?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Источники - http://trv-science.ru/2016/04/19/dvojka-po-fizike/,
https://nplus1.ru/news/2016/04/20/hawking-D-mark
Автор - Борис Штерн, доктор физических наук, астрофизик и главный редактор газеты «Троицкий вариант»

Юрий Мильнер, российский мультимиллионер и меценат, в прошлом аспирант ФИАН, и Стивен Хокинг объявили (именно такая формулировка циркулирует в СМИ) о том, что выделяют 100 млн долл. на финансирование исследований по технологии перемещений в космосе при помощи лазерного паруса. Знаменем программы стал проект запуска наноробота к Альфе Центавра — перелет длиной четыре с лишним световых года за двадцать лет! Новость вызвала интерес и энтузиазм у широких масс во всем мире. Конечно, специалисты морщились и крутили пальцем у виска, но от комментариев, как правило, воздерживались.

Я решил ознакомиться с первоисточником, чтобы крутить пальцем у виска имея на то твердые основания. Первоисточник https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1604/1604.01356.pdf — электронный препринт Филипа Любина (Philip Lubin) из Университета Санта-Барбары. Взявшись за чтение, я обнаружил там не просто ужас, а ужас-ужас. Там довольно много формул. Все они простые и правильные, но не имеют никакого отношения к реальности.

Автор е-принта участвовал во вполне реалистичных разработках лазерных фазированных решеток, например, для испарения поверхности астероида с расстояния 10 км (чтобы снять спектр и посмотреть химсостав). Мощность — 10 кВт, расходимость — 0,1 с, всё нормально. Некоторые работы, по-видимому, связаны с оборонной программой DARPA, где используются подобные штуки. Филип Любин решил не мелочиться и предложил сделать решетку мощностью не 10 кВт, а 50–70 гигаватт (ГВт) (10–15 Саяно-Шушенских ГЭС). Эта решетка по замыслу должна ускорить зонд весом 1 г с тоненьким световым парусом до четверти скорости света за 10 минут. Ускорение — 20 000 g (g — ускорение свободного падения). Энергия посчитана примерно правильно, если предположить, что порядка половины от 50 ГВт падают на тоненький парус площадью 1 м2 и весом 1 г.

Автор е-принта пишет простые формулы, а я буду задавать простые вопросы.

Вопрос к читателям: что будет с парусом микронной толщины, когда на него упадет 50 ГВт лазерного излучения на квадратный метр площади?

Нет, возражает автор, мы возьмем пленку с отражающей способностью 99,999% — такие в принципе возможны, всё отразится. Хорошо, скинем пять порядков. Останется 500 кВт. Достаточно, чтобы от паруса остался пшик?

Теперь более серьезный вопрос к физикам: не наступают ли при такой плотности излучения (соответствует температуре 30 000 К, при том что длина волны — 1 микрон) всякие нелинейные эффекты, сводящие на нет все эти пять девяток отражения? В частности, как там насчет абляции? (Есть такой процесс: вырывание атомов с поверхности вещества интенсивным излучением.) Сдается, от нее не спасет никакой высокий коэффициент отражения. Тем более что меньшая интенсивность излучения, типа 1–10 ГВт/м2, — рабочий режим для технологической абляции. Ирония еще и в том, что в другом разделе того же препринта абляция рассматривается как один из вариантов разгона зондов.

Теперь еще одна задачка. Как сфокусировать всю мощность на метровый парус? По сценарию зонд ускоряется лазерным пучком 10 минут, за которые он улетает на тридцать с чем-то миллионов километров. Требуемая точность фокусировки лучей — 0,3 10-10 радиана (формально требуемый размер решетки — 30 км). Встает вопрос: где находится излучатель? В препринте четких заявлений по этому поводу нет, хотя более мелкие предполагается размещать в космосе. Если в космосе, то его вес должен быть порядка миллиона тонн — оценки веса на киловатт излученной мощности приводятся в препринте. Если на Земле, то астрономы хорошо знают, что в атмосфере луч дрожит на 10-5 радиана, и лишь с помощью дорогущей адаптивной оптики удается унять эту дрожь в лучшем случае до 0,3 10-6 радиана. Это на телескопе стоимостью сотни миллионов. Остались пустяки — четыре порядка.

