OFF naukowy, technologiczny, techniczny

[Radar28 1356]

1 godzinę temu, krzyyss napisał:

Jak pisałem swoje, to zastanawiałem się, czym zabawa w sztuczną grawitację na statku kosmicznym się skończy, czy to się właśnie nie zamknie na zero, tak jak ten Twój wózek z magnesem. A czy może uda się to nakierować na inne obiekty i tym "magnesem" podciągać do czegoś innego w sklepie. I powiedzmy nie tyle magnesem, co elektromagnesem, którym potrafimy sterować.

Zakładając, że kiedyś będziemy mogli manipulować grawitacją, to w ramach ogólnej teorii względności ludzie znaleźli trochę różnych sposobów, jak poruszać się szybciej od światła bez łamania praw fizyki. Najbardziej znane jest rozwiązanie znalezione przez Alcubierra, ale były też oczywiście późniejsze wariacje na ten sam temat starające się usunąć różne problemy tego pomysłu. Generalnie chodzi o to, żeby zamiast rozpędzać się w przestrzeni (tu mamy nieprzekraczalny limit prędkości), przemieszczać fragment przestrzeni, w którym się akurat znajdujemy (na to ograniczeń nie ma). Z oczywistych względów są to czyste spekulacje, ale na razie nie są w sposób definitywny wykluczone. Nawet potrzebę wykorzystania materii o ujemnej masie może dać się obejść.

[Gość]

7 minut temu, Radar28 napisał:

Zakładając, że kiedyś będziemy mogli manipulować grawitacją, to w ramach ogólnej teorii względności ludzie znaleźli trochę różnych sposobów, jak poruszać się szybciej od światła bez łamania praw fizyki

Innymi słowy, jest nadzieja, że kiedyś dorwiemy się do innych planet

edit

dla tych planet to niekoniecznie musi być dobre

Edytowane 15 Grudnia 2020 przez Gość

[Radar28 1356]

Teraz, krzyyss napisał:

Innymi słowy, jest nadzieja, że kiedyś dorwiemy się do innych planet

Na to też są inne sposoby nawet jeśli podróż musiałaby się odbywać z prędkością podświetlną. Mój ulubiony pomysł to projekt Walkiria (źródło w języku angielskim). W skrócie: za wielkim silnikiem, gdzie docelowo spalana byłaby materią z antymaterią na długiej linie wisiałaby kabina z załogą i ładunkiem. Trochę jak narty wodne za odrzutowcem. Tym niemniej, jeśli język nie jest problemem, to ogólnie podlinkowana strona jest świetnym źródłem na temat realistycznych i kompletnie fikcyjnych statków kosmicznych. Zarówno od strony przedstawianej fizyki (lub jej fikcyjnego odpowiednika), problemów inżynieryjnych, zagadnień socjo-ekonomicznych związanych z podróżami międzygwiezdnymi, bitew kosmicznych czy też cytowanej literatury SF. Na samym dole strony jest spis treści, to można się rozeznać w poruszanej tematyce.

[Gość]

1 minutę temu, Radar28 napisał:

Na to też są inne sposoby nawet jeśli podróż musiałaby się odbywać z prędkością podświetlną. Mój ulubiony pomysł to projekt Walkiria (źródło w języku angielskim). W skrócie: za wielkim silnikiem, gdzie docelowo spalana byłaby materią z antymaterią na długiej linie wisiałaby kabina z załogą i ładunkiem. Trochę jak narty wodne za odrzutowcem. Tym niemniej, jeśli język nie jest problemem, to ogólnie podlinkowana strona jest świetnym źródłem na temat realistycznych i kompletnie fikcyjnych statków kosmicznych. Zarówno od strony przedstawianej fizyki (lub jej fikcyjnego odpowiednika), problemów inżynieryjnych, zagadnień socjo-ekonomicznych związanych z podróżami międzygwiezdnymi, bitew kosmicznych czy też cytowanej literatury SF. Na samym dole strony jest spis treści, to można się rozeznać w poruszanej tematyce.

dzięki, pomęczę się z tym nieco Ale z tego wniosek, że my tu mamy eksperta od podróży międzygalaktycznych

[Radar28 1356]

1 minutę temu, krzyyss napisał:

dzięki, pomęczę się z tym nieco Ale z tego wniosek, że my tu mamy eksperta od podróży międzygalaktycznych

Wiem tyle, ile przeczytam w tych czy innych źródłach. Po prostu lubię ten temat a zawodowo zajmuję się zupełnie inną dziedziną fizyki.

