Орион и Кентавр

   Герои «Звездных войн» шутя перемещаются от одной звезды к другой. Намного серьезней это выглядит в «Аватаре», где 6-летнее путешествие к Альфе Центавра происходит за счет источников энергии, которые мы в состоянии понять. Хотя фантазия Кэмерона в такой же мере неосуществима, как сказки Лукаса. Даже ближайшие к нам звезды чудовищно и невообразимо далеки!  Проблема межзвездного полета рассматривалась в статьях:   

http://extremal-mechanics.org/archives/442

http://extremal-mechanics.org/archives/390

http://extremal-mechanics.org/archives/675

http://extremal-mechanics.org/archives/714

http://extremal-mechanics.org/archives/1428

http://extremal-mechanics.org/archives/1471

http://extremal-mechanics.org/archives/1716  

    В них отражается поиск решения задачи, которое, казалось, существует. Однако в результате стало ясно, что дотянуться до звезд в обозримом будущем не выйдет. Даже 100 км/сек — это открытая проблема. Возможно, что с ней справится ядерный, импульсный двигатель проекта «Орион». Но зона межзвездных миссий начинается с отметки 10 000 км/cек — это 130 лет полета до Альфы Центавра или 1 парсек за век. Крайне желательно достичь 30 000 км/сек, т.е., 10% скорости света. Что это означает в отношении затрат энергии ?

    Межзвездный зонд должен нести двигательную установку, источник энергии и мегаваттный передатчик (радио или лазер). При меньшей мощности вряд ли возможно зафиксировать сигнал, прошедший световые годы. Поэтому полезный зонд, а не снаряд для выстрела в звезду, не может иметь массу до 100 т. Тогда на скорости 30 000 км/сек его энергия не меньше 4.5\cdot 10^{19} Дж, что приблизительно эквивалентно 10 Гт тротила. Это больше мирового ядерного арсенала! В пересчете по формуле E=mc^2 получится 500 кг. Только аннигиляция вещества и антивещества способна превратить всю массу топлива в энергию, но производство антивещества — это пока еще фантастика http://extremal-mechanics.org/archives/709. Термоядерный синтез позволяет превращать в энергию около 0,8% массы, что дает нижнюю оценку 65 т топлива на борту. Это сравнимо с брутто-весом зонда, поэтому его прогноз 100 т значительно занижен.

   Из всех источников энергии, доступных в обозримом будущем, у термоядерного синтеза нет конкуренции. Только он может разогнать звездолет до 30 000 км/сек, … если бы fusion удалось зажечь в малом масштабе. Однако это не удается сделать 60 лет и есть основания полагать, что не удастся сделать никогда. Причина в том, что эффективный термоядерный синтез начинается при ~100 млн. K и давлении ~1 млрд. бар. Такие условия удается создать в бомбе, где триггером служит ядерный взрыв деления. Плотность внутренней энергии газа пропорциональна его давлению, то же можно сказать о конденсированной материи в таком состоянии. Давление на термоядерное топливо не должно снижаться при масштабировании взрыва бомбы. Поэтому плотность энергии, которую генерирует система зажигания, будет сопоставима с кошмаром радиационной имплозии. Но бомбу деления нельзя сделать в варианте «мини», а все попытки воссоздать эти условия «мирными средствами» ведут к гигантомании http://extremal-mechanics.org/archives/423.

   Допустим, что нужно взорвать 0,01 грамма термоядерного топлива — эквивалент 2 тонны ТНТ. При плотности сжиженного дейтерия 170 кг/куб.м, площадь поверхности такого шарика = 0.73 кв.см. Давление 1 Гбар означает, что сила, с которой нужно сдавить шарик, равна 730 000 тонн ! Кумулятивная струя создаст давление на 5 порядков меньше, поэтому обычные взрывчатки бесполезны. Устройство, которое сможет дать импульс давления ~1 Гбар на площади ~1 кв.см, окажется слишком громоздким, чтобы работать на борту звездолета.

Вариант Ориона для полета на Марс (современная репродукция)

    Оптимизм 60-70-х в отношении межзвездных полетов вытекал из надежд на управляемый, термоядерный синтез. Его наследием является проект «Дедал-Икар» http://www.icarusinterstellar.org/projects/project-icarus/, который очень хорошо продуман за исключением нюанса: такой двигатель не может работать в принципе! Идея поджигать синтез пучками электронов из небольших ускорителей, расположенных на краю сопла, является наивной.  