Проигнорировав вопросы прочности и устойчивости зонда, разгоняемого с ускорением 20 000 g лазерным пучком, едем дальше. По дороге электроника зонда хватает примерно 1018 штук 30-МэВных протонов на квадратный сантиметр (это просто атомы межзвездной среды). Вопрос к радиационным материаловедам: что при этом произойдет с электроникой зонда? Можно, конечно, добавить пассивную защиту, но это уже будет не один грамм.

Наконец, допустим, что, победив законы физики, зонд прилетел и сфотографировал гипотетические миры своей миниатюрной камерой. Как передать это на Землю? Допустим, что граммовый нанозонд имеет механизм ориентации с точностью 10-5 и 10-сантиметровое параболическое зеркало, выверенное с точностью до долей микрона и весом менее грамма (оптики, ау!). И маленький светодиод отправит точно в направлении Земли одноваттный сигнал. На приемную решетку от светодиода придет один фотон на каждые 20 гектаров в секунду. Но у нас этих гектаров 10 тыс. (так в препринте). И огромный приемник — та же сфазированная решетка примет этот сигнал с эффективностью один фотон — один бит (так в препринте!). И темп передачи 500 бит в секунду у нас в кармане!

(Специалисты по космической связи, ау!) Правда, рядом в одной или нескольких секундах дуги от светодиода — несфокусированный источник 1026 В т. Но это уже мелочи. Кстати, у нас уже есть такая чудо-решетка с угловым разрешением 10-10, а значит, нет никакого смысла посылать зонд — она сама прекрасно увидит миры у Альфы Центавра, снимет спектры и даже сможет разрешить их.

Конечно, я далек от мысли, что Мильнер и тем более Хокинг ничего не понимают в физике (Филипа Любина трогать не будем — он не публичная фигура). Вполне возможно, что они осознают, что проект зонда к Альфе Центавра — бред, а вышеупомянутый препринт, скорее всего, никто из них внимательно не читал. Возможно, данное знамя было поднято исключительно в рекламных целях, а на самом деле деньги будут использованы на вполне реалистичные и более скромные проекты. Но такое знамя как прилипнет, так и останется пятном на репутации вплоть до некролога и далее. И никакие прошлые заслуги не сотрут эту двойку по физике, полученную в весьма зрелом возрасте. Возможно, Хокинг здесь ни при чем — он действительно выдающийся физик, но ему очень трудно контролировать всё, что происходит вокруг его имени. У меня есть подозрение, что его не в первый раз используют как реликвию для освящения завиральных идей и плохих сериалов. Что касается Мильнера, то его репутации жаль, ведь в принципе человек делает очень хорошее дело, и я сам в свое время хвалил Мильнера за его премии.

Может быть, подобные бредовые сенсации полезны тем, что привлекают внимание людей к науке? Вот и я написал злобную статью, из которой читатели узнают что-то новое, позитивное. Да, это можно рассматривать как полезную провокацию. Но беда в том, что подобные провокации лишают людей ориентиров, где правда, где чушь, и в конечном счете низвергают науку на один уровень с дешевой пропагандой — этакое торжество постмодернизма. Вред от этого гораздо больше пользы.

Кстати, а реально ли вообще послать зонд к Альфе Центавра и в другие интересные места? Вполне реально, но при одном условии: авторы проекта отказываются от возможности увидеть результат и работают для потомков. Когда-то люди были способны на подобные проекты. Пример — собор Святого Петра, который строили больше 200 лет. Вот как раз за такое время нормальный зонд с ядерным топливом и может долететь (если не тормозить) и всё прекрасно передать через нормальную антенну по радио.

