Зашоренность потребителей поражает - строить и продавать за 4млн долларов такие тачки мы значит автопроизводителям позволяем и покупаем эти поделия: https://www.youtube.com/watch?v=CHSgj-rTpj4&t=1s
А создать запрос на такой товар мы значит не догадываемся
даже Маск и тот в эту сферу не сунулся, все какие-то электромобильчики клепает.
У нас авиаинженеров нет? Да нет их хватает. У нас теории вентиляторов в кольце нет? Да ну. У нас программ для расчета нет? У нас компьютеров для управления нет?
Все, что было рассказано в предыдущем посте, неосуществимо по энергетическим причинам, по крайней мере в рамках наших современных знаний о природе, а теперь посмотрим по каким причинам.
В графике замедления времени есть очень интересный факт - замедление времени и γ - фактор Лоренца равны, а еще, γ - фактор Лоренца показывает сколько энергии в виде антиматерии+материя со стопроцентным КПД нужно затратить на разгон ракеты.
И отсюда следует, чтобы получить 70 кратное замедление времени нам надо затратить 35кг антиматерии+35 кг материи для разгона 1 кг ракеты до субсветовой скорости. Печаль.
Посмотрим, что можно предпринять на практике если у нас будет антиматерия. Возьмем скорость звездолета в половину скорости света, а именно 150 000 км в сек и посмотрим сколько нам надо энергии для разгона 1кг корабля:
Для вычисления кинетической энергии объекта, движущегося с релятивистской скоростью (близкой к скорости света), мы должны использовать формулу из специальной теории относительности:
E = (γ - 1)mc²
где E - кинетическая энергия, m - масса объекта в покое, c - скорость света, и γ (гамма-фактор) выражается как:
сколько надо антивещества и вещества для аннигиляции, чтобы выделилось 14000 ТДж
Давайте рассчитаем, сколько материи и антиматерии нужно аннигилировать, чтобы получить 14000 ТДж энергии.
По формуле Эйнштейна, энергия, выделяемая при аннигиляции, связана с массой аннигилирующих частиц соотношением:
E = mc²
где E - выделившаяся энергия, m - суммарная масса аннигилировавших частиц, c - скорость света.
При аннигиляции массы m материи и массы m антиматерии суммарная масса аннигилировавших частиц будет 2m. Подставляя это в формулу, получаем:
E = 2mc²
Нам нужно найти m, зная E. Выразим m из этого уравнения:
m = E / (2c²)
Подставим известные значения:
E = 14000 ТДж = 1.4 × 10^16 Дж
c ≈ 3 × 10^8 м/с
m = (1.4 × 10^16) / (2 × (3 × 10^8)²) ≈ 0.0778 кг ≈ 77.8 г
Таким образом, для получения 14000 ТДж энергии путем аннигиляции нужно аннигилировать около 77.8 граммов материи и столько же антиматерии, то есть в сумме около 155.6 граммов.
Вариант путешествия на ракете весом 1000 тонн с 156 тоннами антиматерии выглядит уже интереснее, но вопрос в том - где взять столько антиматерии и как научиться преобразовывать ее в энергию разгона со 100% КПД?
Предположим, что мы отбросили идею с ракетой, и хотим просто отправить 1кг зонд-исследователь в разведку к ближайшим звездам. Допустим, что у нас есть метод подпитки зонда по лазерному лучу с Земли. И посчитаем, сколько надо электроэнергии для подпитки аппарата (14000 ТДж):
Сначала переведем 14000 ТДж в гигаватт-часы (ГВт⋅ч), так как электростанции обычно измеряют свою выработку в этих единицах.
1 ТДж = 10^12 Дж
1 ГВт⋅ч = 3.6 × 10^12 Дж
Таким образом, 14000 ТДж = 14000 × 10^12 Дж = 14000 / 3.6 ГВт⋅ч ≈ 3889 ГВт⋅ч.
Теперь рассмотрим электростанцию с 4 гигаваттными блоками. Если все блоки работают на полную мощность, то общая мощность электростанции составляет:
4 блока × 1 ГВт/блок = 4 ГВт
Теперь мы можем вычислить время, необходимое для выработки 14000 ТДж или 3889 ГВт⋅ч энергии:
Время = Энергия / Мощность
= 3889 ГВт⋅ч / 4 ГВт
≈ 972 часа
≈ 40.5 дней
Итак, электростанции с 4 гигаваттными блоками, работающими на полную мощность, потребуется около 972 часов или 40.5 дней, чтобы выработать 14000 ТДж энергии. Да еще надо затратить столько же энергии на торможение аппарат в точке прибытия аппарата. А это у нас, на секундочку, ЛАЭС в Сосновом Бору. И работать ей на один 1кг зонд 40 дней на разгон и 40 дней на торможение.
И, в заключение, рассмотрим еще один вариант - ядерную или термоядерную ракету. А вот здесь есть такой факт: в расчете на единицу массы аннигиляция материи и антиматерии является самым энергоемким процессом, превосходя деление урана примерно в 2000 раз, а термоядерный синтез - примерно в 500 раз, значит на разгон 1 кг до половины скорости света нам потребуется уже не 155.6 граммов антиматерии, а 77кг термоядерного топлива или 310кг урана. С инженерной точки зрения я не вижу вариантов сделать такую ракету.
Остается ограничиться разгоном до 0.1 скорости света, а вот тогда кинетическая энергия 1 кг ракеты, движущейся со скоростью 30000 км/с (10% скорости света), составляет около 4.5 × 10¹⁴ Дж или 450 ТДж. Соответственно, для получения 450 ТДж энергии путем термоядерного синтеза по реакции D-T потребуется около 0.53 кг дейтерия и 0.80 кг трития, в сумме около 1.33 кг термоядерного топлива. А урана потребуется 5.32 кг на разгон и 5.32 кг на торможение.