     Подход Фримена Дайсона — знаменитого астрофизика, который начал путь в науку математиком, был более реалистичным. Он изложил его в статье 1968 года http://galileo.phys.virginia.edu/classes/109.jvn.spring00/nuc_rocket/Dyson.pdf, написанной по горячим следам проекта «Орион». Интересно, как Дайсон сравнил Орион с Сатурном-Аполлоном, который как раз тогда готовился к полетам на Луну: реактивный Boeing-707 и величественные дирижабли 30-х годов. Сравнение решительно не в пользу самой мощной ракеты! Как бывший участник проекта «Орион»,  Дайсон остался преданным сторонником этой идеи. 

    В статье «Interstellar Transport» (см. ссылку выше) он оценил возможность отправки корабля к ближайшим звездам, используя идею Ориона: разгон за счет толчков плазмы от ядерных взрывов за кормой. Выводы Дайсона были достаточно оптимистическими, но кое-в-чем он ошибался. В статье рассмотрены два варианта звездолета: heat-sink и ablative. В обоих случаях предполагалось использовать полусферическую чашу — пушер, большого размера, но с тонкими стенками, в центре которой взрываются термоядерные бомбы мощностью 1 Мт. Принципиальная разница между двумя дизайнами заключалась в способе защиты от термического действия взрыва. Пушер heat-sink должен был поглощать тепло, а затем излучать его в пространство в инфракрасном спектре. Исходя из этого выбран радиус чаши 10 км и толщина стенки 1 мм. По сути это — парус! Материалом предлагалась медь из-за хорошей теплопроводности. Масса пушера оказалась огромной —  5 млн. т (коротких американских тонн, каждая около 900 кг). В дальнейшем всюду подразумеваются они. Общая масса звездолета с полезной нагрузкой оценивалась в 10 млн. тонн плюс 40 млн. (!) бомб на борту, каждая массой в 1 т. И эта жуткая гигантомания была годна лишь для того, чтобы достичь 1 000 км/сек в течении 100 лет! Такой проект не представляет никакого интереса, что косвенно признает автор статьи. 

   Второй из двух дизайнов (ablative) был более компактным: размер пушера ~1 км (в статье он не указан) и масса корабля 150 тыс. тонн + 300 тыс. термоядерных бомб, каждая с массой в 1 тонну и выходом 1 Мт. Он обещал скорость звездной миссии 10 000 км/сек, за 10 дней разгона при среднем ускорении 1 g. Дайсон исходил из возможности использовать идеальное покрытие пушера, которое имело бы пренебрежимо малую массу и частично испарялось при каждом взрыве, тем самым избавляясь от тепла. Сегодня абляционный принцип космического движения активно изучается (см. http://extremal-mechanics.org/archives/7455), но Дайсон пренебрег массой испаряющегося вещества, поэтому его вклад в тягу был ничтожным. В этом концепте абляция — лишь эффективный способ охлаждения.

   Однако, пренебречь массой аблирующего материала невозможно. В самом деле, пусть внутренняя поверхность пушера покрыта углеродом — это вещество с одной из самых высоких теплотой парообразования 50 МДж/кг, поэтому используется в тепловой защите боеголовок МБР. Тогда для поглощения 10% от половины энергии взрыва в 1 Мт (вторая половина удаляется от пушера), что составляет 2\cdot 10^{14} Дж, потребуется свыше 4 000 тонн углерода. И это — только на один взрыв из 300 тысяч ! Таким образом, абляционная теплозащита в данном концепте не работает.

Схема звездолета из статьи Дайсона 

   Теперь рассмотрим поближе heat-sink. Дайсон взял за основу задачу поглощения пушером половины энергии взрыва 1 Мт. Предполагалось использовать в качестве топлива дейтерий. Тритий, заметим, слишком дорог — он в сотни раз дороже плутония, чтобы быть топливом. В процессе термоядерного горения дейтерий участвует в основных реакциях:    

1.   D^2_1+D^2_1 \rightarrow He^3_2+n^1_0+3.27  Мэв

2.   D^2_1+D^2_1 \rightarrow T^3_1+p^1_1+4.03   Мэв

3.   D^2_1+T^3_1 \rightarrow He^4_2+n^1_0+17.59  Мэв

4.   D^2_1+He^3_2 \rightarrow He^4_2+p^1_1+18.34  Мэв

Основную долю энергии уносит нейтрон или протон (3/4 в реакциях 1, 2 и 4/5 в реакциях 3, 4 ).  Реакции  3 происходят на 2 порядка быстрее, чем 1 и 2, и на 3 порядка быстрей 4. При этом скорости 1 и 2 примерно совпадают. По мере роста температуры реакция 4 обгоняет 1 и 2, но уступает 3. Отсюда нетрудно понять, что доли нейтронов и протонов будут примерно одинаковыми или нейтронов будет больше. Итак, нейтроны уносят с собой примерно половину всей энергии. При этом они мало полезны для тяги, поскольку пройдут оболочку пушера насквозь. Однако нейтроны участвуют в нагревании конденсированной материи вокруг зоны синтеза, а также нагревают пушер. Протоны несут положительные заряды, поэтому не могут покинуть плазму и разлетаются вместе с ней. Средняя скорость протонов на выходе реакций 2, 4 близка к 40 000 км/сек, но разлет плазмы происходит не так быстро. Например, при температуре 100 млн. К тепловая скорость нейтронов и протонов близка к 1 500 км/сек, а ядер гелия к 750 км/сек.

