Planeta krążąca wokół Alfy Centaura!!!

[pomruk]

Długo oczekiwana wiadomość: odkryto planetę krążącą wokół gwiazdy Alfa Centauri B !!! Jednej z trzech, tworzących najbliższy Słońcu układ gwiazdowy. Tuż pod nosem, ok. 4 lat świetlnych od nas.
Gwiazda świetnie znana, o planetach wokół niej śnili fantaści... Wreszcie jest taka planeta! O masie ziemskiej! Niestety, krąży bliziutko gwiazdy - obiegając ją w ciagu zaledwie 3 dni - więc rozżażona jest w stopniu piekielnym...
Odkrycia dokonano metodą pomiarów prędkości radialnych, teleskopem ESO. Nic nie stoi na przeszkodzie istnieniu odleglejszych planet, także wokół składnika A czy Proximy.
Doniesienie pojawi sie dziś w "Nature".

www.eso.org/public/news/eso1241/

[petrucchio]

pomruk napisał:

> Doniesienie pojawi sie dziś w "Nature".

Jest już w Nature News:

www.nature.com/news/the-exoplanet-next-door-1.11605

[pomruk]

Obszerny i rzetelny artykuł w dzisiejszej GW:
wyborcza.pl/1,75400,12684580,Jest_blisko_Ziemi_planeta_wielkosci_Ziemi_.html?utm_source=HP&utm_medium=AutopromoHP&utm_content=cukierek1&utm_campaign=wyborcza

[asteroida2]

Jeśli okaże się, że krążą tam inne planety, to może będzie to wreszcie impuls do tego, żeby popracować trochę głową i wymyśleć jak wysłać tam sondę badawczą.

W dziedzinie napędów jądrowych wciąż pojawiają się nowe pomysły. Np. coś takiego:
en.wikipedia.org/wiki/Fission-fragment_rocket
W skrócie chodzi o to, że w klasycznych reaktorach jądrowych produkty reakcji wyrównują swoją temperaturę z otoczeniem. Impuls właściwy jest więc uzależniony od tego, jak wysoką temperaturę może wytrzymać konstrukcja. Ten pomysł polega na tym, żeby reakcja zachodziła na powierzchni paliwa, tak żeby produkty reakcji mogły swobodnie ulecieć. Ponieważ znaczna większość ich masy jest w postaci zjonizowanej, można je skierować polami magnetycznymi w odpowiednią stronę. W ten sposób całe paliwo jądrowe byłoby jednocześnie masą czynną, a impuls właściwy byłby setki razy większy.

Wystarczająco duży zapas paliwa jądrowego mógłby pozwolić dotrzeć do Alfa Centauri w 40-50 lat. Wysłanie sondy takiej jak Curiosity pewnie nie miałoby w ten sposób sensu, ale wysłanie sondy która byłaby inteligentna i potrafiłaby na miejscu zbudować duży radioteleskop, który możnaby wykorzystać do interferometrii, już byłoby warte tego czasu.

[smutas]

Wystarczająco duży zapas paliwa jądrowego mógłby pozwolić dotrzeć do Alfa Centauri w 40-50 lat.

Ladne SF nam tu zapodales :-) Czyli statek ma zasuwac ok. 1/10c i byc napedzany zjonizowanymi czastkami. Na dzis mamy jonowce popedzajace czynnik roboczy od 30 do 80 km/s. To zas daje ok 180km/s w przypadku stosunku mas statek: paliwo 1 : 9. Zeby dojsc do 1/10c trzeba czynnik roboczy rozpedzic 4000x szybciej i zredukowac stosunek mas; wypadaloby przyhamowac przed orbitowaniem :-)

sondy która byłaby inteligentna i potrafiłaby na miejscu zbudować duży radioteleskop

Czy masz na mysli znalezienie surowcow, wytopienie szkla, oszlifowanie go itp? Za 100 lat :-) Nasze wnuki tego nie doczekaja :-)

cheers

[asteroida2]

> Na dzis mamy jonowce popedzajace czynnik roboczy od 30 do 80 km/s. To zas daje
> ok 180km/s w przypadku stosunku mas statek: paliwo 1 : 9. Zeby dojsc do 1/10c
> trzeba czynnik roboczy rozpedzic 4000x szybciej i zredukowac stosunek mas

en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fission#Output
W rozpadzie jądrowym ponad 90% energii jest uwalniane jako energia kinetyczna powstałych jąder, które inicjalnie poruszają się z prędkościami rzędu 3%c (10 000 km/s). Jeśli wykorzystamy je bezpośrednio jako masę odrzutową, to 1/10 c możemy uzyskać przy stosunku mas 1:30.
Żeby wyhamować potem do zera potrzebujemy stosunku mas 1:900. To jest wykonalne. To będzie kilkaset kilogramów sondy i kilkaset ton paliwa jądrowego.

