Как создать космический корабль? [Часть 1] Заблуждения о космосе

Творчество

Представим что ты хочешь стать писателем-фантастом, написать фанфик или сделать игру про космос. В любом случае придется выдумать свой космический корабль, придумать как он будет летать, какие у него будут возможности, характеристики и постараться не наделать ляпов в этом не простом деле. Ведь ты желаешь сделать свой корабль реалистичным и правдоподобным, но при этом способным не только на полет до Луны. Ведь все космические капитаны спят и видят как они колонизируют Альфу Центавра, сражаются с пришельцами и спасают мир.

Итак, для начала разберемся с самыми вопиющими заблуждениями про космические корабли и космос. И самое первое заблуждение будет следующим :

Космос это не океан!


Я как мог пытался сместить это заблуждение с первого места, чтобы не быть похожим на Atomic Rockets но это просто совсем не в какие ворота не лезет. Все эти бесконечные Галактики, Энтерпрайзы и прочие Ямато.
Космос это и близко не океан, в нем нет трения, нет верха и низа, враг может приближаться откуда угодно, а корабли, после набора скорости, могут лететь хоть боком, хоть задом на перёд. Бой будет происходить на таких дистанциях, что врага видно только в телескоп. Использовать дизайн морских кораблей в космосе - идиотизм. Например, в бою корабельный мостик, выпирающий из корпуса, отстрелят в первую очередь.

"Низ" у космолета там, где двигатель.


Запомни раз и навсегда - у космического корабля "низ" там, куда направлен выхлоп работающих двигателей, а "верх" в той стороне, в какую он ускоряется! Ты когда-нибудь чувствовал как вдавливает в сидение автомобиля при наборе скорости? Вдавливает всегда в противоположную движению сторону. Только на Земле дополнительно действует планетарная гравитация, а в космосе ускорение твоего корабля станет аналогом силы притяжения. Длинные корабли будут больше похожи на небоскрёбы с кучей этажей.

Истребители в космосе.


Любишь смотреть как летают истребители в сериале Звездный крейсер Галактика или в Звёздных войнах? Так вот это всё настолько глупо и не реалистично, насколько это вообще возможно. С чего бы начать?
  • В космосе не будет никаких самолетных маневров, отключив двигатели можно лететь как угодно и что бы оторваться от преследователя достаточно повернуть корабль носом назад и расстрелять врага. Чем больше ваша скорость, тем труднее менять курс - никаких мертвых петель, ближайшая аналогия - загруженный грузовик на льду.
  • Пилот, подобным истребителям, нужен примерно так же как космическому кораблю нужны крылья. Пилот - это лишний вес самого пилота и системы жизнеобеспечения, лишние затраты на зарплату пилоту и страховку в случае гибели, ограничение манёвренности из-за того что люди не очень хорошо переносят перегрузки, снижение боеспособности - компьютер видит на 360 градусов сразу, обладает мгновенной реакцией, никогда не устает и не паникует.
  • Воздухозаборники тоже не нужны. Требования для атмосферных и космических истребителей настолько разные, что либо космос либо атмосфера, но не то и другое вместе.
  • Истребители в космосе бесполезны. Как так-то?!! Даже не пытайся возражать. Я живу в 2016 году и даже сейчас средства ПВО уничтожают абсолютно любой самолет без исключения. На маленькие истребители не поставить ни вменяемой брони ни хорошего оружия, а на большом вражеском корабле запросто поместится крутой радар и лазерная установка на пару сотен мегаватт с эффективной дальностью в миллион километров. Враг испарит всех твоих бравых пилотов вместе с их истребителями до того, как они вообще поймут что случилось. В какой-то степени это можно наблюдать уже сейчас, когда дальность противокорабельных ракет стала больше, чем дальность палубной авиации. Печально но все авианосцы сейчас лишь груда бесполезного металла.

Прочитав последний пункт, ты можешь очень возмутиться и вспомнить невидимки?

В космосе не бывает стелса!


Нет, то есть совсем не бывает и точка. Дело тут не в радио незаметности и стильном черном цвете, а во втором законе термодинамики, о чем ниже. Например обычная температура космоса - 3 Кельвина, температура замерзания воды 273 Кельвина. Космолет светится теплом как новогодняя елка и сделать с этим ничего нельзя, совсем ничего. Например работающие маневровые двигатели Шаттла видны с расстояния примерно 2 Астрономические единицы или 299 миллионов километров. Выхлоп ваших двигателей никак не спрячешь, а если сенсоры врага увидели его, то у вас большие проблемы. По выхлопу вашего корабля можно определить:
  1. Ваш курс
  2. Массу корабля
  3. Тягу двигателя
  4. Тип двигателя
  5. Мощность двигателя
  6. Ускорение корабля
  7. Поток реактивной массы
  8. Скорость истечения

Совсем не как в Стартреке, правда?