Comments

( 37 комментариев — Оставить комментарий )
pahaperm
21 апр, 2016 04:06 (UTC)
Хорошо, сейчас это бред... Но разве 100 млн не смогут подтолкнуть исследования в сторону реализации этого бреда и/или сместить бред в сторону более вероятной реализации проекта?
xteoretegx
21 апр, 2016 05:43 (UTC)
Они смогут помочь... основать фонд помощи, который сами же позже и распилят. Это способ заработка, а не проект. Я это сразу сказал, как услышал.
(без темы) - janblo - 21 апр, 2016 05:46 (UTC) - Развернуть
(без темы) - xteoretegx - 21 апр, 2016 05:52 (UTC) - Развернуть
(без темы) - cbx550f - 21 апр, 2016 05:43 (UTC) - Развернуть
(без темы) - kvakosavrus_q - 21 апр, 2016 06:29 (UTC) - Развернуть
(без темы) - probawxy - 22 апр, 2016 19:54 (UTC) - Развернуть
dmitryk1
21 апр, 2016 04:37 (UTC)
Подскажите пожалуйста, а разве они все не рассматривают мысли - отправить источник света вместе с микроспутником - то есть спутник, а в 100 метрах от него на проводе лазерная указка, которая светит на него. Я так понимаю, что свет не обладает реактивным действием и не отталкивает источник? То есть можно взять батарейку помощнее и пусть летят.

И насчёт передачи сигналов - там же будут миллионы спутников. Их запускать будут не одновременно. Ну и пусть они ещё и ретрансляторами поработают.
janblo
21 апр, 2016 05:26 (UTC)
Масса батареи будет настолько огромна, что свет не сможет сдвинуть эту конструкцию с места.
(без темы) - dmitryk1 - 21 апр, 2016 09:09 (UTC) - Развернуть
(без темы) - janblo - 21 апр, 2016 09:41 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dmitryk1 - 21 апр, 2016 09:48 (UTC) - Развернуть
(без темы) - techen - 21 апр, 2016 05:29 (UTC) - Развернуть
(без темы) - xteoretegx - 21 апр, 2016 05:49 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dmitryk1 - 21 апр, 2016 09:11 (UTC) - Развернуть
(без темы) - xteoretegx - 21 апр, 2016 10:01 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dmitryk1 - 22 апр, 2016 03:14 (UTC) - Развернуть
(без темы) - xteoretegx - 22 апр, 2016 05:47 (UTC) - Развернуть
livejournal
21 апр, 2016 05:54 (UTC)
Двойка по физике Мильнеру с Хокингом
Пользователь alex_dragon сослался на вашу запись в своей записи «Двойка по физике Мильнеру с Хокингом» в контексте: [...] Оригинал взят у в Двойка по физике Мильнеру с Хокингом [...]
steissd
21 апр, 2016 06:03 (UTC)
Есть даже более простое объяснение невозможности. Если эта фигня всё же каким-то макаром разгонится хотя бы до 10,000 км/с, то её столкновение с пылевой частицей массой в десятую долю грамма будет равносильно прямому попаданию крупнокалиберного снаряда (то есть, выделятся 5 ГДж энергии). По простой формуле кинетической энергии E=mv2/2. Как отследить такую пылинку размером в пару миллиметров на расстоянии хотя бы 100 км, чтобы была хотя бы 0.01 с для того, чтобы увернуться от столкновения, неизвестно.
elekrovevik
21 апр, 2016 06:23 (UTC)
Сказать честно, не видел выдающихся предложений и достижений Хокинга. Пытался хоть что-нибудь найти, но все сводится именно к таким проектам популяризации физики, либо какие-то проекты в соавторстве, когда его приглашают для "придания веса". Сугубо с практической точки зрения, популяризация нужное дело потому что багаж открытий в области физики колоссален и используется в повседневной жизни людей недостаточно. Лично мое мнение, что полеты к другим звездам возможен, но решение этой проблемы будет лежать не столько в области физики, сколько математики.
vmel
21 апр, 2016 10:19 (UTC)
Именно так.
Хокинг (точнее, некто от его имени) либо повторяет то, что уже лет 30-50 известно специалистам (но не обывателю), либо заявляет явный бред (который обыватели, не знакомые с физикой, с удовольствием хавают).
С учётом его инвалидности и нынешней моды на политкорректность - стратегия беспроигрышная. Как говорится, его стоило бы выдумать.
И никто не знает и не может проверить, что думает сам Хокинг.