> Czy masz na mysli znalezienie surowcow, wytopienie szkla, oszlifowanie go itp?
> Za 100 lat :-) Nasze wnuki tego nie doczekaja :-)

Może za 100 lat, ale może znacznie wcześniej. Robotyka dopiero zaczyna się rozkręcać i takie technologie mogą być już dostępne za 20-30 lat.

[smutas]

Ciekawe... Jednak jakos nie przekonuja mnie te rozwiazania. Podczas rozpadu emisja energii I czasteczek jest losowa. Wg. tego co polinkowales, oni chca to jakos ukierunkowac elektromagnetycznie. Niby sie da, przeciez w akceleratorach wiazki lataja prawie z 99.999c, ale zjadaja duuuzo energii I sa wielgasne.

Inna sprawa to wspomniane kilaset ton materialu rozszczepialnego. Przy swiatowych rezerwach mniej wiecej tej wielkosci... czarno widze mozliwosc wyslania "malej, nikomu niepotrzebnej sondy".

Cheers

[asteroida2]

> Wg. tego co polinkowales, oni chca to jakos ukierunkowac elektromagnetycznie. Niby sie da,
> przeciez w akceleratorach wiazki lataja prawie z 99.999c, ale zjadaja duuuzo energii I sa
> wielgasne.

Ale to zupełnie inny problem. Tam wiązki są bardzo dokładnie kontrolowane. Tutaj wystarczy że cząstki będą leciały mniej więcej we właściwym kierunku, tak żeby np. 90% pędu było wykorzystane efektywnie. To nie wymaga zbyt skomplikowanych układów.

> Inna sprawa to wspomniane kilaset ton materialu rozszczepialnego. Przy swiatowych
> rezerwach mniej wiecej tej wielkosci... czarno widze mozliwosc wyslania "malej, nikomu
> niepotrzebnej sondy".

Aż tak źle nie jest. To może być uran niewzbogacony, jeśli reaktor na sondzie będzie powielający. Na świecie wydobywa się 50 tysięcy ton uranu rocznie, więc tysiąc ton można zużyć. Będzie to kosztowało kilkaset milionów $, więc pewnie nie będzie to największa część kosztów wyprawy.

[smutas]

Tutaj wystarczy że cząstki będą leciały mniej więcej we właściwym kierunku

Srednio 50% tych czastek trzeba zawrocic o 180st. Takie zawracanie to jednak powazna strata energii. Wyglada na to, ze naukowcy chca uniknac zagrzewania paliwa takimi odbiciami, ale nie bardzo rozumiem jak chca tego uniknac.

Na świecie wydobywa się 50 tysięcy ton uranu rocznie

A ile zuzywa sie na biezaco? Zreszta z ciekawosci poprosilbym o zrodelko :-)

cheers

[asteroida2]

> Srednio 50% tych czastek trzeba zawrocic o 180st. Takie zawracanie to jednak
> powazna strata energii.

Ależ nic podobnego. W polu magnetycznym naładowane cząstki zmieniają kierunek bez strat energii. I promień skrętu nie zależy od ich prędkości, a jedynie od ładunku i masy. Więc odpowiednio ukształtowane pole magnetyczne może kierować wszystkie dodatnio naładowane cząstki we właściwym kierunku.

> A ile zuzywa sie na biezaco? Zreszta z ciekawosci poprosilbym o zrodelko :-)

www.world-nuclear.org/info/inf23.html
> Jak zrobic powielacz, jesli chcesz wykorzystac paliwo bezposrednio?

Do powielania trzeba wychwytywać neutrony. Do napędu wykorzystywane są jądra powstałe w rozpadzie. Więc jedno drugiemu nie przeszkadza.

[stefan4]

smutas:
> Srednio 50% tych czastek trzeba zawrocic o 180st. Takie zawracanie to jednak
> powazna strata energii.

asteroida2:
> Ależ nic podobnego. W polu magnetycznym naładowane cząstki zmieniają
> kierunek bez strat energii. I promień skrętu nie zależy od ich prędkości, a jedynie
> od ładunku i masy.

No, to już wiemy, jak skonstruować demona Maxwella...

Jeśli magnes działa na cząsteczkę siłą, to cząsteczka działa taką samą siłą na magnes. Jeśli cząsteczka jest mała a magnes duży, to tego działania możemy nie zauważyć. Chyba żeby cząsteczek było bardzo dużo... co właśnie zachodzi w interesującym nas przypadku.

Moim zdaniem nie można zawrócić masywnej cząsteczki z jej toru nie wykonując nad nią pracy.