Космическим кораблям иллюминаторы нужны так же как и подводным лодкам.


Иллюминаторы ослабляют жесткость корпуса, пропускают радиацию, уязвимы к повреждениям. Человеческие глаза в космосе мало что увидят, видимый свет составляет мизерную часть от всего спектра электромагнитного излучения, которым наполнен космос, а сражения будут проходить на колоссальных дистанциях и в окно врага видно только через телескоп.

Зато вполне можно ослепнуть от попадания вражеского лазера. Современные экраны вполне подходят для имитации окон абсолютно любого размера, да и если потребуется компьютер может показать то что человеческому глазу увидеть не дано, например какую нибудь туманность или галактику.

В космосе звука нет.



Для на начала что такое звук? Звук это упругие волны механических колебаний в жидкой твёрдой или газообразной среде. А раз в вакууме нет ничего значит и звука нет? Ну от части правда, в космосе обычных звуков вы не услышите, но космическое пространство не пустое. Например на расстоянии 400 тысяч километров от земли (Лунная орбита) в среднем семь миллионов частиц на кубический метр.

Вакуум пустой.


Ой забудь об этом. В нашей вселенной с её законами такого быть не может. Прежде всего что имеется ввиду под вакуумом? Есть технический вакуум, физический, ложный, Эйнштейновский вакуум. Например если создать контейнер из абсолютно непроницаемого вещества, убрать из него абсолютно всю материю и создать там вакуум, то контейнер всё равно будет наполнен излучениями вроде электромагнитного и прочими фундаментальными взаимодействиями.

Ну хорошо, а если экранировать контейнер, что тогда? Мне, конечно не совсем понятно как можно экранировать гравитацию, но допустим. Даже тогда контейнер не будет пустым, в нём, по всему объёму будут постоянно появляться и исчезать виртуальные квантовые частицы и флуктуации. Да, просто так, из ниоткуда появляются и в никуда исчезают - квантовой физике абсолютно плевать на твою логику и здравый смысл. Эти частицы и флуктуации - неустранимы. А существуют эти частицы физически или это просто математическая модель - вопрос открытый, но эффекты эти частицы создают вполне себе реальные.

Какая, к чёрту, температура в вакууме?


Межпланетное пространство имеет температуру около 3 градусов Кельвина из-за Реликтового излучения, разумеется возле звёзд температура повышается. Это загадочное излучение - отголосок Большого Взрыва, его эхо. Оно распространилась по всей вселенной и измеряют его температуру с помощью "черного тела" и черной научной магии. Интересно, что самая холодная точка нашей Вселенной находится в земной лаборатории, температура её составляет 0.000 000 000 1 К или ноль целых одна миллиардная градуса по Кельвину. Почему не ноль? Абсолютный ноль в нашей вселенной недостижим.

Радиаторы в космосе


Меня очень сильно удивило, что некоторые не понимают как в космосе работают радиаторы и "Зачем они нужны, в космосе же холодно". В космосе действительно холодно, но вакуум идеальный теплоизолятор и одна из самых главных проблем космолёта - как не расплавить самого себя. Энергию радиаторы теряют за счет излучения - светятся тепловым излучением и охлаждаются, как и любой объект нашей вселенной с температурой выше абсолютного нуля. Особенно умным напоминаю - тепло нельзя преобразовать в электричество, тепло вообще ни во что нельзя преобразовать. Согласно второму закону термодинамики - тепло нельзя уничтожить, преобразовать или бесследно поглотить, только отвести в другое место. Термоэлектрический генератор преобразовывает в электричество разницу температур, а так как его КПД далёк от 100%, то у тебя появится ещё больше тепла чем изначально было.

На МКС антигравитация\нет гравитации\микрогравитация?


Нет на МКС, ни антигравитации, ни микрогравитации, ни отсутствия гравитации - всё это заблуждения. Сила притяжения на станции равна, примерно, 93% от силы притяжения на поверхности Земли. Как они там все летают? Если у лифта оторвется трос, то все внутри будут испытывать ту же самую невесомость, что и на борту МКС. Разумеется пока не разобьются в лепёшку. Международная Космическая Станция постоянно падает на поверхность Земли, но промахивается мимо. Вообще у гравитационного излучения нет пределов дальности и оно действует всегда, но подчиняется закону обратных квадратов.