Да, популяризация науки - нужное дело, тем более сейчас, когда средний обыватель вообще ничем не интересуется и не умеет думать. Но в данном случае это профанация.

Полёты к звёздам на имеющейся элементной базе невозможны, и я сильно сомневаюсь, будет ли когда-нибудь открыто что-то принципиально новое, что сделало бы их возможными.
mechrazum
21 апр, 2016 06:48 (UTC)
Последнее время "мечты о космосе" становятся своеобразной новой религией.
И тут же находятся ушлые человеки, организаторы "сект" в этом веровании.
Хокингам присваивается звание святых.
Мильнеры и Маски становятся "папами и патриархами".
Идиоты - адептами, идиоты с боблом - дойными коровами.
mydogandi
21 апр, 2016 08:01 (UTC)
Видимо, лучше сажать картошку, а любые космические инициативы объявить ересью.
(без темы) - mechrazum - 21 апр, 2016 08:14 (UTC) - Развернуть
(без темы) - bvn_mai - 21 апр, 2016 08:57 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dmitryk1 - 21 апр, 2016 09:16 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mechrazum - 21 апр, 2016 09:45 (UTC) - Развернуть
btclub
21 апр, 2016 07:04 (UTC)
"это можно рассматривать как полезную провокацию."
Вполне очевидно!
"Вред от этого гораздо больше пользы."
Совершенно неочевидно!
Параллель.Некто Колумб убеждает,что в Индию можно поплыть и в направлении на запад.Выходит статья,где оный Колумб выставляется как некий шулер или дурак,или и то и другое вместе.Совершенно,блин,научно!И-ша,уже никто никуда не плывёт!И-"гуд бай,Америка,о-ооо!!!"
volobui
21 апр, 2016 07:42 (UTC)
учитывая, что колумб не открыл америку, не велика была бы потеря
вернее, он никогда не узнал, что берег до которого он доплыл, была НЕ индия
livejournal
21 апр, 2016 07:11 (UTC)
Двойка по физике Мильнеру с Хокингом
Пользователь sted_ats_02 сослался на вашу запись в своей записи «Двойка по физике Мильнеру с Хокингом» в контексте: [...] Оригинал взят у в Двойка по физике Мильнеру с Хокингом [...]
livejournal
21 апр, 2016 07:15 (UTC)
Кайфоломные реалии. :)))
Пользователь gogaverylong сослался на вашу запись в своей записи «Кайфоломные реалии. :)))» в контексте: [...] Оригинал взят у в Двойка по физике Мильнеру с Хокингом [...]
volobui
21 апр, 2016 07:38 (UTC)
все вроде верно пишете, но Хокинг же не идиот, чтобы вписываться в откровенно пустые проекты?

иди, думаете, его притащили на прессуху на коляске силой и заставили согласиться под угрозой того, что перестанут подавать пюре через трубочку?
(Удалённый комментарий)
livejournal
21 апр, 2016 10:27 (UTC)
Двойка по физике Мильнеру с Хокингом
Пользователь toster666 сослался на вашу запись в своей записи «Двойка по физике Мильнеру с Хокингом» в контексте: [...] Оригинал взят у в Двойка по физике Мильнеру с Хокингом [...]
electricbugi
21 апр, 2016 16:37 (UTC)
этот "парус", вещь которая не имеет никаких перспектив для дальнейшей эксплуатации.
probawxy
22 апр, 2016 19:57 (UTC)
Подсчётов не делал, ибо и без них очевидно, что промахи в 3-6 порядков практически везде, включая финансирование.
( 37 комментариев — Оставить комментарий )

Profile

planet
ru_universe
В мечтах о космосе

Latest Month

Сентябрь 2019
Вс Пн Вт Ср Чт Пт Сб
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930     

Сообщества, связанные с космической тематикой, непознанным и таинственным

2mars - Сообщество добровольцев для путешествия на Марс
4humanity - Проблема выживания человечества
ru_fenomen - Охотники за феноменами
ru_spacegiraffe - Сообщество для родителей, чьи дети интересуются космосом

Анализ интернет сайта

Поиск по сообществу
Яндекс


Flag Counter
Разработано LiveJournal.com
Designed by Lilia Ahner