क्षुद्रग्रह खनन और न्यूटन का तीसरा नियम
कल्पना कीजिए कि मानव जाति ने NEO s पर खनन सुविधाएं स्थापित
की हैं, उनमें से कुछ सीधे अंतरिक्ष में अन्य प्रसंस्करण स्टेशनों पर कच्चे अयस्क भेजते हैं, अन्य साइट पर परिष्कृत होते हैं।
ये सभी कार्गो 'स्लग' पर आधारित एक प्रणाली का उपयोग करते हैं जो रेल बंदूकों का उपयोग करके अपने गंतव्य के लिए बह जाती है। कार्गो के साथ गंतव्य 'वैक्टर' लिंक के पास, इसे धीमा करें और इसे अंदर लाएं।
यह किफायती है क्योंकि गंतव्य पर केवल कुछ वैक्टर की आवश्यकता होगी जबकि विभिन्न प्रक्षेप पथों के साथ यात्रा करने वाले सैकड़ों कार्गो हो सकते हैं, इसीलिए रिसेप्शन संभव है।
समस्या यह है कि क्षुद्रग्रह खनन करते समय NEO से नियमित रूप से लॉन्च किए जाते हैं। इसका मतलब है कि क्षुद्रग्रह विपरीत दिशा में एक समान आवेग प्राप्त करता है। यह द्रव्यमान माल की तुलना में अरबों गुना बड़ा हो सकता है, लेकिन यह कम हो रहा है क्योंकि यह खनन हो रहा है और वर्षों से शोषण किया जा रहा है और कक्षा को बदल दिया जा रहा है।
अब, कुछ क्षुद्रग्रहों के लिए जो एक समस्या नहीं हो सकती है, अंतिम कक्षा की गणना की जा सकती है और सुरक्षित हो सकती है।
कुछ अन्य लोगों के लिए यह मामला नहीं हो सकता है। उदाहरण के लिए, वे कार्गो शिपमेंट के अंतिम छोर पर भी हो सकते हैं। या अंतिम परिवर्तित कक्षा एक खतरा बन सकती है।
क्या एक समान द्रव्यमान को शूट करने के बिना कार्गो को भेजने के दौरान कक्षा को स्थिर करने का एक और तरीका है (शायद गंदगी है? लेकिन वहाँ पर्याप्त अपशिष्ट होगा? धातु क्षुद्रग्रहों पर जो कि ऐसा नहीं लगता है) विपरीत दिशा में हो सकता है?
स्थापना:
- हमारा अपना सौर मंडल।
- बिजली उत्पादन कम कीमत पर उपलब्ध है। क्षुद्रग्रह को स्थिर करने के लिए रेल बंदूक को एक से अधिक बार फायर करना एक मुद्दा नहीं होगा।
- आयन / रासायनिक थ्रस्ट इंजन जैसे कि वैक्टर द्वारा नियोजित किए गए उपलब्ध हैं लेकिन रेल बंदूकों की तुलना में उपयोग करने के लिए बहुत अधिक महंगे हैं।
- कक्षा में थोड़ी भिन्नता कोई समस्या नहीं है। यदि कार्गो को लाने की जरूरत है तो वैक्टर इसे समायोजित कर देंगे। काम के वर्षों में होने वाला एक बड़ा काम हो सकता है।
जवाब
आप सिद्धांत रूप में कक्षा को स्थिर करने में मदद करने के लिए एक सौर पाल को क्षुद्रग्रह से जोड़ सकते हैं, लेकिन मुझे नहीं लगता कि यह आवश्यक होगा।
लंबे समय में आप एक ही दिशा में अपने सभी पेलोड को फायरिंग नहीं करने जा रहे हैं - भले ही वे सभी एक ही गंतव्य पर जा रहे हों, यह गंतव्य संभवतः आप से अलग सौर कक्षा में होने जा रहा है, और आपके सापेक्ष स्थान जैसे-जैसे आप सूरज के चारों ओर घूमेंगे, अलग-अलग होंगे इसलिए लॉन्च से आपकी कक्षा में परिवर्तन समय के साथ रद्द हो जाएगा, और कक्षीय परिवर्तन वैसे भी एक समस्या होने की संभावना नहीं है; कुछ भी मारने की संभावना बहुत छोटी है, और आप आने वाले पेलोड की योजना बनाते समय पहले से कक्षीय परिवर्तनों की भविष्यवाणी करने और उन्हें खाते में लेने में सक्षम होंगे।
क्या अधिक है, हमेशा एक से अधिक कक्षीय मार्ग होते हैं जो आपके पेलोड को सौर मंडल के किसी एक बिंदु से किसी अन्य स्थान पर ले जाएंगे; चूँकि कक्षाएँ सीधी रेखाओं के बजाय दीर्घवृत्त हैं, आप एक ऐसी सीधी कक्षा चुन सकते हैं जो आपको जल्दी से जल्दी वहाँ पहुँचती है, या एक कम प्रत्यक्ष ऐसा है जो अधिक समय लेगा (संभवतः पेलोड कक्षा में जाने का चयन भी कई बार लक्ष्य तक पहुँचने से पहले सूर्य की कक्षा में होता है ) और यह आपको लचीलेपन का एक बड़ा सौदा देता है कि किस दिशा में किसी विशेष पेलोड को निकाल दिया जाता है। यहां तक कि इस अप्रत्याशित घटना में भी कि आपकी कक्षा खतरनाक होने का खतरा है, आपके पास इसे हमेशा सुरक्षित दिशा में धक्का देने का विकल्प होगा। , अपने कुछ पेलोड की कीमत पर संभावित रूप से कम सुविधाजनक समय पर अपने गंतव्य पर पहुंचने पर।
इस सब के लिए नियोजन सीधा नहीं हो सकता है, लेकिन यह उचित होना चाहिए। सबसे बुरी स्थिति यह है कि आपको कभी-कभी एक कक्षीय सुधार करने के लिए पेलोड का त्याग करने की आवश्यकता होती है जिसे अन्यथा समायोजित नहीं किया जा सकता है, लेकिन ऐसा अक्सर नहीं होना चाहिए, और शायद बिल्कुल भी नहीं।
मोमेंटम मास टाइम वेलोसिटी है। आप हमेशा मनमाने ढंग से छोटे प्रतिक्रिया द्रव्यमान का उपयोग कर सकते हैं बशर्ते कि आप शूट करें पर्याप्त उच्च गति पर बंद हो। बस सुधार के लिए उपयोगी कार्गो और उच्च गति वाली बंदूकें के लिए धीमी बंदूकें का उपयोग करें।
क्या विपरीत दिशा में एक समान द्रव्यमान को शूट करने के बिना कारगो को भेजते समय कक्षा को स्थिर करने का एक और तरीका है?