[jagular 1787]

Phi! A przebije to to?

Napęd w postaci wypierdzielanych za burtę bomb atomowych, odpalanych co ułamek sekundy. Nie dość że napęd 'śmiały', to jeszcze niektóre założenia energetyczno-masowe również, godne Von Brauna: 10mln ton statek załadowany 30 milionami bomb 1Mt TNT mający dotrzeć do Alfy w 1330 lat (i nie wrócić).
To jest skala!

A tak ogólnie to wiele z rozważań n/t podróży międzygwiezdnych nie ma za dużego sensu praktycznego: jak naukowcy policzą, ile energii potrzeba do podróży, okazuje się, że jest jej za dużo.

[Stjepan 677]

1 minutę temu, Trepcia napisał:

I tutaj dochodzimy do punktu z wczesniejszej strony ze potrzebujemy dostepu do bardzo duzej ilosci bardzo taniej energii. Ale to juz raczej nie za naszego pokolenia.

BTW.

Odnosnie duzej ilosci bardzo taniej energii przypomnialem sobie, ze nie tak dawno, moze z rok temu, naukowcy odkryli dziwna gwiazde, ktorej pochlaniane jest ponad 90% promieniowania.

A gdyby tak obudowac slonce panelami slonecznymi? Tyle dotacji jest teraz na panele

Takie rzeczy jak obudowanie Słońca panelami robią w skali Kardasheva cywilizacje typu 1, my nie jesteśmy jeszcze typu 1 bo np. korzystamy z paliw kopalnych, oni już nie, ja kiedyś po pijaku wymyśliłem bardzo egzotyczny napęd, napęd na czarną energię i skaczący po czarnej materii, momentami zasilany przez egzotyczną materie, statek szybki jak entropia, szybszy niż światło, ponieważ czarna energia i czarna szybciej rozszerza wszechświat niż przemieszcza się światło.  

[jagular 1787]

Blisko Słońca by się nie dało się. Ciężko wypromieniować nadmiar energii i/lub zapobiec kollapsowi grawitacyjnemu. W większej odległości się by dało się, założenia opisane pod postacią sfery Dysona.
Problemem może być jednak to, że nawet wykorzystując energię Słońca w prawie 100%, tej energii do zabawy z np. pełnoskalowymi czarnymi dziurami, czy wytworzoną w dużej ilości materią egzotyczną, może być po prostu dalej za mało.

@Stjepan
Nic się nie porusza szybciej niż światło w lokalnym układzie odniesienia.

Edytowane 16 Grudnia 2020 przez jagular

[Gość]

45 minut temu, Trepcia napisał:

A gdyby tak obudowac slonce panelami slonecznymi, zostawiajac tylko "waska" strzeline na ogrzewanie Ziemii? Tyle dotacji jest teraz na panele

Takie pomysły nie przychodzą po kawie, coś lepszego masz

[Andree 272]

Lem w powieści Fiasko opisał solaser, czyli instalację laserową umieszczoną w fotosferze Słońca.

Czymś takim można by napędzać sondy międzygwiezdne z żaglami słonecznymi, a także odparowywać powierzchnię komet, planetoid i innych obiektów zagrażających Ziemi.

[jagular 1787]

To też przetrawiono dawno temu. Problemy do rozwiązania to min. dalej: stosunek masy do ciągu, odporność materiału żagla na ciągłe uszkodzenia śmieciami, pyłem, (mikro)meteorytami, ograniczona możliwość sterowania wektorem ruchu.

Problemy na tyle istotne, że taka zabawka miałaby duży żagiel, rozpędzałaby się bardzo powoli, więc upłynęło by dużo czasu, nim by osiągnęła jakieś konkretne prędkości. Wszystko musiałoby być niezawodne przez dziesięciolecia (do tysiącleć w skali lotów na większe odległości).

Pomysł nie rozwiązuje też problemu hamowania.

Im dalej się w to wchodzi, tym bardziej to przygnębiające z punktu widzenia marzeń o podróży chociażby do najbliższej gwiazdy.

[jagular 1787]

To już problem w zasadzie z każdym obiektem większym od sondy, tj. nie mamy pojęcia jak coś wysłać coś daleko z rozsądnym przyspieszeniem utrzymywanym przez dłuuugo. A potem np. wyhamowaniem tego. 

