Звездолет наоборот

[vitus_wagner]

По мотивам обсуждения проблем СТО в предыдущем посте придумалась следующая фантастическая концепция межзвездных перелетов. По-моему, в литературе пока что не встречавшася.

Межзвездный двигатель работает по принципу прокола пространства. Причем в отличие от большинства сценариев, где для работы межзвездного двигателя требуется удалиться подальше от гравитирующих масс, здесь наоборот - прокол пространства возможен только в области с достаточно большим гравитационным потенциалом. Соответствующим ускорению свободного падения не менее 30-50 м/с². Конкретное значение зависит от типа двигателя и массы корабля. То есть легкие корабли с мощными двигателями могут использовать для скачка гравитационное поле планеты-гиганта, но большинству кораблей необходима звезда. Причем приблизиться к ней надо очень сильно, настолько что проблемы защиты корабля от излучения звезды и охлаждения становятся весьма нетривиальными.

Проколов пространство корабль летит в направлении противоположном градиенту гравитационного поля в точке прокола, пока не наткнется на область с таким же гравитационным потенциалом, где выходит в обычное пространство. Скорость его после выхода относительно окружающих астрономических объектов такая же, какая была в момент входа (что с учетом того, что относительные скорости звезды около которой входили и около который выходим могут составлять десятки километров в секунду, может быть немало). В принципе атмосфера плотностью в десяток раз больше земной для выхода препятствием не является, но то возможное аэродинамическое торможение после выхода - извольте выдержать. Но вот если влепишься при выходе в твердую часть планеты - там и останешься.


Интервал времени между входом и выходом в системе отсчета любой из звезд (входа и выхода) получается таким, чтобы с учетом релятивистских эффектов, возникающих из-за относительного движения звезд (со скоростями не более первых десятков километров в секунду), немедленно отправив корабль назад нельзя было попасть в точку отбытия раньше времени отбытия.
То есть с точки зрения наблюдателя на планете любой из звезд, корабль перемещается вне пространства со скоростью примерно десятки тысяч скоростей света. Путем правильного подбора звезд по маршруту (с тем чтобы минимизировать их относительные скорости) время прохождения маршрута таким образом можно сильно варьировать. (cм статью в википедии по поводу формул расчета внепространственной скорости).

Upd Энергии на собственно скачок надо довольно немного. Сравнимо с энергией, необходимой достижения точки скачка по оптимальной баллистической траектории. Поскольку в обычном пространстве корабли при этом летают по куда более быстрым траекториям, двигатели обычного пространства у них расходуют за полет на несколько порядков больше энергии, чем скачковый двигатель.

Величина минимального гравитационного потенциала, необходимого для скачка, лимитируется не запасом энергии на корабле вообще, а мгновенной мощностью, которую может развить скачковый двигатель, которая зависит от того, какие приливные силы, возникающие в момент скачка между его частями, он может механически выдержать. Сумма ускорения, создаваемого этими силами, и ускорения свободного падения (создаваемого эквивалентной точечной массой) в точке с данным гравитационным потенциалом - величина постоянная.

Comments

[yarikas.livejournal.com]

Специально для Вас - 1 минута поиска (http://www.testpilot.ru/espace/bibl/beregov/text/08.htm) - в документе смотрим про "кровообращ" - внимательно читаем, изучаем, вникаем - приносим свои извинения за отнятое время и благодарности за ликбез.

[permea-kra.livejournal.com]

Тогда посмотрите, что такое противоперегрузочный костюм. Принцип при погружении в жидкость примерно тот же, просто за счёт подбора плотности жидкости можно создать нужный градиент давления по высоте.

[yarikas.livejournal.com]

Думаю, сперва Вам следует ознакомиться с физиологией: кровь в достаточной степени "развязана" с внешней средой, хотя бы для того, чтобы течь.
Когда ознакомитесь с предметом, отпадёт необходимость в троллинге.
Костюм полезен, безусловно, для других тканей, но не снимает даже проблему возможного смещения органов.
Короче, rtfm!

Безграмотность страшна не сама по себе - ужасает нежелание учиться, искать информацию и разбираться в предмете :/
Bye!

