Comments 113
Шикарная статья.
Колонизаторы мечтатели в космос на утюгах пыхтелках собрались, здесь главное бластеры не забыть чтобы местному "враждебно настроенному населению"люлей надавать. Лучше бы подумали что у вас не так с теорией гравитации уже 100 лет как,
А что с ней, собственно, не так?
Вода с круглой Земли вниз не стекает! Не порядок!
А я уже писал про костыли и заплатки в виде тёмных сущностей, главное она принципиально запрещает строить квантовую теорию гравитации
А где можно почитать? Может у вас уже есть опубликованные статьи с проблемами в теории гравитации, приведите тогда ссылку на них.
Это энтропийная теория гравитации,например Верлинде, в интернете есть популярное изложение, но не полное. Суть теории: вещество вокруг себя изменяет энтропию вакуума, упорядочивает спины частиц вакуума, что равноценно изменению внутренней температуры / энергии вакуума. Образуется градиент энергии вниз по которому движется вещество, это и есть тяготение. В этом случае имеет значение не частица и переносчик, а коллективное поведение переносчиков оказывающее действие на частицу, так называемая эмерджентная сила.
Считается что вакуум состоит из пар (дублетов) заряженных и пар нейтральных бозонов Хиггса/ Голдстоуна, которые составляют скалярный конденсат (жидкость). Частица движется сквозь этот конденсат с постоянной скоростью, если мы ускорим частицу от её передней проекции будет отскакивать (излучаться) больше бозонов чем от задней, то есть для ускорения нам понадобятся некоторое усилия, далее частица продолжит свободное движение. Аналогично, есть ли мы замедлим частицу на её заднюю проекцию будет давить бозоны сильней чем на переднюю. Здесь приводится пример с зеркальным шаром и фотонами (физика с Погребинским). Вакуум сравнивают с сверхпроводником, где электроны при движении приобретают дополнительную (эффективную) массу. Ещё проще пример для сверхтекучести, когда тело движется в сверхтекучей жидкости вокруг тела образуется волна, которая будет сопротивляться изменению скорости тела, но не его движению с постоянной скоростью, это присоединённая масса или резонансный солитон/ фонон. В вакууме это механизм динамической генерации массы, бозоны непрерывно излучаются передней проекцией и поглощаются задней, они как бы привязаны к частице, далеко не улетают, в этом случае говорят частица съела бозон Голдстоуна и получила массу, такое возбуждение движется вместе с частицей и поэтому не наблюдается, а если частицу сильно ударить это возбуждение оторвётся и может некоторое время самостоятельно существовать, такое возбуждение наблюдается как бозон Хиггса. В сверхтекучей жидкости так же при достижении критической скорости Ландау с тела будут срываться фононы и уносить энергию, тормозить, кстати это объясняет почему нельзя двигаться быстрее света, частица будет непрерывно отбрасывать излучать тяжёлые бозоны.
Скалярное поле в любой точке имеет ненулевую энергию, а теперь вообразите поверх этого ровного уровня существует некоторая горка энергии, мы знаем что максимумы концентрации тёмной энергии находятся в центрах войдов, а минимумы около масс, земли например. Теперь мы имеем горку градиент энергии направленный к масса. Скалярное поле обозначает что частицы его составляющие не имеют спина, имеют только импульс. Итак, на частицу помещённую в этот градиент из горячей области импульсы будут приходить сильнее чем с холодной и частица будет двигаться от горячей области к холодной, то есть к земле, по аналогии эффекта Зеебека. Теперь становится понятно почему инертная и тяготеющая массы одинаковы — эффективное сечение одно и то же. Так называемая отталкивающая гравитация тёмной энергии, которая и есть обычная гравитация, сила слабее других сил на 40 порядков.
карму заминусовали, смогу ответить не раньше чем через час
В статье не учитывается что существуют нереактивные двигатели, было бы желание, подняться в космос можно и с горячего Юпитера.
В разделе про скорости и радиусы TRAPPIST-1 написано буквально следующее:
Даже если на корабле будут достаточные запасы очень компактного антивещественного топлива, тему которого я надеюсь затронуть в одной из будущих статей, космический корабль, вероятно, не выдержит перегрузок
А в заключении вот это:
Колонизировать системы красных карликов можно только при условии достаточных запасов высокоэнергетического топлива, либо при использовании нуль-транспортировки, поскольку третья космическая скорость в зоне обитаемости таких звёзд слишком велика
Как пара весьма ярких примеров - более чем достаточно.
Да ладно, прямо сразу антивещественное топливо, для запаса характеристической скорости в каких-то 85 км/с? Вообще есть обычная ядерная энергетика, двигатель Зубрина, ядерно-взрывной наконец. Протяжённая атмосфера даст широкий простор прямоточникам.
каких-то 85 км/с
Я не большой спец во всей это околоорбитальной механике и газодинамике (и цифры ниже - грубо округлены), поэтому заранее прошу прощения и если где-то фатально ошибся, то покажите пожалуйста где, но вон вики пишет что чтобы выйти на низкую околоземную орбиту надо 7.5 км/с и ещё до 2 км/с на гравитацию, трение и так далее. Итого 9.5 км/с.
