Фотонные двигатели для звездолетов

2 Syntez
<<Разогнались, полетели.. Как от попутного мусора при такой скорости увернуться?
Булыжники всякие, планеты, мелочь всякая.>>
____________________
Никак. Поэтому только беспилотные зонды. Людей надо прятать внутрь астероидов, и их уже разгонять. Но только ядерными двигателями. Антиматерии пока слишком мало.
Либо вообще строить зонды с эмбриомашинами, которые по прибытии на колонизируемые планету смогут создавать из местной органики тела и записывать из машинной памяти в мозг гомункулу все данные. А второе поколение уже может самостоятельно размножаться.

Это сообщение отредактировал Lokhaim - 29.02.2024 - 20:43

2 murla
<<Отражения?
Я не ослышался?>>
________________________
Вы не в курсе, что от горизонта событий есть отражение (и прохождение тоже, конечно). Горизонт работает как потенциальный барьер в квантовой механике...

Gudvin646

Тяни-толкай уже придумали, электростатический:
с электрода в носовой части "+", с него с дикой скоростью срываются ионы вещества, стремясь к "-" на корме.
Электростатическое поле действует импульсно, пока ионы не долетели до отрицательного электрода.

Это сообщение отредактировал murla - 29.02.2024 - 21:04

Хорошо, вам виднее.

Так всё хорошо начиналось, и кажется, что будет про физику.
Но, к сожалению, ни про фотоны, ни про то как их использовать не написано. Однако раз уж упомянули фотоны, то давайте всё же дадим страждущим немного физики. А вдруг кому-нибудь она всё-таки таки нужна в этот вечер четверга?) Ты уж извини, ТС, не в обиду.

Сначала про волны.
Как ни крути, волны, будь они инфракрасными, световыми или всякими прочими ультражёлтыми, ультрафиолетовыми или какими-нибудь гамма волнами, все они остаются переменными электромагнитными полями. Такими полями можно разгонять заряженные частицы, например электроны. И тут сразу же любопытный ум хочет разогнать аж целый звездолёт, но давайте не будем так отчаянно торопиться. Вспомним, что атомы звездолёта электрически нейтральны. В связи с этим, разогнать хотя бы один из этих атомов, целиком, с помощью электромагнитных полей... ну это задачка та ещё... мягко выражаясь, бессердечная эта задачка, а ведь это всего лишь атом. Ну а о разгоне целого звездолёта вообще молчу.

А теперь о зеркалах. Так часто ими бредят взбудораженные светом умы.
Кто-нибудь знает каким таким волшебным образом работает зеркало? С какой такой стати, ему отражать свет? А давайте я вам расскажу. Для того, чтобы зеркало хорошо отражало, необходимо наличие в нём тех самых заряженных частиц, и так уж повелось издревле, что много "свободных" заряженных частиц в металлах (ну то бишь электронов на внешних орбитах). И вот летит себе электромагнитная волна, никого не трогает, и тут внезапно она попадает на металл, а точнее на его поверхность. А там, на его поверхности, много электронов, которые слабо связаны с ядром. А надо сказать, что электромагнитные волны-то, мать их, поперечные. И вот под действием электромагнитных полей эти самые электроны начинают бегать, и не куда-попало, не в направлении распространения волны и не против этого направления, а, страшно даже сказать, перпендикулярно направлению распространения, то есть вдоль поверхности металла, а именно, вдоль вектора напряжённости электрического поля. А так как это электрическое поле переменное, то электроны вдоль поверхности начинают бегать то в одну сторону, то в другую, то в одну, то в другую. Ну а бегающие туда-сюда электроны (заряженные частицы) это есть электрический ток, который и является источником отражённой волны, которая, в свою очередь, и летит от поверхности в обратную сторону. Может быть кто-нибудь из вас слышал, что на больших частотах ток не успевает проникнуть вглубь металлов, а бегает по их поверхности, ну вот это и есть эти самые эффекты. Вот приблизительно так, мягко говоря, грубо выражаясь и работает зеркало. Вы наверное замечали, что зеркальным блеском и обладают полированные гладкие металлические поверхности, это и есть условие свободного движения электронов по прямой.

Как видно, импульс-то у фотонов есть, и он даже воздействует на заряды, да только направлено это воздействие перпендикулярно направлению движения самого фотона. То есть можно нагреть поверхность, можно даже испарять вещество с поверхности с помощью электромагнитных волн, но передать импульс фотона вдоль движения корабля или против движения, к сожалению, невозможно с точки зрения не только физики, но и самого создателя электромагнитных волн. По всей видимости, хочется этого или нет, но придётся заканчивать с фантазиями про такие двигатели.
Зато без формул

Это сообщение отредактировал mohaks - 29.02.2024 - 21:57

mohaks
Ну вот я придумал как всю эту хрень использовать (даже если я почти ничего не понял).
Делаем "зеркало" из "рабочего тела". Т.е. из будущих выхлопных газов.
Подозреваю, предпочтительнее, из чего-нибудь сверхтяжёлого (но стабильного).
Обеднённый уран подойдёт.
Максимальная плотность этого "топлива" - залог его компактности. Никакой зауми.
Это "зеркало" облучаем со всей дури "лучами" аннигиляции (или ещё чем).
Мгновенно испарившийся и разогнанный тепловой энергией материал (подозреваю, что получится плазма) работает традиционно, отдавая импульс кораблю. Подобно ионным двигателям.

Вот только КПД опять получается мизерным: импульс же будет направлен во все стороны, а толкать корабль - только круг/кусок сферы зеркала.