Вес и масса


Сколько людей насмотревшись фильмов думают: "Вот будь я на Луне, то мог бы поднимать многотонные булыжники одной рукой". Так вот забудь об этом. Возьмем какой-нибудь пяти килограммовый игровой ноутбук. Вес этого ноутбука, это сила с которой он давит на опору,на тощие коленки очкарика-задрота например. Масса - это сколько в этом ноутбуке вещества и она всегда и везде постоянна, разве что он не двигается, относительно тебя, на скорости близкой к световой.

На Земле ноутбук весит 5 кг, 830 грамм на Луне, 1.89 кг на Марсе и ноль на борту МКС, но масса везде будет пять килограмм. Так же масса определяет количество энергии необходимое для изменения положения в пространстве какого-либо объекта, обладающего этой самой массой. Чтобы сдвинуть с места 10 тонный камень нужно затратить колоссальное, по человеческим меркам, количество энергии, всё равно что толкнуть огромный Боинг на взлетной полосе. И если ты, раздосадованный, пнёшь со злости этот злополучный камень то, как объект значительно меньшей массы, улетишь далеко-далеко. Сила действия равна противодействию, не забыл?

Без скафандра в космосе


Не смотря на название "взрывная декомпрессия" взрыва не будет, а без скафандра можно находиться в космосе около десяти секунд и даже не получить необратимые повреждения. При разгерметизации, у человека моментально испарится слюна изо рта, вылетит весь воздух из лёгких, желудка и кишечника - да, пукан бомбонёт очень знатно. Скорее всего, космонавт умрет от удушья раньше чем от радиации, или декомпресии. Всего прожить можно около минуты.

Чтобы летать по космосу нужно топливо.


Наличие на корабле топлива - необходимое, но недостаточное условие. Люди часто путают топливо и реакционную массу. Сколько раз я вижу в фильмах и играх: "мало топлива", "капитан, топливо на исходе", показатель топлива на нуле" - Нет! Космические корабли это не автомобили, то куда вы можете долететь не зависит от количества топлива.

Сила действия равна противодействию и чтобы лететь вперёд нужно с силой выбрасывать что-нибудь назад. То что ракета выбрасывает из сопла называется реакционная масса, а источником энергии для всего этого действа является топливо. Например у ионного двигателя топливом будет электричество, реакционной массой будет газ аргон, у ядерного двигателя топливом выступает уран, а реакционной массой - водород. Вся путаница из-за химических ракет, где топливо и реакционная масса это одно и тоже, но ни кому, в здравом уме, не придет в голову летать на химическом топливе дальше лунной орбиты из за очень низкой эффективности.

Максимальной дистанции полёта не существует


В космосе нет трения, а максимальная скорость корабля ограничена только скоростью света. Пока двигатели работают, космолёт набирает скорость, когда они выключатся - он сохранит набранную скорость до тех пор пока не начнет разгоняться в другую сторону. По этому бессмысленно говорить о дальности полета, разогнавшись, ты будешь лететь пока Вселенная не погибнет, ну или пока не врежешься в планету или во что по хуже.

Лететь на Альфу Центавра можно хоть сейчас, через пару миллионов лет долетим. К слову, тормозить в космосе можно только развернув корабль двигателем вперед поддав газу, торможением в космосе называют разгон в противоположную сторону. Но будь осторожен - что бы замедлиться с, допустим, 10 км/с до нуля, нужно потратить времени и энергии столько же, что и на разгон до этих самых 10 км/с. Иными словами - разогнался, а в баках топлива/реакционной массы не хватает для торможения? Тогда ты обречен и будешь летать по галактике до скончания времён.

Пришельцам нечего добывать на нашей планете!


На земле нет таких элементов, которых нельзя было бы накопать в ближайшем поясе астероидов. Да, наша планета и близко не обладает чем-нибудь хоть сколько-то уникальным. Например вода - самое распространенное вещество во вселенной. Жизнь? Спутники Юпитера, Европа и Энецелад вполне могут поддерживать жизнь. Никто не будет тащиться через пол галактики ради жалкого человечества. Зачем? Если достаточно построить на ближайшей необитаемой планете или астероиде добывающую станцию и не надо переться за тридевять земель.

Ну всё с заблуждениями вроде как разобрались, а если что-то и пропустил то напомните мне в комментариях.


Мой дом Кербин.
16 мар 2018 в 19:40, Рассказы
В гости к соседям. Часть 1-2
В гости к соседям. Часть 1-2
8 окт 2013 в 17:46, Рассказы
  1. Lynx

    Lynx 21 августа 2016 20:22

    Разгром всеобщих заблуждений с помощью собственной фрагментарной грамотности. В худших традициях Atomic Rockets (на который ну ни чуть не похоже, ага).