Если 85 км/с - без учёта накладных расходов на гравитацию и трение, то итого будет, очень грубо, 108 км/с.
Если прикинуть по формуле Циолковского (из той же вики), только отдав топливу половину массы корабля, а не 25%, то получится что скорость истечения должна быть 156 000 м/с.
Ещё вики говорит что для газофазного ядерного ракетного двигателя цифры скорости истечения 30 000 - 50 000 м/с и это выглядит как от дефицит от 3 до 5 раз.
Автор говорит в основном не о первой, а о второй космической, скорости для отлётной траекторий, а не для выхода на орбиту.
Вообще теоретический предел скорости истечения для ядерного двигателя на уране - порядка 12000 км/с (когда вся выделенная энергия тратится на разгон продуктов распада). Технологически относительно просто по крайней мере к половине этого предела могут подойти ядерно-взрывной двигатель или связка электрореактивных двигателей, питаемых от ядерного реактора.
Любые ракетные двигатели питаемые энергией извне ("от ядерного реактора" например) заведомо не могуть быть мощными из-за невозможности реалистично избавиться от излишков тепла. Теоретический двигатель с достаточно скромной удельной скоростью истечения продуктов 100 км/с и не очень большой тягой в 200 тонн будет иметь мощность 1 млн МВт, даже если у Вас КПД преобразования этой энергии 99.9% (что для подавляющего большинства источников энергии нереально) то такому двигателю надо будет избавляться от 1 ГВт побочного тепла. Для понимания - этого легко хватит для превращения в пар более тонны холодной воды в секунду.
100 км/с и 200 тонн - это вроде только 10 ГВт (10^5*2*10^5/2), но да, с рассеянием тепла будут проблемы.
Так надо "светить" этими радиаторами назад, чтобы они не просто рассеивали тепло, а разгоняли КА. Так сказать чтобы у нас был "инфракрасный фотонный двигатель" ;)
Я думаю мы оба обсчитались, пересчитал сейчас - там 20 кг рабочего тела в секунду должно расходоваться. У меня было 200, у Вас 2, истина посередине - мощность получается 100 ГВт :)
Что-то меня смущает в рассчитанной вами первой космической для такой суперземли, так как первая космическая для Юпитера, крупнейшей планеты солнечной системы, приблизительно равна 43133.51 м/с (43.2 км/с).
А если посмотреть на ближайший аналог суперземли в нашей системе Нептун (в 17 раз массивнее Земли), то его первая космическая приблизительно равна 16970.56 м/с (17 км/с) что на пределе доступно химии.
Далее посмотрим на вторую космическую у Юпитера, и у Нептуна соответственно. Чтобы сбежать от владыки Олимпа нам потребуется набрать скорость в 61 км/с, а чтобы слинять от владыки морей и океанов потребуется скорость в 24 км/с.
Если я неправ, поправьте меня.
При расчёте космических скоростей важен ещё и радиус планеты (или, что, равносильно - её плотность). У плотной каменистой планеты массой с Нептун скорости будут раза в полтора-два раза выше, чем у "газового" Нептуна. Просто потому что точка старта "глубже в колодце".
Ок. Давайте определимся с параметрами суперземли, на которой теоретически может появится технологическая цивилизация. К примеру на части супер земель, к примету тот же Кеплер-20б имеет температуру поверхности под 1000 градусов Кельвина. Не очень дружелюбно к нашему пониманию "цивилизация металла"
Так что давайте введем какие-то предварительные пограничные условия для суперземель, что бы вести обсуждения в конструктивном ключе, а не в режиме схоластики "сколько ангелов может поместится на острие иглы?"
Потом по этим пограничным условиям, можно сформировать шортлист из известных суперземель которые можно брать за точку отсчёта. А далее уже считать и прикидывать.
вероятно, не выдержит перегрузок
Помнится. ещё у Перельмана ("Занимательная физика" (или как там?)) было, что технически можно попасть в космос на "москвиче" (подъём по спирали). Так что вроде как перегружка на взлёте как-бы и не должна быть проблемой при наличии соотвествующего двигателя
подъём по спирали
Увеличиваете путь и снижаете перегрузку, но платите за это пропорционально растущей массой топлива и временем на подъём. А так-то да, теоретически и на Москвиче можно.
ключевое: воздушные старты
Это уже совсем сильно сползает в сторону. Мы, всё-таки, на другой планете и пытаемся оттуда улететь, а не основать там космическую отрасль заново.
Хорошо, давайте для начала попробуем улететь с Венеры. Ускорение свободного падения почти земное, размеры планеты те же что и у Земли, гравитационный колодец не глубже чем у Земли. правда есть два нюанса: температура и давление. ;)
Из-за плотной атмосферы Венеры характеристическая скорость для выхода на её орбиту - 27км/с
А я о чем говорю? "Два нюанса: температура и давление". Если я не ошибаюсь, то принято считать что углекислый газ при таком давлении и температуре ведет себя почти как жидкость.
