?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Не отходя далеко от темы журнала, сегодня я хотел бы показать полезную картинку и сказать немного связанных с ней слов о "космооперном сеттинге номер один", он же мир рассказов "На перехват" и "В космос летают только коммунисты".


Оригинал по ссылке

Это карта скоростей Солнечной системы. Голубыми числами обозначена требуемая характеристическая скорость (в просторечии, дельта-вэ) в километрах в секунду для перехода из одного узла в другой. Красными стрелками обозначены участки, где возможно торможение об атмосферу. Чтобы посчитать общие затраты на перелет, нужно сложить синие числа. Надо понимать, что характеристическая скорость коррелирует с расходом топлива, но зависимость не прямая, так как само топливо тоже нужно разгонять.

Предполагается, что изменение скорости происходит условно мгновенным импульсом в переапсисе для использования эффекта Оберта. У ионных двигателей, которые не могут его полноценно использовать, результат будет хуже примерно в 1,5 раза. Переходные орбиты предполагаются Гомановскими - если вы хотите лететь быстрее или при не идеальном расположении планет, придется платить больше. Например, реальные затраты дельты на перелет с низкой околоземной орбиты на низкую околовенерианскую в стартовых окнах 2021-28 годов лежат между 6,27 и 8,11 км/с. Единственное что меня смутили 27 км/с для взлета с Венеры, которые, казалось бы, не должны быть сильно больше, чем в случае Земли. Может, кто-нибудь объяснит, почему так?

Затраты на взлет и посадку для каждого конкретного случая могут изменяться в ту или иную сторону в зависимости от индивидуальных параметров, поэтому указаны здесь приблизительно.

Какой отсюда следует вывод

К нам в годы первых небесных трасс стали ближе Луна и Марс, но до звезд не достать, если ты не способен ждать(С) "Тысячу лет назад", В.Аргонов.

Действительно, даже переход от освоения Луны и Марса к спутникам Юпитера - очень большой шаг для человечества. 3,6 км/с лежит между НОО и узлом "трансфер Земля-Марс". Далее будет 5,9 км/с до Марса, которые можно погасить аэробрейкингом, (всего 9,5 км/с с НОО до Марса) против 12,5 км/с до Ганимеда (всего 16,1 км/с до Ганимеда), из которых только 2,1 км/с можно погасить аэробрейкингом. Это уже не говоря о затратах времени, которые важны с точки зрения защиты от радиации. Груз-то ладно, а вот людей вы не захотите отправлять к Ганимеду по Гомановской траектории. Затраты характеристической скорости резко увеличиваются, и мы понимаем, что либо ядерный двигатель, либо бездна топлива. Для понимания, Starship, на котором Маск собирается лететь к Марсу, использует 5000 т топлива на 100 т полезной нагрузки. Как говорится, почувствуйте вес. И с Марсом нам еще повезло, что у него атмосфера из углекислого газа, что делает возможным синтез метана. Где искать углерод на спутниках Юпитера - хороший вопрос. Без углерода не получится метан... но все еще получится жидкий водород. Менее эффективное топливо, зато полностью производится из местных ресурсов. К счастью, на спутниках Юпитера очень много льда, так что бездна топлива не является проблемой, а крюк до заправки на Луне по сравнению со всем полетом к Ганимеду получается не очень уж большим, так что поднимать топливо ни с Земли, ни с Марса не нужно.

До звезд доставать еще сложнее. Допустим, Юпитер - на полшишечки коричневый карлик (нет). Если мы хотим выйти на низкую орбиту Юпитера из узла "трансфер к Ганимеду", то надо потратить еще почти столько же дельты, сколько от узла "трансфер Земля-Марс" до Ганимеда. Больше дельты, чем на достижение этого узла от Земли. А потом надо еще менять орбиту на полярную.

Но по правилам "космооперного сеттинга номер один" зоны перехода возле Юпитера не будет, она расположена на низкой полярной орбите Солнца. Посмотрев на карту, мы видим, что трансфер "Земля-Солнце" сам по себе требует больше топлива, чем полет от Земли к Ганимеду. Потом для выхода на низкую околосолнечную орбиту нужно потратить страшные 178 км/с, что на порядок больше, чем любые перелеты внутри Солнечной системы. Потом нужно перейти на полярную орбиту. Другого быстрого способа добраться до зоны перехода нет, хотя есть медленный, который использует гравитационный маневр возле Юпитера для изменения наклонения орбиты с последующим ее понижением. На фоне 178 км/с, уходящих на понижения орбиты, трансфер до Юпитера стоит копейки.

