Предварительный разбор полета
В ТрВ-Наука № 8 от 19 апреля этого года была опубликована статья «Двойка по физике Мильнеру с Хокингом», где автор резко критиковал проект «звездного паруса» (или «звездного выстрела», Starshot, что по-русски звучит хуже). Исследовательская часть проекта была профинансирована Юрием Мильнером. Статья вызвала много откликов, причем одним из первых отреагировал сам Юрий Мильнер. Он предложил развернуть в ТрВ публичную дискуссию по поводу проекта, к которой мы и приступаем.
Каким бы фантастическим ни казался проект, от него есть несомненная просветительская польза: начнем разбирать его по косточкам и в результате узнаем много нового (я уже узнал). Заодно речь наверняка зайдет об исследовании экзопланет и поисках жизни вообще.
Я уже выступил с собственным мнением по поводу проекта, теперь меняю свою роль и буду выступать не как критик, а как модератор дискуссии. Организована она будет следующим образом: публикуем основные положения проекта, затем интервью с Юрием Мильнером, где затронем в основном стратегические аспекты, наконец, интервью с главным энтузиастом «звездного паруса» Филипом Любиным, в котором рассмотрим некоторые из конкретных проблем проекта. Это интервью явно не завершено, однако лучше будет, если вторая порция вопросов родится из публичной дискуссии.
Кратко о проекте
Предыдущая версия проекта изложена в препринте Филипа Любина https://arxiv.org/abs/1604.01356.
Впоследствии ряд параметров проекта был изменен, новая версия в очень тезисном виде изложена здесь: www.breakthroughinitiatives.org/Challenges/3.
Сценарий
Нанозонд весом 2 г (1 г — парус и 1 г — сам зонд) разгоняется лазерным лучом мощностью 50–100 ГВт до скорости 20% световой в направлении системы Альфа Центавра. Ускорение зонда при облучении — 30 000 g, разгонный путь — 6 млн км. Через 20 лет он прилетает к цели, делает снимки и передает их на Землю.
Лазерная установка
Используется наземная фазируемая решетка лазерных излучателей размером километр на километр (излучатели упакованы впритык друг к другу). Суммарная мощность — 50–100 гигаватт (10–20 Красноярских ГЭС), длина волны — 1,06 мкм. Предполагается с помощью фазирования сфокусировать излучение со всей решетки в пятно диаметром несколько метров на расстояниях вплоть до многих миллионов километров (предельная точность фокусировки — λ/D~10-9). Такой фокусировке сильно мешает турбулентная атмосфера, размывающая луч в пятно размером в угловую секунду (10-5). Улучшения на четыре порядка предполагается достичь с помощью адаптивной фокусировки. Лучшие достижения адаптивной оптики современных телескопов уменьшают размытие до 30 угловых миллисекунд. Остается еще два с половиной порядка. Теоретически такое продвижение возможно, если индивидуальные излучатели достаточно малы, а их число огромно (см. вопрос 4 в интервью с Любиным). В качестве опорного источника для адаптивной фазировки предполагается использовать сам зонд, корабль, который его запустил, и «бакены» в атмосфере (см. 5-й вопрос в интервью с Любиным).
Парус
Парус должен весить 1 г при площади 16 м2. Соответствующая толщина — меньше 100 нанометров. При этом он должен тянуть зонд с силой 30 кг (1 г при ускорении 30 000 g) и иметь соответствующую прочность (еще будут скелетные нити и стропы, которые тоже должны уложиться в 1 г паруса). Интересно, что если утроить такой парус, то он может служить парашютом для человека. Парашют весом три грамма! Кроме того, он должен быть исключительно прозрачным, чтобы не сгореть. Добиться приличного отражения от диэлектрика при толщине много меньше длины волны непросто, для этого предполагается некий трюк с дырками, который я, признаться, не понял (см. www.breakthroughinitiatives.org). По поводу материала говорится довольно мало. Когда требуется прозрачность, упоминается стекло, используемое для световодов. В остальных случаях — нечто связанное с графеном.
Зонд
Зонд весом 1 г должен быть плоским, включать в себя источник питания (радиоизотопный + солнечный), фотокамеру, процессор. При ускорении зонд находится позади паруса и попадает в поле ускоряющего излучения. Предполагается защитить его от излучения многослойным диэлектрическим зеркалом с коэффициентом отражения 0,99999. Он должен быть всю дорогу ориентирован ребром к направлению движения и защищен по передней грани слоем вещества, поглощающим частицы межзвездной среды. В отношении коэффициента отражения поверхности зонда могут появляться проблемы с доплеровским сдвигом частоты, возникающим при ускорении (см. 2-й вопрос у Любина).
Действия по прибытии
У цели парус превращается в линзу Френеля, фокусирующую сигнал зонда в направлении Земли. Зонд фотографирует окрестности и планеты, если они там есть, и передает изображения на Землю. Мощность сигнала — 1 Вт. Формально при расходимости пучка l/d (l— длина волны) идеальная линза при идеальной фокусировке и идеальной ориентации усиливает сигнал до 1013 Вт в изотропном эквиваленте.
Интервью с Юрием Мильнером
— Проект «звездного паруса» подвергается серьезной критике со стороны специалистов. Я не видел официальной реакции научного сообщества в виде публикаций в СМИ, но слышал множество неофициальных откликов, весьма жестких. Да и сам настроен крайне скептически. Действительно, в проекте есть несколько пугающих требований к технологиям, предполагающих радикальное продвижение в тех областях, где оно дается с трудом. Некоторые из сопутствующих проблем с большой вероятностью могут оказаться фатальными по технологическим или финансовым причинам. Как Вы оцениваете шансы подобного проекта? Если Вы верите в возможность его осуществления, то когда и какой ценой?