    В статье Ф. Дайсона принята нижняя оценка скорости разлета 3 000 км/сек, поскольку автор исключил лучистую энергию от взрыва. Это естественно, т.к. во время написания статьи не было никакой открытой информации о термоядерном оружии. В действительности скорость разлета вещества вряд ли превысит 1 000 км/cек. Тогда кинетическая энергия плазмы составит 12% выхода, а остальное выделится в форме излучения и потока нейтронов. При этом известно, что на рентгеновские фотоны приходится свыше 80% взрыва 1 Мт, и половина этой энергии прольется на поверхность пушера. Видимо в отношении необходимости поглощать и излучать тепло оценки Дайсона близки к реальности. Однако из сказанного выше следует, что не больше 10% энергии взрыва может быть использовано для создания тяги (за счет удара плазменного сгустка в пушер). Это в пять раз меньше того, на что рассчитывал Ф. Дайсон. Соответственно, чудовищный звездолет с начальной массой 50 млн. тонн не сможет развить скорость выше 500 км/сек.      

    Очевидно, что в то время многие считали возможным поддерживать термоядерное горение без участия бомб деления (кроме одной — инициатора). В экономических оценках такой миссии Дайсон посчитал стоимость дейтерия, исходя из $100 за фунт, и получил  $600 млрд. В ценах 1968 это был валовый продукт США за год. Сейчас мы знаем, что для каждой из 40 млн. термоядерных бомб потребуется свой триггер деления («атомная бомба»). А это — сотни тысяч тонн оружейного плутония в то время, как за всю историю ядерной гонки его произвели меньше 1 000 тонн.  Таким образом, реальная стоимость Супер-Ориона была бы невообразимой, а на производство такого количества плутония  ушли бы сотни лет. Заметим, что никакой возможности затормозить себя или хотя бы спускаемый  модуль у звездолета не было. Для этого потребовалось бы увеличить стартовую массу и запас бомб еще по меньшей мере на порядок. Вот что значит полет к Альфе Центавра ! 

Фримен Дайсон, сейчас ему 91 год

   Дайсон сделал прогноз, что первый межзведный полет состоится в 22 веке, и он может быть продиктован необходимостью искать спасение для человечества. В последнее хотелось бы не верить, однако в остальном возможно, что выдающийся ученый будет прав. Но если это произойдет, то без участия Ориона, который бой с Кентавром безнадежно проиграл.

 Дмитрий Зотьев

Орион и Кентавр: 13 комментариев

  1. Дмитрий, вы всё-таки нехороший человек, в определённом смысле. Разрушаете мечты. Впрочем, Альберт Эйнштейн на этом поприще сделал гораздо больше )))
    Всякие разоблачители теории относительности берутся именно оттуда — по факту разоблачателям запретили межзвёздные перелёты в любом из вариантов, который озвучивается в фантастике. Вот и опровергают — борются за мечту, за недосягаемое!
    А по теме поста. Ну потратили 10 Гт энергии для разгона стотонного корабля. Так ведь ему ж ещё тормозить надо! А то просвистим с 10^4 км/с мимо ))) Насколько я понимаю, энергия уйдёт точно та же, что и на разгон. Рассеивать её? Каким образом, понятия не имею. Видимо оценки массы корабля надо опять уточнять в сторону увеличения.
    Кстати, почему-то не приходило в голову воспользоваться формулой (mv^2)/2. А сразу бы многое стало понятно. Я всё-таки ещё тот раздолбай )))

    • В этой статье разоблачения как такового нет. Она предельно уважительна к Дайсону, который как и я — изначально математик. Выдающийся ученый, не о чем даже говорить! Но меня давно интересовала тема Ориона и я привык думать, что хотя бы ценой гигантомании полет к звездам на этом принципе возможен. Когда случайно нашел статью Дайсона, то с удивлением обнаружил, что заблуждался вместе с ним. Дайсон видимо ничего не знал о том, как действует термоядерная бомба, т.к. в то время эта тема была наглухо закрыта. Да и сейчас, в основном, одни правдоподобные догадки.