Вот зачем в рассказе "На перехват" нужны ухищрения с внешним приводом. Затраты энергии огромные, переложить их часть с катера на базу и отвязать от расхода реактивной массы очень приятно. В рамках самой системы катер, способный на такие маневры вокруг звезды, может самостоятельно выполнить любой перелет. Вот почему как стартовый двигатель, с которым чарийцам стали доступны звезды, я рассматриваю ядерный газофазный. Это, конечно, прикладной флеботинум, но без него ловить нечего.

Косвенное - вот почему я авторским произволом поместил зону перехода именно там. В посте про космическую шпану, реальных пацанов и космических бродяг я указал на проблему с последними:
их превосходство над реальными пацанами по части двигателей не открывает никаких новых горизонтов. Все самое интересное в Солнечной доступно уже на предельном термояде, а другие звезды все еще слишком далеки.

Кротовые норы нужно было установить таким образом, чтобы по сложности их достижения они находились сразу после внешних планет. Полярная орбита звезды была хорошим вариантом.

Posts from This Journal by “космос” Tag

Comments

( 45 comments — Leave a comment )
lj_frank_bot
Sep. 16th, 2020 12:32 pm (UTC)
Здравствуйте!
Система категоризации Живого Журнала посчитала, что вашу запись можно отнести к категории: Космос.
Если вы считаете, что система ошиблась — напишите об этом в ответе на этот комментарий. Ваша обратная связь поможет сделать систему точнее.
Фрэнк,
команда ЖЖ.
fonzeppelin
Sep. 16th, 2020 02:35 pm (UTC)
Я сначала подумал, что 27 км/с с Венеры это ошибка, но затем сообразил, что это прикидка на старт с поверхности с учетом потерь от прохождения экстра-плотной атмосферы. При старте с облаков (высота 50 км), дельта-V будет околоземной.
nik_pog
Sep. 16th, 2020 02:45 pm (UTC)
На инфографике такого рода было бы логично указывать без учета атмосферы, по ряду причин:
1) Отрезок должен символизировать как старт, так и финиш, этот принцип нарушается учетом неконсервативных сил аэродинамического сопротивления.
2) Сами силы сопротивления сильно зависят от формы объекта, оценка потерь может отличаться в разы в зависимости от того, что взлетает, и стоило уточнить параметры, если такая оценка делалась.
3) Преодолевать экстра-плотную атмосферу лучше используя ее в своих целях, а не по принципу "отойти подальше и разбежаться посильнее". Например, можно поднимать груз к лапутам с помощью аэростатов, а уже оттуда запускать ракету. Или создать турбовинтовой двигатель, использующий в качестве окислителя серную кислоту. Тратить на первый шаг в три раза больше, чем на весь остальной путь - несерьезно.
fonzeppelin
Sep. 16th, 2020 03:21 pm (UTC)
Соггласен, но уж как составили так составили.
gans2
Sep. 16th, 2020 02:38 pm (UTC)
новое слово в двигателях с внешним приводом "макрон"
http://toughsf.blogspot.com/2019/11/hypervelocity-macron-accelerators.html#more

Поток макронов можно ускорить на большом расстоянии от космического корабля. Они могут относительно быстро преодолевать большие расстояния, а затем передавать свою кинетическую энергию без каких-либо потерь. Множественные макроны запускаются с небольшой разницей в скоростях, так что со временем они собираются вместе и все одновременно, обеспечивая гораздо более высокую пиковую мощность. Все, что нужно сделать принимающему кораблю, - это поставить препятствие на пути макронов, чтобы при ударе образовался плазменный взрыв. Эта плазма может быть перенаправлена ​​магнитным соплом для тяги. На скорости 100 км / с энергия, необходимая для испарения углеродного макрона, примерно в 83 раза ниже, чем содержится в кинетической энергии, поэтому мы можем ожидать, что 1 кг бортового материала препятствия испарит 83 кг поступающих углеродных макронов.

поток макронов, усиленный делением, может вызвать серию ядерных взрывов, столкнувшись с препятствием, помещенным внутри магнитного сопла. Выхлопом будут осколки деления со скоростью 10 000 км / с. Поток 10 кг / с высвободит около 80 ТВт энергии. Если для приема 100 кг макронов требуется 1 кг материала препятствий, то 1000-тонный аппарат с 200 тоннами материала препятствий будет ускоряться в среднем со скоростью 1,81 g и достигнет общего deltaV 35,7 тыс. Км / с.

Другими словами, ускоритель мощностью 50 ГВт может выполнять работу двигателя мощностью 80 ТВт и сокращать время полета от Земли до Юпитера до 9,8-14,5 часов для 1000-тонного космического корабля.
nik_pog
Sep. 16th, 2020 03:01 pm (UTC)
Если находится там, где нужно для передачи правильного импульса, и если попадает, то отличная штука. Что, в общем-то, можно сказать про любой внешний привод. Это как железные дороги по сравнению с гужевым транспортом. Логистика выходит на новый уровень, но требования к инфраструктуре и четкому расписанию резко ужесточаются. Хотя как раз в случае космоса требования к расписанию смягчаются, потому что с такой дельтой стартовые окна больше не проблема.

