётов существующая космическая техника непригодна.

В 70-х годах прошлого века разрабатывался в Великобритании термоядерный двигатель для ракет. По проекту «Дедал» в космосе планировалось построить аппарат длиною чуть ли не в полкилометра для полёта к звезде Барнарда. Длительность космического путешествия в одну сторону оценивалась в 40-50 лет. Топлива для аппарата потребовалось бы 100 000 тонн! Но этот проект был закрыт из-за технических сложностей.

Описан в фантастической литературе и фотонный двигатель. Ракета с ним может разгоняться почти до световой скорости. В основе работы такого двигателя лежит распад антивещества. Большой проблемой при этом является получение такого топлива и его хранение. Поэтому учёные предполагают, что наиболее вероятным в будущем на ракетах станет ионный двигатель, которому требуются для работы лишь газ и электричество.

Стартовать космическому аппарату с таким движителем придётся из космического пространства. Куда будет переселяться человечество? Сегодня найдено только в Млечном пути уже около 2 000 000 000 экзопланет. Какая-то из них и станет второй Землёй в будущем.

Фотонный двигатель

Компьютерра: К звёздам без топлива! NASA и её невозможный ...Современная космонавтика пока освоила лишь околоземное пространство. Следующим этапом является освоение ближайших космических объектов: Луны и Марса, в перспективе Венеры и спутников Юпитера. При этом, учитывая последние достижения в области создания ядерных энергетических установок и электрических двигателей для космических кораблей, реальные пилотируемые полеты к Марсу смогут быть реализованы лишь в 30-х годах XXI века. О системе Юпитера, и тем более еще более дальних планет, говорить пока вообще не приходится.

Тем не менее, несмотря на столь скромные достижения в освоении космического пространства, коллективы энтузиастов смотрят в далекое будущее, пытаясь приблизить его. Речь идет о возможности межзвездных полетов.

Учитывая, что расстояние до ближайшей звезды Альфа Центавра порядка 4,5 лет, полет космического корабля c самыми лучшими современными технологиями займет невероятные сроки десятки тысяч лет. Даже скорость в 200 км/с, которую теоретически может позволить гигантский солнечный парус потребует более 6000 лет полета. Что же касается проекта Орион с термоядерным импульсным двигателем, то хотя его скорость и может приблизиться к 1/10 световой, это потребует столь гигантского количества топлива, что стоимость подобного корабля вряд ли будет посильна даже для всего человечества. К тому же срок полета все равно будет составлять сроки, превышающие жизнь нескольких поколений.

Еще в XX веке ученые предложили силовую установку, которая смогла бы разогнать космический корабль до скорости, близкой к световой. Это фотонный двигатель, реактивная струя которого представляет поток гамма-квантов, образуемых при реакции вещества с антивеществом. Конструкцию подобного двигателя пока настолько трудно представить, как столетие назад лвс сети и карманные компьютеры. Общий принцип, тем не менее, вполне понятен. В качестве топлива предлагается использовать антивещество. При его реакции с обычным веществом, происходит аннигиляция с его преобразованием в кванты гамма-диапазона. В результате высвобождается 100% энергии вещества. Это самая эффективная реакция, которая сегодня известна. Для сопоставления достаточно сказать, что 1 кг такого топлива эквивалентен 40 мегатонному термоядерному заряду.

Несмотря на столь заманчивые перспективы, технические трудности для реализации фотонного двигателя пока непреодолимы. Одной из самых серьезных проблем является изготовление поверхности, которая могла бы отражать гамма-лучи. Второй проблемой является хранение антивещества, ведь здесь потребуются хранилища из электромагнитных полей. До последнего времени подобные хранилища были способны хранить сотни тысячи античастиц, причем время, измеряемое секундами. Это далеко не килограммы топлива. Наконец, каким образом можно добыть столь большое количество антивещества, которое было бы достаточно для всего космического полета? Естественно, очень остро стоит вопрос безопасности.

