Солнечный парус, альтернативная конструкция

Идея полётов в космосе с использованием солнечного паруса возникла в 1920-е годы в России и принадлежит одному из пионеров ракетостроения Фридриху Цандеру, исходившему из того, что частицы солнечного света — фотоны — имеют импульс и передают его любой освещаемой поверхности, создавая давление.

(via)

7 фото

Конструкция солнечного паруса, как правило, подразумевает нечто сродни парашюту: той или иной формы поле, к которому с помощью строп крепится контейнер с полезной нагрузкой, таким образом, размещающийся по центру. Управление осуществляется из центрального контейнера при помощи регуляции длины строп. Для ясности дальнейшего: на картинках изображены паруса из текущей практики с ультимативно низкой, собственно, «парусностью» , т. е. отношением между площадью паруса и линейными размерами и массой конструкции. У серьёзного аппарата будущего парус будет очевидно выгнут вперёд под действием движущей силы, тысызыть.

Возможен дополнительный разгон вооруженного солнечным парусом аппарата из точки старта при помощи когерентного излучения (см. например «Мошка в зенице Господней» Ларри Нивена и Джерри Пурнела, «Бытиё» Дэвида Брина).

Это сообщение отредактировал Dith - 23.09.2019 - 17:40

Мне пришло в голову, что «парашютная» конфигурация солнечного паруса обладает рядом встроенных недостатков:
Во-первых, для капсулы с полезной нагрузкой искусственная гравитация ограничена ускорением системы, каковая ничтожна.
Во-вторых: парус будет обладать паразитической функциональностью вогнутой линзы, фокусируя отражённое рабочее излучение (и/или частицы солнечного ветра) назад по оси движения конструкции, в том числе на капсулу, подшешенную под куполом по «парашютному». На КПД конструкции это может влиять мало, если не брать случай прямого нахождения капсулы в фокусе, но зачем нам вообще уворачиваться от собственного выхлопа?

Тогда как для крупных, в том числе потенциально пилотируемых аппаратов, реально рабочей может быть схема распределения капсул полезной нагрузки по вершинам многоугольника, который представляет из себя парус.
Надо же отметить, что в условиях эксплуатации конструкции солнечного паруса в безвоздушной среде отсутствуют элементы турбулентности, которые могли-бы способствовать «хлопкам» (динамичным ударным нагрузкам на П.), заворотам углов и переворотам полотнища, что так мешают эксплуатации парусов и аналогичных систем в атмосфере...

В простейшем варианте прямоугольник с контейнерами ACBD со взаимной связностью «стропами».
Что даёт подвес пилотируемых контейнеров по вершинам прамоугольника? - Возможность организовать и регулировать исскуственную силу тяжести вращением конструкции вокруг центра масс, причем за счёт чисто кинетических передвижек между соседними вершинами A->B, B->C и так далее (использования закона сохранения импульса).

Это сообщение отредактировал Dith - 23.09.2019 - 17:43

P.S.: ПРАКТИКА:
Советскими учёными была изобретена схема радиационно-гравитационной стабилизации космического аппарата, основанная на применении солнечного паруса. Первое развёртывание солнечного паруса в космосе было произведено на российском корабле «Прогресс М-15» 24 февраля 1993 года в рамках проект «Знамя-2».
Первым использовавшим космический парус как двигатель аппаратом стал японскийIKAROS, который и считается первым в истории космическим парусником. 21 мая 2010 года Японское космическое агентство (JAXA) запустило ракету-носитель H-IIA, на борту которой находились космический аппарат IKAROS с солнечным парусом и метеорологический аппарат для изучения атмосферы Венеры. IKAROS оснащён парусом из тончайшей мембраны размером 14 на 14 метров по длине и ширине. С его помощью предполагается исследовать особенности движения аппаратов при помощи солнечного света. На создание аппарата было потрачено 16 миллионов долларов. Раскрытие солнечного паруса началось 3 июня 2010 года, а 10 июня успешно завершилось. По кадрам, переданным с борта IKAROS, можно сделать вывод, что все 196 квадратных метров ультратонкого полотна расправились успешно, а тонкоплёночные солнечные батареи начали вырабатывать энергию.
Сейчас в России существует консорциум «Космическая регата», который провёл несколько опытов с солнечными отражателями с целью освещения районов нефте- и газодобычи. Также существуют проекты выплавления зеркал на орбите из астероидов.
20 мая 2015 года с космодрома на мысе Канаверал первый в истории частный спутник на солнечном парусе «LightSail-1» был отправлен в тестовый полёт (wiki)

Это сообщение отредактировал Dith - 23.09.2019 - 17:38

Закончил, всем спасибо!