— Не могу с Вами согласиться, равно как и с Вашей «Двойкой по физике». В научный совет нашего проекта входят ведущие специалисты, ученые и инженеры в различных релевантных областях, включая двух нобелевских лауреатов. И я со своей стороны слышал весьма сбалансированные оценки реализуемости этого проекта. Думаю, Ваша позиция, а также позиция некоторых других критически настроенных экспертов связана с не совсем точным пониманием того, что же мы реально предлагаем. А говорим мы фактически следующее. За последние 15 лет произошли существенные, можно сказать, революционные продвижения по трем технологическим направлениям, а именно: миниатюризация электронных компонентов, создание нового поколения материалов, также удешевление и увеличение мощности лазеров. Сочетание этих трех трендов приводит к теоретической возможности разогнать наноспутник до почти релятивистских скоростей. На первом этапе, горизонт которого — 5–10 лет, мы планируем провести более углубленное научно-инженерное исследование возможности практической реализации данного проекта. При этом мы, безусловно, полагаемся на совокупную экспертизу всех членов нашего научного совета (его полный список опубликован на нашем сайте) и в то же время открыты для более широкой научной дискуссии. Более того, одновременно с объявлением проекта мы сами опубликовали список из примерно 20 серьезных технических проблем, многие из которых Вы также упомянули в своей публикации. Полагаю, это не окончательный список, но мы, опираясь на мнение научного совета, считаем, что первый этап проекта имеет достаточную мотивацию.
— Вы профинансировали исследования, которые, скорее всего, будут иметь полезные и интересные применения вне зависимости от отправки зонда к Альфе Центавра — полеты в Солнечной системе, воздействие на астероиды и т. п. В этом смысле деньги точно не пропадут. Вопрос: оправдано ли использование для пропаганды проекта такого «знамени», как зонд к Альфе Центавра? С одной стороны, это привлекает внимание широких масс, с другой — дискредитирует фонд в глазах профессионалов из-за фантастичности проекта. Не стоило ли выступить с заявлением типа дисклеймера, что вы финансируете не полет к другой звезде, а вполне реалистичные многоцелевые разработки, связанные с идеей межзвездного зонда лишь общим направлением?
— Мы фактически это и объявили. Но постановка стратегической цели нам представляется оправданной в том смысле, что развитие технологий за последние 10–20 лет, вероятно, делает реализацию подобного проекта не вопросом веков, как многие предполагали, а, скорее, десятилетий.
— По моему глубокому убеждению, «дорога к звездам» лежит через космические интерферометры, способные увидеть планеты земного типа у близких звезд и снять их спектр. В том числе зарегистрировать кислород в атмосфере, что равнозначно обнаружению внеземной жизни. С большой вероятностью может оказаться, что к Альфе Центавра незачем посылать зонд, что интересная цель находится где-то еще. Гигантские наземные телескопы и JWST могут оказаться недостаточными для исследования землеподобных экзопланет — вероятно, с этим могут справиться только интерферометры в космосе. Подобные проекты существуют на бумаге, но застряли без финансирования. Они очень сложны, но гораздо менее фантастичны, чем «звездный парус». Там, кcтати, лазерные технологии также могут играть важную роль. Может, есть смысл Вашему фонду подтолкнуть один из таких проектов?
— И да, и нет. Расчеты показывают, что эквивалентный размер телескопа, находящегося в Солнечной системе, должен составлять сотни километров. Конструкция подобного масштаба в открытом космосе вряд ли реализуема в обозримом будущем. Однако наш фонд уже ведет переговоры о финансировании ряда инициатив с горизонтом в несколько лет по увеличению возможностей наземных телескопов, в частности установки coronаgraphic infrared camera. Это вполне практические шаги, которые можно предпринять уже в ближайшее время. Кроме того, лазерная установка на Земле, которая является частью нашего предложения, может найти другие полезные применения, в частности отклонение потенциально опасных астероидов. Не надо также забывать, что она сама будет являться мощным телескопом, хотя и в узком диапазоне частот.
— Последний вопрос касается Вашего предыдущего проекта — поиска сигналов внеземных цивилизаций. Он весьма рискованный, в том смысле, что с очень большой вероятностью сигналов нет. Тем не менее, по-моему, кто-то должен этим заниматься, и очень жаль, что программа SETI лишилась господдержки. Риск не найти сигнала можно скомпенсировать побочными данными, открытостью данных радионаблюдений и публичным сбором заявок на наблюдения в рамках программы. Это повысит интерес к проекту, привлечет исследователей, сделает его более содержательным и даст хороший просветительский эффект. Предпринимаете ли Вы усилия в этом направлении? Есть ли данные наблюдений по Вашей программе в открытом доступе?
— Абсолютно с Вами согласен. Более того, месяц назад мы объявили, что полностью открываем информацию обо всех наблюдениях. Архив данных выложен в свободном доступе на сайте проекта, равно как и план наблюдений на ближайшие полгода. Мы также открыты для любых разумных предложений в этой области. В целом же, с моей точки зрения, неважно, кто финансирует такие рискованные проекты — государство или частные лица. Главное, чтобы эксперименты такого рода не прекращались, ведь технологии постоянно совершенствуются. Сейчас уже никто не вспомнит, кто финансировал экспедицию Колумба, но все помнят об открытии Америки.
Интервью с Филипом Любиным
— Диэлектрическое зеркало, предназначенное для отражения излучения от паруса и зонда*, работает благодаря четвертьволновым слоям с разным показателем преломления. Излучение всё же проникает в пару внешних слоев. Может ли это излучение при плотности несколько гигаватт на м2 испарить (или аблировать) внешний слой? Потом настанет очередь следующего слоя и так далее. Вы рассматривали такую проблему?
— Да. Мы в качестве основы используем для паруса полностью диэлектрическое зеркало с чрезвычайно низким поглощением и умеренным коэффициентом отражения. Существующие материалы поглощают 20 триллионных на микрон толщины. (См. секцию 4 и рис. 18 в препринте.)
— Отражение Брэгга (диэлектрические зеркала) работает в узком диапазоне длины волны, так как слои по толщине подогнаны под определенную длину волны. Эффект Доплера по мере ускорения зонда сдвинет длину волны более чем на 20%. При этом коэффициент отражения катастрофически упадет, если не подстраивать частоту лазеров. Существуют ли мощные лазеры с перестраиваемой частотой в таком диапазоне? Если да, сколько они могут стоить?
— Отражатель будет настроен примерно на двадцатипроцентную ширину полосы. Мы спроектировали такие отражатели, и, если необходимо, доступны отражатели с большей шириной.