Фактически, старт с Венеры подобен старту с Земли, если бы РН стартовала с глубины океана в 900-1000м.
Да, там уже какое-то переходное состояние между газом и жидкостью. Подробностей не помню, но, кажется, это в Википедии описано.
Ну так и зачем мучаться с ракетным двигателем запускаемым на глубине? Всплываете на "поверхность океана" и летите уже оттуда.
Так это на Земле можно всплыть, а Венере для этого потребуется что-то покруче чем "Лед зеппелин"
Это если они существуют. Космический лифт не в счёт - с его помощью можно подняться, есши он уже есть, а если его нет, то построить его с поверхности будет крайне затруднительно.
С поверхности можно построить космический фонтан или космическую петлю. Которые тоже можно условно назвать "вариантами космического лифта".
Пока физика не допускает существования материалов, межатомные сцепления в которых достаточны для создания такого лифта.
Ну, а в случае переменного сечения он становится шире планеты намного раньше, чем достигает космоса — задача о зёрнах на шахматной доске же.
Космический лифт — не панацея. Его строительство ведётся от (экза)геостационарной орбиты в обе стороны (рабочий конец к планете и противовес от планеты). Для его строительства цивилизации необходимо уже уверенно выводить в космос огромные количества грузов. Первоначальным средством выхода в космос лифт, таким образом, быть никак не может.
Ну вот, вы разумное существо с теплого Нептуна. Много воды, растворенных солей. Мало железа. Какие шансы, что вообще возникнет технологическая цивилизация? Огня нет. Металургии нет. И как тут взлететь к звездам?..
В океане возможна гальваническая металлургия, особенно если у вас есть электрический хвост или там плавник.
Тут, видимо, только развивать селекцию до уровня биотехнологий, как у Шумила в "Проценте соответствия". Хотя неизвестно, конечно, возникнет ли вообще в таких условиях вид, которому вообще понадобится технология - дельфины вон не парятся, по крайней мере пока.
дельфины вон не парятся, по крайней мере пока.
Ну да... А потом «Всего хорошего, и спасибо за рыбу!»
Ну а если серьезно, то мы вообще плохо представляем КАК возникло сознание. По меркам эволюции оно формировалось стремительно. НО это обезьяна орудовала палкой, а какой-то разумный кальмар... Какие у него будут рычаги воздействия на мир?
Тут масса вопросов, потому что существует множество видов, практикующих ту или иную форму технологии, но до такого извращения как мы никто не дошёл. Роевые насекомые - муравьи, пчёлы, термиты - ведут достаточно сложную технологическую деятельность, но непонятно, тупик это или может во что-то большее разрастись. Неизвестно, может ли технология вырасти из ритуалов построек и украшения гнёзд, типа гнезда шалашника или лабиринтов пятнистого иглобрюха. Эпизодическая инструментальная деятельность осьминогов (они используют всякие обломки для маскировки и защиты и останки медуз со стрекательными клетками как оружие) - тоже непонятно, может ли привести к чему-то большему.
А почему вы говорите, что Нептуна находятся за газовыми гигантами? Насколько я знаю, конденсируется все в таком порядке: скалы - лёд - водород и гелий, так что газовые гиганты конденсируются наиболее далеко
То что у нас нептуны за газовыми гигантами, это проделки Юпитера и Сатурна, которые вытянули нептуны за себя
Есть очень много горячих гигантов, которые чуть ли не в фотосфере звезды вращаются. Их много находят, т.к. их легче всего найти, но всё же Юпитер на орбите в 10 раз меньше, чем у Меркурия - это явно не редкость. Есть несколько теорий на этот счёт (начиная от двойной недо-звезды до миграций планет), но факт в том, что конфигурация Солнечной системы (внутренние - скалистые, внешние - гиганты) скорее всего - не самая распространённая.
Так блин, это простая геометрия, меньше орбита - меньше линейного отклонения проекции ее орбиты вбок - больше вероятность транзиторного события.
Hidden text
Транзитный метод - далеко не единственный как бы.
Но да, чем ближе к звезде и чем тяжелее планета - тем легче её обнаружить.
И тем не менее парадокс Ферми это не решает. Если лишь в 1/1000 из случаев земля удачного размера и положения, все равно таких планет будет слишком много
Слишком рано. Вселенная молодая и большинство попыток жизни на других планетах эволюционировать непрерывно 4 миллиарда лет закончились на полпути большим астероидом или взрывом близкой сверхновой.
Когда мы смотрим на звезды - там вокруг них вращаются планеты-кладбища. Большинство были уничтожены на этапе до перехода к многоклеточности (первый миллиард лет эволюции). Очень редко некоторым удавалось проэволюционировать хотя бы до чего-то вроде рыбы.
Это домыслы. Так мы идем прямиком к уникальности Земли, а оттуда и до творения рукой подать. Пока что, научнее считать, Землю типичной планетой возле типичной звезды (7% звезд во вселенной - желтые карлики).
Уникальность, точнее чрезвычайную редкость Земли, можно обосновать научно. Есть хорошая книга, там подробно написано.