Фото Фридериха Цандера

Зашёл подеградировать, называется

Очень медленно, очень трудоемко ( если нам нужен, нормальный такой парус ) в пределах солнечной системы еще куда ни шло, а вот дальше не вариант.

Постоянное (почти) ускорение БЕЗ затраты собственной массы - это же просто праздник какой-то?!
Пока да, чистая фантастика.

Подеградируем вместе, дружище)

дык онжежь крутица исчо.вокруксебя.вроде

Просто оставлю это здесь:


Ролик долгий, смотреть не на что, но надо слушать. Внимательно.

За что минус? Аллё? Рассказ про солнечный парус.

Это сообщение отредактировал MNXA - 23.09.2019 - 17:58

Различные инженерные решения, управляемости, КПД, материала, комлеска использования используемых принципов и т.п. по этой теме это все уже вторично..
А первично- время разгона до минимально приемлемых скоростей..
Чисто теоретически, думаю пока эта система будет разгонятся, а это лет 500 примерно, если даже площадь паруса(ов) будет например 1 млн.кв.км., то будущие технологии через уже 200 лет. решат проблему более элегантно и будут катать наших предков на экскурсию сгонять посмотреть на этот допотопный парусник в пути, за пару дней, ну, за пару недель туда и обратно.. )

И в начале статьи не мешало бы поправить (использование фотонов на заряженные частицы солнечной плазмы ибо определение фотона не предусматривает энергию, массу и т.п. )

Это сообщение отредактировал alkora - 23.09.2019 - 17:58

зачем?

Это сообщение отредактировал Dith - 23.09.2019 - 17:51

Я не совсем понимаю как он будет защищён от попадания в него каких-либо "камешков"...

Вспомните элегантные решения вроде прямоточных реактивных двигателей для самолётов. Ту-144 и Конкорд уже 40 лет как не летают. Оказалось, что только военные могут себе позволить излишества, а гражданский флот того и гляди пересядет на дирижабли.

Парус изменяет импульс лишь в сторону "от Солнца". Ну, разгоняешься относительно Земли, прокатит (четверть оборота вокруг З. - парус раскрыт, четверть - закрыт, и ещё по четверти на свёртывание/развёртывание). Потом разгоняешься относительно Солнца, переходя на более высокую, чем Земля, орбиту. Скажем, на орбиту Марса. А тормозить как?

Никак. А как вообще можно от этого защититься? Моя схема хотя-бы предполагает распределение центров управления против классической "все яйцы в одну корзину".

Это сообщение отредактировал Dith - 23.09.2019 - 17:57

НТПргресс за последние 100 лет приобрел достаточную прогрессию для того, что бы через несколько сотен лет сегодняшний технический и научный уровень остался в небытие..
Можно вспомнить золотую грампластинку с записанной на ней механическим способом послание инопланетным цивилизациям.. посланным в далекий космос..
Сейчас в 1см.кв. вмещается информация .., ну вы вкурсе..)

Это сообщение отредактировал alkora - 23.09.2019 - 18:04

В начале поста я прямо цитирую вики. Не считаю возможным вносить уточнения в прямую цитату. Но спасибо за внимание, дружище)

у нивена есть еще "четвертая профессия". оно япу ближе. оно про набухивание в сосиску пришедших под солнечным парусом инопланетян
и там еще есть про бабокозлов и алименты!

Это сообщение отредактировал 42EHOTA - 23.09.2019 - 18:09

Тормозить у какой цели, коллега? Тут возможны варианты)

Не вижу криминала, если поправить с пометкой ред.
Но ладно, это я так, к слову.

Это сообщение отредактировал alkora - 23.09.2019 - 18:10