— Предположим, вы можете идеально управлять профилем ускоряющего луча. Но невозможно управлять зондом из-за большой временно́й задержки. Может оказаться, что в луче, который вроде обеспечивает статическое равновесие, разовьется динамическая нестабильность типа автоколебаний. Существуют ли какие-то оценки по этому поводу?
— Согласен, это может стать проблемой. Нам нужна самостабилизирующаяся система с пассивной стабилизацией.
— Теперь главное сомнение по поводу ускоряющего луча. Чтобы победить мелкомасштабную атмосферную турбулентность, фазируемая решетка должна быть разбита на очень мелкие элементы. Размер излучающего элемента должен быть меньше радиуса Фрида, то есть 20–25 см для микронной длины волны. Имея в виду плотно упакованную решетку 1×1 км, получаем минимум 20 млн излучателей. Вас не пугает это количество?
— Да, именно по этой причине мы планируем небольшие излучатели. Число их будет велико, но оно меня не пугает.
— Типичное время переменности для мелкомасштабной турбулентности — миллисекунды. Это значит, что для управления фазами с обратной связью опорный «бакен» должен быть не дальше нескольких сот километров и точно на линии излучатель — зонд. Как это можно сделать?
— Это сложная часть системы управления с обратной связью и прямого управления. Мы планируем использовать много бакенов как на зонде, так и на материнском корабле, и в атмосфере.
— Что будет служить бакеном для фазирования решетки при приеме сигнала от зонда по прибытию? Альфа Центавра? Но это двойная звезда. Нет ли тут проблемы?
— Лазерная коммуникационная система действительно сложна. Мы будем отслеживать зонд на пути к цели, поэтому будем знать, где он находится. У нас также есть возможность расширить пучок, чтобы легче отслеживать зонд. Это не изменит темп приема данных, но увеличит шум, так что мы будем фокусировать луч как можно ýже. Мы также хотим использовать звезды как бакен для настройки, но для надежности будем отслеживать зонд.
— Предположим, что зонд достиг Альфы Центавра. Предположим, что парус как-то превратился в идеальную линзу Френеля (это, кстати, хорошая идея — сделать из паруса параболическое зеркало было бы куда трудней). Предполагая фокусировку идеальной, получаем выигрыш 13 порядков, то есть эквивалент изотропного излучателя 1013 Вт. Но здесь вы сталкиваетесь с проблемой гало. При размере модуля излучателя/приемника 20 см, в гало размером 2” будет почти половина света звезды, которая на 13-14 порядков ярче. Сколько-то порядков величины вы сможете выиграть за счет узости линии передатчика (а какая у него достижимая ширина?). Но всё равно проблема выделения сигнала на фоне гало звезды выглядит почти безнадежной. Не лучше ли использовать для приема сигнала космический интерферометр?
— За основу взят тонкопленочный дифракционный элемент — тот же парус. Это сложно и требует большой работы, чтобы понять, как это сделать правильно. Соответствующий пункт — один из главных в дорожной карте. Свет от звезды на самом деле слаб, так как ширина линии нашего лазера очень мала. (См. разделы препринта 7 — 5.10.) Узкая линия — ключевой фактор в сокращении фона.
— Если вы в конце концов сможете принять сигнал от зонда, тогда вам не нужен зонд, поскольку у вас будет инструмент, который способен видеть экзопланеты на десятках парсек. В принципе (имея приемник с перестраиваемой длиной волны), вы можете видеть, есть ли кислород в атмосфере планеты, и тогда сможете определить, стоящая ли это цель для отправки зонда. Конечно, подобный инструмент можно сделать дешевле и лучше, чем наземная огромная решетка лазеров. Может быть, такой подход к изучению внесолнечных систем логичней?
— Мы планируем добавить к зонду инфракрасный спектрометр в качестве более долговременной программы в дополнение к камере и другим сенсорам. У нас отличная группа фотоники в Университете Санта-Барбары, которая является частью коллаборации. Использование фазируемой решетки как очень большого телескопа открывает новые возможности в астрономии.
— Вероятно, у вас есть ряд гораздо более реалистичных подпроектов по изучению Солнечной системы с лазерными парусами? Было бы интересно услышать о некоторых из них.
— Первые полеты будут в пределах Солнечной системы. Поскольку мы можем посылать огромное количество зондов, это дает нам много разных возможностей. Мы также можем посылать маленькие (wafer-scale) зонды на обычных ракетах и использовать те же технологии для изучения Земли, Солнечной системы и т. д.
Заключение
Этим материалом дискуссия лишь начинается. Количество непроясненных вопросов, оставшихся за ее рамками, огромно. Предлагаем продолжить дискуссию в комментариях к онлайн-версии статьи, где можно не только высказать свое мнение, но и задать вопросы, наиболее адекватные из которых мы переадресуем Филипу Любину. На сей раз дискуссия будет модерироваться. Премодерации не предполагается, но малозначимые посты будут через некоторое время удаляться. Наоборот, грамотные утверждения и вопросы будут сведены в следующую онлайн-публикацию.
* Первые два вопроса подразумевали первую версию проекта с более толстым парусом. Что касается второй версии, они остаются актуальными для самого зонда и, вероятно, для строп.
Согласен. Затраты, которые нужны для приведения Венеры, Марса в условия пригодные для жизни человека намного меньше, чем межзвездный полет.
Пока не решена проблема мирного сосуществования разных государств.
И неграмотная группа политиков может легко прийти к власти через выборы и быстро истратить триллионы евро куда попало.
Венера — маловероятно, там разве что добывать что-то совсем редкое, уж очень лютые там условия и для посадки и для нахождения там и для взлета. Считай жерло вулкана.
Кстати, если уж на пошло, то может лучше использовать не световой парус а электрический? NASA как раз разрабатывает электрический парус, состоящий из 10-20 проводов, длинной в 20 километров. Думаю и электронную (или протонную) пушку смастерить было бы легче и отпала бы проблема с сожжением зонда лазерами при разгоне.
Да, такой проект есть, но далеко ли улетят электроны через атмосферу? что это будет? Молнии? Как их фокусировать?
Электроны хороши в вакууме, но достаточно мощное оборудование на орбиту поставить пока сложно, тяжелое оно, да и с охлаждением блока питания такого агрегата в течение длительного времени, одни проблемы.