P.S. ускоритель мощностью 50 ГВт может выполнять работу двигателя мощностью 80 ТВт

ДВА ускорителя. Затормозить возле Юпитера тоже надо.
gans2
Sep. 16th, 2020 03:20 pm (UTC)
-Неча лезть в Космос, если не умеешь попадать.

-Аэробрейкинг
nik_pog
Sep. 16th, 2020 03:30 pm (UTC)
1) Здесь скорее естественные ограничения, связанные со взаимным положением объектов. Например, чтобы изменить наклонение орбиты желательно давать импульс перпендикулярно ее плоскости. И тут становится очень хорошим вопросом, где именно болтается разгонное устройство. И, кстати, за что держится. В рамках Солнечной системы, где все интересные объекты в основном лежат в плоскости эклиптики, это не такая большая проблема, но в "космооперном сеттинге номер один" - серьезное ограничение.

Но, кстати, уметь попадать в движущуюся цель с движущейся цели неуправляемым снарядом на расстоянии в миллионы километров - это тоже не щи лаптем. Требуется очень серьезная стабилизация установки, чтобы всякие плохо контролируемые колебания не создавали случайную погрешность. Сейчас мы так не можем, а в космос можем.

2) Аэробрейкинг с 10 тысяч км/с?

Edited at 2020-09-16 03:30 pm (UTC)
gans2
Sep. 16th, 2020 03:37 pm (UTC)
-А чо вдруг "неуправляемым"?
Если пулять в магнитную ловушку, то можно играть с траекториями очень широко.

Для таких скоростей можно магнитной петлей сначала об радиационный пояс Юпитера.
nik_pog
Sep. 16th, 2020 05:10 pm (UTC)
Он становится неуправляемым после того, как вылетает из ускорителя. Со всеми погрешностями из-за неидеальности установки.
(no subject) - gans2 - Sep. 17th, 2020 03:41 am (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 17th, 2020 10:13 am (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 17th, 2020 11:33 am (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 17th, 2020 06:19 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 18th, 2020 03:56 am (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 18th, 2020 09:57 am (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 19th, 2020 01:53 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 19th, 2020 03:50 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 19th, 2020 03:59 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 19th, 2020 04:18 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 20th, 2020 05:39 am (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 20th, 2020 11:10 am (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 20th, 2020 04:37 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 20th, 2020 06:06 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 21st, 2020 02:18 am (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 21st, 2020 09:17 am (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 21st, 2020 01:54 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 21st, 2020 02:11 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 21st, 2020 02:17 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 21st, 2020 02:47 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 21st, 2020 03:06 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 21st, 2020 06:00 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 22nd, 2020 02:23 am (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 22nd, 2020 11:15 am (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 22nd, 2020 04:53 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 22nd, 2020 05:03 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Sep. 22nd, 2020 05:40 pm (UTC) - Expand
Михаил Салтыков
Sep. 17th, 2020 04:25 am (UTC)
1. Не превосходят и не превосходят в чем проблема-то? У вас все равно на термояде летают.

2. Не очень хорошее решение ибо червоточины исключительно вблизи звёзд и на полярных - очень странно. Если бы их пробивали предтечи с помощью роя светлячков - расположили бы а плоскости системы. Если бы они были естественными - захватывались бы звездами на самых разных расстояниях включая облако Оорта.
nik_pog
Sep. 17th, 2020 10:05 am (UTC)
1. К чему этот комментарий?

2. Это если предположить, что червоточина является материальным объектом и подчиняется обычным законам гравитации, которые гребут все в эклиптику. От этого я отказался еще на раннем этапе

Как мы могли видеть в обоих случаях, корабли на выходе из кротовой норы крайне уязвимы, что делает войну позиционной, а это не очень весело. Я бы решил эту проблему, сказав, что да, создание новых кротовых нор невозможно, да их положение в пространстве известно... в любой момент времени. Но объект из экзотической материи не подчиняется законам Кеплера, в отличие от вас. И никакой возможности повторить траекторию кротовой норы с помощью доступных двигателей нет

Червоточина это не спутник на полярной орбите, это статит над полюсом, который удерживается антигравитацией экзотической материи, стабилизирующей червоточину. Повесить там крупный статит из обычной материи с помощью солнечного паруса на том уровне технологий невозможно, с помощью термоядерного двигателя - на практике неосуществимо, с помощью роя светлячков - такие проекты существуют, но на момент действия любого из рассказов это только проекты, слишком большая инфраструктура нужна для поддержки. Поэтому на практике корабли ходят мимо зоны перехода по полярным орбитам и либо попадают внутрь, либо пролетают мимо.