«Уникальная Земля: Почему высокоразвитая жизнь не является распространённым явлением во Вселенной» — научно-популярная книга 2000 года об астробиологии, написанная геологом и биологом-эволюционистом Питером Уордом в соавторстве с космологомом и астробиологом Дональдом Браунли[1]. Книга излагает аргументы и доводы в пользу так называемой гипотезы уникальной земли, согласно которой жизнь во Вселенной встречается крайне редко.
Спасибо очень интересно!
тк это ит-рессурс. было бы не плохо дать в начале пояснение что такое супер-земля и мини-нептун и в чем разница...
бесконтрольный парниковый эффект на Венере существует лишь чуть более 700 миллионов лет
Эдиакарская биота появилась позже, чем 700 миллионов лет назад. Про кембрийскую я вообще молчу.
общая картина такова, что в Галактике преобладают нептуны и мининептуны, возможно, со значительной долей суперземель, а скалистые планеты достаточно редки
Насколько понимаю, землеподобные планеты с большим периодом обращения попросту не умеют нормально обнаруживать. Поэтому утверждать, что "в галактике преобладают нептуны и суперземли" - это примерно то же самое, что утверждать, что "99% населения Земли составляют мужчины", отталкиваясь от статистики посещаемости стриптиз-баров.
да, прям режет глаз
а потом вся статья построена на этом допущении... )
Не только :).
Большая третья космическая и мол ЖРД не потянет...тоже тот еще пример. Как бы если нас интересует третья космическая внесолнечных планет - у нас явно не только ЖРД а как минимум ТЯРД потому что иначе как мы туда попали?
Ну если не брать совсем фантастику с читерными гиперпрыгалками - но тогда нас третья космическая неволнует потому что прыгалка же.
Колонизировать точки Лагранжа, как собственно и любую пустоту - как-то бессмысленно. Для успешной колонизации нужны доступные местные полезные ископаемые. Так что в крайнем случае можно говорить о колонизации, например, троянцев.
К тому же колонизация планетоидов (типа Луны, Цереры, Плутона), кажется куда перспективнее точек Лагранжа: хотя бы бункеры от метеоритов построить можно, т.к. есть куда закопаться. И ресурсов полно и удобнее их транспортировать по поверхности.
К тому же как ни странно топливо - не такая уж и проблема, чтобы на нём экстремально экономить. У людей есть куда более ценный ресурс - время жизни (и "труда на общее благо", назовём это так). Т.е. регулярное перемещение людей по низкоэнергетическим траекториям - это вообще не вариант (просто в пустую тратится куча человек-лет). А использование их для автоматического перемещения грузов - идея на первый взгляд не плохая, но приводит к чрезвычайно негибкой экономике, что очень опасно ("... хлеба нет, но полно гуталина ..."). Т.е. должна дополнятся доставками по высокоэнергетичным траекториям.
L4 и L5 это точки устойчивого равновесия, там должно быть полно астероидов и прочего мусора. Собственно троянцы и т.д.
Время жизни людей, ресурс, как я надеюсь, вполне восполняемый. И запрета нет фундаментального, и даже есть нестареющие организмы. То есть, продление жизни, это как построить самолет, если есть птицы.
Топливо же, вернее, его масса как рабочего тела, которая нам необходима при любом реактивном движении, а другого (пока?) как будто бы и нет (хотя, вот звездные парусники?), является сильным ограничителем. Двигатель Бернарда, вроде как доказали, максимум тормоз.
ремя жизни людей, ресурс, как я надеюсь, вполне восполняемый. И запрета нет фундаментального, и даже есть нестареющие организмы.
Дело не в том кто как стареет, а в том, кто сколько трудится и производит блага. А кто растёт/воспитывается или чилит на десятилетних перелётах прожирая чужой труд. Можно, конечно пытаться решить посылая корабли-заводы, корабли-университеты и т.п., но это уже совсем фантастика получается.
Топливо же <...> является сильным ограничителем
Пока мы летаем не залетаем в глубоко в "колодцы" - нам вполне хватает. Т.е. на условном Старшипе можно спокойно летать от по любым маршрутам от орбиты Земли до Пояса астероидов особо топливо не экономя (а вот к Юпитеру - уже лучше не спускаться). А За Юпитером - так вообще халява в плане топлива начинается (перелёт орбита Нептуна - орбита Плутона меньше чем орбита Земли - Пояс астероидов), а вот в плане расстояний и времени - как раз наоборот.
В таблице с перечнем планет у Proxima Centauri b масса больше земной, радиус меньше. Каким образом вторая космическая оказалась меньше, чем у Земли?
Почему цивилизации на суперземлях обречены быть прикованными к поверхности? Как только они освоят атомную энергию, они смогут дотянутся до орбиты осмысленно, используя ЯРД и прямоточные ЯРД. Просто профиль подъёма на орбиту будет очень долгим, сначала длинный разгон прямоточниками до верхних слоёв атмосферы, а далее доразгон на орбиту ЯРД.
Выход на орбиту - это не забраться высоко, а разогнаться быстро. Первая космическая на Земле такая, что можно вполне идти по орбите в атмосфере и не особо сгорать ( 8 км/с на 80 км высоты).