Часть 5. Ресурсозатратность полета к Альфе избранным breakthrough initiatives способом:
1. Мощность лазера – потребление электроэнергии
1.1. По какой-то причине, все сравнивают 100 гигаватт лазера со 100 гигаватт электростанциями, это в корне неверно, поскольку КПД преобразования далеко не 100%, даже с учетом наилучших показателей – 50%, а если участь конкретный проект, странно если будет лучше 30%, что означает, что электростанций потребуется минимум на 200 гигаватт генерации, при этом, они должны располагаться достаточно близко к объекту (само собой с учетом норм безопасности), поскольку есть еще КПД передачи электроэнергии по проводам и дополнительные, сопутствующие затраты на электроэнергию, для той же утилизации тепла например.
1.2. Если рассчитывать что же это получится, то, крупнейшей АЭС (после аварии на Фукусиме), на данный момент является Запорожская АЭС, с пиком в 6 гигаватт (6 реакторов ВВЭР-1000, сейчас подключены и работают только 2), на станции работают 11,5 тысяч человек и собственно она является градообразующим предприятием, город Энергодар. От АЭС до населенных пунктов с минимальным население должно быть не менее 25 км, Безопасное расстояние от одной АЭС до другой в разы больше. Каждой АЭС нужен массивный источник проточной воды для охлаждения, это реки или океаны, что еще больше ограничивает места для постройки.
1.3. Итого, нам понадобится порядка 50 — 4-х гигаваттных электростанций, которые при лучшем раскладе займут площадь около 500 тысяч кв. км. Пусть меня поправят специалисты атомщики. Для обслуживания этих АЭС потребуется до 500 тысяч человек.
1.4. Согласно доклад EIA 2010 года «Обновленная оценка капитальных затрат станций, производящих электроэнергию» оценка полной стоимости новой атомной станции — 5339 $ / кВт. Что составит для 200 гигаватт – более 1 триллиона долларов. И даже если АЭС будут строить Китайцы с их заявкой о 2000$, то сумма все равно останется баснословной, уже не говоря о том, куда девать столько радиоактивных отходов
1.5. А теперь представьте все то же самое, но с АЭС в 400 гигаватт мощности, это если считать все затраты электроэнергии, на охлаждение, преобразование, потери, инфраструктуру.
1.6. Если триллионный ценник не пугает, то строительство одной АЭС сегодня, занимает порядка 5 лет (в лучшем случае). Даже если их строить по несколько одновременно, то сама их постройка — займет лет 40.
2. Альтернативы АЭС:
2.1. Для тех, кто мечтает о лазере, накачиваемом напрямую от ЯЭ вот отличный материал (та же самая беда с КПД): http://library.mephi.ru/Data-IRBIS/book-mephi/Miskevich_Pryamoe_preobrazovanie_yadernoj_energii_2011.pdf
2.2. Если вспомнили про перспективный аналог от Lokheed Martin – 100 мегаватт в большой бочке, который ждем в 2017 году, вспомните, что их надо от 20 до 40 тысяч построить, цена, сроки и так далее, никуда не денутся.
2.3. Термояда еще нет!!! И не скоро будет!!! (если будет вообще)
3. Выводы и вопросы:
3.1. Где брать площади для постройки такого количества АЭС?
3.2. Где брать деньги?
3.3. И главное – зачем строить столько 99% времени простаивающих электростанций?
3.4. И стоит ли масштабировать риски? Ведь каждая АЭС это определенный риск, такое количество АЭС может обеспечивать всю планету, строить их ради лазера для отправки сомнительных исследовательских зондов?
Хорошо, если не лазер, на чём отправлять зонд?
Вот возьми и все расскажи… ;)
Это задача с двумя вариантами решения, комплексным и узко-целевым. И это уже вопрос не рассказывания, а планирования, это уже работа.
Ну, я думаю, Вы не счастливый изобретатель собственного супер-гипер-прыгалёта.
Все прорывные идеи давным-давно в Википедии.
Просто интересно к какой именно Вы склоняетесь?
Какой бы Вы двигатель использовали для отправки зонда к Альфе?
Если не думали, скажите честно.
Вы угадали, я не изобретал «супер-гипер-прыгалёт».
В Википедии нет тех самых прорывных идей, если бы они были, уже бы что-то построили. Ведь прорывная, это та, реализация которой возможно при текущих технологиях и которая открывает новые возможности для развития.
Если я скажу то к чему я склоняюсь, сразу возникнет вопрос — как именно, поскольку любой из способов, требует функционального решения.
Что могу сказать, зонд размером в 1-100 грамм если и будет входить в состав корабля, то только как локальный «разведчик». Я уже писал, аппарат должен быть «большим», с нормальным оборудованием, и с возможностью торможения и маневрирования в системе.
Википедия битком набита прорывными идеями, которые учёные считают бредом и не дают хода. Примерно, как сейчас с обсуждаемым проектом Мильнера ;)
Возьмём, EMDrive. Несколько лет учёные от души издевались над изобретателем, Шойером, говоря, что EMDrive не может работать, так как он нарушает законы физики, закон сохранения импульса итп. Через 11 лет мытарств, лаборатория НАСА взялась-таки проверить на своём стенде. И ёпрст! Работает! Теперь, как я слышал, строят спутник с таким двигателем. Какие могут быть комментарии? Либо законы физики халтурные, либо учёные. Наука как тормоз прогресса выступает?
Но мы не об этом.
Да, я считаю, зонд должен также приземляться на интересуемой планете, брать пробы и отправлять сигнал на Землю. Возможно придётся делать отделяемый посадочный модуль. А может и не придётся. Так что 1-10 кило в общей сложности, вряд ли меньше. Но кто знает… И не нужно никакое особенное маневрирование. Торможение, парашют и всё. Что мы не умеем? Помните, нас интересует только Земля-2 ? ;) там все условия будут нам знакомы.
Так к чему Вы склоняетесь? Или мы только критиковать чужие идеи умеем? Чем забрасывать зонды?
Википедия битком набита прорывными идеями, которые учёные считают бредом и не дают хода. Примерно, как сейчас с обсуждаемым проектом Мильнера ;)
Прорывная, означает — реализуемая. Проект Мильнера/Любина в части полета на Альфу не реализуем.