Разгонять материальное тело чистой энергией в моём представлении невозможно.

mohaks

Полное внутреннее отражение отлично работает в стекле, а оно диэлектрик.

Вообще почти все материалы, будучи отполированы, неплохо отражают свет.

А ещё точнее отражение возникает не в стекле или какой-то среде, а на границе раздела сред. Именно граница между двумя любыми средами с разными свойствами вызывает отражение, будь это даже слои одного и того же воздуха, но разной температуры. Скорее всего вы говорите об оптоволокне, а это граница между воздухом и, например, стеклом, то есть между двумя диэлектриками. Диэлектрики это противоположность металлам, в этом случае полное отражение будет только при весьма и весьма малых углах падения волны, то есть буквально по касательной к поверхности. Увидеть такое полное отражение от границы между диэлектриками вы можете над водой, или из-под воды. Полное отражение увидите вы не под ногами, если находитесь над водой, а вдали от себя, а под ногами вы увидите дно водоёма. Из-под воды вы увидите полное отражение не над головой, а вдали от себя, а над головой вы увидите то, что находится над водой. А вот если вы будете стоять на зеркале, то даже под ногами вы ничего не увидите кроме отражения.
В диэлектриках это объясняется поворотами диполей, то есть связанных зарядов, а не "свободных", как в металлах.

Это сообщение отредактировал mohaks - 29.02.2024 - 22:35

по сравнению с металлами, совсем плохо))

Согласно теории Максвелла электромагнитная волна является поперечной волной. Когда такая волна
наталкивается на поверхность, например, на металлическую, напряжѐнность электрического поля
начинает двигать электроны вдоль направления своего вектора. При этом отрицательно заряженные электроны
будут двигаться в сторону, противоположную вектору Е. Легко показать, что на движущиеся в магнитном
поле волны электроны будет действовать сила Лоренца, направленная вглубь поверхности металла в
направлении вектора скорости распространения волны. Это и есть давление электромагнитной волны или
давление света.

Задача
Пучок монохроматического света с длиной волны \lambda = 663 нм падает нормально на зеркальную плоскую
поверхность. Поток энергии Ф= 0,6 Вт. Определить силу F давления, испытываемую этой
поверхностью, а также число N фотонов, падающих на нее за время t = 5 с.

Поправлю сам себя)))
Если уж быть до конца точным, то не сама граница является причиной отражения, а разные коэффициенты преломления сред. То есть чем больше разница коэффициентов преломления двух сред тем под большими углами падения будет наблюдаться полное отражение при переходе волны из одной среды в другую

Опять формулы, да, да, помню эту задачку) Всё это, конечно, хорошо, но есть ли что-нибудь кроме "заткнись и считай по формуле", где какая-нибудь работающая модель? какая-нибудь плоская микрограмулечка, которая хоть на сколько-нибудь отклоняется при облучении какой-нибудь волной, лазером, или чем-то там ещё?) Где на ютубчике видосы типа "делаем собственный фотонный двигатель дома"? Ну хоть какая-нибудь демонстрация наличия эффекта? Радиометр Крукса не предлагать))

Это сообщение отредактировал mohaks - 29.02.2024 - 23:04

https://www.nasa.gov/tdm/solar-sail-demonstrator-sunjammer/

Только Д-принцип!

На пердячьей реактивной тяге, пусть даже это будет фотонно-аннигиляционная перделка, вселенную не покорить.

Это сообщение отредактировал Vredtech - 29.02.2024 - 23:17

"Из-за отсутствия уверенности в способности подрядчика выполнить поставку, миссия была отменена в октябре 2014 года" то есть до запуска.
Так себе демонстрация)))

Это сообщение отредактировал mohaks - 29.02.2024 - 23:17

Подводная лодка - готовый космический корабль. Движок только приспособить нужный.

Даже разогнавшись до околосветовой скорости , космос не покориш , требуются другие решения . Червоточины , или телепортация .

Ну, хорошо. Предположим, что я упоролся также, как и ты. А кто сказал, что етыя законы верны, и других не существует? А вдруг во внутре каждой звезды неонка???

mohaks

Нет, я имел в виду фото и около.
Про оптоволокно просто не вспомнил.

Нет, это не всегда верно.
Та же пентапризма в зеркальных фотоаппаратах - там весьма приличные углы.
Но Вы прАвы, зависит от отношения коэффициентов преломления. Здесь границу стекло/воздух может переплюнуть только вакуум.

mohaks

Я, который осилил статью до конца:

Это сообщение отредактировал 6ara6ashka - 29.02.2024 - 23:40

Lokhaim
Нееет! Не трогайте ЭТО!

Даже в этих дискуссиях мне самому было страшно считать и фотоны и их суммарную энергию.
Народ вообще в БОЛЬШИЕ числа не въезжает!!!

Простой тестовый вопрос: сколько долларов/рублей влезет в обычный дипломат?
Ответы обычно удручают.

Вот и про плотность энергий в фотонных/аннигиляционных движителях - НЕ НАДО.

Это сообщение отредактировал murla - 29.02.2024 - 23:46

6ara6ashka
Да мы тут с mohaks уже разжёванное переразжёвываем.

Я - так уже в трёх темах за последнее время!

Ну тут попроще, при скорости света ничего не надо Просто лететь, в космосе нет торможения (можно пренебречь), поэтому ничего собирать уже не надо
Вопрос до нее разогнаться, ну до скорости близкой к ней, если правильнее