А вот на супер-землях первая космическая такая, что всё сгорит нафиг намного раньше, чем доберётесь до орбиты.
Т.е. профиль выхода - "выпрыгнуть" из (довольно-таки плотной!) атмосферы и только потом разгоняться до орбитальный скорости. И такой профиль во-первых, сильно неоптимальный (например, нельзя использовать [https://ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационный_разворот](гравитационный разворот)), во-вторых нельзя использовать прямоточники (разве что на "нулевой" ступени, если у нас - воздушный старт), и в-третьих - очень сильно рискованный, т.к. время на разгон сильно ограниченно (и не факт, что его вообще хватит при разумных перегрузках) и если что не так - всё сгорит в атмосфере без шансов на спасение.
А зачем на ЯРД разгоняться быстро? Сейчас мы вынуждены сокращать время разгона, потому что топливо быстро закончится и привет. А на ЯРД топлива хватит надолго, так что лети себе вверх пару суток, неспешно протискиваясь сквозь атмосферу...
А зачем на ЯРД разгоняться быстро?
Чтобы не упасть обратно на планету.
У Супер-земель атмосфера не столько "высокая" (может быть даже ниже чем на Земле), сколько плотная. Т.е. это не Eve из KSP. Т.е. проблемы покинуть атмосферу там нет (собственно и на Земле - тоже особо нет, "бедуинские" ракеты на Ближнем Востоке это обыденно делают).
Просто никакое движение в атмосфере не даст вам существенного преимущества при выходе на орбиту. Т.к. после покидания атмосферы даже на 0,5-1 км/с вам на супер-земле надо разогнаться в двадцать раз быстрее причём исключительно на реактивной тяге - другой у вас в (почти)вакууме просто нет. Иначе вас обратно притянет. И время у вас на это сильно ограниченно. Буквально минуты - манёвр надо проводить в нужной точке, иначе не получится круговой орбиты даже при достижении орбитальной скорости.
Я конечно не спец в этих вопросах, но логика подсказывает, что для того, чтобы не упасть с произвольной высоты надо тягой движка компенсировать силу притяжения. Следовательно, наращивая тягу сколь угодно медленно, но не уменьшая ее ниже порогового значения, мы будем медленно, хоть по сантиметру в час, но увеличивать свою высоту. И так пока не достигнем орбиты. А дальше либо выходим из гравитационного колодца и улетаем прочь, либо увеличиваем боковую скорость (опять таки не торопясь, чтоб перегрузки не было) и ложимся на стабильную орбиту.
Орбита, это скорее скорость, чем высота. По сантиметру в час орбиты не достигнуть, а только лишь орбитальной высоты.
Начиная с некоторой высоты сантиметра в час достаточно:) Для Земли это 0,9-1,2 млн км, смотря в какую сторону
Так это то что нужно - медленно поднимаемся, чтоб не тереться сильно об плотную атмосферу, а когда вынырнем, ложимся на боковой курс по касательной к нужной орбите. И тут уже, в почти-вакууме, можно и разогнаться без опасений.
Сейчас так не делают по одной причине - топливо очень быстро кончается. Поэтому и стараются набрать орбитальную скорость, пока керосин еще есть. ЯРД же такого недостатка лишён - виси на реактивной струе хоть сутки на одном месте...
Понял вашу мысль. Неэффективно, но более-менее безопасно. Жгём сотни урана, чтобы по тихой вылазить из плотных низов атмосферы строго под 90°. Потом по тихой менять угол наклона и разгоняться, чтобы достичь орбитальной скорости к моменту, когда выйдем на орбиту.
Очень тяжело, практически нереально, затраты энергии колоссальные, но такое теоретически возможно, согласен.
Одна проблема где взять столько урана учитывая что он не особо то и распространен. Дальше спутников при таком раскладе не уйти.
Уран - не горит, он греет. ;) И может греть оооочень долго. Как я понимаю этот вариант, реактор на уране греет теплоноситель, который соответственно крутит турбину, которая вращает компрессор нагнетающий и сжимающий атмосферу, которая поступает в камеру подогрева где нагретая сжатием атмосфера дополнительно нагревается теплообменником реактора, после чего она попадает на лопатки турбины вращает их, а с ними и компрессор. Так потихоньку под небольшими углами медленно и печально, чтобы не перегреваться, ползём на эшелон разгона. Возможно попутно заполняем баки с рабочим телом, для финального разгона в режиме ЯРД. Выйдя на эшелон разгона увеличиваем угол и набираем скорость для перевода двигателя в режим прямоточного ЯРД чтобы достигнуть максимальной высоты и скорости полёта в этом режиме. Достигнув максимальной высоты и скорости прямоточного ЯРД, переводим его в режим чистого ЯРД используя в качестве рабочего тела нажитое непосильным трудом атмосферу из баков, собранную и ожиженную при подъеме.
Так что это просто тяжело и долго, но реализуемо для технической цивилизации. ;)
Ну мы поднимаем старшип на огромном аэростате, гелий надеюсь есть? И стартуем с разряженной атмосферы, как с Земли.