Вот Вам проект — делаем машину времени, на ней в будущее, там берем технологии ВАРП-прыжков и готовый космолет, переносим в прошлое и летим на Альфу. Чем не прорывная идея? Еще какая прорывная, осталось во времени научиться перемещаться и все…
Возьмём, EMDrive. Несколько лет учёные от души издевались над изобретателем, Шойером, говоря, что EMDrive не может работать, так как он нарушает законы физики, закон сохранения импульса итп. Через 11 лет мытарств, лаборатория НАСА взялась-таки проверить на своём стенде. И ёпрст! Работает! Теперь, как я слышал, строят спутник с таким двигателем. Какие могут быть комментарии? Либо законы физики халтурные, либо учёные. Наука как тормоз прогресса выступает?
Пока не работает, вернее — если работает, то цикл испытаний которые дадут абсолютно достоверные и однозначные данные еще не завершен, и далеко не все ученые «издевались» над Шойером, проект профинансирован, исследования ведутся. Спутник делается для проверки.
Но мы не об этом. Да, я считаю, зонд должен также приземляться на интересуемой планете, брать пробы и отправлять сигнал на Землю. Возможно придётся делать отделяемый посадочный модуль. А может и не придётся. Так что 1-10 кило в общей сложности, вряд ли меньше. Но кто знает… И не нужно никакое особенное маневрирование. Торможение, парашют и всё. Что мы не умеем? Помните, нас интересует только Земля-2 ? ;) там все условия будут нам знакомы.
Торможение с 0,2 световых? за счет чего? Если из космоса сигнал сложно отправить и поймать, то с планеты вообще не реально будет с таким зондом.
Так к чему Вы склоняетесь? Или мы только критиковать чужие идеи умеем? Чем забрасывать зонды?
Я же сказал, «большой» корабль, намного больше чем «Новые горизонты» которые около 500 кг весом. Но пока, каким бы ни был этот проект, с учетом того что он должен быть реальным — он совершенно нерентабелен будет. Это только каприз как и полет астронавтов на Луну в 1969 году. Дорого, малоинформативно, в основном только для галочки, для истории, стать первыми.
Ценник в 500 миллиардов долларов устроит? Это в разы дешевле чем проект Любина с целью достижения Альфы. Вы 5-ую часть моего ответа читали?
Если даже большой корабль долетит, получим какие-то данные, они не будут более полными чем те которые мы получаем с других планет СС, а это очень мало. Ведь не потащим с собой на Альфу сразу несколько универсальных планетоходов?
Откуда взялся такой ценник, если Вы даже принцип работы двигателя не назвали?
Не знаю как тормозить. В обратном направлении запустить меньший зонд по тому же принципу, скорости сложатся в ноль в необходимом месте, вот и затормозит. Как версия.
Я и не буду называть, поскольку это все уже подробности которые я не хочу раскрывать, этот разговор далеко зайдет.
Ценник не точный, но адекватный, я хорошо представляю объем работ и остальное, анализ и оценка это моя особенность, этому можно доверять или не доверять, в любом случае, калькуляцию делать долго и сложно, но сумма с учетом корреляций, будет примерно такая.
Про торможение зонда. Вы что-то нафантазировали ;) В каком обратном направлении? откуда? чем?
Вы хотите полететь с лазером дальше Альфы на расстояние как от Земли до Альфы, оттуда стартануть зонд навстречу нашему и столкнуть их в районе Альфы? :)))). Это не версия. :)
Это всё не серьёзно.
И непонятный «туман» вокруг движка, и невероятно дорогой ценник, ничем не обоснованный, и который никто не заплатит.
По-моему, это просто попытка набить себе цену.
Никто никогда не покупает кота в мешке.
Боитесь за своё ноу-хау? Во-первых, Вы сказали, что у Вас его нет.
А во-вторых, запатентуйте свои идеи, какие проблемы?
Где же ещё обсуждать жизнеспособность идеи, как не в среде таких же энтузиастов?
Про торможение Вы меня не поняли. При подлёте к Альфе запустить из зонда-матки меньший зонд в обратном направлении.
Если полет на Луну американцам, которые считают каждый доллар, и ценят жизни своих астронавтов, обошёлся дорого, малоинформативно, для галочки, для истории и чтобы стать первыми, НАФИГА они летали на Луну ШЕСТЬ раз?!
Чтобы стать первыми и всего остального, достаточно одного раза. Они вообще были там остальные пять раз?
Я искренне не понимаю.
Не нафига, а что бы убедиться что все-таки ничего особенного нет. Притащили кучу Лунного грунта. Для исследований материалов масса. И прикрыли программу, потому что очень дорого, даже для них, в то время это было сверх-дорогой затеей.
Вы наверное не интересовались соперничеством СССР и США в космической гонке технологий. Почитайте, там много интересного. В Лунной гонке, мы проиграли со своей Н1 которая взорвалась, а они выиграли успев туда раньше, вот и все, это и было важно.
А сейчас это все намного дешевле, вот и возвращаются, и как ни странно, не столько на Луну, сколько на Марс, видимо там по их мнению — «больше вкусного», и опять — надо быть первыми.
Шесть раз летать, чтобы убедиться, что первые? :))) чтобы отпали все сомнения? :) Привезти не 10 кг груза, а 60 кг ? :)
Интересовался, читал. Вопросы остались ;)
Мотивация американцев непонятна.
Мы Гагарина 6 раз не запускали :))
Вы и на Марс так собираетесь?
Подряд 6 миссий, потом на полвека забыть?
Зачем планетоход? Пробы атмосферы, излучения, только самое важное подтвердить. Только то, что с телескопа не разглядим и не просчитаем удалённо. И это совсем не мало.
А что самое важное можно подтвердить с орбиты?
Вам-то, конечно, если не Земля 2 то и делать нечего, а ученым нужны научные данные, потому и планетоход нужен, как на Марсе, ползает, делает фото, изучает геологию, химию почвы, ищет следы жизни и артефакты. Зря что ли такие затраты делали? ради пары байт?
