소행성 채굴과 뉴턴의 제 3 법칙
상상 인류에 광산 시설을 설립했다 NEO 것이 에요
그들 중 일부는 공간에서 다른 처리 스테이션에 직접 원석을 보내 다른 사이트에 수정.
그들 모두는 레일 건을 사용하여 목적지로 날아가는화물 '슬러그'를 기반으로 한 시스템을 사용합니다. 목적지 근처의 '벡터'가화물과 연결되어 속도를 늦추고 가져 오십시오.
목적지에 몇 개의 벡터 만 필요하지만 서로 다른 궤적을 따라 수백 개의화물이 이동할 수 있으므로 수신이 가능하도록 진행되므로 경제적입니다.
문제는 소행성을 채굴하는 동안 NEO에서 정기적으로 발사된다는 것입니다. 이것은 소행성이 반대 방향으로 동일한 충격을 받는다는 것을 의미합니다. 질량은화물보다 수십억 배 더 클 수 있지만 채굴되고 수년간의 착취와 발사에 따라 궤도가 변경됨에 따라 감소하고 있습니다.
이제 문제가되지 않는 일부 소행성의 경우 최종 궤도를 계산하고 안전 할 수 있습니다.
그렇지 않을 수도있는 일부 다른 경우. 예를 들어, 그들은화물 선적의받는 쪽에도있을 수 있습니다. 또는 최종 변경된 궤도가 위험해질 수 있습니다.
반대 방향으로 같은 질량 (아마도 낭비일까요?하지만 충분한 폐기물이있을 수 있습니까?)을 반대 방향으로 쏘지 않고 계속해서 궤도를 안정시킬 수있는 방법이 있습니까?
환경:
- 우리 자신의 태양계.
- 저렴한 가격으로 발전이 가능합니다. 소행성을 안정화하기 위해 레일 건을 두 번 이상 발사하는 것은 문제가되지 않습니다.
- 벡터에 사용되는 것과 같은 이온 / 화학 추진 엔진을 사용할 수 있지만 레일 건보다 사용하는 데 훨씬 더 비쌉니다.
- 궤도의 약간의 변화는 문제가되지 않습니다. 화물을 가져와야하는 경우 벡터가 이에 맞게 조정됩니다. 수년간의 작업에서 큰 문제가 발생할 수 있습니다.
답변
원칙적으로 소행성에 태양 돛을 달아 궤도를 안정시킬 수는 있지만 그럴 필요는 없다고 생각합니다.
장기적으로는 모든 페이로드를 같은 방향으로 발사하지는 않을 것입니다. 모두 같은 목적지로 향하더라도 그 목적지는 아마도 당신과 다른 태양 궤도에있을 것입니다. 태양 주위를 이동함에 따라 달라집니다. 따라서 발사로 인한 궤도 변화는 시간이 지남에 따라 취소되는 경향이 있으며 궤도 변화는 어쨌든 문제가되지 않을 것입니다. 무언가를 칠 확률은 매우 적으며, 궤도 변화를 미리 예측하고 들어오는 페이로드를 계획 할 때이를 고려할 수 있습니다.
더욱이, 태양계의 한 지점에서 다른 지점으로 페이로드를 가져갈 궤도 경로가 항상 하나 이상 있습니다. 궤도는 직선이 아니라 타원이기 때문에 가능한 한 빨리 도착하는 직접 궤도를 선택하거나 더 오래 걸릴 수있는 덜 직접적인 궤도를 선택할 수 있습니다 (잠재적으로는 목표에 도달하기 전에 페이로드가 태양을 여러 번 궤도를 도는 것을 선택할 수도 있습니다. ) 따라서 특정 페이로드가 발사되는 방향에 대해 상당한 유연성을 제공합니다. 따라서 궤도가 위험 요소가 될 가능성이 희박한 경우에도 항상 더 안전한 방향으로 추진할 수있는 옵션이 있습니다. , 일부 페이로드가 잠재적으로 덜 편리한 시간에 목적지에 도착하는 비용이 발생합니다.
