Akankah relai laser bekerja lebih baik di permukaan benda tanpa udara atau di orbit?
Latar Belakang:
Pada awal abad ke-22, stasiun laser telah didirikan di bulan Uranus, Cordelia untuk menembakkan bongkahan deuterium yang membeku ke dalam tata surya bagian dalam untuk bahan bakar fusi. Namun, laser tunggal juga membutuhkan relai jika Bumi berada di belakang Matahari atau tidak dapat diakses. Stasiun relai ini perlu menghasilkan sinar laser untuk mengarahkan dan memperlambat potongan kecil muatan deuterium baik untuk sampai di stasiun atau untuk diarahkan ke Bumi. Untuk pemisahan sudut maksimum dari Matahari dan Bumi seperti yang terlihat dari Uranus, ini akan ditempatkan di suatu tempat di sistem Saturnus.
Sekarang, untuk sampai ke inti pertanyaannya. Di mana tepatnya saya harus menaruhnya? Opsi permukaan dan orbit pada bulan tanpa udara Saturnus sama-sama memiliki kelebihan dan kekurangan, tetapi saya bertanya-tanya mana yang lebih unggul dalam hal merancang stasiun yang seefisien dan seringan mungkin.
TL; DR: Faktor yang perlu dipertimbangkan adalah 1) massa stasiun dengan peralatan pendingin, pendorong, dll. Dan 2) posisi optimal untuk relai energi.
Terima kasih atas masukannya!
Jawaban
Gunakan bahasa Inggris di atasnya.
Satu laser sudah cukup. Itu bisa diarahkan dengan tepat. Tentu saja ini adalah Chekov's Laser dan nantinya di ceritanya akan di tujukan untuk menghasilkan kekacauan ...
Tapi polong deuterium untuk saat ini. Iya. Anda menembak polong di Bumi. Anda harus menghitung lintasan polong dengan mempertimbangkan gerakan relatif Anda terhadap bumi, serta tarikan gravitasi benda lain di dalam atau di dekat lintasan. Ini bisa termasuk planet dalam. Gravitasi dari matahari tentu saja menjadi penting.
Jika Anda tidak memiliki bidikan langsung ke Bumi, Anda dapat menggunakan gravitasi dengan baik untuk menyimpan bidikan Anda, mengirimkannya ke jalur melengkung untuk menghindari matahari dan tetap mencegat Bumi. Pada akhirnya ini seperti bantuan gravitasi tetapi bukan percepatan atau perlambatan, untuk membuat proyektil mengikuti jalur melengkung. Berbagai planet berguna untuk ini. Jupiter berbobot dan merupakan pilihan yang jelas, tetapi Anda dapat menggunakan Mars atau Saturnus itu sendiri.
Menggunakan bantuan gravitasi seperti ini untuk bidikan biasa Anda mungkin juga menghemat energi.
https://space.stackexchange.com/questions/10021/how-are-gravity-assists-conceived
Oh, pertanyaannya. Letakkan di permukaan sedekat mungkin dengan operasi pemurnian Anda. Menguatkannya di permukaan akan membantu membidik dan memungkinkan Anda meredam getaran. Tidak ada suasana yang menghalangi.
Dengan asumsi Deuterium sedang ditambang dan diproses di bulan itu sendiri, peluncur laser juga harus berada di bulan. Ini memberikan beberapa keuntungan:
- Laser dapat menggunakan pembangkit listrik fusi dueterium di bulan itu sendiri, dengan bahan bakar dari es deuterium yang sama yang sedang ditambang untuk ekspor.
- Limbah panas dari peluncur laser lebih mudah dibuang dengan menggunakan bulan sebagai heat sink. Sebagian panas sebenarnya dapat digunakan dalam fasilitas pemrosesan, tetapi membuang panas melalui konveksi atau konduksi ke dalam es jauh lebih baik daripada mencoba memancarkannya dalam ruang hampa.