P.S. достоверно проверить насколько Земля 2 является Землей 2, как Вы характеризовали эту схожесть, можно только с поверхности.
Ок, убедили. Но только маааааленький такой нано-планетоход :)
Ибо большоооооой в зонд не поместится :)
Alex R: 08.06.2016 в 15:14 Это всё не серьёзно. И непонятный «туман» вокруг движка, и невероятно дорогой ценник, ничем не обоснованный, и который никто не заплатит.
Это ценник я не ставлю как ценник за свои услуги, это ценник за проект целиком. Лазерный вариант Любина намного дороже, в чем проблема то?
По-моему, это просто попытка набить себе цену. Никто никогда не покупает кота в мешке. Боитесь за своё ноу-хау? Во-первых, Вы сказали, что у Вас его нет. А во-вторых, запатентуйте свои идеи, какие проблемы?
Про проблемы патентования я уже писал, патентовать большой проблемы нет, если бы у меня была реальная возможность патентовать все что в голову приходит, потребуется по 10 патентов в день генерировать, и даже если это будет по 1 в день, это дорого, а еще дороже, поддерживать патенты во времени.
Если я все расскажу, то и продавать нечего будет, все будет бесплатно.
Обоснованная «дорожная карта» полного решения, будет включать далеко не одно «ноу-хау», хотя это и не есть корректно, и не будет так просто как Вы себе представляете. «Сели на двигатель Х и полетели», такого решения не существует, равно как и всех тех элементов, которые описаны как «проблемы» в лазерном проекте Любина. Я не обладаю новой технологией передвижения, но я могу составить «дорожную карту», с помощью которой можно будет организовать и обеспечить полет к Альфе с учетом различных факторов и параметров.
Однако, как я сам уже говорил — я не рекомендую сегодня все бросать и лететь, необоснованно дорого, лучше вложиться в другое, что будет рентабельным, полезным тут на месте, и приблизит «Альфу» и космос вообще, для этого я так же могу создать обоснованную «дорожную карту» с набором решений для достижения целей.
Где же ещё обсуждать жизнеспособность идеи, как не в среде таких же энтузиастов?
Вот мы и обсуждаем проект Любина.
Про торможение Вы меня не поняли. При подлёте к Альфе запустить из зонда-матки меньший зонд в обратном направлении.
Если Вы запустите зонд в обратном направлении, то ускорите этот. Если в том же направлении, то замедлите, однако, сила действия будет равна силе противодействия, соответственно, второй Зонд, если например их 2 по 1 грамму, для достижения полной остановки, Вы должны будете толкнуть, передав половину той энергии которая потребовалась для разгона этих 2-х зондов вместе, а их разгоняли 100 гигаваттным лазером в течении 10 минут, как Вы на зонде 1 грамм собрались размещать лазер с блоками питания которые будут весить 100500 тысяч тонн, я не представляю, кроме того, второй зонд будет не нужен, равно как и блок лазеров разгона, поскольку такой мощности лазер :)))) если бы его разместили на таком зонде в 1 грамм, сам по себе был бы мощнейшим двигателем, который позволил бы летать со скоростью близкой к СС, разгоняться, тормозить и остальное.
В общем правильный ответ — никак Вы его не затормозите с 0,2 СС. В рамках проекта, он должен пролететь через Систему Альфы с этой скоростью, что успеет заснять и данные передать. Все. Ничего больше от него не ждут. Так что речи о проверки Земля 2 там или нет — не идет, это нельзя будет проверить. Разве что ему «повезет» и он уничтожит пару кораблей наших соседей если они там есть, и они сами прилетят и расскажут нам все что о нас думают.
Alex R: 08.06.2016 в 15:23 Шесть раз летать, чтобы убедиться, что первые? :))) чтобы отпали все сомнения? :) Привезти не 10 кг груза, а 60 кг ? :) Интересовался, читал. Вопросы остались ;) Мотивация американцев непонятна.
Именно для того что бы собрать больше данных, все что можно было сделать такими миссиями уже сделали, дальше шли варианты дальнейшего развития программы, например, с постройкой там базы, у них от обычных полетов бюджет трясло в лихорадке, и народ возмущался объемом расходов, и что было делать? развивать и тратить еще больше или приостановить за по причине нерентабельности?.
Мы Гагарина 6 раз не запускали :))
Почему не запускали? «Гагариных» запускали много, и сейчас продолжаем, они ведь не одну и ту же ракету и корабль и астронавтов на Луну отправляли. У нас были пионеры Гагарин, Титов, Николаев, Попович, Терешкова, много других… сразу следом за Гагариным. И сейчас постоянно на станцию астронавтов отправляем, дежурят там, опыты ставят, за поверхностью наблюдают. В космос, на орбиту, человека отправить дешевле чем на Луну — постоянно летают и не только у нас, если Вы вдруг не знали.
Вы и на Марс так собираетесь? Подряд 6 миссий, потом на полвека забыть?
Лично я, пока на Марс не собираюсь, а вот Маск, раз в 2 года будет отправлять по кораблю, уже и график составил, людей, ресурсы, оборудование будет отправлять, постоянно, он всерьез взялся за это дело, и это не так дорого как на Луну в 1970.
Меня поражает, как Вы с Маском не видите дальше своего носа.
1. Когда Маска не станет, или вдруг его состояния не станет, кто будет снаряжать и отправлять по кораблю с ресурсами на Марс раз в два года?
2. Если один из кораблей с ресурсами по какой-то причине не долетит до Марса, что станет с Homo sapiens на марсианской базе?
3. Откуда взялась уверенность, что спасательная капсула с Марса долетит обратно до Земли? Каким образом Маск собирается это тестировать? Сколько раз?
Это авантюра! Крайне опасная авантюра.
Грубая ошибка концепции в том, чтобы сохранить зависимость поселенцев от посылок с Земли.
Поселенцы должны иметь возможность уверенно выживать сколь угодно долго без посторонней помощи. Иначе трагедий не избежать.
Решений два: а) исследование космоса автоматическими станциями и зондами без людей и б) нахождение и колонизация планеты с пригодными для выживания человека условиями, Земли-2.
Никто не возражает, делайте как считаете нужным, отправляйте зонды, колонизируйте, вдруг Мильнер передумает, а тут Вы.
