Asteroidenabbau und Newtons 3. Gesetz
Stellen Sie sich vor der Menschheit hat sich etabliert Bergbauanlagen auf NEO s
Einige von ihnen Roherz direkt zu anderen Verarbeitungsstationen in den Weltraum zu schicken, zu verfeinern andere vor Ort.
Alle von ihnen verwenden ein System, das auf Frachtschnecken basiert, die mit Schienengewehren an ihr Ziel geschleudert werden. In der Nähe des Ziels verbinden sich 'Vektoren' mit der Ladung, verlangsamen Sie sie und bringen Sie sie herein.
Dies ist wirtschaftlich, da am Zielort nur wenige Vektoren benötigt werden, während sich möglicherweise Hunderte von Ladungen auf verschiedenen Trajektorien bewegen, die so angeordnet sind, dass ein Empfang möglich ist.
Das Problem ist, dass es regelmäßige Starts von der NEO gibt, während der Asteroid abgebaut wird. Dies bedeutet, dass der Asteroid einen gleichen Impuls in die entgegengesetzte Richtung erhält. Die Masse mag milliardenfach größer sein als die Ladung, aber sie nimmt ab, wenn sie abgebaut wird und über Jahre der Ausbeutung und des Starts die Umlaufbahn verändert wird.
Für einige Asteroiden, die möglicherweise kein Problem darstellen, kann die endgültige Umlaufbahn berechnet und sicher sein.
Für einige andere ist dies möglicherweise nicht der Fall. Zum Beispiel können sie auch am Empfangsende von Frachttransporten sein. Oder die endgültig veränderte Umlaufbahn kann zu einer Gefahr werden.
Gibt es eine andere Möglichkeit, die Umlaufbahn zu stabilisieren, während die Ladungen weitergeschickt werden, ohne dass eine gleiche Masse (möglicherweise Abfall? Aber gibt es genug Abfall? Auf metallischen Asteroiden, die anscheinend nicht der Fall sind) in die entgegengesetzte Richtung geschossen werden muss?
Rahmen:
- Unser eigenes Sonnensystem.
- Die Stromerzeugung ist zu einem niedrigen Preis erhältlich. Das mehrmalige Abfeuern der Schienenkanone zur Stabilisierung des Asteroiden wäre kein Problem.
- Ionen- / chemische Schubmotoren, wie sie von Vektoren verwendet werden, sind verfügbar, aber viel teurer in der Verwendung als Schienenkanonen.
- Eine geringfügige Abweichung in der Umlaufbahn ist kein Problem. Vektoren passen sich an, wenn Fracht hereingebracht werden muss. Eine große, die in jahrelanger Arbeit passiert, kann sein.
Antworten
Sie könnten im Prinzip ein Sonnensegel am Asteroiden befestigen, um die Umlaufbahn zu stabilisieren, aber ich denke nicht, dass dies notwendig wäre.
Auf lange Sicht werden Sie nicht alle Ihre Nutzlasten in die gleiche Richtung abfeuern - selbst wenn sie alle zum gleichen Ziel fahren, wird sich dieses Ziel vermutlich in einer Sonnenbahn befinden, die sich von Ihrer und Ihren relativen Positionen unterscheidet wird variieren, wenn Sie sich um die Sonne bewegen. Die Änderungen in Ihrer Umlaufbahn seit den Starts werden sich daher im Laufe der Zeit tendenziell aufheben, und Änderungen der Umlaufbahn sind wahrscheinlich sowieso kein Problem. Die Wahrscheinlichkeit, etwas zu treffen, ist sehr gering, und Sie können die Änderungen der Umlaufbahn im Voraus vorhersagen und bei der Planung eingehender Nutzlasten berücksichtigen.
Darüber hinaus gibt es immer mehr als eine Umlaufbahn, die Ihre Nutzlasten von einem Punkt im Sonnensystem zu einem anderen bringt. Da es sich bei den Umlaufbahnen eher um Ellipsen als um gerade Linien handelt, können Sie eine direkte Umlaufbahn wählen, die Sie so schnell wie möglich dorthin bringt, oder eine weniger direkte, die länger dauert (möglicherweise sogar, wenn die Nutzlast die Sonne mehrmals umkreist, bevor Sie das Ziel erreichen ) und das gibt Ihnen ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Richtung, in die eine bestimmte Nutzlast abgefeuert wird. Selbst in dem unwahrscheinlichen Fall, dass Ihre Umlaufbahn eine Gefahr darstellt, haben Sie immer die Möglichkeit, sie in eine sicherere Richtung zu drücken Dies geschieht jedoch auf Kosten einiger Ihrer Nutzlasten, die zu einem möglicherweise weniger günstigen Zeitpunkt am Ziel ankommen.