Фотонная ракета — средство осуществления межзвездных полетов

В популярной литературе иногда «подсчитывают» время перелета до ближайшей звезды делением расстояния до нее на начальную и вдобавок геоцентрическую скорость, а именно на третью космическую скорость 16,65 км/с. Получается 77 000 лет. Разумеется, такое деление не имеет физического смысла. Как уже говорилось, полет при названной начальной скорости до границы сферы действия Солнца должен продолжаться 1,1 млн. лет. Кроме того, даже если забыть о поистине геологическом масштабе времени перелета, при таком полете скорость на границе сферы действия Солнца равна нулю, и, значит, у космического корабля не больше шансов на встречу со звездой, чем у самого Солнца.

Если говорить о пилотируемых полетах к звездам , то ясно, что на расстояниях, измеряемых световыми годами, полеты должны происходить со скоростями, близкими к скорости света.

Это требует колоссального расхода энергии, что, в свою очередь, возможно только при условии полного превращения массы рабочего тела в энергию электромагнитного излучения по формуле Эйнштейна где энергия, масса покоя, с — скорость света. Предполагается, что одна половина рабочего тела представляет собой вещество, а другая — антивещество, которые, вступая в реакцию, аннигилируют, т. е. превращаются в электромагнитное излучение.

Получаемому электромагнитному излучению придается направленный характер, т. е. поток фотонов устремляется в одном определенном направлении подобно лучу прожектора. Фотонный, или световой, двигатель звездолета и представляет собой, по существу, такой прожектор колоссальной мощности. И, как всякий прожектор, такой двигатель должен иметь экран — зеркало, отражающее поток фотонов в сторону, противоположную направлению полета. Это огромное зеркало — своеобразное сопло фотонного двигателя — будет, видимо, наиболее примечательной деталью конструкции звездолета.

В настоящее время существуют лишь самые общие и смутные представления по вопросам о том, каким путем может быть добыто антивещество; как оно может быть сохранено, чтобы не прореагировало со стенками баков, и что собой должны представлять эти баки; как должно быть устроено зеркало-отражатель, чтобы оно не испарилось под действием излучения.

Источники: otvet.mail.ru, cyberleninka.ru, inoplanetyanin.ru, informatik-m.ru, books.sernam.ru


Это интересно

Как изменить планировку в квартире

Получить в результате ремонта жилище, далекое от привычных стереотипов — мечтает каждый. Но и в то же время ...


Несбывшиеся надежды Избранной рады

Кто в отрочестве не мечтал преобразовать мир. Да что там, был полон решимости очистить «Авгиевы конюшни», а серую ...


Белая скала Крыма

В нескольких километрах к северу от Белогорска поднялась обрывистая Внутренняя гряда, увенчанная живописной скалой Ак-Кая. Издали ...


Одноколесный мотоцикл Ryno Micro-Cycle

Вы когда-либо видели одноколесный мотоцикл? Навряд ли. И если вы думаете, что у того, который вы ...


Мудрый Си Фу

Предания и легенды, в частности, мифология Китая, порой наводят на грустные мысли, а иногда наталкивают на какие-то ...


Элохим

Слово Иегова появилось в результате допущенной неточности при попытке прочесть непроизносимое у евреем имя Божие. Во ...


Парис и Елена

История Троянской войны началась с необдуманного, эгоистичного поступка царевича Париса. Однажды он был в гостях у царя Спарты, ...


  • Организация бизнеса

    Последний великан из рода Вукуба, Кабракан, как обычно двигал горы. Он брал их у основания и изо всех сил...

  • Оздоровительный туризм в России

    Религия Китая никогда не была похожа ни на одну из систем духовных представлений, которые царили в Европе и на Ближнем Востоке. Отличительное...

Самые читаемые

Апоп - бог тьмы

Огромный змей, олицетворяющий мрак и зло, извечный враг бога солнца Ра. Обитает ... Далее

Ремесленники в Древнем Египте

Уже в раннем бронзовом периоде ремесленники Древнего Египта и Месопотамии производили ... Далее

Легенда о созвездии Льва

Лев — очень примечательное и красивое созвездие, которое содержит несколько ярких ... Далее

Орошение полей в Древнем Египте

Земледелие в Древнем Египте начиналось с того, что в долине Нила ... Далее

© 2010-2018 Объектив-N: Предания и легенды