[permea-kra.livejournal.com]

>>Короче, rtfm!
Ненене. Тыкаяте в КОНКРЕТНЫЙ фм. По физиологии, не по физике Иначе это слив и ничего более.

Google helps you!

[yarikas.livejournal.com]

Ключевые слова: физиология кровообращение перегрузка полёт
Можно предметней: космическая физиология, космическая кардиология - космическая медицина

В вышеприведённой работе Берегового есть ссылки - можно было бы начать и оттуда.
Было бы желание... Только вот у Вас желание поп..ть, а не найти информацию. И лишь у меня такого желания нет, как и нет желания чему-то учить людей, которые не хочят учиться.

Re: Google helps you!

[permea-kra.livejournal.com]

google://water immersion high-g

например, вот
http://jap.physiology.org/cgi/content/abstract/61/5/1686

наса тоже развлекалось
http://history.nasa.gov/SP-4201/ch2-4.htm

ну и апупей апупеоза
http://www.esa.int/gsp/ACT/doc/BNG/ACT-RPR-BNG-2007-09-SuperAstronaut-IAC.pdf
с примитивным разбором механики и проблем и ссылками на опыты на животных. Я надеюсь, с опытами вы спорить не будете?

И кто из нас 3.14...т ?

Другой разговор

[yarikas.livejournal.com]

По первой ссылке можно только догадываться о чём речь и на ком опыты. Вторая об экстремальных кратковременных (5 сек макс) перегрузках - надо изначально договориться о постановке задачи, т.к. изначально речь идёт о длительном пребывании в сильном гравитационном поле. Более того, судя из статьи же, предпочли специально подобранные кресла, разгрузочные костюмы (anti-g-suit) и тренировку экипажа - дада, итог примечателен: надо использовать пилотов, которые привычны к перегрузкам :)
Ну, а третье - это фантастика! Финальная фраза: "Most of the components of such a systems have already been realized, the development
of experimental demonstrators with animals could
be initiated right away."
Но общее направление мысли понятно :)
КаГбЭ, мир ждёт добровольцев!

Прошерстил самостоятельно имеющиеся в сети данные. Имеются лишь мнения и досужая болтовня (http://www.thenakedscientists.com/forum/index.php?action=printpage;topic=17941.0) :/
В принципе, из того что уже написано (http://en.wikipedia.org/wiki/G-suit) становится очевидно, что проблема не так проста, как кажется и основную "борьбу с гравитацией" ведут всё же наши органы, а не изобретения.
Впрочем где-то 15g кратковременной перегрузки действительно, видимо, можно без травм обеспечить гидрокомпенсатором - тут Вы правы, а автору больше, судя по всему и не надо, тем более, что там и концепция поменялась - вместо движения в сильном грав. поле теперь будет торможение, т.е. кратковременные перегрузки.

Собственно, "не всё так просто" происходит из того, что даже клетки неоднородны: люди - не бурдюки с гводой. Длительный полёт с перегрузками около 6g вполне может вызывать и морфологические изменения. Поэтому я продолжаю утверждать то, что утверждалось выше - гидрокомпенсатор отчасти снимает лишь проблему гидростатики. Основное возражение, как и прежде основано на особых свойствах крови ("кровь - не водица!"), а также на неоднородности организма (органы), как и клеток организма.

Для размышлений - из практики:
1) Осаждение клеток крови при центрифугировании - 10 мин при 200g - получаем ОТП. Гемодинамика изменится ещё раньше. Как минимум один из важных показателей - скорость осаждения эритроцитов (http://ru.wikipedia.org/wiki/СОЭ) - изменится при изменении гравитации, хотя сразу не могу сказать, как это скажется на состоянии.
2) Существуют разные рефлекторные компенсации при изменении давления в тех или иных участках системы кровообращения. А перепады будут из-за неоднородности. Хотя тут тоже надо отдельно копать литературу.

Обсуждение было полезным - почитал про разработку "Libelle suit" - забавно. Когда будет время - переберу найденные мной линки - продолжим.

Re: Другой разговор

[vitus_wagner]

Если вернуться к исходной тематике поста, то выяснится что ускорения в десятки g все равно не особо интересны. Потому что нет двигателя, который их способен обеспечить.