Вы всё-таки недооцениваете прямоточники. Особенно в водородной атмосфере. Особенно с ядерным источником тепла. В конечном счёте всё упирается в материалы и то, какую тепловую нагрузку они могут выдержать. Ну, мы уже умеем многоразово падать со второй космической (~11 км/с), пусть и с заменой плиток теплоизоляции между полётами.
Можно помечтать, что ядерный прямоточник в атмосфере водорода позволит набирать как минимум 10-12 км/с, а с абляцией и с достаточной мощностью - и 15-20 км/с, вообще без траты топлива или рабочего тела. Никакой прямоточник заведомо не позволит набрать больше 80-90% первой космической, но дальше задача сводится к уже решённой на Земле.
Справочно: скорость истечения атомарного водорода при 6000К ~8 км/с, равновесная степень диссоциации при этой температуре примерно 50% (т.е. 50% водорода по массе остаются молекулами, остальные разваливаются на атомы). Температура 6000 К очень легко набираются в центре ударного скачка уплотнения ГПВРД на таком серьёзном гиперзвуке просто за счёт сжатия (а можно ещё добавить микроволновкой или лазерами, или просто теплом реактора, вынеся радиаторы вперёд относительно сжатия). При этом на внутренних стенках будут терпимые 2-3 тыс. К. Если, конечно, их охлаждать через завесы и поры, и вот расход хладагента будет для ядерного прямоточника единственным существенным расходом по массе.
На планете с большой силой тяжести слой атмосферы при прочих равных тоньше (ибо градиент давления больше). Т.е. при земном давлении у поверхности проблем с разгоном будет меньше а не больше. Проблема тут не в размерах объекта, а в количестве газа который его огружает.
Конечно можно сказать что давление у поверхности суперземли будет выше. Но чем выше давление - тем проще в такой атмосфере летать (в понимании "воздушные шары, самолеты"). А потому там всегда будет возможен вариант воздушного старта где ракету поднимают в разреженные слои атмосферы и она стартует оттуда. Плотность атмосферы на максимальной высоте доступной самолету не зависит от ее плотности у поверхности и дальше по высоте она заканчивается очень быстро (вспоминаем про градиент).
ракету поднимают в разреженные слои атмосферы
Мрию, конечно, везли на самолёте. Но это был уникальный проект, и её везли пустую. Поднимать на самолёте ракету с топливом, да ещё и в условиях суперземли...
Вы хотели сказать "Буран"? Правда до "Мрии" с перевозкой фюзеляжа "Бурана" справлялся мясищевский ВМ-Т.
И кстати, пуск РН с самолёта уже осуществлялся, не раз и не два. ;)
Я хотел сказать "Энергия". Всё попутал за давностью лет. И да, её, оказывается, не везли, везли сам Буран. Склероз.
По ссылке - крошечные ракеты для вывода на орбиту крошечных аппаратов весом до полутонны. И это в условиях 1g тяготения.
Что там на 3g - надо считать, в том числе какие самолёты там вообще возможны.
Я хотел сказать "Энергия". Всё попутал за давностью лет. И да, её, оказывается, не везли, везли сам Буран. Склероз.
Вас скорее всего ввел в смущение проект МАКС (Многоцелевая авиационно-космическая система), который действительно собирались запускать с Мрии.
По ссылке - крошечные ракеты для вывода на орбиту крошечных аппаратов весом до полутонны. И это в условиях 1g тяготения.
"Вам шашечки, или ехать?" ;)
Груз на НОО небольшой 0,441т, но и размер РН маленький 18,5т(23,13т). Просто Б-52 не мог поднять больше в воздух.
У МАКС же планировалось с ракетопланом (многоразовом варианте) выводить 7т на НОО, с одноразовой ракетной ступенью выводилось 18 тонн. Стартовая масса системы при запуске составляла.275 тонн. Справочно: масса "Союз-У" выводившего 7.1т ПН НОО составляла 308т.
Что там на 3g - надо считать, в том числе какие самолёты там вообще возможны.
Для начала надо понять какая там температура на поверхности, и возможна ли там "технологическая цивилизация"
Выход на орбиту - это не забраться высоко, а разогнаться быстро.
Скажите это "легендарной" крышке шахты которую сорвало во время испытания ядерного заряда. Теоретически она двигалась со скоростью 55км/с и улетела к звездам, фактически она испарилась не пролетев и километра. ;)
Первая космическая на Земле такая, что можно вполне идти по орбите в атмосфере и не особо сгорать ( 8 км/с на 80 км высоты).
В два раза увеличьте высоту и я поверю что он просуществует относительно долго (несколько суток), на орбите 80км он затормозится и зароется в атмосферу не совершив и оборота.
А вот на супер-землях первая космическая такая, что всё сгорит нафиг намного раньше, чем доберётесь до орбиты.
Уточните пожалуйста, под фразой "сгорит нафиг" вы понимаете "объект сгорит нафиг от трения об атмосферу" или "всё топливо сгорит и он упадет"? Просто штатный телепат на сессии и не может гадать на кофейной гуще
Т.е. профиль выхода - "выпрыгнуть" из (довольно-таки плотной!) атмосферы и только потом разгоняться до орбитальный скорости.