- Dengan memodulasi laser peluncuran, pada dasarnya Anda dapat mengirim paket Deuterium beku Anda ke titik mana pun di Tata Surya. Yang diperlukan hanyalah menghitung lintasan energi minimum yang sesuai, memasang balok es biasa yang sesuai ke polong dan memanaskannya dengan laser untuk menghasilkan daya dorong. Pelanggan bertanggung jawab untuk menangkapnya di ujung lain, baik dengan laser mereka sendiri atau menggunakan cara lain seperti driver massal.
- Dengan laser yang dipasang di bulan, jauh lebih mudah untuk melakukan servis, peningkatan, dan sebagainya. Anda tidak perlu merancang laser untuk operasi zero g, memasang tanker bahan bakar ke dok, atau komplikasi lainnya.
Penambangan dan transportasi kargo curah selalu berupaya meminimalkan biaya. Laser tunggal di bulan jauh lebih murah daripada laser di orbit, dan jauh lebih murah daripada beberapa laser atau cermin di seluruh Tata Surya. Menggunakan bahan bakar fusi yang sudah tersedia di bulan, dan mendaur ulang limbah panas dari laser kembali ke fasilitas pemrosesan membuat efisiensi keseluruhan fasilitas lebih tinggi, dan menghasilkan biaya keseluruhan yang lebih rendah. Masalah transportasi sudah diselesaikan hanya dengan memplot lintasan energi minimum ke target mana pun pelanggan Anda - jelas jumlah energi paling sedikit yang dibutuhkan selama periode sinodik antar planet, tetapi selalu ada jalur energi minimum di seluruh orbital. Titik.
Mengingat lamanya waktu bagi Uranus untuk mengorbit Matahari, periode sinodik hanya sedikit dan jarang, jadi cukup mengirimkan aliran pod yang konstan pada orbit energi minimum akan menciptakan semacam "jalur pipa" ke pelanggan - jika Anda telah melakukan perhitungan dengan benar pod individu akan tiba pada tahun target atau bahkan beberapa dekade kemudian, tetapi akan tiba pada tanggal dan waktu yang telah ditentukan sebelumnya. Masalah sebenarnya adalah bagaimana Anda memanipulasi pasar "berjangka" untuk memastikan biaya Anda ditambah nilai waktu dari uang selama periode transportasi tercakup - semoga mendapatkan keuntungan!
Pertama: cara paling efisien adalah dengan menggunakan gravitasi, dan bukan laser. Bumi akan membutuhkan deuterium selama 100 tahun ke depan. Jadi tidak ada yang peduli jika Anda mengirimkan deuterium di sepanjang orbit. Pada dasarnya menembaknya ke orbit Bumi atau langsung ke laut.
Namun dalam skenario Anda, mereka memutuskan untuk bertindak cepat. TBH mana yang tidak realistis. Kami suka saat segala sesuatunya cepat. Jadi laser FTW.
Untuk mendapatkan kontrol paling banyak, Anda memerlukan, minimal, 3 laser yang berada di sisi berlawanan dari tata surya. Karena tata surya, kurang lebih, adalah bidang 2 dimensi, 3 laser dengan offset 120 derajat masing-masing akan memberi Anda kendali tak terbatas.
Ke tempat yang dibutuhkan, saya akan menebak di sekitar orbit Uranus atau mungkin Saturnus itu sendiri. Anda tidak ingin penembakan laser Gigawatt melalui tata surya selama berminggu-minggu. Jadi mereka harus sedekat mungkin.
Saya juga menganggap menempatkan mereka di orbit adalah yang terbaik. Kenapa? Karena mungkin lebih murah. Tapi jenis ini tergantung jenis laser yang Anda miliki. Dan seberapa banyak energi yang mereka butuhkan.
Stasiun yang ada dan sebagainya mungkin juga menjadi faktor penyebabnya.
Untuk orbit itu sendiri, Anda ingin stasiun-stasiun itu selalu mengarah ke Matahari. Jadi mereka akan sangat jauh dari Saturnus atau benda mana pun yang dekat. Maksud saya, Anda mungkin bisa menganggapnya Stasiun Luar Angkasa Dalam.