레이저 릴레이가 공기가없는 물체의 표면이나 궤도에서 더 잘 작동할까요?
배경:
22 세기 초, 천왕성의 달인 Cordelia에 레이저 관측소가 설립되어 융합 연료를위한 내부 태양계에 얼어 붙은 중수소 덩어리를 발사했습니다. 그러나 단일 레이저는 지구가 태양 뒤에 있거나 다른 방식으로 접근 할 수없는 경우 릴레이가 필요합니다. 이 중계국은 레이저 빔을 생성하여 중수소 페이로드의 작은 덩어리를 재지향하고 감속하여 스테이션에 도착하거나 지구로 향하도록해야합니다. 천왕성에서 볼 때 태양과 지구로부터 최대 각도 분리를 위해 이것은 토성 시스템의 어딘가에 위치 할 것입니다.
이제 질문의 핵심을 살펴 보겠습니다. 정확히 어디에 두어야합니까? 토성의 공기가없는 위성의 표면 및 궤도 내 옵션은 모두 장점과 단점이 있지만 가능한 한 효율적이고 라이트 스테이션을 설계하는 측면에서 어떤 것이 실제로 우수한지 궁금합니다.
요약 : 고려할 요소는 1) 냉각 장비, 스러 스터 등이있는 스테이션의 질량 및 2) 에너지 릴레이를위한 최적 위치입니다.
입력 해 주셔서 감사합니다!
답변
그것에 영어를 넣어.
레이저 하나로 충분합니다. 정확하게 조준 할 수 있습니다. 물론 이것은 Chekov의 레이저이며 이야기의 후반부에 신체 상해를 일으키는 것을 목표로 할 것입니다 ...
그러나 지금은 중수소 꼬투리. 예. 당신은 지구에서 꼬투리를 쏜다. 지구를 기준으로 한 움직임과 경로 안이나 근처에있는 다른 물체의 중력을 고려하여 포드의 궤적을 계산해야합니다. 여기에는 내부 행성이 포함될 수 있습니다. 태양의 중력은 물론 중요합니다.
지구에 직접 발사하지 않을 때 중력 우물을 사용하여 발사를 모으고, 태양을 피하고 지구를 가로 채기 위해 곡선 경로로 발사 할 수 있습니다. 궁극적으로 이것은 발사체가 곡선 경로를 따르도록하는 가속 또는 감속이 아니라 중력 보조 장치와 같습니다. 이를 위해 다양한 행성이 편리합니다. 목성은 무겁고 분명한 선택이지만 화성 또는 토성 자체를 사용할 수 있습니다.
일반 샷에 이와 같은 중력 보조 장치를 사용하면 에너지를 절약 할 수도 있습니다.
https://space.stackexchange.com/questions/10021/how-are-gravity-assists-conceived
아, 질문. 정제 작업에 최대한 가깝게 표면에 놓으십시오. 표면에 고정하면 조준에 도움이되고 진동을 줄일 수 있습니다. 방해 할 분위기가 없습니다.
중수소가 달 자체에서 채굴되고 처리되고 있다고 가정하면 레이저 발사기 쇼 울도 달에 있습니다. 이것은 몇 가지 장점을 제공합니다.
- 레이저는 수출을 위해 채굴되는 동일한 중수소 얼음에서 연료를 공급받는 달 자체에 듀테륨 융합 동력 장치를 사용할 수 있습니다.
- 레이저 발사기의 폐열은 달을 방열판으로 사용하여 더 쉽게 처리 할 수 있습니다. 열의 일부는 실제로 처리 시설에 사용될 수 있지만 대류 또는 전도에 의해 열을 얼음으로 버리는 것이 진공 상태에서 방출하는 것보다 훨씬 낫습니다.