Зачем? Медленно, по спирали, на паровой тяге от реактора ползём до приемлемых значений давления, попутно набирая дополнительную скорость.
Ну или привязать ракету суперземельцев к аэростату, чтобы достичь высоты где сопротивление воздуха не будет таким суровым. ;)
И такой профиль во-первых, сильно неоптимальный (например, нельзя использовать [https://ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационный_разворот](гравитационный разворот)),
"Жить захочешь, не так раскорячишься!" Вон израильтяне вообще спутники против вращения Земли запускают и не жужжат про "неоптимально"
во-вторых нельзя использовать прямоточники (разве что на "нулевой" ступени, если у нас - воздушный старт),
Нулевая ступень, это "паролеты" на ядрёной тяге атомном реакторе кипящем воду рабочее тело контура. Ядерные прямоточники эффективно должны работать сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях.
и в-третьих - очень сильно рискованный, т.к. время на разгон сильно ограниченно (и не факт, что его вообще хватит при разумных перегрузках)
Так и у нас РН за сотни секунд добираются до орбиты.
Да и полёты в космос, это вообще рискованное предприятие, но "Волков боятся, в лес не ходить" а мы как бы за суперземельцев решили что им "Охота пуще неволи" и они "Желают странного" ;)
и если что не так - всё сгорит в атмосфере без шансов на спасение.
Пример «Союз-18-1», «Союз Т-10-1», «Союз МС-10» доказывают что правильно построенная система может спасти экипаж в аварийных ситуациях, в отличии от системы рассчитанной на отъявись построенной на чересчур оптимистичных допущениях (здравствуйте «Челленджер» и «Колумбия»). %))
Возможно, что цивилизация суперземли стала бы уходить в миниатюризацию своих спутников?
Статья хорошая, но выводы так себе. Привязка космонавтики к химическим ракетам и металлам сомнительна - да, нам они дали мощный первый рывок, но планы ухода к ядерной энергетике и композитам, а также методам безракетного запуска существуют с самого начала эры космических полётов. Другое дело, что если на поверхности тяжёлой планеты окажется мало металлов из-за усиленной гравитационной дифференциации, то затруднена будет вся технологическая цепочка исследования и использования электромагнетизма и ядерной энергетики (при дефиците магнитных, электропроводящих и делящихся материалов), так что путь до космических полётов может оказаться сложнее и извилистее, чем у нас.
Да если масса планеты в 2,5 раза выше земли то и перегрузки её жители выносят сильно легче.
Для человека тренированного 2,5G в течении десятка минут это уже край думаю.
А для гипотетических супер землян как для нас 1G нормальная сила тяжести.
Думаю 5-7 G они выдержат как и мы 2,5. А это рост возможного ускорения 50-70 мс/с
Прочность конструкции не проблема скорее всего Тонкостенные конструкции под высоким давлением.
Не конечно при массе в 2,5 раза выше MAX-Q будет думаю ну ничего себе ).
А нам нужно набрать 20 км/с - 20000 м/с При ускорении 50 м/с - 400 секунд )
Кроме ядр/тядр двигателя такую энергетику нично не обеспечит.
Если разгоняться дольше да при 20 км/с требуемой скорости сгорим нафиг. Чем прикрыть корабль при 20 км/с и плотности атмосферы как у нас на 80 км
я даже не знаю. Плазменными магнитными экранами если только. Но куда сливать гигаватты тепловой нагрузки ? У нас еще и термоядерная горелка на борту.
Думаю наибольшая проблема именно тепловая и динамическая нагрузка на конструкцию.
Да даже если вышел на орбите нужно еще и удержаться 400 км от поверхности точно не хватит может нужно будет 4000. А еще и вернуться нужно.
Мы может тормозить трением об атмосферу но на Супер Земле тепловые нагрузки сильно выше.
Скорее всего ракету придется запускать по спирали в несколько витков чтобы с увеличением скорости нагрузки были приемлемы по теплу особенно
Если бы у нас было более эффективное топливо/источник энергии то и мы бы могли греть атмосферу термоядерной горелкой забраться на 80-90 км.
И достичь 90-95% орбитальной скорости почти без затрат топлива.
Но конечно бы хотелось почитать как можно взлететь и вернуться на планету в 2,5 раза тяжелее чем у нас. При наших технологиях.
Думаю спутник запустить мы бы сумели. А вот пилотируемая космонавтика под вопросом.
Да и обеспечит ли керосин/кислород 20 км/с ?
Да если масса планеты в 2,5 раза выше земли то и перегрузки её жители выносят сильно легче.
А вот модуль прочности стали - он един для всех планет (при одинаковой температуре).
И увеличение нагрузки на конструкции повлечёт увеличение их относительной массы (не путать с весом!) - что ещё сильнее сократит максимальную скорость ракеты.
Если бы у нас было более эффективное топливо/источник энергии то и мы бы могли греть атмосферу термоядерной горелкой забраться на 80-90 км.