Jeżeli by się udało rozpędzić coś do znaczącego procentu C, to byłaby podróż w przyszłość w lokalnym układzie odniesienia tego statku/sondy  - w stosunku do Ziemi, oczywiście.

Prawdopodobnie jedyna ucieczka logiczna od tego to ogólna wylewka na problem czasu: statki pokoleniowe, latające powolutku przez tysiąclecia+ i odcinające się (moralnie/mentalnie) od matki Ziemi.

Oczywiście wprowadza to następne problemy: od kruchości ograniczonego ekosystemu testowanego w aspekcie stabilności przez np. dziesiątki tysięcy lat, do ewolucji kulturowo-mentalnej-ogólnej pasażerów. Nie mówiąc o trwałości jakichkolwiek systemów krytycznych

Inna opcja, już radykalna i z ominięciem problemu to...digitalizacja pasażerów i wysłanie ich no, w bardziej rozbudowanym pendrajwie

Kolejna to ogólnie zerwanie z ideą ciągłości istnienia i jaźni: wysłanie małego "kosmicznego ziarna" z kodem dna i podstawowymi próbkami (oraz robotami) do odbudowy gałęzi gatunku gdzieś tam.

Jest kilka książek hard sf poruszających tego typu tematy. Z naszego, bardzo prymitywnego punktu widzenia, ale i tak odważnych.

Edytowane 16 Grudnia 2020 przez jagular

[nemar 756]

2 godziny temu, jagular napisał:

Im dalej się w to wchodzi, tym bardziej to przygnębiające z punktu widzenia marzeń o podróży chociażby do najbliższej gwiazdy.

I tu jest pies pogrzebany. Wszelkie, choćby teoretyczne napędy otworzą przed nami co najwyżej Układ Słoneczny. Jakby jakimś cudem nawet udało się osiągnąć prędkość zbliżoną do prędkości światła to podróż do najbliższych gwiazd trwałby te kilka, kilkanaście lat. Pozostaje nam chyba tylko ostra fantastyka jak właśnie napęd Alcubierre'a. 

 

 

[jagular 1787]

No dokładnie. Albo uciekniemy w bajkopisarstwo sf (w zasadzie 100% popularnej "wiedzy" w temacie podróży kosmicznych to bzdury), albo dostaniemy depresji, bo rozwiązania łatwego po prostu nie ma.

Ruch w przestrzeni kosmicznej, kiedy na chwilę skupimy się jedynie na układzie odniesienia lokalnym (czyt. zapomnimy na chwilę o grawitacji okolicznych mas) jest banalny: żeby się ruszyć w kierunku A, trzeba wyrzucić coś w kierunku B, który jest przeciwstawny do A.

Tyle. To jest zasada działania wszystkich istniejących silników. Ba, wszystkich silników, które w ogóle jesteśmy nawet sobie z grubsza w stanie wyobrazić

Jedyne, co możemy zmienić to:

- wywalić za rufę więcej masy żeby popchać się do "przodu" bardziej;

- wywalić tę masę z większą prędkością (po przyłożeniu większej energii), żeby to samo uzyskać.

Inne metody na ruch to będą obejścia praw fizyki i/lub wykorzystanie osobliwości (które same w sobie w zasadzie są wyjątkami od tych praw fizyki :E).

Edytowane 16 Grudnia 2020 przez jagular

[Andree 272]

Ale materię można też wyrzucać z prędkością relatywistyczną, za pomocą akceleratora cząstek. Co się wtedy dzieje? Wyrzucana materia zaczyna stawiać opór dalszym próbom rozpędzenia jej, bo jej masa rośnie do nieskończoności! Wskutek tego oszczędzamy wyrzucaną masę kosztem energii przeznaczonej na jej rozpędzanie, a na zasadzie akcji i reakcji tak naprawdę odpychamy się od samej przestrzeni, w której "grzęzną" rozpędzane cząstki!

To tak jakbyśmy płynęli łódką po jeziorze płynu nienewtonowskiego, który normalnie jest rzadki, ale gęstnieje gdy szybko poruszamy wiosłami. Wtedy wiosła staną się bardziej efektywne niż normalnie.

[Gość]

51 minut temu, Andree napisał:

Ale materię można też wyrzucać z prędkością relatywistyczną ...