이 모든 것을 계획하는 것은 간단하지 않을 수 있지만 실행 가능해야합니다. 최악의 시나리오는 다른 방법으로는 수용 할 수없는 궤도 보정을 수행하기 위해 페이로드를 희생해야하는 경우가 있지만 자주 발생해서는 안되며 전혀 발생하지 않을 수도 있습니다.
운동량은 질량 곱하기 속도입니다. 충분히 빠른 속도로 발사하는 경우 항상 임의의 작은 반응 질량을 사용할 수 있습니다. 유용한화물에는 느린 총을 사용하고 수정에는 고속 총을 사용하십시오.
반대 방향으로 같은 질량을 쏠 필요없이화물을 계속 보내면서 궤도를 안정시킬 수있는 다른 방법이 있습니까?
같은 질량을 쏠 필요는 없습니다. 모멘텀은$m\Delta v$.
질량 1을 쏘고 있다고 가정 해 봅시다. $\Delta v$ 100, 밸러스트 질량 100을 반대 방향으로 발사하여 부여 된 운동량을 중화 할 수 있습니다. $\Delta v$ 1. 이것은 밸러스트가 탈출 속도에 도달하지 않고 더 적은 에너지를 필요로하기 때문에 밸러스트가 소행성을 떠나지 않을 것임을 의미합니다. 운동 에너지는 $1/2mv^2$, 그래서 당신은 당신의 짐을 쏠 필요가있을 것입니다 $0.5\cdot 1 \cdot 100^2 = 5000$ 밸러스트를 발사하려면 $0.5 \cdot 100 \cdot 1^2 = 50$.
발 사장 이동
실제로 발사를 사용하여 가능한 한 많이 소행성 궤적을 수정할 수 있습니다. 하지만 시작 사이트를 이동할 수 있어야합니다. 가능하다면 불안정 해지는 대신 도움이 될 수 있습니다.
예, 원하는 궤도로 또는 원하는 궤도에서 재료를 전송하기 위해 대형 태양 항해 선박 함대를 사용하십시오. 시간이 오래 걸리지 만 가능합니다. 실용적이지는 않지만 가능합니다.
화물은 회전의 다른 순간에 발사되어 전체 편차의 합이 0이 될 수 있습니다. 질량 손실로 인해 여전히 소행성의 운동량을 잃게 될 것이지만 원칙적으로 소행성을 허용 궤도에 놓기 위해 착륙 방향과 비행 방향을 계산할 수 있다고 생각합니다. 예를 들어 보겠습니다. 두 개의 우주선이 같은 순간에 같은 양의 운동량으로 소행성의 반대편에서 반대 방향으로 출발한다고 가정 해 봅시다. 전체 편차는 0이됩니다.
또한 소행성이 '동일한'궤도가 아닌 '안전한'궤도에 머무르는 것이 필요하기 때문에 반대 방향으로가는 동일한 질량이 필요하지 않습니다. 대부분의 경우 광석을 샷 타이밍을 통해 일반 목적지로 전달하는 동안에도 달성 할 수 있다면 실제로 나를 놀라게하지 않을 것입니다. 즉, 최적이 아닌 궤적을 따라 다른 속도로 전송합니다. 광석은 여전히 필요한 곳에 도달하고 재난을 방지합니다.
운동량에 대해 생각하지만 가장 중요한 문제는이 경우 중력이라고 생각합니다.
내 말은 우리가 같은 질량을 NEO에 쏘면,이 "슛팅"액션은 운동량을 생성 할 것이지만 NEO와 지구의 중력이 있습니다.
지구 중력은 그 과정에서 거의 동일 할 것이라고 생각하지만 NEO의 중력은 변할 것이고 NEO의 중력이 낮을 때 우리가 무엇이든 쏘면 NEO의 궤도는 의심의 여지없이 변할 것입니다.
그래서 100 % 안정화 할 방법이 없다고 생각합니다