Фактически единственный путь по которому можно двигаться при конструировании такого двигателя, это отказ от принципа ракеты. Потому что в случае ракеты у нас либо нужно очень много рабочего тела, либо очень большая мощность.

А если придумается двигатель на принципе отличном от ракетного, например антигравитационный, то, возможно, проблемы с перегрузками отпадут сами, так как этот двигатель будет сообщать ускорение равномерно всем инерционным массам в объеме корабля.

Re: Другой разговор

[permea-kra.livejournal.com]

Ракета вполне может обеспечить кратковременное ускорение в 5-10 же. Особенно ЯРД.
Плюс вопрос компенсации перегрузок может быть очень существенен при экстремальных (аварийных) спусках с орбиты в атмосферу и аналогичных ситуациях. Так что держать в уме такие ускорения полезно.

Re: Другой разговор

[permea-kra.livejournal.com]

Фиг его знает. Мне попался абстракт, где на обезьянах под наркозом меряли гемодинамику в гидрокомпенсаторе. вроде на 3-х же практически полностью компенсирует проблемы. На большие величины - не видел.

Органы - да. Я, в общем, в своём уме и более чем на 50-100 же в течении умеренного срока (минуты) в гидрокомпенсаторе и с заполненными подходящей жидкостью лёгкими и прочими воздушными полостями не надеюсь даже в мечтах. И полностью понимаю, что связано сие с массой проблем - и проблемы с гетерогенным составом крови, и различная плотность органов (впрочем, поскольку органы - в основном вода, я смею надеяться, что эта плотность от плотности воды разниться не радикально), и плотность костей и проблемы с медицинским поддержанием жизнедеятельности человека с заполненными жидкостью лёгкими (кстати, этот вопрос мне крайне интересен, но ничего толкового я наскрести пока не сумел. Эксперименты есть, но не более того) и заморочки с воздушными пазухами в черепе.

Почва для фантазий благодатная

[yarikas.livejournal.com]

В качестве наполнителя лёгких пытаются использовать перфтораны (http://ru.wikipedia.org/wiki/Перфторан) (некие хим. заменители эритроцитов в плане переноски кислорода). Там видится основной проблема циркуляции (в альвиолы и из альвиол качать приходится жидкость! замкнутого-то круга нет, а мышцы грудной клетки привыкли качать воздух), а также возвращения лёгких обратно в рабочее состояние. На эти технологии я бы меньше рассчитывал, чем на гравитационный двигатель, который выше упоминает Витус :)
Пока что просто дают воздух высокого давления с изменённым составом, как у аквалангистов глубоководников (азот на гелий, емнип, меняют).

А вот в кровь давать перфтораты для увеличения длительности пребывания в условиях повышенной гравитации - это могло бы работать... Только, опять же, проблема восстановления состава после - и не снимает проблему возможных массовых тромбозов.
Правда, объект можно в капсуле вращать вокруг всех осей для равномерного перемешивания :)
Только я не уверен, как это скажется на психическом здоровье, - мозжечок точно подвинется :/
Короче, если фантазировать на тему жизни в условиях высокой гравитации (http://artificial-gravity.com/), то кровь определённо надо как-то и на что-то менять или менять её биохимию, или состав форменных элементов. Впрочем, придётся многое менять - начиная от механизма деления клеток и до линейных размеров (текущие размеры земных обитателей ограничены как раз таки гравитацией).

В общем, я больше чем на 15g бы не рассчитывал. Да и то непродолжительное время (надо бы оценить расстояние от Солнца, где уже есть требуемые Витусу 6g, и подлётное время с пребыванием в зоне высокой гравитации)...

Re: Почва для фантазий благодатная

[permea-kra.livejournal.com]

Про перфтораны я знаю.
Вторую ссылку добавил в закладки.

Высокие ускорения интересны из немного других соображений - в свете прожекта "из пушки на орбиту". Без технологии, позволяющей переваривать сверхвысокие перегрузки хотя бы минуты это дохлый номер, а других вариантов, позволяющих надеяться на разумную стоимость выведения на орбиту, не предвидится. Я прикидывал на промокашке - меньше сотни же там совсем грустные размеры получаются. Но и время - копеечное, именно что минуты максимум.