Proste, oczywiste, a czasem człowiek zatnie się na klasycznej mechanice i przegapia banały

[jagular 1787]

56 minut temu, Andree napisał:

Ale materię można też wyrzucać z prędkością relatywistyczną, za pomocą akceleratora cząstek. Co się wtedy dzieje? Wyrzucana materia zaczyna stawiać opór dalszym próbom rozpędzenia jej, bo jej masa rośnie do nieskończoności! Wskutek tego oszczędzamy wyrzucaną masę kosztem energii przeznaczonej na jej rozpędzanie, a na zasadzie akcji i reakcji tak naprawdę odpychamy się od samej przestrzeni, w której "grzęzną" rozpędzane cząstki!

To tak jakbyśmy płynęli łódką po jeziorze płynu nienewtonowskiego, który normalnie jest rzadki, ale gęstnieje gdy szybko poruszamy wiosłami. Wtedy wiosła staną się bardziej efektywne niż normalnie.

Nie wiem czy się zrozumieliśmy...jeżeli ja dobrze zrozumiałem to, co napisałeś, to nie napisałeś niczego, czego bym ja nie napisał.
Możesz, używając energii, przyspieszać masę i pozbywać się jej z dużymi prędkościami (w lokalnym układzie odniesienia). Jak ta prędkość będzie bardzo duża, to to będzie wspaniale i kolorowo.

Nim jednak otworzymy szampany i się schlejemy na cacy, bo właśnie rozwiązaliśmy problem podróży kosmicznych, a dokładnie napędu, przemyślmy pewne sprawy. Szybko, nim bąbelki strzelą do głowy:
- ile tej 'materii' te akceleratory wypluwają?
- ile energii potrzeba do w/w czynu wyplucia 'materii' z akceleratora?
- jaki jest stosunek masy akceleratora do masy 'materii' z niego wypluwanej?
- wracając do energii: skąd wziąć, ograniczając się do układu lokalnego, energię w wartości potrzebnej do wystrzelenia w/w 'materii'? 

To co, będzie szampan?

Poza tym, nie odpychamy się od żadnej przestrzeni*. To jest właśnie efekt naszych ziemsko-zwierzęcych instynktów gatunku, który wyewoluował stojąc kończynami na kuli o dużej masie

Sprawa jest prosta: masz masę, oraz energię. Lokalnie**. Tyle. Dwa klocki do zbudowania napędu.

*nie wliczam EmDrive. Zacznę wliczać, jak zacznie działać.
**nie wliczam dostarczania energii z zewnątrz układu poprzez np. laser. Zacznę wliczać, jak zacznie to być efektywne.

[Radar28 1356]

2 godziny temu, Andree napisał:

Ale materię można też wyrzucać z prędkością relatywistyczną, za pomocą akceleratora cząstek. Co się wtedy dzieje? Wyrzucana materia zaczyna stawiać opór dalszym próbom rozpędzenia jej, bo jej masa rośnie do nieskończoności! Wskutek tego oszczędzamy wyrzucaną masę kosztem energii przeznaczonej na jej rozpędzanie, a na zasadzie akcji i reakcji tak naprawdę odpychamy się od samej przestrzeni, w której "grzęzną" rozpędzane cząstki!

To tak jakbyśmy płynęli łódką po jeziorze płynu nienewtonowskiego, który normalnie jest rzadki, ale gęstnieje gdy szybko poruszamy wiosłami. Wtedy wiosła staną się bardziej efektywne niż normalnie.

Jasne że można, natomiast nawet to ma swoje granice choćby z tego względu, że energia i masa są tym samym, więc energia potrzebna do zasilania jakiegokolwiek napędu jest jednocześnie masą, którą trzeba pchać. Zaś jeśli chodzi o samą efektywność wyrzutu, to warto spojrzeć na związek energii całkowitej (E) z pędem (p):

E^2 = (p c)^2 + (m0 c^2)^2

gdzie c jest prędkością światła a m0 masą spoczynkową. Chcemy uzyskać jak największy pęd przy użyciu możliwie małej energii. Faktycznie, jeśli rozpędzamy jakieś cząstki do prędkości bliskich c, to masa spoczynkowa traci na znaczeniu, ale zawsze tam jest. Także teoretyczny limit rakiet to używanie fotonów jako odrzutu, bo przy braku masy spoczynkowej mamy

E^2 = (p c)^2

czyli tak duży zysk pędu jak się da z danej ilości energii.

