Question

На чем будет работать двигатель межпланетного корабля?

Экспедиция даже на Марс предполагает создание принципиально нового по сравнению с классическим внутреннего сгорания двигателя - ДВС здесь не выглядит перспективным - во-первых непомерно большую долю от массы корабля будет занимать топливо и окислитель, во-вторых скорость такого корабля будет оставлять желать значительно большего - одно дело запустить беспилотник, который будет долгие года пересекать солнечную систему и тихо-степенно "прощупывать" планету за планетой, другое дело если его будут пилотировать живые люди - их время "по определению" сильно ограничено... Вопрос к вам, физики и техники - что же это будет за двигатель, который и не так много массы и места будет занимать, и придаст кораблю солидную (хоть и не субсветовую) скорость?

Answer 1

К сожалению, не разбираюсь подробно в технической стороне вопроса, т. е. в плане конструкций, я больше теоретик. С моей точки зрения, двигатель будет совершенно нового вида, возможно, работать он будет на специальном ядерном топливе. Вместе с этим свои плоды должны будут принести и другие направления в науке. Например, такой корабль будет состоять из сверхтонкого, очень прочного, но легкого материала. Несложно представить, как на огромную взрывную волну реагирует тяжелая грузовая машина и как это делает маленький мячик от пинг-понга. Очень и очень интересный вопрос вы задали. Из единицы здесь вытекает десяток. У данной научной проблемы очень много разветвлений. Ещё не менее важным является вопрос не только о том, какое это будет топливо, но и где его брать и как использовать очень экономно и наиболее эффективно. Пожалуй, самое единственное, что приходит уверенно в голоду - это, как уже было отмечено выше, атомная энергия.

Есть ещё такое понятие как "Кротовая нора"

Answer 2

Да в общем то именно отсутствие двигателя и ограничивает освоение планет. Со времен Фау-2 прогресс не велик.

Пока нет ничего.

Из реалистичного рассматриваются 2 варианта:

1. ЯРД - атомный реактор нагревает водород и выбрасывает его через сопло. Т.е. более-менее обычный РД, но с большим импульсом. В общем то в начале 70-х в США двигатель доведен до летного состояния.
2. Ионный двигатель. Электрическое поле разгоняет ионизированный газ (криптон или еще что то). Импульс просто гигантский. Питание или от реактора или от солнечных батарей. Проблема с очень малой тягой.

Все остальное - достаточно фантазийно.

Answer 3

Наиболее перспективным на сегодня вариантом двигателя для межпланетного корабля является ионный двигатель. В нём ионизированные атомы разгоняются в электрическом поле и выбрасываются со скоростью, которая примерно в 10 раз больше скорости истечения рабочего тела из химического двигателя. Какие двигатели уже опробованы на автоматических межпланетных станциях, например на японской станции «Хаябуса».

Главное достоинство ионных двигателей — способность непрерывно работать многие месяцы и даже годы, а также небольшой расход топлива. Их недостаток — низкая тяга, поэтому они не могут использоваться для старта с Земли. Тем не менее, уже выведенному в космос кораблю, подобный двигатель может обеспечить разгон до скоростей, недостижимых для химических ракет.

На сегодня главной задачей в разработке ионных двигателей является повышение их мощности. В США уже разрабатывается двигатель, который будет обеспечивать тягу около 5 ньютонов. С таким двигателем полёт с земной орбиты до Марса может занять всего пару недель.

Источником энергии для ионного двигателя могут служить как солнечные батареи, так и (в случае высокой мощности) бортовой ядерный реактор.

Answer 4

Идей на эту тему много. Например, могу подарить такую - использовать для рабочего тела "эквивалентно-бескон­<wbr />ечную массу". В моей машине локального времени (в интернет-поиске - МЛВ), рабочее тело обретает массу, эквивалентную бесконечной. За счет чего я и сделал заключение, что темп времени в установке локально равен нулю.

А вот в качестве "рабочего тела" может быть что угодно - например квантовые флуктуации, виртуальные частицы (или, даже, поляризация вакуума), для которых можно остановить время и которые станут реально иметь массу в рабочий момент реактивного выброса. Проблема только в том, что необходимую для этого энергию можно получить только около звезды, излучением, радиационным путем. И тогда строчки из песни космонавтов, приобретут новый смысл - "... проложим свой путь от звезды до звезды ...". И все будут удивляться, как это автор песни в 20 веке смог предвидеть будущее на сотни лет вперёд!

Answer 5

Все предложенные здесь "двигатели" были придуманы много десятилетий назад! Это говорит прежде всего о том, что нового в этом вопросе ничего не появилось. Из более-менее свежих идей была предложена идея разгона корабля мощными лазерами, но боюсь, что в таком корабле ни один человек не выживет. Остается только развиваемый принцип реактивного двигателя, но на основе ЯРД или ионный, оба эти двигателя требуют большого количества энергии, получаемого в относительно небольшой установке, как только появятся компактные энергетические установки с мощностью измеряемой мегаваттами, так и появятся новые космические корабли, способные летать в любую точку солнечной системы. Запасы топлива можно создавать на орбите и снабжать необходимым количеством космические корабли там же, тем более, что сборка их скорее всего будет происходить в космосе.

Answer 6

Фотонный двигатель. Аннигиляция. Вещество и антивещество. К сожалению, зеркало такого двигателя достаточно большое. Оно будет занимать больше половины корабля. Стартовать с Земли он не сможет. Поэтому части корабля придется изготавливать на Земле, а собирать его придется на орбите. Для этого космонавты и работают на космических станциях. Отрабатывают сборку космических кораблей. Скорость такого корабля будет близкой к скорости света. Поэтому слетать на Марс для него - пшик. Так, только груз и колонистов на орбиту Марса закинуть. А потом к звёздам...

Answer 7

Думаю наука уже на пороге создания безопорного движителя, ничего сверхъестественного в такой концепции движения нет, так что в ближайшее время он должен появиться (а может уже и есть, но засекречен). Источник энергии для такого движителя то же уже разработан - ядерный реактор, в космическом исполнении.