- 발사 레이저를 변조하면 본질적으로 동결 된 중수소 패키지를 태양계의 어느 지점 으로든 보낼 수 있습니다 . 필요한 것은 적절한 최소 에너지 궤적을 계산하고 적절한 일반 얼음 블록을 포드에 부착하고 레이저로 가열하여 추력을 생성하는 것입니다. 고객은 자신의 레이저를 사용하거나 매스 드라이버와 같은 다른 수단을 사용하여 다른 쪽 끝에서 그것을 잡을 책임이 있습니다.
- 달에 레이저를 장착하면 서비스, 업그레이드 등이 훨씬 쉬워집니다. 제로 g 작업, 연료 유조선 도킹 또는 기타 복잡한 문제를 위해 레이저를 설계 할 필요가 없습니다.
벌크화물의 채굴 및 운송은 항상 비용을 최소화하기 위해 노력합니다. 달에있는 단일 레이저는 궤도에있는 레이저보다 훨씬 덜 필요하며 태양계를 가로 지르는 여러 레이저 또는 거울보다 훨씬 저렴합니다. 달에서 이미 사용 가능한 핵융합 연료를 사용하고 레이저의 폐열을 다시 가공 시설로 재활용하면 시설의 전체 효율성이 높아지고 전체 비용이 낮아집니다. 운송 문제는 이미 고객이있는 목표에 대해 최소 에너지 궤적을 플로팅함으로써 해결되었습니다. 분명히 행성 사이의 시노드 기간 동안 최소한의 에너지가 필요하지만 궤도 전체에는 항상 최소 에너지 경로가 있습니다. 기간.
천왕성이 태양 궤도를 도는 데 걸리는 시간을 감안할 때 시노드주기는 거의없고 그 사이에 멀기 때문에 최소 에너지 궤도에서 일정한 포드 스트림을 보내는 것만으로도 고객에게 일종의 "파이프 라인"이 생성됩니다. 개별 포드는 목표 연도 또는 수십 년 후에 도착하지만 미리 정해진 날짜와 시간에 도착합니다. 진짜 문제는 "선물"시장을 어떻게 조작하여 비용과 운송 기간 동안 돈의 시간 가치가 보장되는지 확인하는 것입니다.
첫째, 가장 효율적인 방법은 레이저가 아닌 중력을 사용하는 것입니다. 지구는 앞으로 100 년 동안 중수소가 필요할 것입니다. 따라서 궤도를 따라 중수소를 운송해도 아무도 신경 쓰지 않습니다. 기본적으로 지구 궤도 또는 바다로 똑바로 발사하십시오.
그러나 귀하의 시나리오에서 그들은 빠른 길을 가기로 결정합니다. 어떤 TBH가 비현실적이지 않습니다. 우리는 물건이 빠르면 좋아합니다. 그래서 레이저 FTW.
대부분의 제어를 위해서는 태양계의 반대편에있는 최소 3 개의 레이저가 필요합니다. 태양계는 다소간 2 차원 평면이기 때문에 각각 120도 오프셋에서 3 개의 레이저를 사용하면 무제한 제어가 가능합니다.
그것들이 필요한 곳으로, 나는 천왕성의 궤도 주위를 추측하거나 아마도 토성 자체를 추측 할 것입니다. 몇 주 동안 태양계를 통해 기가 와트 레이저를 발사하는 것을 원하지 않습니다. 그래서 그들은 가능한 한 가깝게 있어야합니다.
나는 또한 그것들을 궤도에 두는 것이 최고라고 생각합니다. 왜 ? 아마도 더 싸기 때문입니다. 하지만 이런 종류는 당신이 가지고있는 레이저의 종류에 달려 있습니다. 그리고 얼마나 많은 에너지가 필요한지.
기존 스테이션 등도 요인이 될 수 있습니다.
궤도 자체에 대해서는 그 스테이션이 항상 태양을 가리 키기를 원합니다. 그래서 그들은 토성에서 아주 멀리 떨어져 있거나 몸이 가까운 곳에있을 것입니다. 내 말은, 당신은 아마도 그것들을 우주 정거장이라고 생각할 수있을 것입니다.