    • Вы правы насчет того, что остановиться не получиться. Это проблема упомянута в статье. Насчет Эйнштейна не согласен. ТО ставит ограничение скоростью света. Я настроен более пессимистично )) В обозримом будущем мы не будем способны развить хотя бы 10 000 км /сек. Статья об Орионе ясно показывает фундаментальную сложность этой задачи.

  2. Я понимаю, что не вовремя… Но ряд комментариев по мелочам.

    Интересно, как Дайсон сравнил Орион с Сатурном-Аполлоном, который как раз тогда готовился к полетам на Луну: реактивный Boeing-707 и большие, но неэффективные самолеты 30-х годов.

    Я должен посыпать голову пеплом. Вы тут воспроизводите мой перевод и он неверен. Дайсон сравнивал Боинг-707 не с самолетам 30-х а с дирижаблями (можно посмотреть первоисточник). Мол они (дирижабли) громоздки, неповоротливы и малогрузоподъемны (главное — тупиковый путь развития авиации! Вот в чем был главный намек, который я тупо убрал в своем неверном переводе). Я четко помню что при переводе у меня была мысль о дирижаблях но я почему-то тупонул. И зря. Надо исправлять. Смысл метафоры все же очень отличается.

    В обоих случаях предполагалось использовать полусферическую чашу — пушер, большого размера, но с тонкими стенками, в центре которой взрываются термоядерные бомбы мощностью 1 Мт.
    В первом случае использовалась чаша, согласен. Но что использовалось во втором — остается загадкой. Дайсон умолчал. Вообще говоря детали второго проекта (абляционного) остаются просто одним большим знаком вопроса. Судя по приведенным в таблице данным Дайсон имел эскизный проект сильно отличающийся от первого, консервативного варианта. Но он явно скрыл детали ограничившись рассмотрением только деталей связанных с амортизатором.
    Как бы намекая — остальное слишком засекречено.
    Скорей всего во втором случае предполагалось использовать НАПРАВЛЕННЫЙ термоядерный взрыв (обратите внимание эта тема тогда была в самом центре ибо это связано с ПРО). То есть ЗЕРКАЛО для плазмы (с амортизатором который он считал) должно было быть в общем то плоским как у межпланетного «Ориона».
    Однако мои расчеты показывают что дабы вложиться в указанные Дайсоном парметры (удельный импульс) для этого нужен еще ряд неясных нам термоядерных чудес. В частности. Три чуда.

    1. Всем очевидное чудо- зеркало. Имеющее коэффициент коллимации импульса не 0.25 (как выше описанная чаша) а не менее 0.75 (а скорей и 0.9). Но это — самое простое чудо.

    2. Чудо-заряд который превращал бы хотя бы 0.8 часть энергии в энергию плазмы и только 0.2 в свет. Обычно ядерный взрыв в космосе почти весь превращается в свет (рентген). И лишь 5-15% превращается в энергию разлета плазмы. Как обратить? Вопрос вопросов. И вы об этом тут пишете (об этом же будет чуть ниже. Не спешите возмущаться).

    3. Направленные плазменные чудо-заряды должны иметь чудовищно высокую калорийность не ниже 6-7 кт/кг, а с учетом вышеприведенных потерь и вообще возможно до 10 кт/кг. Но типичная калорийность термоядерных зарядов 1-3 кт/кг. Его друг по проекту «Орион» ядерный оружейник Теодор Тейлор в 1985-м в статье (которая опубликована на русском в журнале «В мире науки») заявил что теоретический предел калорийности термоядерного оружия 6 кт/кг. Это теперь все называют «пределом Тейлора». Но предел ли? И это с «грязным» усилением, у Дайсона же вся энергия — из синтеза дейтерия — бомбы в его звездолете скорей всего «чистые» (и из таблицы легко высчитать что масса дейтерия в этих бомбах аж 1/3!).

    В общем его проект — это сплошной знак вопроса.
    Или Дайсон был большой фантазер и дилетант (последнее — абсолютно неверно, о чем — ниже) либо у него были некие чудесные идеи, которые рвались на свободу но он их скрыл только пространно на них намекнув (ибо это связано с секретами атомного оружия, неразглашении которых он подписывался выполнять в 1957-м году и очень ревниво соблюдал, о чем можно судить из других его статей связанных с ядерным оружием).

    В статье Ф. Дайсона принята нижняя оценка скорости разлета 3 000 км/сек, поскольку автор исключил лучистую энергию от взрыва. Это естественно, т.к. во время написания статьи не было никакой открытой информации о термоядерном оружии.