Маск, LokheedMartin и NASA будет делать свое дело на Марсе и Луне, Китай и Россия тоже туда же смотрят, а никак не на Альфу, у них возможностей побольше будет, снабжать, обживать, обеспечивать самодостаточность.
Одно другому не мешает, я же не говорю Вам — стойте, не делайте этого. Я всего лишь выразил свои соображения по поводу проекта Мильнера/Любина.
Прямо специально для Вас :)
https://boomstarter.blob.core.windows.net..video.mp4
Спасибо :) будет у Вас свой сайт или статьи, присылайте ссылочку.
«Это авантюра! Крайне опасная авантюра.»
Опасная для кого? Для марсиан? Да чёрт с ними.
Часть 6. Какой же это телескоп в 300 км который должен дать, то же самое, что должен дать зонд?!
Продолжаем «валить» проект.
Вот тут http://www.breakthroughinitiatives.org/Target/3 есть такой текст «To achieve comparable resolution with a space telescope in Earth’s orbit, the telescope would have to be 300km in diameter.»
Я решил прикинуть на скорую руку, что же такое диво может дать, поскольку они не написали, что за телескоп имеют в виду, но раз так перепугались, то сделаем допущение что оптический, хотя – что его бояться? Расчеты грубые, разрешение не учитываю, поэтому правьте.
Итак, 300 км, если в результате наблюдать глазом даст 300000000/6 = 50 миллионов крат.
Что бы легче было сопоставлять, возьмем за отправную точку нашу Луну, диаметр которой примерно (почти точно) в 400 раз меньше диаметра Солнца, Земли в 109,25 меньше Солнца.
Средний диаметр крупных светил Альфы, примерно равен Солнечному.
Расстояние до Альфы — 9 460 730 472 580 800,00 метров
Расстояние до Луны — 384 403 000,00 метров
Альфа дальше Луны от Земли в 24 611 489 раз. Округлю до 25 миллионов, что бы проще считать было.
Итого, мы получаем, что мы, увидим в такой телескоп, светило Альфы, такого же размера, как если бы смотрели на Луну с Земли в 800 кратный телескоп.
А если около Альфы будет планета, размером с Землю, то мы ее увидим в такой телескоп, как если бы смотрели на Луну с Земли в 7,32 кратный телескоп.
(требуется ли такое приближение для того что бы убедиться что там планеты есть?)
Прошу меня поправить, если я не прав. Но потребности, заявленные по отношению к Зонду в грамм воистину впечатляющие.
Что получается?:
В зонд, массой в 1 грамм, надо поместить: как минимум что уже определено: 4 лазерных двигателя, блок питания, компьютер, систему навигации, фотоаппарат, передатчик и телескоп который позволит увидеть планету, если такая будет, в таком же приближении как даст 300 км телескоп.
Предположим, что зондов будет много, и мы «закроем» интересующую нас площадь таким образом, что ракурс съемки, хотя бы в одном из случаев, будет оптимальным, и каким-то чудом они долетят, интересующая нас орбита, примерно равна Земной, это значит, что интересующее расстояние для съемки, от Альфы до Зонда, будет от 300 миллионов километров и ближе, поскольку мы не знаем, где именно находится планета, если она есть вообще, то соответственно, понять заранее, какое будет расстояние при съемке – невозможно, если планета есть, то аппарат может влететь прямо в нее на всей скорости, а может и пролететь мимо, и это расстояние, при достаточно хорошем прицеливании, будет в среднем составлять 80 миллионов километров.
Что в 208 раз дальше, чем Луна от Земли, итого, что бы запечатлеть эту планету, так же, что бы увидеть ее в размере какой мы увидим Луну с Земли в 7,32 кратный телескоп, то нужен будет телескоп, на борту зонда с увеличением 415 крат. И возникает соответствующий вопрос – как?
Если требуется 415 крат, то при матрице диаметром 1 мм, нужна будет линза/зеркало – 415 мм в диаметре. Можно ли сделать матрицу такого размера, и какого, она будет разрешения – я не представляю, это около 10000 пикселей на сегодняшний день. Вопрос с достаточно эффективным зеркалом или линзой, которое поместится на зонд в 1 грамм тоже не все ясно и понятно. Надо понимать, что оно должно быть идеальной формы. Соответственно, если нужна будет более качественная картинка, то матрица и зеркало/линза, должны быть кратно больше.
Что касается 300 км телескопа, то ограничения в качестве приемной техники будут только в рамках последних достижений данной отрасли.
Дополнительно, надо помнить, что зонды будут лететь со скоростью 60000 км в секунду. На все про все, у них будет только 83 минуты, пока они не проскочат Альфу и не улетят дальше. Кроме того, какое качество снимков можно получить на такой скорости, с учетом угла пролета по отношению к планете, в лучшем случае, это будет просто смазанное пятно.
Преимущества большого телескопа по сравнению с зондом:
1. Наблюдения начнутся моментально, не надо ждать 20 лет пока летят зонды
2. Возможность постоянного наблюдения, а не только в течение 83 минут пока зонд будет лететь мимо, можно будет зафиксировать, полный цикл движения объектов в системе
3. Максимально возможное качество фиксирующего оборудования – можно получать максимально полные и четкие кадры и видео
4. Телескоп можно перенацелить на любой другой объект, например на Сириус, или куда угодно еще, пусть даже в нашей системе, наблюдение с таким увеличением других планет системы, даст более полную информацию, чем мы получаем от текущих спутников, которые мы отправляем для наблюдения, и лететь никуда не надо.
5. Все технологии, требующиеся для постройки телескопа уже есть, следует лишь, продумать и описать логистику его постройки и функционирования.
6. Стоимость, постройки и обслуживания, даже настолько громадного телескопа, будет заметно ниже, чем того гигантского лазера с его «батарейками»
7. Безопасность существования и эксплуатации такого телескопа будет неизмеримо выше, чем безопасность 100 гигаваттного лазера с его «батарейками».
Кроме остальных явных недостатков проекта, при которых, скорее всего зонды просто не долетят, если долетят — ничего не снимут, если снимут — данные не получим, то недостаток с фотоаппаратом и его оптической системой, идет конечно же следом, потому что если первые если совпадут, то все что мы получим – это непонятные размытые пятна и будем сидеть и гадать – что же это – помеха, мусор, ошибка, повреждение техники или что-то еще.