- Stefan
Zwalczaj biurokrację!

[tanebo]

No cały wic na tym polega. Magnes oddziałuje na cząstkę a cząstka na magnes popychając go aż do szybkości warp. Cząstki poruszające w przeciwnym kierunku są bezużyteczne o ile nie popycha ich magnes.

[asteroida2]

> Jeśli magnes działa na cząsteczkę siłą, to cząsteczka działa taką samą siłą na
> magnes. Jeśli cząsteczka jest mała a magnes duży, to tego działania możemy nie
> zauważyć. Chyba żeby cząsteczek było bardzo dużo... co właśnie zachodzi w in
> teresującym nas przypadku.

I jak to prowadzi do demona Maxwella?

> Moim zdaniem nie można zawrócić masywnej cząsteczki z jej toru nie wykonując
> nad nią pracy.

www.if.pw.edu.pl/~pluta/pl/dyd/mfj/wyklad/w4/segment2/main.htm
Jeśli naładowana cząstka wleci prostopadle w jednorodne pole magnetyczne, to wykona pół okręgu i wyleci z niego w przeciwnym kierunku. Działa to tak samo, jakby ta cząstka się po prostu odbiła.

[stefan4]

asteroida2:
> I jak to prowadzi do demona Maxwella?

Mamy tłum naładowanych cząstek miotających się bez porządku w różne strony. Podstawiamy im pod nos magnes

[asteroida2]

> Mamy tłum naładowanych cząstek miotających się bez porządku w różne strony.
> Podstawiamy im pod nos magnes

[stefan4]

asteroida2:
> No to wyobraź sobie inną sytuację: masz tłum cząstek rozlatujących się we
> wszystkie strony z jednego punktu. Stawiasz obok tego punktu płaskie lustro:
> połowa cząstek się odbija i od tego momentu wszystkie cząstki mają już dodatnią
> składową prędkości wzdłuż jednej z osi. Czy entropia spadła?

Gdybyśmy mieli jedną cząsteczkę lecącą z prędkością v (do tyłu) a drugą z prędkością −v (do przodu) i potem ta druga odbiła się od lustra a lustro pozostało nie ruchome, to entropia by spadła. Ale na to trzeba wkładu energii

[smutas]

I jeszcze jedno:
To może być uran niewzbogacony, jeśli reaktor na sondzie będzie powielający

Jak zrobic powielacz, jesli chcesz wykorzystac paliwo bezposrednio?

[tanebo]

A kto powiedział że w grę wchodzi tylko ziemski uran? Masa pojazdu byłaby znaczna. Odpada start z powierzchni Ziemi. Zostaje orbita. Sęk w tym że transport na orbitę rakietami na paliwo chemiczne też kosztuje krocie. Co nam pozostaje? Może winda kosmiczna? To jest jakieś rozwiązanie. Ale stawiam diamenty przeciwko orzechom że taka winda najpierw powstanie na Marsie. Dlaczego? W zasadzie możliwe są trzy lokalizacje. Ziemia, Mars, Księżyc. Ziemia jest duża i ma gęstą atmosferę. Księżyc jest mały i nie ma atmosfery. Za to jest blisko Ziemi. Winda by być stabilna musiałaby sięgać punktów libracyjnych. To jeszcze gorzej niż na Ziemi. Mars jest w sam raz. Plus to że gdyby coś się stało z uranem w trakcie transportu na orbitę to nikt by nie ucierpiał.

[asteroida2]

> W zasadzie możliwe są trzy lokalizacje. Ziemia, Mars, Księżyc. Ziemia jest duża i ma
> gęstą atmosferę. Księżyc jest mały i nie ma atmosfery. Za to jest blisko Ziemi. Winda
> by być stabilna musiałaby sięgać punktów libracyjnych. To jeszcze gorzej niż na Ziemi.

Na Księżycu akurat zbudowanie takiej windy może być najprostsze. Będzie musiała sięgać punktów libracyjnych, ale za to wymagania na jej wytrzymałość są o wiele mniejsze.
Grupa Liftport już nawet zebrała 100k $ na rozpoczęcie budowy:
www.kickstarter.com/projects/michaellaine/space-elevator-science-climb-to-the-sky-a-tethered
Tyle że z Księżyca się też łatwo startuje, więc zyski z posiadania tam windy są proporcjonalnie mniejsze.

[tanebo]

Czy nie lepszym rozwiązaniem byłaby reakcja termojądrowa?

[tanebo]

Choćby taki

[asteroida2]

Fuzja jądrowa byłaby lepsza, ale póki co wciąż nie mamy takich reaktorów. Nawet nie wiadomo, jak duży musiałby być taki silnik. Reaktory rozszczepialne mamy od kilkudziesięciu lat, w najprzeróżniejszych typach i wariantach.