Die Planung für all dies ist möglicherweise nicht einfach, sollte aber machbar sein. Das schlimmste Szenario ist, dass Sie gelegentlich eine Nutzlast opfern müssen, um eine Orbitalkorrektur durchzuführen, die sonst nicht möglich ist, aber nicht oft und wahrscheinlich überhaupt nicht vorkommen sollte.
Der Impuls ist Masse mal Geschwindigkeit. Sie können immer eine beliebig kleine Reaktionsmasse verwenden, vorausgesetzt, Sie schießen mit ausreichend hoher Geschwindigkeit. Verwenden Sie einfach langsamere Waffen für nützliche Fracht und Hochgeschwindigkeitskanonen für Korrekturen.
Gibt es eine andere Möglichkeit, die Umlaufbahn zu stabilisieren, während die Ladungen weiter gesendet werden, ohne dass eine gleiche Masse in die entgegengesetzte Richtung geschossen werden muss?
Sie müssen nicht die gleiche Masse abschießen. Momentum ist gegeben durch$m\Delta v$.
Angenommen, Sie schießen eine Masse 1 mit $\Delta v$ 100 können Sie den übertragenen Impuls neutralisieren, indem Sie in die entgegengesetzte Richtung eine Ballastmasse 100 mit schießen $\Delta v$ 1. Dies bedeutet, dass der Ballast den Asteroiden nicht verlässt, da er die Fluchtgeschwindigkeit nicht erreicht und auch weniger Energie benötigt: Denken Sie daran, dass kinetische Energie wie folgt verläuft $1/2mv^2$Also, um deine Ladung abzuschießen, würdest du brauchen $0.5\cdot 1 \cdot 100^2 = 5000$ während Sie Ihren Ballast abschießen würden, würden Sie brauchen $0.5 \cdot 100 \cdot 1^2 = 50$.
Verschieben Sie den Startort
Sie können die Starts tatsächlich verwenden, um die Flugbahn der Asteroiden so weit wie möglich zu korrigieren. Sie müssen jedoch in der Lage sein, den Startort zu verschieben. Wenn Sie können, kann es Ihnen helfen, anstatt sich zu destabilisieren.
Ja, verwenden Sie eine Flotte großer Sonnensegelboote, um das Material zu und von jeder gewünschten Umlaufbahn zu transportieren. Es wird lange dauern, aber es wäre möglich. Praktisch vielleicht nicht aber möglich ja.
Die Ladungen könnten zu verschiedenen Zeitpunkten der Rotation gestartet werden, so dass sich die Gesamtabweichung zu Null summiert. Sie werden aufgrund des Massenverlusts immer noch an Schwung vom Asteroiden verlieren, aber ich denke, man könnte im Prinzip die Richtung der Landungen und Flüge berechnen, um den Asteroiden auf eine beliebige erlaubte Umlaufbahn zu bringen. Nur um ein Beispiel zu geben. Angenommen, 2 Raumschiffe starten im selben Moment und mit demselben Impuls, jedoch auf entgegengesetzten Seiten der Asteroiden und mit entgegengesetzten Richtungen. Bei ihnen ist die Gesamtabweichung Null.
Sie brauchen auch keine gleiche Masse, die in die entgegengesetzte Richtung geht, denn alles, was Sie brauchen, ist sicherzustellen, dass der Asteroid in einer "sicheren" Umlaufbahn bleibt und nicht in der "gleichen" Umlaufbahn. Es würde mich eigentlich nicht überraschen, wenn dies in den meisten Fällen auch dann erreicht werden könnte, wenn das Erz durch Timing des Schusses an seinen regulären Bestimmungsort geliefert wird. Das heißt, es wird mit einer anderen Geschwindigkeit entlang einer anderen als der optimalen Flugbahn gesendet. Das Erz kommt immer noch dahin, wo es gebraucht wird, und eine Katastrophe wird abgewendet.
Sie denken über die Dynamik nach, aber ich denke, das wichtigste Problem ist die Schwerkraft in diesem Fall.
Ich meine, wenn wir die gleiche Masse auf die NEO schießen, wird diese "Schieß" -Aktion einen Impuls erzeugen, aber es gibt die Schwerkraft der NEO und der Erde.
Ich denke, die Schwerkraft der Erde wird dabei fast gleich sein, aber die Schwerkraft von NEO wird sich ändern, und wenn die Schwerkraft von NEO niedrig ist, wird sich die Umlaufbahn von NEO ohne Zweifel ändern, wenn wir mit irgendetwas schießen
Ich glaube also nicht, dass es eine Möglichkeit gibt, sich zu 100% zu stabilisieren