Extraction d'astéroïdes et 3e loi de Newton
Imaginez que l'humanité ait installé des installations minières sur des objets géocroiseurs .
Certains envoient du minerai brut directement à d'autres stations de traitement dans l'espace, d'autres raffinent sur place.
Tous utilisent un système basé sur des «limaces» de fret qui sont projetées vers leur destination à l'aide de fusils ferroviaires. Les «vecteurs» de la destination proche sont liés à la cargaison, ralentissez-la et apportez-la.
Ceci est économique car seuls quelques vecteurs seraient nécessaires à destination alors qu'il peut y avoir des centaines de cargaisons voyageant le long de trajectoires différentes, rythmées de manière à ce que la réception soit possible.
Le problème est qu'il y a des lancements réguliers de la NEO lors de l'extraction de l'astéroïde. Cela signifie que l'astéroïde reçoit une impulsion égale dans la direction opposée. Sa masse est peut-être des milliards de fois plus grande que la cargaison, mais elle diminue à mesure qu'elle est extraite et au fil des années d'exploitation et de lancement, l'orbite va être modifiée.
Maintenant, pour certains astéroïdes qui peuvent ne pas poser de problème, l'orbite finale peut être calculée et être sûre.
Pour certains autres, cela peut ne pas être le cas. Par exemple, ils peuvent également être à la réception des envois de marchandises. Ou l'orbite modifiée finale peut devenir un danger.
Existe-t-il un autre moyen de stabiliser l'orbite tout en continuant d'envoyer les cargaisons sans avoir à tirer une masse égale (peut-être des déchets? Mais y aurait-il assez de déchets? Sur des astéroïdes métalliques ce qui n'est peut-être pas le cas semble-t-il) dans le sens opposé?
Réglage:
- Notre propre système solaire.
- La production d'électricité est disponible à bas prix. Tirer le canon sur rail plus d'une fois pour stabiliser l'astéroïde ne serait pas un problème.
- Les moteurs à poussée ionique / chimique tels que ceux utilisés par les vecteurs sont disponibles mais beaucoup plus coûteux à utiliser que les pistolets ferroviaires.
- Une légère variation de l'orbite n'est pas un problème. Les vecteurs s'y adapteront si la cargaison doit être amenée. Un gros problème qui se produit au cours des années de travail peut l'être.
Réponses
Vous pourriez en principe attacher une voile solaire à l'astéroïde pour aider à stabiliser l'orbite, mais je ne pense pas que ce soit nécessaire.
À long terme, vous n'allez pas tirer toutes vos charges utiles dans la même direction - même si elles vont toutes vers la même destination, cette destination sera vraisemblablement sur une orbite solaire différente de la vôtre et de vos positions relatives. variera au fur et à mesure que vous vous déplacez autour du soleil. Les changements de votre orbite à partir des lancements auront donc tendance à s'annuler avec le temps, et les changements orbitaux ne poseront pas de problème de toute façon; les chances de toucher quoi que ce soit sont très faibles, et vous serez en mesure de prédire les changements orbitaux à l'avance et de les prendre en compte lors de la planification des charges utiles entrantes.
De plus, il y a toujours plus d'une route orbitale qui emmènera vos charges utiles d'un point quelconque du système solaire à un autre; parce que les orbites sont des ellipses plutôt que des lignes droites, vous pouvez choisir une orbite directe qui vous y conduit le plus rapidement possible, ou une orbite moins directe qui prendra plus de temps (potentiellement même en choisissant de faire tourner la charge utile autour du soleil plusieurs fois avant d'atteindre la cible. ) et cela vous donne une grande flexibilité quant à la direction dans laquelle une charge utile particulière est tirée. Ainsi, même dans le cas peu probable où votre orbite menace de devenir un danger, vous aurez toujours la possibilité de lui donner un coup de pouce dans une direction plus sûre , mais au prix de certaines de vos charges utiles arrivant à destination à un moment potentiellement moins opportun.
La planification de tout cela n'est peut-être pas simple, mais cela devrait être faisable. Le pire des cas est que vous devez parfois sacrifier une charge utile afin d'effectuer une correction orbitale qui ne peut pas être prise en charge autrement, mais cela ne devrait pas se produire souvent, et probablement pas du tout.
Le momentum est la masse multipliée par la vitesse. Vous pouvez toujours utiliser une masse de réaction arbitrairement petite à condition que vous tiriez à une vitesse suffisamment élevée. Utilisez simplement des pistolets plus lents pour les cargaisons utiles et des pistolets à grande vitesse pour les corrections.
Existe-t-il un autre moyen de stabiliser l'orbite tout en continuant d'envoyer les cargaisons sans avoir à tirer une masse égale dans la direction opposée?
Vous n'avez pas besoin de tirer une masse égale. L'élan est donné par$m\Delta v$.
Disons que vous filmez une masse 1 avec $\Delta v$ 100, vous pouvez neutraliser l'élan donné en tirant dans la direction opposée sur une masse de ballast 100 avec $\Delta v$ 1. Cela signifie que le ballast ne quittera pas l'astéroïde, car il n'atteindra pas la vitesse d'échappement et nécessitera également moins d'énergie: rappelez-vous que l'énergie cinétique va $1/2mv^2$, donc pour tirer votre charge, vous auriez besoin $0.5\cdot 1 \cdot 100^2 = 5000$ alors que pour tirer votre ballast, vous auriez besoin $0.5 \cdot 100 \cdot 1^2 = 50$.
déplacer le site de lancement
Vous pouvez en fait utiliser les lancements pour corriger autant que possible la trajectoire des astéroïdes. Vous devez cependant pouvoir déplacer le site de lancement. Si vous le pouvez, cela peut vous aider au lieu de vous déstabiliser.
Oui, utilisez une flotte de grands voiliers solaires pour transférer le matériel vers et depuis l'orbite de votre choix. Cela prendra du temps mais ce serait possible. Pratique peut-être pas mais possible oui.
Les cargaisons pourraient être lancées à différents moments de la rotation de sorte que l'écart global soit égal à zéro. Vous perdrez toujours l'élan de l'astéroïde à cause de la perte de masse, mais je pense que l'on pourrait en principe calculer la direction des atterrissages et des vols afin de placer l'astéroïde sur n'importe quelle orbite autorisée. Juste pour faire un exemple. Supposons que 2 vaisseaux spatiaux partent au même moment et avec la même quantité de mouvement, mais sur les côtés opposés des astéroïdes et avec des directions opposées. Eux, l'écart global sera nul.
Vous n'avez pas non plus besoin d'une masse égale dans la direction opposée, car tout ce dont vous avez besoin est de vous assurer que l'astéroïde reste sur une orbite `` sûre '', plutôt que sur la `` même '' orbite. En fait, cela ne me surprendrait pas si, dans la plupart des cas, cela pouvait être accompli même en livrant le minerai à sa destination habituelle en chronométrant le tir. Autrement dit, l'envoyer à une vitesse différente le long d'une trajectoire autre qu'optimale. Le minerai arrive toujours là où il est nécessaire et le désastre est évité.
Vous pensez à l'élan, mais je pense que la question la plus importante est la gravité dans ce cas.
Je veux dire si nous tirons la même masse sur le NEO, cette action de "tir" produira un élan mais il y a une gravité de NEO et de la Terre.
Je pense que la gravité de la Terre sera presque la même dans le processus, mais la gravité de NEO changera et lorsque la gravité de NEO est faible, si nous la tirons avec quoi que ce soit, l'orbite de NEO changera sans aucun doute
Donc je ne pense pas qu'il y ait moyen de stabiliser à 100%