¿El motor subluz más poderoso para naves espaciales? [cerrado]

Suponga lo siguiente:

  • la integridad estructural no es un problema, la aceleración no dañará el barco ni a los pasajeros
  • Hay una fuente de energía abundante en el barco, considéralo suficiente para casi cualquier propósito.
  • FTL no es posible.
  • Todas las tecnologías utilizadas deberían ser extrapolaciones de la tecnología actual o invenciones plausibles dentro del próximo milenio. Básicamente todo lo que no rompe la comprensión actual de las leyes de la naturaleza. Y sí, soy consciente de que 1. y 2. los están rompiendo, al menos probablemente.
  • La prevención de colisiones y todos los demás problemas con velocidades muy altas pueden despreciarse.

En estas condiciones, ¿cuál sería el motor de nave espacial más rápido o el que tuviera la aceleración más rápida? ¿Qué podría llevar ese elegante barco a una fracción significativa de c y volver a detenerlo (relativamente)?

Cuando dice que la integridad estructural no es un problema, ¿significa eso que no importa cómo elija acelerar mi nave, la nave no sufrirá ningún daño? ¿Debemos suponer que la nave está hecha de unobtainio?
Sí, básicamente. Es una tecnología llamada 'campo de estasis' y se usa para evitar lidiar con estos efectos :)
Lo creas o no, tu nave espacial no tiene que moverse en absoluto, excepto dar vueltas de emoción, en lugar de eso, tu nave erige una burbuja envolvente y la conduce por el espacio. Sin embargo, dado que dijiste que FTL no es posible, habrá algunos problemas importantes jajaja.
¿Por qué no usa la "fuente de energía abundante" directamente para el empuje, posiblemente agregando propulsor adicional al escape como un "postcombustión"?
40 generaciones de tiempo de desarrollo hacen que esta sea una pregunta demasiado amplia, en el mundo real que nos lleva de la edad del hierro a la era espacial y parece que estamos siguiendo las predicciones de Dyson de acelerar la aceleración del desarrollo. No creo que nadie pueda predecir dónde . estaremos por 3000A.D.
@Ash Por favor, no busque preguntas antiguas para cerrar. El alcance del sitio ha cambiado con el tiempo; esta pregunta era perfectamente aceptable cuando se hizo hace 25 meses y no ha sido revivida en 5 meses. Si la pregunta hubiera sido revivida hoy, estaría bien cerrar.
@Frostfyre Lo siento, por regla general, no miro cuando se hace una pregunta.

Respuestas (6)

armas nucleares

Solo tíralos por la parte de atrás y aguanta.

Si no necesita preocuparse por la aceleración, la integridad estructural o el almacenamiento de energía, entonces simplemente debe montar la onda expansiva de las sucesivas detonaciones nucleares. Ver Proyecto Orión , y más generalmente propulsión de pulso nuclear , para más información.

Nunca deja de sorprenderme con qué frecuencia la respuesta a la pregunta "hacer que un barco vaya rápido" es el Proyecto Orión. Todos. Hora. :)
@Green Sí, es una de esas cosas en las que la gente entra en esta comunidad y pensamos "¿Qué quieres decir con que no sabes sobre el Proyecto Orión? Todo el mundo sabe sobre el Proyecto Orión".
Scott Manley hace una muy buena introducción a ese proyecto. youtu.be/vwrLR2kv5KA

Nueva respuesta:

NAPR

También conocidos como cohetes fotónicos nucleares o de antimateria

Si no tiene ninguna integridad estructural o almacenamiento de energía, puede usar potentes reactores nucleares para generar temperaturas intensas, hasta el punto en que la radiación de cuerpo negro generará empuje.

Un cohete de fotones propulsado por antimateria obtendría el máximo impulso específico c; Una versión de aniquilación de antimateria-materia podría usarse para vuelos espaciales.

Sin embargo, tenga en cuenta que la aceleración es prácticamente basura para este método. Sin embargo, teóricamente tiene la velocidad máxima más alta, incluso si la aceleración y la desaceleración son malas.

Si la aceleración es realmente tan importante para usted, consulte mi "respuesta anterior" (O Samuels).

Respuesta anterior a continuación:

NPR

AKA Cohetes de pulso nuclear.

Teniendo en cuenta los requisitos enumerados, creo que un cohete de pulso nuclear sería la respuesta a su pregunta. Puede usar explosiones nucleares para generar el empuje requerido.

EDITAR: Samuel me ganó para publicarlo, pero como alternativa:

Considere la versión antimateria de la NPR. Cuando se aplica a la misma teoría, debería poder alcanzar aceleraciones y velocidades aún mayores.