आपको एक समान द्रव्यमान शूट करने की आवश्यकता नहीं है। मोमेंटम द्वारा दिया जाता है$m\Delta v$।
मान लीजिए कि आप एक मास 1 की शूटिंग कर रहे हैं $\Delta v$ 100, आप विपरीत दिशा में एक गिट्टी द्रव्यमान के साथ शूटिंग करके निष्पक्ष गति को बेअसर कर सकते हैं $\Delta v$ 1. इसका मतलब है कि गिट्टी क्षुद्रग्रह को नहीं छोड़ेगी, क्योंकि यह भागने के वेग तक नहीं पहुंचेगी, और इसे कम ऊर्जा की भी आवश्यकता होगी: याद रखें कि गतिज ऊर्जा इसी तरह जाती है $1/2mv^2$, इसलिए अपने लोड को शूट करने के लिए आपको आवश्यकता होगी $0.5\cdot 1 \cdot 100^2 = 5000$ जबकि अपने गिट्टी शॉट के लिए आप की आवश्यकता होगी $0.5 \cdot 100 \cdot 1^2 = 50$।
लॉन्च साइट को स्थानांतरित करें
आप वास्तव में जितना संभव हो उतना क्षुद्रग्रहों के प्रक्षेप पथ को सही करने के लिए लॉन्च का उपयोग कर सकते हैं। हालांकि आपको लॉन्च साइट को स्थानांतरित करने में सक्षम होने की आवश्यकता है। यदि आप कर सकते हैं, तो यह अस्थिर करने के बजाय आपकी मदद कर सकता है।
हां, सामग्री को अपनी इच्छानुसार किसी भी कक्षा से और उसके पास स्थानांतरित करने के लिए बड़े सौर सेल शिल्प के एक बेड़े का उपयोग करें। इसमें लंबा समय लगेगा लेकिन यह संभव होगा। प्रैक्टिकल शायद नहीं लेकिन संभव है हाँ।
कारगो को रोटेशन के विभिन्न क्षणों में लॉन्च किया जा सकता है ताकि समग्र विचलन शून्य तक हो। बड़े पैमाने पर नुकसान के कारण आप अभी भी क्षुद्रग्रह से गति खो रहे हैं, लेकिन मुझे लगता है कि सिद्धांत रूप में किसी भी अनुमति वाली कक्षा में क्षुद्रग्रह को लगाने के लिए लैंडिंग और उड़ानों की दिशा की गणना की जा सकती है। सिर्फ एक उदाहरण बनाने के लिए। मान लीजिए कि 2 स्पेसशिप एक ही पल में और एक ही राशि के गति के साथ, लेकिन क्षुद्रग्रहों के विपरीत किनारों पर और विपरीत दिशाओं के साथ प्रस्थान करते हैं। उन्हें समग्र विचलन शून्य होगा।
आपको विपरीत दिशा में जाने वाले एक समान द्रव्यमान की भी आवश्यकता नहीं है क्योंकि आपको केवल एक ही 'ऑर्बिट' की बजाय एक 'सुरक्षित' ऑर्बिट में सुनिश्चित करना है। यह वास्तव में मुझे आश्चर्यचकित नहीं करेगा अगर ज्यादातर मामलों में जो शॉट को समय से अयस्क को अपने नियमित गंतव्य तक पहुंचाते हुए भी पूरा किया जा सकता है। यही है, इसे कुछ अन्य-से-इष्टतम प्रक्षेपवक्र के साथ एक अलग वेग से भेजना। अयस्क अभी भी वहीं मिलता है, जहां इसकी जरूरत होती है और आपदा टल जाती है।
आप गति के बारे में सोचते हैं लेकिन मुझे लगता है कि इस मामले में सबसे महत्वपूर्ण मुद्दा गुरुत्वाकर्षण है।
मेरा मतलब है कि अगर हम NEO को समान द्रव्यमान देते हैं, तो यह "शूटिंग" क्रिया एक गति पैदा करेगी लेकिन NEO और पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण है।
मुझे लगता है कि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण लगभग उसी प्रक्रिया में होगा लेकिन NEO का गुरुत्वाकर्षण बदल जाएगा और जब NEO का गुरुत्वाकर्षण कम होता है, अगर हम इसे कुछ भी शूट करते हैं तो NEO की कक्षा बिना किसी संदेह के बदल जाएगी
इसलिए मुझे नहीं लगता कि 100% स्थिर करने का कोई तरीका है