Часть 6/1. Продолжаем про телескоп
Вот тут https://ru.wikipedia.org/wiki/Джеймс_Уэбб_(телескоп) достаточно подробно описан телескоп Джеймс Уэбб, который планируется как приемник Хаббла, этот телескоп, должен быть запущен в октябре 2018 года, и, согласно его описанию и спецификации, он позволит:
обнаруживать относительно холодные экзопланеты с температурой поверхности до 300 К (что практически равно температуре поверхности Земли), находящиеся дальше 12 а. е. от своих звёзд, и удалённые от Земли на расстояние до 15 световых лет. В зону подробного наблюдения попадут более двух десятков ближайших к Солнцу звезд. Благодаря JWST ожидается настоящий прорыв в экзопланетологии — возможностей телескопа будет достаточно не только для того, чтобы обнаруживать сами экзопланеты, но даже спутники и спектральные линии этих планет (что будет являться недостижимым показателем ни для одного наземного и орбитального телескопа вплоть до начала 2020-х годов, когда в строй будет введен Европейский чрезвычайно большой телескоп с диаметром зеркала в 39,3 м).
В 2020-х будет готов новый наземный телескоп, который теоретически позволит еще больше.
Эти телескопы, уже смогут дать то, о чем говорил Борис Штерн – спектры с планет в радиусе 15 световых лет. И возникает дополнительный вопрос о Целях достижения подслеповатым зондом Альфы Центавра, (вопросов о реальности достижения этой цели уже затрагивались). Притом, что Уэбб будет иметь зеркало около 6,5, метров, то заявленное в Проекте Мильнера, «зеркало» в 300 000 м, выглядит мистификацией.
В части 3-ей, п.1.3. я уже затрагивал тему создания телескопа который мог бы превзойти все известные и создаваемые, и, с учетом того, что существующие проекты телескопов уже сейчас дают хорошие результаты и готовятся предложить почти такие, на которые рассчитывают Мильнер и Хокинг в проекте достижения Альфы, проект большого и при этом, относительно недорогого телескопа, может дать значительно более полные и полезные данные.
Отдаленно похожий проект уже был, но по какой-то причине «сдулся»: https://ru.wikipedia.org/wiki/Space_Interferometry_Mission По сути — совсем небольшой интерферометр, возможно его характеристики и цели не соответствовали запрошенному финансированию.
Итого: проект с телескопом, не является такой уж страшной и недостижимой штукой как было описано в проекте с целью показать «ужасы» строительства телескопа для заданной цели, и преимущества зонда над ним.
WordPress не отображает комментариев, где ссылки с кириллицей. Их впрочем можно завернуть в тэги ссылок, тогда всё в порядке. Почему-то этот глюк всё не починят. Может не для всех актуален. Я их просто заворачиваю.
Спасибо, понял, буду конвертировать в такое вот https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B6%D0%B5%D0%B9%D0%BC%D1%81_%D0%A3%D1%8D%D0%B1%D0%B1_(%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF) .
Месяц прошел уже, насколько скоро планируется выжать эту дискуссию как лимон и передать вопросы Мильнеру? Плохо что они сами не участвуют.
Для подогрева темы: Discovery: Научная нефантастика. Физика невозможного (1 сезон, 7 серия из 12) — Как построить космический корабль
Путешествие по галактике — не просто мечта писателя-фантаста. Профессор Мичио Кэку представляет чертежи космического корабля, способного отправиться к звездам.
2014 год, так что делайте выводы.
Кому где удобно смотреть 2 ссылки:
https://www.youtube.com/watch?v=MYgDv8HU32I
http://vk.com/video180480568_170029143
После этого экипаж, свободный от вахты, расходится по каютам, достает коммуникаторы, и начинается негласное соревнование — кто первым зарегистрируется в системе Альфа Центавра А в Facebook. И вот тут-то социально активных астронавтов и космонавтов будущего поджидает один неприятный сюрприз. Оказывается, что интернета в этой звездной системе нет!
Итак, «Юнона» приблизилась к Юпитеру!
Миссия, по существу похожа на ту, которую пытаются осуществить при полете к Альфе Центавра.
Юнона: Масса 3625 кг, мощность 400 Вт, размер с солнечными панелями 20 метров.
Преодолела 2,8 миллиарда километров за 5 лет.
Подробности на Вики https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AE%D0%BD%D0%BE%D0%BD%D0%B0_(%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B0%D0%BF%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D1%82)
Отдельно следует упомянуть камеру JunoCam и скорость передачи данных.
Камера состоит из 2-х блоков, сама камера и электронный блок. В самой камере используется матрица KODAK KAI-2020 с разрешением 1600*1200 пикселей, вес самой матрицы я не нашел, но простейшая камера на ее базе, наземная :) и пластмассовая Mira 200 CCD Camera — весит 1,09 кг, тогда как Juno металлическая, выглядит намного более массивной, и блок с защитой управления тоже под стать, с защитой в металле, визуально килограмм на 15. При этом, характеристики сами видите, даже с учетом даты изготовления 2007 год, весьма скромные, с учетом специфики применения.
Качество снимков сможете оценить через 6-7 суток, по факту выхода к орбите.
И да, скорость передачи данных, будет составлять 40 мегабайт каждые 11 суток миссии, при выходе в зону возможной передачи, это все что сможет передать аппарат на такое расстояние к нам, но самые первые снимки возможно получим сразу, следующий пакет только через 11 суток.
Вот и сравнивайте, амбиции затолкать в 1 грамм камеру, двигатели, навигацию, управление, передатчики, блоки питания, защиту и бог знает что еще. Я не против амбиций и высоких целей, но лучше их соизмерять хотя бы примерно, с современным уровнем развития технологий и пусть даже перспективных.
К вопросу о возможностях телескопов, этот, самый крупный в Мире, который закончили Китайцы — сможет что-ни-будь в рамках этой программы?
http://hi-news.ru/research-development/v-kitae-zaversheno-stroitelstvo-samogo-bolshogo-teleskopa-v-mire.html