    Хочу вас разочаровать, Дмитрий. Вы явно не знаете исторического контекста. Дайсон не просто знал все тайны ядерного и термоядерного оружия. Он мог знать самые тонкие тонкости этого процесса ибо был самый что ни наесть крутой спец по взаимодействию света и вещества в экстремальных условиях ядерного-термоядерного взрыва.
    Во-первых он имел допуск как физик-ядерщик. Еще с 1957-го. Есть его воспоминания как его пичкали секретами в Лос-Аломасе. Он знал все об атомном оружии. И не как полковник а как физик, который должен был получить нобелевку вместе в Диком Фейнманом. И именно как секретоноситель и тонкий спец он участвовал при подписании Московского договора с американской стороны как ЭКСПЕРТ по ядерному оружию. Более того. Его участие в переговорах и означает что он был вхож в самые последние тайны атомного оружия. Для него не было никаких тайн. Он знал все что мог знать, когда писал статью. Возможно он и написал эту статью, потому что узнал нечто, что разожгло его воображение (а именно к тому моменту развитие термоядерного оружия дошло до своего пика. Были получены уникальные результаты. Так рассказывают что еще в 1962-м в США готовили чудо-бомбу с калорийностью 13 кт/кг! под кодовым названием «ряб» и которая скорей всего использовала сверхсжатие).
    Но самое главное.
    Дайсон принимал участие в проекте «Орион» как главный теоретик. И у него в «подтанцовке» была целая свора физиков-оружейников из Лос-Аломаса которые не лаптем щи хлебали и тем не менее заглядывали ему в рот. Об этом очень подробно описано в книге его сына о проекте. Читали? Очень познавательное чтиво (жаль лишь на английском есть)!
    В частности известно что именно Дайсон считал (засекреченную до сих пор) взаимодействите плазмы с толкающей пластиной. Будет ли отражение упругим или неупругим? Расчет показал упругое отражение (и именно взаимодействие света и плазмы там имело ключевую роль, судя по открытым воспоминаниям. А вы говорите «автор исключил лучистую энергию от взрыва» ).
    Наверняка Дайсон четко знал и все МЕЛЬЧАЙШИЕ тонкости (о которых мы можем только гадать) процессов происходящих в самом тяговом модуле. То есть проблему перекачивания энергии света в энергию плазмы он просто не мог не знать. Да я уже сам знаю как это делается для МЕЖПЛАНЕТНОГО «Ориона». Но вот возможно ли это для межзвездного? Это не такой уж простой вопрос, чтобы описать в популярной статье.
    Вы явно недооцениваете здесь Дайсона.
    Нет, возможно он в чем-то и ошибался.
    Но уж никак не мог ошибаться так, как это описываете вы.
    Скорей всего это мы с вами мало что знаем и понимаем в том, о чем он писал или на что намекал.
    Я не настаиваю. Но я вам предлагаю иной взгляд на то о чем вы рассказываете.
    Это по-крайней мере увлекательно.
    А вдруг? Верно?
    :)

    О 3 000 км/сек. Там явно хитрый расчет-обманка. Есть и другие оценки, более скрытые. 10 000 км/с как предел достижимой скорости. Мол, оболочки сверхновых звезд разлетаются с такой скоростью, мол это предельная скорость для самого продвинутого взрыволета и вряд ли это просто совпадение (говорит Дайсон). Намек? На что? На очень хорошую засекреченную физику?

    • Вообще-то я писал статью с оригинала его статьи, на который в тексте есть ссылка. Вот он http://galileo.phys.virginia.edu/classes/109.jvn.spring00/nuc_rocket/Dyson.pdf.
      Так что все, что написано в моей статье, основано на оригинальной статье Дайсона, а не на Вашем переводе. Который я в глаза не видел и вообще ничего о Вас не знал до этого момента.

      Может быть Дайсон и знал, как работает бомба, но из его статьи этого не видно. Когда он считал расходы на свой Супер-Орион, то принял во внимание только дейтерий. Хотя расходы на делящийся материал были бы в сотни раз дороже (навскидку говорю). Он явно был уверен в том, что можно поддерживать непрерывное термоядерное горение (бомбу от бомбы видимо зажигать). Наивная идея вообще-то, поэтому вряд ли он что-то знал о термоядерной бомбе. Статья Ховарда Морленда тогда еще не вышла )) Так что мне не нужна история вопроса, хотя я знаю кое-что и о ней. Вы пришли не к юноше, который вчера увлекся звездной темой. Неужели этого не видно из моих статей? ))

      Не думаю, что за этими идеями Дайсона есть какая-то скрытая тайна. Прекрасно его понимаю, как ученый. Это было нечто-то вроде того, о чем я написал в статье «Бросок к Альфа-Центавра». И та же примерно мотивация.

