И еще про космос

[alexander_barenberg]

В дополнение к моему вчерашнему посту.
Все уже видели, наверное, замечательную новость о том, что Стивен Хокинг и Юрий Мильнер анонсировали замечательный проект запуска кучи миниатюрных наноспутников (Nanocrafts) к Альфе Центавра и другим близким звездам. Кластер орбитальных лазеров гигантской мощи должен разогнать нанокрафт, оснащенный метровым солнечным парусом "толщиной в несколько атомов" массой в несколько грамм до 20% от скорости света, что позволит нам еще при жизни увидеть фотографии ближайших звезд.
Проект революционный, и я всей душой желаю ему успеха, однако приведенные данные вызывают у меня некоторые вопросы.
Параметры системы приводятся пока только оценочно, но они примерно таковы:
Диаметр круглого лазерного паруса такого аппарата составит один метр. Система DE-STAR-4 сможет разогнать такой аппарат до скорости, равной примерно четверти скорости света (60 000 км\с), за 10 минут.

Сам наноспутник, напомню, будет весить несколько грамм, ну, допусим, 10. Простой расчет показывает нам, что для достижения заданной скорости за 10 минут ускорение должно составить 10 000g. Постоить аппарат, способный выдержать подобное ускорение, само по себе не проблема. Уже сегодня существуют управляемые артиллерийские снаряды, электроника которых прекрасно переносит при выстреле сравнимые перегрузки. Конструкция снарядов, правда, гораздо массивнее, но допустим.
Считаем дальше. Сила, воздействующая на метровый парус, составит 1000 N (100 кг, однако). А давление лазерных лучей, соответственно, 320 Pa. Это больше давления в потоке от вертолетного ротора. Возьмите лист бумаги, держите его за центр и встаньте под работающий вертолетный винт. Что произойдет? А ведь лист бумаги тощиной на порядки больше, чем несколько атомов. Конечно, рукой его в центре никто держать не будет, там просто висит груз, что несколько смягчает условия. Однако даже минимальная разность моментов скрутит парус в мгновение.
Мильнер, физик по образованию, не мог не сделать таких примитивных расчетов. Он знает что-то, чего не знаем мы?

UPDATE!
Появился официальный сайт проекта: http://breakthroughinitiatives.org/Challenges/3
Там куча материала, респект исследователям, не знал, что они уже так серьезно продвинулись. На часть вопросов там есть ответы, в частности, вес аппарата будет не граммы, а 2-3 сотни миллиграмм, при парусе 4х4 метра, а не 1, как заявлялось в начале, что сильно снижает нагрузки. Тем не менее, ответ на вопрос про неравномерность нагрузки на парус пока не нашел. Впрочем, там куча материала, только начал читать. В комментах люди в основном настроены скептически, но это нормально для проекта подобной сложности.

Comments

[uccaxap.livejournal.com]

Снарядам не проходится защищаться отрадиации

[alex-barenberg.livejournal.com]

Проблему деградации от радиации или столкновения с космическим газом они предполагают решить многотысячным резервированием аппаратов. Хоть десяток из них, да долетит. Но для начала их надо разогнать, а тут я вижу серьезные препятствия.

[uccaxap.livejournal.com]

Типа нейтронов на всех не хватит

[alex-barenberg.livejournal.com]

От несильного потока нейтронов им ничего не будет, а вот столкновение с атомом водорода на такой скорости - почти наверняка конец. Не для паруса, конечно, а для электронных схем. Но статистически должно быть минимальное число аппаратов для успеха миссии, думаю астрофизики его могут рассчитать.

[wolf-gray.livejournal.com]

Придётся им парус закрутить вокруг его центра до больших скоростей, а кроме этого электронику можно размазать по площади паруса так, чтобы вся его площадь ускорялась одновременно. На худой конец, тяжелые элементы можно будет разместить по периметру паруса.

[alex-barenberg.livejournal.com]

"электронику можно размазать по площади паруса так, чтобы вся его площадь ускорялась одновременно"
Тоже подумал об этом. Но если конденсаторы и контроллеры можно размазать более-менее равномерно, то камеру вряд ли.

"тяжелые элементы можно будет разместить по периметру паруса"
Если парус закручивать - порвет нафиг. Он же сверхтонкий.
Судя по тому, что первые 100млн$ выделены только на исследование принципиальной возможности, инициаторы проекта в курсе, что проблем предвидится выше крыши. Интересно будет посмотреть на окончательную схему.
P.S. Смотрите апдейт в посте, появился сайт проекта. В частности, они да планируют закручивать парус.

[wolf-gray.livejournal.com]

Хорошо, что люди с техническим образованием становятся ныне богатыми. У них больше фантазии.

[alex-barenberg.livejournal.com]

Да, это, кстати, положительная тенденция последнего десятилетия. Маск, Брин, Цукерберг, Мильнер. Эти люди многое изменят в нашей жизни.

И еще про космос

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь wolf_gray сослался на вашу запись в своей записи «И еще про космос (http://wolf-gray.livejournal.com/638662.html)» в контексте: [...] Originally posted by at И еще про космос [...]

[viktor-solntzev.livejournal.com]

Сразу возникает вопрос об антенне, мощности передатчика, несущей, диапазоне, форме сигнала... С малоразмерной антенны (а вряд ли можно будет развернуть антенну с апертурой в метры даже..) можно испустить сигнал в сантиметровом/дециметровом диапазоне, у которого большоее затухание. Опять же вряд ли можно излучать сигнал со сложной формой спектра - из-за затухания и от больших расстояний произойдет искажение. Двоичный сигнал для пакетной передачи (скорее всего побитовой) возможен.. Опять же из-за большого расстояния необходима сверхвысокая точность ориентации передающей антенны - иначе придется жертвовать мощностью передаваемого сигнала..
Разве что можно построить синтезированную антенну, для чего летательные аппараты должны синхронизировать передачу сигнала - боюсь, что большая энергии источника будет уходить на сигналы синхронизации между аппаратами...