Все расчеты проводились при допущении 100% КПД. Вот такая у нас печальная мечта о звездах!
Для возможности хоть как-то долететь до ближайших звезд посмотрим сначала эту картинку:
Допустим мы хотим долететь до ближайшей планеты похожей на Землю. По предварительным оценкам астрономов, такая планета должна находиться на расстоянии около 25 световых лет. Но нам не хочется лететь так долго, попробуем побыстрее.
Посмотрим что будет на скорости 0,999999 от скорости света.
Для скорости 0,999999 от скорости света замедление времени составит:
t' = t / γ
где:
t' - время в движущейся системе отсчета
t - время в неподвижной системе отсчета
γ - фактор Лоренца
Фактор Лоренца вычисляется по формуле:
γ = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2)
где:
v - скорость движущегося объекта
c - скорость света
Подставляя значения v = 0,999999c и c = 299 792 458 м/с, получим:
γ = 1 / sqrt(1 - 0,999999^2) ≈ 70,7
Таким образом, время для часов, движущихся со скоростью 0,999999 от скорости света, замедлится в 70,7 раз по сравнению с неподвижными часами.
Но теория говорит, что для того, чтобы разогнаться до такой скорости с ускорением 20 м/с² потребуется около 14 990 000 секунд или около 416 дней.
В итоге чтобы долететь до планеты на расстоянии в 25 световых лет надо 14 месяцев разгоняться, 14 тормозить и еще 2 месяца просто равномерно лететь. Итого 30 месяцев - в принципе, приемлемо.
Далее - чем разгонять? Возьмем, к примеру, протоны, которые производятся на БАК.
Чтобы вычислить, во сколько раз масса протона, разогнанного до скорости 0,999999991 от скорости света на БАК, больше массы покоящегося протона, нужно использовать формулу релятивистской массы из специальной теории относительности:
m = m0 / √(1 - v^2/c^2)
где: m - релятивистская масса протона при данной скорости m0 - масса покоя протона (1,673 x 10^-27 кг) v - скорость протона (0,999999991c) c - скорость света в вакууме (3 x 10^8 м/с)
Подставляя значения, получаем:
m = 1,673 x 10^-27 / √(1 - (0,999999991)^2) m = 7038 x 10^-27 кг
Таким образом, масса протона при скорости 0,999999991с составляет 7038 x 10^-27 кг.
Разделив это значение на массу покоя протона 1,673 x 10^-27 кг, находим, что масса сверхрелятивистского протона на БАК больше массы покоящегося протона примерно в 4209 раз!
Это поистине колоссальное увеличение инертной массы, являющееся одним из наглядных проявлений релятивистских эффектов специальной теории относительности при околосветовых скоростях.
А зачем мы считали массу такого протона? А чтобы оценить расход рабочего тела на разгон и торможение.
Согласно закону сохранения импульса, при выбросе массы (топлива) из ракеты с относительной скоростью u, импульс ракеты изменяется на величину массы выброса, умноженной на скорость выброса u, но с противоположным знаком.
Откуда мы видим, что расход водорода может составить 3% от массы ракеты при истечении протонов на скорости 0,999999991с. Исходя из того, что скорости полета и истечения выхлопа примерно световые, а разница в изменении 4200/70=60 раз.
Итог таков - для практического полета на расстояние в 25 световых лет за 2.5 года по корабельным часам нужен, к примеру, корабль с массой 1000 тонн и 33 тонны водорода в качестве рабочего тела. Ну и какой-нибудь линейный ускоритель протонов с реактором для питания всего этого корабля.
Говорят, что до ближайшей обитаемой планеты от Земли порядка 25 световых лет. А теперь посмотрим насколько медленна скорость света и насколько велики межзвездные расстояния сравнив скорость света и скорость улитки.
Космолет на старте
Если от Земли полетит космолет на скорости света, то до этой обитаемой планеты он долетит ровно за столько времени, как улитка доползет от Москвы до Владивостока.
Улитка в пути
Расстояние между Москвой и Владивостоком приблизительно составляет 9000 километров, Средняя скорость улитки составляет примерно 0.03-0.05 км/ч. Для простоты расчетов возьмем среднее значение 0.04 км/ч.
Чтобы рассчитать время, за которое улитка доползет из Москвы во Владивосток, необходимо расстояние разделить на скорость:
9000 км / 0.04 км/ч = 225000 часов
Теперь переведем часы в годы, учитывая что в году примерно 8760 часов (365 дней × 24 часа):
225000 часов / 8760 часов/год = примерно 25.7 лет
Таким образом, если улитка будет двигаться без остановок и постоянно в том же направлении, то ей потребуется примерно 25.7 лет, чтобы доползти из Москвы во Владивосток.
Вывеску, к сожалению, давно сняли, данная вывеска украшала здание с 2013 по 2018, кто не верит на яндекс-картах панорамах может эти фотки найти, там есть панорамы по годам. Адрес панорамы: наб. Обводного канала, 122Б, Санкт-Петербург. А так прикольно было - проезжать там мимо и неизменно получать заряд веселости.
Девочки, ваши идеи найти красивого богатого дурака - беспочвенны. Понятно, что красивый нужен, чтобы детки были красивые, богатый нужен, чтобы самой не работать, ну а дурак, чтобы вертеть этим кретином, как захочется. Купите билетик столото, что-ли, это будет реальнее.