Pozostaje jeszcze oczywiście wieczny problem strat energii podczas pracy danego silnika. Silniki jonowe, jakimi dysponujemy obecnie są bardzo dobre dzięki dwóm kwestiom: mają prawie 10 razy większą prędkość wylotową od silników rakietowych a do tego nic tam się nie musi rozgrzewać, więc sprawność napędu jest znacznie wyższa. Ich głównym ograniczeniem jest bardzo mały ciąg w stosunku do rozmiarów silnika.

Godzinę temu, jagular napisał:

*nie wliczam EmDrive. Zacznę wliczać, jak zacznie działać.

Nie zacznie. Niemieccy naukowcy powtórzyli doświadczenie i znaleźli źródło błędów: kable zasilające oddziaływał z ziemskim polem magnetycznym.

Tym niemniej, jest inna, bardziej szalona opcja: okazuje się, że da się "pływać" w zakrzywionej czasoprzestrzeni. Efekt jest tak słaby, że raczej nie można liczyć na jego sprawdzenie w laboratorium, ale na gruncie ogólnej teorii względności jest solidnie umocowany. Wszystko opiera się na tym, że w zakrzywionej przestrzeni środek masy nie jest jednoznacznie określony, więc specyficzne cykliczne ruchy wewnętrzne (jak przy pływaniu machamy rękami i nogami w powtarzalny sposób) mogą dać niezerowe przesunięcie.

[Gość]

12 godzin temu, Radar28 napisał:

Jasne że można

To i tak jest tutaj baaardzo luźna pogawędka n/t podróży dalekich podróży, więc pogawędzić można

Jonowe mają tą zaletę, że to nie są już "pogawędki s-f", ale one za "wolne" do takich podróży.

[Stjepan 677]

Tak myślałem.

https://www.universetoday.com/149327/white-house-encourages-nasa-to-work-on-space-based-nuclear-power-and-propulsion-systems/

[jagular 1787]

To jest nic nie znaczące klepanie się po pleckach. Republikańskiej administracji zostało zaledwie parę tygodni istnienia, nim odejdzie, próbuje wysrywać różne postulaty i papierologię.
Prawdziwy encouragement pojawi się, jak się pojawi budżet i akceptacja na dużoskalowe i długofalowe programy rozwoju. Budżet na lata, może wręcz dekady.

W skrócie: powiewanie fjutkiem.

[Stjepan 677]

Ultra Deep Field.

 

[Stjepan666 6623]

Nowy napęd plazmowy pozwoli wybrać się po za US.

https://kopalniawiedzy.pl/naped-plazmowy-rekoneksja-magnetyczna-plazmoidy,33277?

Oraz link od tekstu originalego.

https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-plasma-physics/article/abs/an-alfvenic-reconnecting-plasmoid-thruster/F296E45CC504E8FF2586EA79117E2514#

 

No jestem ciekawy. Fajnie by było dotrzeć do Alfa Centauri chociaż w 20 lat.

[Stjepan666 6623]

Teraz, Trepcia napisał:

Naped to jedno, mnie zastanawia jak radzic sobie z uszkodzeniami kadluba wynikajacymi podroza na tak znaczna odleglosc? Nie chce mi sie wierzyc, ze miedzy Slonce a najblizsza nam gwiazda jest pustka i nie bedzie jakis pasow asteroid, malych kawalkow skalnych etc.

Masz pas Kuipera i obłok Oorta z kawałkami skał i lodu, tylko one nie są tak blisko siebie jak Gwiezdnych Wojnach, asteroidy, są o wiele dalej oddalone od siebie, myślę że że problemu nie będzie.

[Radar28 1356]

38 minut temu, Stjepan666 napisał:

Nowy napęd plazmowy pozwoli wybrać się po za US.

https://kopalniawiedzy.pl/naped-plazmowy-rekoneksja-magnetyczna-plazmoidy,33277?

Oraz link od tekstu originalego.

https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-plasma-physics/article/abs/an-alfvenic-reconnecting-plasmoid-thruster/F296E45CC504E8FF2586EA79117E2514#

 

No jestem ciekawy. Fajnie by było dotrzeć do Alfa Centauri chociaż w 20 lat.

Brzmi bardzo ciekawie. Pytanie brzmi, kiedy powstanie działający prototyp.