  2. Konstantin1722

    Konstantin1722 @Константин 21 августа 2016 20:31

    Несколько фактов знал, о многих не догадывался!
    Очень круто!

  3. valkerman

    valkerman @Александр 22 августа 2016 08:47

    Статья хорошая, но помидорами вечером запуляю. В целом плюс.

  4. s0ntrava

    s0ntrava @Владимир 22 августа 2016 13:34

    На Земле ноутбук весит 5 кг, 830 грамм на Луне, 1.89 кг на Марсе и ноль на борту МКС, но масса везде будет пять килограмм.

    здесь возможна путаница, нечеткое изложение. ВЕС (то есть сила, реакция опоры) в ньютонах везде будет разным, ибо зависит от разного ускорения свободного падения. Масса в кг одинаковая.

  5. gleb485

    gleb485 @Глеб 22 августа 2016 14:50

    Вес измеряется в ньютонах, но никак в граммах, килограммах или килотоннах.

    1. Arail

      Arail @Artem Tih. 5 сентября 2016 16:26

      Существует и широко применяется на практике, особенно в инженерных дисциплинах, единица измерения силы в системе единиц МКГСС ( не в системе СИ, но и мы ж не в школе) - "килограмм силы" и соответствующие производные. Так что ошибки нет.

  6. s0ntrava

    s0ntrava @Владимир 22 августа 2016 20:04

    про радиаторы и то, что основная проблема - не свариться в скафандре, читал когда-то у Хайнлайна, был удивлен и запомнил))

  7. Лена Тихонова

    Лена Тихонова 23 августа 2016 09:40

    Годно

  8. Jack-h

    Jack-h @Павел 23 августа 2016 09:58

    Цитата: s0ntrava
    про радиаторы и то, что основная проблема - не свариться в скафандре, читал когда-то у Хайнлайна, был удивлен и запомнил))

    В русском переводе: "Имею скафандр - готов путешествовать" или "Будет скафандр - будут приключения".
    Автор, ты на форуме "Аутсайдера" зареган? Кусок про "невозможность стэлса в космосе" и "ненужность истребителей" очень похож на текст оттуда. Я с Айсикадзе по этому поводу немного поспорил. :)

  9. Raven_irk

    Raven_irk @Алексей Вороной 23 августа 2016 19:06

    Про стелс - невидимым быть не получится, а вот меннее заметным легко, и материальчик в помощь уже есть - https://nemcd.com/2015/09/veshhestvo-vantablack/ если использовать в двигателях монопропелен или гидразин - то и струю твоей тяги будет не так уж сильно видно. т.к температура их истечения очень мала.
    Про файтеры в космосе - есть такое понятие "маскитный флот" появилось еще в 1 мировую войну суть его сводится к тому что стреляя по большей группе дешевых целей - эффективность огня резко снижается, а теперь представим Идет твоя убервафля встречной орбитой с таким флотом время с момента начала видимости до контакта секунд 10 будет (орбита земли скорость сближения 14км/сек видимость из-за кривизны планеты около 100-120км) ну снимит она пусть 20 целей... а потом нету убервафли, дронам даже оружие не нужно будет - хватит и тарана :)
    Про термогенераторы особо порадовало :) Ты вообще первый закон термодинамики хорошо читал? С хренов тепла от него станет больше то? нужно будет потдерживать разницу температур для работы - это дополнительное охлаждение, но количество выделяемого тепла от этого НЕ ИЗМЕНИТСЯ!
    А в целом годно. :)

    1. Arail

      Arail @Artem Tih. 5 сентября 2016 17:26

      Москитный флот+дроны вместо пилотов+таран=массированная ракетная (торпедная) атака. Уже не москитный флот .И может оказатсья перехватываемо средствами ПРО . А может и нет.

      У малого корабля только 2 преимущества по сравнению с большим - цена (материалоемкость/трудоемкость производства) и скорость поворота.

      При больших габаритах будут возникать большие инерционные силы (центробежные) при даже сравнительно малой скорости поворота, так что для боя он должен быть одинаково защищен ( вооружен) со всех полусфер, а значит, одновременно вести огонь по одной цели сможет не более половины(в лучшем случае) орудий тогда как малому можно сконцентрировать все вооружение на одну полусферу и задействовано будет всегда все. Оба преимущества не делают создание малых кораблей очень уж выгодным , но предполагают возможную , гипотетическую полезность. Кроме того многое зависит от параметров гипотетических силовых установок. Вполне может оказаться что их применение на малых и на очень малых космолетах будет очень выгодным и эффективным, а может быть и с точностью наоборот - полностью невозможным.