  3. Вообще-то я писал статью с оригинала его статьи, на который в тексте есть ссылка. Вот он http://galileo.phys.virginia.edu/classes/109.jvn.spring00/nuc_rocket/Dyson.pdf.
    Так что все, что написано в моей статье, основано на оригинале.

    Гм… Ну тога вы сделали ту же ошибку что и я. Мне это казалось маловероятным, поэтому я решил что вы просто стали жертвой единственного (насколько я знаю) русского перевода этой статьи в интернете: http://go2starss.narod.ru/pub/E020_FDMT.html
    Моего перевода. Поэтому я даже не стал уточнять где вы подхватили эту ошибку. Решил что это я виноват. Ну тогда извините. Обознался.

    Может быть Дайсон и знал, как работает бомба, но из его статьи этого не видно.
    Это не предмет спора. Дайсон ДОСТОВЕРНО знал предмет. Вы, я так понял, «читаете в подлиннике»? Тогда прочтите вот это:
    http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/inostr-yazyki/orion/Dyson_Project_Orion_2002.pdf
    И вы поймете насколько вы неверно представляете себе компетенцию Дайсона! Вы вопиющие неверно себе это представляете! Для того что бы это понять не надо быть физиком. Нужно просто знать сумму исторических фактов так ярко изложенных в книге сына Дайсона. Полюбопытствуйте. Это просто очень увлекательно написано. Не пожалеете!

    Когда он считал расходы на свой Супер-Орион, то принял во внимание только дейтерий. Хотя расходы на делящийся материал были бы в сотни раз дороже (навскидку говорю).
    А вы хотите чтобы он выставил в 1968 году цены на плутоний или уран-235 в своей статье?
    :)
    Кстати не называйте это Супер-Орионом. Супер-Орион — это своем другое. Это вообще то очень ранняя концепция на 10 лет раньше возникшая. При этом там речь шла о другом. Насколько тяжелым может быть взрыволет? Оценка Дайсона дала 8 000 000 тонн. Больше — конструкция не выдежит старт. Кстати, именно методика этих оценок потом расширилась до идеи «Сферы Дайсона». То есть Сфера Дайсона — прямая дочь Супер Ориона. Но к звездолетам это имеет мало отношения.

    Он явно был уверен в том, что можно поддерживать непрерывное термоядерное горение (бомбу от бомбы видимо зажигать).
    Вы действительно полагаете что он был настолько наивен? Невысоко же вы цените его… Пределом наивности с его стороны, я полагаю, было рассчитывать на чистое термоядерное оружие. У него есть статья еще 1961-го года, где он допускал появление такого. Теперь это называют ядерным оружием 4-го поколения. В конце 60-х это не выглядело так безнадежно как сейчас.