Насчет происхождения, в этом мире есть научные гипотезы, которые объясняют зарождение зон перехода именно там естественными причинами, есть критика этих гипотез (примерно такая же аргументированная, как сейчас критика ОТО), есть дорогие эксперименты, которые должны все проверить и дать точный ответ "через 5 лет" уже много сотен лет, есть упорные веруны, которые считают "очевидную искусственность" расположения червоточин вкупе с их неудобным положением явным свидетельством существования бога.
Михаил Салтыков
Sep. 17th, 2020 10:24 am (UTC)
"1. К чему этот комментарий?"

К тому что червоточину нужно запихивать в сложные по дельте места потому что иначе у космических бродяг преимуществ над пацанами нет. Но в ваших рассказах в любом случае только реальные пацаны.

"Как мы могли видеть в обоих случаях, корабли на выходе из кротовой норы крайне уязвимы, что делает войну позиционной, а это не очень весело."

Если червоточина размером хотя-бы с Луну то проблем нет.
nik_pog
Sep. 17th, 2020 10:42 am (UTC)
1. Здесь важна линейка возможностей. Что для одного сверхпроект, для другого рутина.
- На уровне маскопанка вы можете отправить разведывательные зонды через червоточину, но не организовать нормальный грузооборот.
- На уровне без пяти минут космической шпаны вы можете сделать без дозаправки один или два перехода, что позволяет начать освоение соседних систем. Но не очень большого количества одновременно, и атаковать освоенную кем-то еще систему будет очень больно.
- На уровне реальных пацанов вы созрели для масштабной галактической экспансии, но межзвездный транспорт все еще стоит дорого, и глобализации не получится, хотя торговые империи на чем-то легком и сверхценном (вспоминаем чайные клиперы) получатся, и масштабную галактическую войну при желании устроить уже можно.
- На уровне космических бродяг звезды имеют такую же транспортную связность, как сейчас континенты.

Уровень космических бродяг в сеттинге основными державами не достигнут, но есть, к чему стремиться.

2. Радиус Луны меньше радиуса действия оружия космической шпаны. Радиус действия оружия реальных пацанов всего лишь чуть меньше, чем радиус Нептуна.
Михаил Салтыков
Sep. 17th, 2020 11:25 am (UTC)
"На уровне маскопанка вы можете отправить разведывательные зонды через червоточину, но не организовать нормальный грузооборот."

На уровне маскопанка у нас есть не только старшип, но и солнечно-электрические буксиры которые вблизи звезды уверенно конкурирует с ядерно-электрическим буксиром. И если в нору можно войти на нисходящей ветви эллипса (а чего бы нет?) то дельта всего 40-50 км/с - поворот плоскости можно и нужно делать в апоцентре одновременно с торможением. Я понимаю что уже написано и выложено, но в облаке Оорта лучше.

"На уровне без пяти минут космической шпаны вы можете сделать без дозаправки один или два перехода, что позволяет начать освоение соседних систем. Но не очень большого количества одновременно, и атаковать освоенную кем-то еще систему будет очень больно."

А с дозаправкой не только соседние.

"- На уровне реальных пацанов вы созрели для масштабной галактической экспансии, но межзвездный транспорт все еще стоит дорого, и глобализации не получится, хотя торговые империи на чем-то легком и сверхценном (вспоминаем чайные клиперы) получатся, и масштабную галактическую войну при желании устроить уже можно."

Вы переоцениваете роль оперативности доставки. Если конкурентов с быстрыми и дешевыми вариантами нет - найдут как компенсировать скорость экономическими методами и вопрос будет только в стоимости тоннопарсека. Собсвтенно и сейчас грузовые суда не сильно быстрее тех самых клипперов и идентичны параходам столетней давности

"2. Радиус Луны меньше радиуса действия оружия космической шпаны. Радиус действия оружия реальных пацанов всего лишь чуть меньше, чем радиус Нептуна."

Но много больше радиуса поражения ядерного взрыва адекватной мощности. Т.е. флот сможет пойти на штурм одним куском, а не как в Барраяре где было искусственное ограничение на проходящую массу. И можно отправлять на прорыв крепость на своей стороне (Танака - гений). В случае если у червоточин положительная масса, напомню.

Edited at 2020-09-17 12:46 pm (UTC)
(no subject) - nik_pog - Sep. 17th, 2020 05:53 pm (UTC) - Expand
(no subject) - Михаил Салтыков - Sep. 17th, 2020 06:03 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Sep. 17th, 2020 06:27 pm (UTC) - Expand
( 45 comments — Leave a comment )

Profile

nik_pog
nik_pog

Latest Month

November 2020
S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930     

Comments

Powered by LiveJournal.com
Designed by Tomohito Koshikawa