Parece que NAPR solo tiene un impulso específico de c/1000, ¿o estoy leyendo mal? El máximo de 0,1 mm/s ^ 2 es una aceleración bastante horrible :) Para NPR, según tengo entendido, la única diferencia de la versión de antimateria es que permite el uso de cargas más pequeñas, no que permite "aún más alto". aceleraciones y velocidades". ¿Había un método diferente al que te referías?
@Samuel Mencioné que la aceleración es mala para NAPR. La situación ganadora con la NAPR es que tiene MUCHO "combustible" ya que solo está usando radiación de cuerpo negro, y dado que no hay restricciones de tamaño o energía, puede tener generadores de energía ridículamente masivos (nuclear O antimateria). Con la NPR, las explosiones de antimateria crean mucha más energía, por lo que debería acelerar más rápido (suponiendo que el tamaño de la carga siga siendo el mismo).
@Samuel Sin embargo, corrígeme si mi lógica es incorrecta.
Como usted dice, no hay restricciones de tamaño o energía, por lo que tener "mucho combustible" es un hecho en cualquier caso. Es decir, la eficiencia realmente no entra en juego. ¿Cómo se obtiene más energía que E= mc^2? Nuevamente, solo está hablando de eficiencia al limitar los cargos al mismo tamaño. No digo que no funcione, solo digo que no es mejor/más rápido.
@Samuel ¿De verdad no es así? No estoy seguro de entender lo que quieres decir (pero no estoy especializado en ciencias, así que probablemente esté equivocado). El NAPR tiene la velocidad máxima más alta porque un cohete de fotones ideal (que podemos suponer, debido a los requisitos establecidos), depende de la relación de masa final e inicial: una masa inicial súper alta con una masa final muy baja le permitiría alcanzar velocidades muy cerca de la velocidad de la luz. La velocidad de escape de 19 a 31 km/s de la NPR ni siquiera se acerca a la velocidad de escape de la luz que tiene la NAPR, y IIRC no puede ir más rápido que su velocidad de escape.
Por supuesto que puedes, la velocidad de escape no determina tu velocidad máxima. Consulte esta pregunta relacionada .
@Samuel No he hecho los cálculos para ver cuál es mejor... y no planeo hacerlo ya que no tengo idea de lo que dice esa pregunta. En cualquier caso, probablemente tengas razón :P Pero ahora veo que la velocidad de escape no determina la velocidad máxima. Si tiene que hacer correcciones técnicas a mi respuesta, siéntase libre de hacerlas directamente =)

Si realmente hay energía ilimitada, no usaría un enfoque de fuerza bruta como los motores de pulso nuclear. El factor limitante será la masa de reacción o el combustible, por lo que la velocidad de escape del motor debe ser lo más alta posible.

¿Aceleradores de partículas para acercar su masa de reacción a la velocidad de la luz?

Sin embargo, probablemente tomará mucho espacio y será lento para acelerar. Y también los monopolos magnéticos podrían ser útiles si la ciencia ficción del OP lo tiene.

Voy a suponer que el empuje del que estamos hablando implica arrojar grandes cantidades de masa de reacción por la espalda con la mayor fuerza posible. Si puede empujar a 1 g continuamente, IIRC, alcanzará una fracción apreciable de c en cuestión de semanas.

Dada la energía ilimitada para acelerar esa masa, la pregunta es de dónde proviene esa masa de reacción. Llevarlo contigo no es una solución práctica porque también tienes que acelerar todo lo que llevas contigo. Pero creo que hay dos soluciones que amplían la física sin romperla por completo.

1) el estatorreactor Bussard. Transportar suficiente masa de reacción para acelerar a la velocidad crítica y desacelerar nuevamente, y recolectar hidrógeno interestelar para el resto. El problema, tal como lo veo, es que el hidrógeno ya se estará moviendo "hacia atrás", por lo que sus ganancias disminuirán con el tiempo.

2) Suponga que la masa es un vector, no un escalar, y use handwavium para rotarlo en el plano complejo. Si la inercia es una función del componente real, puede transportar masa adicional y empujarla con masa real. Sí, esto viola la conservación de la energía cinética. Pero dado que los físicos ahora dicen que la expansión del espacio puede violar la conservación de la energía, estoy de acuerdo con eso.

Para una fuente de energía, considere usar una microsingularidad. Las armas nucleares solo convierten una pequeña fracción de materia en energía. Un agujero negro convierte mucho más. Además, la física de los agujeros negros es menos conocida que la física en el espacio plano, por lo que tienes más espacio para el handwavium.

Una de las tecnologías de propulsión conocidas más rápidas es la propulsión "Magneto Plasma Dynamic". Pero no es potente. Es más o menos lo contrario a los Chemical Rockets, que son potentes, pero no rápidos. Creo que podría ser posible combinar estos 2, espacally bajo sus circunstancias

¿El próximo milenio? Son 40 generaciones, probablemente estés hablando de múltiples cambios de paradigma allí, casi cualquier cosa que hayas leído en una novela dura de ciencia ficción está disponible y posiblemente algunas de las cosas que parecen muy suaves también, eso no es realmente útil.

Para darle algún tipo de respuesta, me concentraré en lo que considero el extremo superior y, de paso, una pieza de tecnología que responde a los puntos sobre colisión, integridad estructural, aceleración y energía: manipulación de la gravedad, en Earth "Cavitronics" de David Brin. la ciencia ficticia, basada en la investigación actual en curso (que, por cierto, solo se encuentra en la fase teórica/matemática), de manipular el tejido del espacio-tiempo directamente para crear singularidades gravitacionales artificiales con masa virtual o real. Las aplicaciones de esta pieza de tecnología son amplias y variadas, aunque el libro prácticamente solo usa el lado de la planta de energía, Isaac Arthur hace un muy buen video sobre el uso de agujeros negros artificiales aquí y analiza algunas ideas extrañas de propulsión al usarlos.aquí _

Voy a ir por un camino diferente; si puede crear enormes masas virtuales, puede crear campos de gravedad enormes y muy reales, usa un campo para mantener la nave unida y evitar que todo en ella se aplaste, un par de campos desplazados lateralmente para atrapar a los posibles impactadores, y un frente realmente grande campo desplazado para crear aceleraciones similares a las que se ven en las hondas de gravedad , excepto que son mucho más grandes. Si puede compensar por completo las tensiones de aceleración, y probablemente pueda hacerlo, podría pasar de un punto de partida parado al borde de C al instante, y viceversa.