[tanebo]

Nie do końca. W silniku jądrowym panowałaby bardzo wysoka temperatura. Współczesne reaktory są raczej chłodne. Zbudowanie silnika jądrowego byłoby uzależnione od stworzenia materiałów wytrzymujących wysokie temperatury.

[asteroida2]

> Nie do końca. W silniku jądrowym panowałaby bardzo wysoka temperatura

Chyba masz na myśli silnik termiczny
en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_thermal_rocket
A dyskusja dotyczy takiego napędu:
en.wikipedia.org/wiki/Fission-fragment_rocket
Tu nie musi panować wysoka temperatura, jest to wręcz niewskazane. Założenie jest takie, że produkty reakcji opuszczą reaktor zanim oddadzą swoją energię do otoczenia.

[tanebo]

Nie mówię o twoim reaktorze. Pamiętaj że w większości reaktorów w trybie normalne pracy panuje temperatura 100 stopni. Nowością są reaktory wysokotemperaturowe. Ale to też góra kilkaset stopni. A tym silniku zdaje się chodzi o temperatury kilkudziesięciu tysięcy stopni. Kit tam obudowa. Ale jak zachowa się paliwo w takiej temperaturze? tego zdaje się nikt jeszcze nie badał.

[asteroida2]

> A tym silniku zdaje się chodzi o temperatury kilkudziesięciu tysięcy stopni.

Skąd ten pomysł?
W idealnej sytuacji, gdyby wszystkie produkty rozpadu po prostu uciekały w przestrzeń, taki reaktor w ogóle by się nie nagrzewał. W praktyce oczywiście część cząstek odda swoją energię kinetyczną paliwu i trochę się ono nagrzeje. Ale w przeciwieństwie do termicznych reaktorów, to jest tylko produkt uboczny, który ma być minimalizowany przez odpowiednią konstrukcję.

[tanebo]

A czy przy rozpadzie jądra uranu nie wydziela się energia?

[asteroida2]

en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fission#Output
"The latter figure means that a nuclear fission explosion or criticality accident emits about 3.5% of its energy as gamma rays, less than 2.5% of its energy as fast neutrons (total ~ 6%), and the rest as kinetic energy of fission fragments"

3,5% energii wydziela się w postaci promieniowania gamma, 2,5% w postaci swobodnych neutronów i 94% w postaci energii kinetycznej powstałych jąder.

[tanebo]

I co z tym 6%? Ulatuje?

[asteroida2]

> I co z tym 6%? Ulatuje?

Zwykle tak. Zarówno promieniowanie gamma jak i neutrony dosyć dobrze sobie radzą z różnymi przeszkodami. Właśnie po to żeby je zatrzymać buduje się wokół reaktorów grube ekrany.

[tanebo]

Mam wątpliwości. Mianowicie:
- produktem reakcji jest: promieniowanie i dwa nowe atomy obdarzone energią kinetyczną;
- reakcja zachodzi w całej objętości paliwa;
- energia kinetyczna atomów z wnętrza paliwa zamieniana jest w ciepło;
Jak spowodujesz że reakcja będzie zachodzić tylko na powierzchni paliwa? Bo rozumiem że atomy z wnętrza paliwa zamienią tą energię w ciepło. Co zrobisz z tym ciepłem? Czy też może paliwo nie będzie w stanie stałym?

[asteroida2]

> Jak spowodujesz że reakcja będzie zachodzić tylko na powierzchni paliwa?

Na tym właśnie polega cały projekt
en.wikipedia.org/wiki/Fission-fragment_rocket
Są tu pokazane dwa pomysły. W jednym reaktor jest tak skonstruowany, żeby tylko w małej objętości paliwa reakcja sama się podtrzymywała, dzięki odpowiedniemu ułożeniu moderatora. W drugim reakcja jest sztucznie wywoływana w małych objętościach paliwa. Ogólnie chodzi o to, żeby reakcja zachodziła blisko powierzchni, tak żeby produkty rozpadu miały duże szanse wylecieć poza paliwo zanim się z czymś zderzą. Część na pewno się z czymś zderzy i temperatura będzie rosła, więc reaktor jakoś będzie musiał oddawać ciepło. Ale nawet jeśli tylko część cząstek wyleci na zewnątrz ze swoją pierwotną prędkością, uzyskamy całkiem niezły impuls właściwy.

C-Band Emdrive

[tanebo]

Skoro już rozważamy możliwości to może weźmy pod uwagę i C-Band Emdrive? Ten silnik, o ile powstanie ma poważne zalety.