    Наивная идея вообще-то, поэтому вряд ли он что-то знал о термоядерной бомбе.
    Еще раз. Есть факты. Сам Дайсон мог скромно оценивать свои знания. Он, разумеется, не принимал участие в разработке ядерного оружия. Но он занимался соответствующей физикой. Это раз. У него была база (чего, скажем у меня нет). Но самое главное и это два — он был посвящен в ядерные секреты. В 1957-м его вызвали в Лос-Аламос и ими (как он шутил) «буквально напичкали».
    Я не думаю что он потом сильно обновлял этот свой багаж. Но он очень высоко оценивал эти свои знания. Мол, многое помогало понимать глубоко и ясно.
    И я уверен что ему приходили данные о последних достижениях в США и он мог эти данные «компилировать» для своего увлечения юности — проекта «Орион».
    Смотрите.
    Достоверно известно вот что. За всю историю Дайсон лишь дважды садиться за идею межзвездного взрыволета. Есть ранние проекты (их часто путают с позними, которые мы тут обсуждаем) 1959-го года. Там тоже две версии летающего города. Медленная (тяжелая) и Быстрая (ну очень тяжелая версия!). Эта ранняя бумага с «расчетами на коленке» все так же засекречена. Младший Дайсон видел конец или черновик. И выводы из нее — самый быстрый корабль будет весить миллионы тонн и сжигать миллионы бомб. Мол, это слишком запредельно дорого. Это — результат 1959-го года!
    Эта прикидка обсуждается в Дженерал Атомик (бандой ядерщиков) и ложится в стол.
    Проект «Орион» живет ближними планами — Сатурн, Марс и. … умирает.
    Дайсон занят другими делами. И вдруг в конце 60-х он опять возвращается к межзвездной теме. Теперь у него опять два проекта. Но теперь все наоборот. Медленный (тяжелый) и быстрый (относительно легкий). И даже (внимание!) появляются оценки ОСУЩЕСТВИМОСТИ!
    То есть вся концепция через 10 лет явно и сильно пересмотрена в сторону большего оптимизма.
    С чего бы это?
    Зачем Дайсон вообще взялся за межзвездный Орион? Если он хотел пнуть Аполло — мог бы написать статью (он умел!) о том каким бы классным был бы полет сейчас на Сатурн на 4000-тонном Орионе!
    Но он почему-то берется за совсем левую межзвездную тему.
    Все это — мои домыслы, но я допускаю что ему по секретным связям (он еще и член какой-то там закулисной комиссии, тайного сообщество ученых приближенных к каким-то там тайным клубам) что-то рассказали. Я допускаю что какой- нибудь Сиборг (дружбан по переговорам в Москве а в бытность Макномары по-сути генерал от ученых по атомным делам) рассказал о последних достижениях в атомных секретах. В термоядерных делах. Почему нет? Он же с допуском! Ему это можно было преподнести так, мол, дружище ты занимался Орионом? Смотри что из этого у нас теперь получается по линии ПРО.
    Могло быть? Вполне. Именно с Дайсоном это и могло произойти.
    Пускай новые данные попали к нему не в деталях. Пускай на уровне граничных оценок. Но очень хорошему физику Дайсону этого было достаточно чтобы разгорелось воображение и старая, десятилетней давности тема на фоне космического оптимизма (вот-вот высадятся на Луну!) вдруг всплыла и заиграла новыми красками. Он садится за расчеты «на салфетке». Вряд ли он считает что-то детально. Но он — гений в таких вещах. Получилось круто (последний вариант, табличка номер 2 в статье) и в итоге появляется статья приуроченная началу программы нелюбимого «Аполлона» (ведь это он «украл» у «Ориона» победу! Читайте статью Дайсона 1965-го года «Смерть проекта»). Но так как открыто рассказать обо всем этом нельзя, ибо это все — страшный секрет, он пишет такую вот обтекаемо-странную статью где описывается в деталях очень примитивные проект, а о самом главном — только намекает, мол смотрите что можно сделать в пределе!
    Версия? Вполне себе версия.
    В любом случае повод присмотреться к заданным Дайсоном параметрам последней концепции взрыволета повнимательней.
    Ксати. Вы смотрели фильм «Эвакуация Земли»? Там ведь всплывает опять взрыволет. И там безапелляционно заявляется что максимально достижимая на взрыволете скорость 7% от света.
    Откуда? Почему не круглые 10% как было у Карлуши Сагана?
    Так может все же есть повод для оптимизма?
    Пускай не 7% но 3% от света — этого было бы достаточно чтобы летать между звездами за столетия.
    Тяжело но допустимо.

    Статья Ховарда Морленда тогда еще не вышла ))
    Вот именно. Поэтому все что мог сказать в 1968 году засекреченный и чудовищно щепетильный в вопросах секретности Дайсон в своей статье — что водородная бомба имеет удельную массу не более 1 кг/кт (и то по оценке кузькиной матери, то есть достижений русских) и на это опираться.

    Так что мне не нужна история вопроса, хотя я знаю кое-что и о ней. Вы пришли не к юноше, который вчера увлекся звездной темой. Неужели этого не видно из моих статей?
    Мне казалось что любознательный человек будет интересоваться интересующей его проблемой СО ВСЕХ СТОРОН.

    • Мне импонирует Ваша увлеченность и Ваши высказывания интересны, но …
      Уже начинают утомлять Ваши упреки при всей их вежливости. Вы не могли бы обсуждать темы, а не мою скромную персону? В том числе не поучать меня?

      Я охотно разделяю Ваше уважение к Фримену Дайсону. Да, он почти легенда. Я узнал его имя лет в 10 наверное. Но остаюсь при своем мнении о том, что он не разбирался в ядерном оружии. Это никак его не унижает. В то время никто не разбирался кроме инсайдеров.

  4. В то время никто не разбирался кроме инсайдеров.
    Так он и был инсайдером. :)
    Теодор Тейлор (с которым Дайсон на пару стояли во главе разработки «Орион») был супер-инсайдером. Он был ведущий спец по ядерному оружию практически всю жизнь.
    Дело не в уважении к Дайсону. Дело в том что возможно существуют восхитительные решения межзвездного взрыволета (еще один подарок в ряду ядерных-термоядерных подарков, возможно уже последний подарок природы), которые нам просто неизвестны в силу его глубокой засекреченности и только вот такие «ушки» как статья Дайсона могут на них очень косвенно указывать.

    • Сильно сомневаюсь. Много думал по поводу Орионо-подобных концептов и пришел к неутешительному выводу.