И достичь 90-95% орбитальной скорости почти без затрат топлива.
И сгореть нафиг на скоростях под 20 км/с в атмосфере.
Всё ещё хуже, при высоком тяготении организмы будут меньше размерами и сложный мозг не разовьётся.
А почему вы считаете что организмы будут меньше?
/смотрит на слона и сравнивает с вороном/ Вы уверены?
Никаких слонов при удвоенном и большем тяготении бы не было. Но в общем, конечно не обязательно жить на поверхности, а в жидкости вроде и без разницы на притяжение.
В чем слон сравним с вороном? Не очень понял смысл сравнения. Нейронов у ворона не особо много. Коэффициент энцефализации?
В чем слон сравним с вороном? Не очень понял смысл сравнения.
У слона мозг в несколько раз тяжелее и содержит больше нейронов, чем у человека. Но при этом слоны не запускают спутники в космос.
Полагаю, интеллект слонов не сильно превышает интеллект воронов.
Update: Если мозг слона [механически] возможен при земной гравитации, то мозг человека возможен при гравитации в 2-3 раза выше земной.
Как бы врановых принято считать "приматами" среди птиц, со сложной социальной структурой. Вот даже статья на Хабре была "Разбираемся в особенностях строения мозга врановых". Преинтересное чтиво, доложу вам;)
Мы может тормозить трением об атмосферу но на Супер Земле тепловые нагрузки сильно выше
Почему? Наши спускаемые аппараты обычно управляются, чтобы медленно тормозить в разреженных слоях и не падать вниз слишком резко. На супер земле это тоже должно сработать.
Мы может тормозить трением об атмосферу но на Супер Земле тепловые нагрузки сильно выше.
Не стоит недооценивать мощь абляционных тепловых щитов. Человечество сумело спустить атмосферным торможением зонд в атмосферу Юпитера (посадочный модуль "Галилео"), скорость в точке встречи с атмосферой была 47,4 км/с, это хуже чем на любой мыслимой суперземле.
Мы может тормозить трением об атмосферу
Об атмосферу не тормозят "трением", такого не выдержит ни один спускаемый аппарат из известных материалов. Там выбирают форму так чтобы перед спускаемым аппаратом формируется область высокого давления и тормозит аппарат именно давление воздуха а не трение. По английски это form drag / pressure drag (в отличие от skin friction drag / viscous drag).
Это всё интересно и это безусловно увеличивает наши знания, но меня никогда не оставляет мысль при чтении таких статей, что через тысячи лет наши рассчёты будут изучаться историками как мы изучаем объяснения товарищей о том, почему деревянно-металические конструкции тяжелее воздуха не смогут летать. И на тот момент эти объяснения звучали вполне логично.
Спасибо, это очень интересное замечание, меня самого посещают такие мысли. Я полагаю, такие тревожные выкладки скорее должны наводить нас на мысли о грамотном космоплавании. Осваивая Финский залив, Скагеррак и Белое море, мы не могли представить себе ни Большого Барьерного Рифа, ни Зондского жёлоба, ни паковых льдов, ни тем более Саргассова моря. Аналогично, в 1961 году мы фактически "перебрались морем из Ютландии в Швецию" и начали строить наполеоновские планы. Описанные проблемы должны быть решаемы, но не на жидком химическом топливе и не на старшипах. Аналогично, первобытный человек, наверное, мог с ужасом, но в принципе мог представить себе выживание в глубине конголезских лесов среди враждебных шимпанзе, но никак не мог представить себе город, город на широте Салехарда, саму широту Салехарда и тем более город Ханты-Мансийск начала XXI века - всё это было решительно за пределами его зоны обитаемости.
Насчёт третьей космической в 85км/с у красных карликов есть пара замечаний:
1. Есть "бесплатная" составляющая от орбитального движения планеты, с которой запускается аппарат.
2. Если космический аппарат достиг второй космической, то до третьей он может разгоняться с небольшими затратами топлива с помощью гравитационных манёвров.
Романтическая научная фантастика XX века, а тем более космооперы, по-видимому, почти не учитывали фактор существенного отличия гравитации у разных планет, на которые приходится эпизодически высаживаться или колонизировать их
"Экспедиция "Тяготение"" - прекрасное произведение про исследование планет с большой силой тяжести.
Конечно, написано 70 лет назад, надо делать поправку на то, что автор еще не застал запуск "Востока" или выход в открытый космос или даже "Скайлэб". Но в целом интересное произведение.
Некорректно опираться в выводах на диаграмму распределения планет, так как это скорее диаграмма планет, которые мы способны наблюдать при текущем уровне развития.
С удовольствием прочитал статью и все, на данный момент, комменты к ней)
На Земле сложились именно такие условия, при которых сравнительно небольшая вторая космическая скорость, которая вполне достижима на химическом двигателе такого размера, какой мог спроектировать Сергей Павлович Королёв.
А разве те самые первые двигатели на которых преодолевали вторую космическую не Глушко проектировал?
Экзокосмонавтика и точки Лагранжа или держитесь подальше от суперземель