      Так что невозможность истребителей таки под вопросом, но что уж точно и однозначно - их боевое применение, способ ведения боя, тактика, поведение будет очень круто отличатся от привычного киношного "догфайта". И все зависит от особенностей силовых установок, эффективностью ракетного вооружения и систем ПРО, максимальной дальностью ведения огня ( если это будет несколько световых сеукунд - то малый истребитель даже с ускорением в 3g-9g сможет эффективно уклонятся от лазерного оружия, ведя огонь по большому кораблю, который уже так уклониться не сможет - ему нужно будет большее ускорение). Все эти параметры наперед неизвестны , непредсказуемы , и в зависимости от них крошечные одноместные космолеты могут быть как и абсолютно бесполезными , так и чрезвычайно эффективны при правильной тактике (которая на 100% не будет и близко напоминать самолетную).

      Ну и хотелось бы уточнить понятия "дополнительное охлаждение" и "поддержание разницы температур" применительно нашего горячего корыта в вакуумном термосе.

  10. Наблюдатель

    Наблюдатель @Александр 24 августа 2016 23:23

    Я похожее ( http://dicelords.narod.ru/rockets/rocket3at.html ) читал о-о-очень давно. И кажись, ссылочку выкладывал кто-то здесь на форуме. Точнее сказать не могу, не помню.

    1. Lynx

      Lynx 26 августа 2016 21:23

      Это оно и есть, прямо слово в слово.

  11. MrKerbMan

    MrKerbMan @Керб 27 августа 2016 17:55

    Все уже сто раз упомянули, но всё же я не могу молчать.
    весит 5 кг

    Ааааа, нет, опять!!!
    *Плачет*

    Так же масса определяет количество энергии необходимое для изменения положения в пространстве какого-либо объекта

    Нет. Нет. И, ещё раз, нет.
    Закон изменения кинетической энергии.
    Теоретически, находясь в идеальном вакууме и бесконечно далеко от массивных тел, я могу бесконечно слабо толкнуть любой по массе объект, подождать бесконечно долго, и он сместится относительно меня на бесконечно большое расстояние. Энергии я почти не затратил (бесконечно малая величина), а переместил тело бесконечно далеко.

    1. Arail

      Arail @Artem Tih. 5 сентября 2016 16:44

      Все же "вес 5кг" - это не безграмотность , а грамотное использование такой единицы измерения силы в системе единиц МКГСС как "килограмм-сила" . Да , не в системе СИ , но ограничивать всё только системой СИ принято только в школе. Вторая половина комментария вполне справедлива.

  12. the_110663386110806819740

    the_110663386110806819740 @Валентин Артемов 29 августа 2016 10:36

    Not bad!

    1. Prosto Misha

      Prosto Misha @Миша 9 декабря 2016 14:58

      мой скин тоже неплох

  13. Arail

    Arail @Artem Tih. 5 сентября 2016 16:41

    По поводу массы - даже если двигаться с околосветовой скоростью , масса будет постоянной , изменяться будет лоренц-фактор. Масса - это инвариант. От разделения на отдельную массу покоя , инвариантную , и "релятивистскую массу", измеряемая не в собственной СО , которая вычислялась как энергия поделенная на квадрат скорости света физики отказались в первой половине прошлого века как от запутанной, нелогичной интерпретации. И осталось только у особо слоупочных учителей физики в школах и авторов учебников. Но такая трактовка уже более 50 лет как считается ошибочной , масса - это инвариант, и от понятий "масса покоя" и "релятивистская масса " отказались.

  14. CatsCanFly

    CatsCanFly @CatsCanFly 14 октября 2016 19:45 Автор

    Ого, а я думал что сайт статью сЪел окончательно)
    А тут решил зайти, глянуть что нового на сайте, и на тебе подарок)

{login}
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Последние сообщения с форума
  • Тема в разделе: В ангаре у Боба
    Просмотров: 1373259
    Ответов: 28862
  • Тема в разделе: Вопросы по игре
    Просмотров: 6411
    Ответов: 27
  • Тема в разделе: Технические вопросы
    Просмотров: 5171
    Ответов: 13
  • Тема в разделе: Модераторский раздел
    Просмотров: 634
    Ответов: 14
  • Тема в разделе: Новости
    Просмотров: 141
    Ответов: 0
    Все сообщения..
    Полный список последних сообщений
    Loading...

    Нашли ошибку?
    Вы можете сообщить об этом администрации.
    Выделив текст нажмите Alt+Ctrl