      Не был он инсайдером. И я объяснил, почему так считаю. Вы же голословно возражаете. То же касается Теда Тейлора. Надеюсь, что Вы не путаете его с Эдвардом Теллером. Даже, если он был инсайдером, речь не о нем, а о Дайсоне. Грубо прикинуть расходы на уран-235 или плутоний ему ничто не мешало, если он взялся оценивать стоимость проекта. В итоге недооценил его в сотни раз в научной статье, боясь быть обвиненным в разглашении секретов? Это просто смешно.

  5. Сильно сомневаюсь. Много думал по поводу Орионо-подобных концептов и пришел к неутешительному выводу.
    Ну совсем уж негодной эту идею назвать нельзя. Как не верти, но удельный импульс примерно 1000 км/с из термоядерных бомб выжать в принципе же можно. Я просто исхожу из наблюдательного факта. При ядерных взрывах в космосе плазма бомбы сферически разлетается (как утверждают разные источники) с примерно такой же усредненной скоростью. Значит и в направленном взрыве есть надежда получить примерно такой же импульс (вопрос что это лишь ~ 1/10 всей выделявшейся энергии — можно просто незаметить).
    Но в этом случае полет продлится более 1000 лет. Как выжать больший импульс — вот в чем засада. Можно ли получить 3000 км/с? 5000 км/с?
    Энергии зарядов под «пределом Тейлора» в 6 кт/кг для, скажем 3000 км/с должно хватить. А возможно что этот предел совсем и не предел. Но куда сложней вопрос перекачки энергии взрыва в виде света в кинетическую энергию плазмы и желательно уже направленную энергию, хотя и со сферическим разлетом, можно в принципе попробовать бороться:

    http://go2starss.narod.ru/pub/016_LFR_07.gif

    Как по мне — самая узкая проблема — превращение энергии света в энергию плазмы. Найдется для нее решение — можно надеяться на решение остальных проблем. Но если такое решение есть, оно вряд ли лежит на поверхности. Разгадать его опираясь только на открытые источники как разгадывать секрет водородной бомбы с десятью классами образования. :)
    В принципе есть две идеи превращение энергии света в движение материи.
    Радиационная абляция (секрет которой мало кто во всех деталях понимает, возможно в некоторых особых случаях оно и может разгонять до ~ 5 000 км/с материю?)

    http://files.balancer.ru/forums/attaches/2017/10/31-5553125-4000-orion-imp-mod.png

    И… давление фотонного газа. При миллиарде градусов (термоядерное горение ~ 100 кэВ) оно по идее (четвертая же степень температуры) на порядки выше давления абляции при температуре 1-5 кэВ от триггера. То есть давление не 15-16 порядков паскалей (как при сжатии типичного термоядерного заряда), а примерно 17=18. Возможно можно рассчитывать на это?
    Но ясно что все это — вилами по воде. Не идеи, а смутные надежды. А вот Дайсон, я думаю, все это мог оценивать «на салфетке». Это как раз его была парафия. С теорией этого он как раз и работал в рамках «Ориона». Он, возможно и сейчас может, хоть и стар. Но он же засекреченный физик! Ему принародно это делать нельзя.

    • В ~1000 км/сек оценивают скорость расширения делящегося ядра к моменту затухания цепной реакции. Начальная скорость разлета плазменного сгустка, насколько я могу судить, имеет порядок 100 км/сек. При термоядерном взрыве принципиальной разницы в температуре нет, только масштаб больше.

      Скорость волны термоядерной детонации при температуре 100 млн. К можно оценить в 2 000 км/сек (формула с источником дана в статье http://extremal-mechanics.org/archives/1208) . Но это — в малом объеме. Cредняя скорость альфа-частиц, выделяющихся при синтезе D + T, при 100 млн. К не превышает 800 км/сек. Быстрей они не полетят ни при каких ухищрениях, а от нейтронов толку нет. Хотя там будут и протоны от D + D … но лень считать.

      Исходя из вышесказанного и размышлений на эту тему в прошлом, мне кажется реалистичной оценка удельного импульса в 1 000 км/сек для гигантского корабля типа Супер-Орион, у которого тяговые сборки выделяют порядка мегатонны (т.е. для химеры), и в 100 км/сек для практически осуществимого Ориона.

      Надежды на 3 000 км/сек и выше, на мой взгляд, необоснованны. Миллиард К при взрыве термоядерной сборки — это перебор, такого не будет в существенном объеме. Света при взрыве в вакууме почти нет — там в основном рентгеновское излучение. Нет никаких научных тайн в том, как эту энергию превратить тепло, но превращается она не очень эффективно.

      Вы разумеется можете верить в то, что Дайсон знает нечто такое, чего нельзя понять из общих принципов физики, но я предпочитаю научные аргументы вере в Генделя Серого ))