Wydobywanie asteroid i trzecie prawo Newtona
Wyobraź sobie ludzkość stworzyła obiektów górniczych na NEO s
Niektóre z nich wysłać rudy surowego bezpośrednio do innych stacji przetwarzania w przestrzeni, inni udoskonalić na miejscu.
Wszyscy używają systemu opartego na „ślimakach” ładunkowych, które są wyrzucane do miejsca przeznaczenia za pomocą dział kolejowych. `` Wektory '' w pobliżu miejsca docelowego łączą się z ładunkiem, spowalniają go i wprowadzają.
Jest to ekonomiczne, ponieważ w miejscu docelowym wystarczyłoby tylko kilka wektorów, podczas gdy setki ładunków mogą podróżować po różnych trajektoriach, poruszając się w takim tempie, aby możliwy był odbiór.
Problem polega na tym, że podczas wydobywania asteroidy regularnie pojawiają się starty z NEO. Oznacza to, że asteroida otrzymuje równy impuls w przeciwnym kierunku. Jego masa może być miliardy razy większa niż ładunek, ale zmniejsza się wraz z wydobyciem, a przez lata eksploatacji i startów orbita zostanie zmieniona.
Teraz, dla niektórych asteroid, które mogą nie stanowić problemu, ostateczną orbitę można obliczyć i zapewnić bezpieczeństwo.
W przypadku innych może tak nie być. Na przykład mogą również znajdować się na końcu przesyłki towarowej. Albo ostateczna zmieniona orbita może stać się zagrożeniem.
Czy istnieje inny sposób na ustabilizowanie orbity przy jednoczesnym wysyłaniu ładunków bez konieczności wystrzeliwania równej masy (może odpadów? Ale czy będzie ich wystarczająco dużo? Na metalowych asteroidach, co może się nie zdarzyć) w przeciwnym kierunku?
Oprawa:
- Nasz własny układ słoneczny.
- Wytwarzanie energii jest dostępne w niskiej cenie. Wystrzelenie z działa szynowego więcej niż jeden raz w celu ustabilizowania asteroidy nie byłoby problemem.
- Jonowe / chemiczne silniki ciągu, takie jak te stosowane przez wektory, są dostępne, ale znacznie droższe w użyciu niż działa szynowe.
- Niewielkie wahania orbity nie stanowią problemu. Wektory dostosują się do tego, jeśli trzeba będzie przywieźć ładunek. Duży może się wydarzyć po latach pracy.
Odpowiedzi
Zasadniczo można by przymocować żagiel słoneczny do asteroidy, aby pomóc ustabilizować orbitę, ale nie sądzę, by to było konieczne.
Na dłuższą metę nie będziesz strzelać wszystkimi ładunkami w tym samym kierunku - nawet jeśli wszystkie zmierzają do tego samego celu, ten cel prawdopodobnie będzie znajdować się na orbicie słonecznej innej niż twoja i twoje względne pozycje będzie się zmieniać w miarę poruszania się po słońcu. Zmiany na twojej orbicie od startów będą więc miały tendencję do zanikania z czasem, a zmiany orbity i tak nie będą stanowić problemu; szanse na trafienie czegokolwiek są bardzo małe, a będziesz w stanie przewidzieć zmiany orbity z wyprzedzeniem i wziąć je pod uwagę podczas planowania nadchodzących ładunków.
Co więcej, zawsze istnieje więcej niż jedna trasa orbitalna, która przeniesie Twoje ładunki z dowolnego punktu w Układzie Słonecznym do innego; ponieważ orbity są elipsami, a nie liniami prostymi, możesz wybrać bezpośrednią orbitę, która doprowadzi Cię na miejsce tak szybko, jak to możliwe, lub mniej bezpośrednią, która zajmie więcej czasu (potencjalnie nawet decydując się na wielokrotną orbitę ładunku wokół Słońca, zanim dotrzesz do celu ), co daje dużą elastyczność w określaniu kierunku, w którym wystrzeliwany jest konkretny ładunek. Więc nawet w mało prawdopodobnym przypadku, gdy Twoja orbita grozi, że stanie się zagrożeniem, zawsze będziesz mieć możliwość pchnięcia go w bezpieczniejszym kierunku , aczkolwiek kosztem niektórych ładunków docierających do celu w potencjalnie mniej dogodnym czasie.
Planowanie tego wszystkiego może nie być proste, ale powinno być wykonalne. Najgorszym scenariuszem jest to, że czasami trzeba poświęcić ładunek, aby dokonać korekty orbity, której nie można w inny sposób uwzględnić, ale nie powinno się to zdarzać często i prawdopodobnie wcale.
Pęd to masa razy prędkość. Zawsze możesz użyć dowolnie małej masy reakcyjnej, pod warunkiem, że strzelasz z wystarczająco dużą prędkością. Po prostu użyj wolniejszych dział do użytecznego ładunku i szybkich dział do poprawek.
Czy jest inny sposób na ustabilizowanie orbity przy jednoczesnym wysyłaniu ładunków bez konieczności strzelania równą masą w przeciwnym kierunku?
Nie musisz strzelać równą masą. Pęd jest nadawany przez$m\Delta v$.
Powiedzmy, że strzelasz do masy 1 z $\Delta v$ 100, można zneutralizować nadany pęd, strzelając w przeciwnym kierunku masą balastową 100 $\Delta v$ 1. Oznacza to, że balast nie opuści asteroidy, ponieważ nie osiągnie prędkości ucieczki, a także będzie wymagał mniej energii: pamiętaj, że energia kinetyczna idzie jak $1/2mv^2$, więc aby wystrzelić swój ładunek, potrzebujesz $0.5\cdot 1 \cdot 100^2 = 5000$ podczas strzelania balastem, którego byś potrzebował $0.5 \cdot 100 \cdot 1^2 = 50$.
przenieść witrynę startową
Możesz faktycznie użyć wyrzutni, aby skorygować trajektorię asteroid tak bardzo, jak to możliwe. Musisz jednak mieć możliwość przeniesienia strony startowej. Jeśli możesz, może ci pomóc, a nie destabilizować.
Tak, użyj floty dużych łodzi słonecznych, aby przenieść materiał na dowolną orbitę iz powrotem. Zajmie to dużo czasu, ale byłoby to możliwe. Może nie praktyczne, ale możliwe tak.
Ładunki mogłyby być wypuszczane w różnych momentach rotacji, tak aby całkowite odchylenie wyniosło zero. Nadal będziesz tracić pęd z asteroidy z powodu utraty masy, ale myślę, że w zasadzie można by obliczyć kierunek lądowań i lotów, aby umieścić asteroidę na dowolnej dozwolonej orbicie. Żeby zrobić przykład. Załóżmy, że dwa statki kosmiczne odlatują w tym samym momencie iz takim samym pędem, ale po przeciwnych stronach asteroid i w przeciwnych kierunkach. Ich ogólne odchylenie będzie wynosić zero.
Nie potrzebujesz również równej masy poruszającej się w przeciwnym kierunku, ponieważ wszystko, czego potrzebujesz, to upewnić się, że asteroida pozostanie na „bezpiecznej” orbicie, a nie na „tej samej” orbicie. Właściwie nie zdziwiłbym się, gdyby w większości przypadków udało się to osiągnąć nawet przy dostarczaniu rudy do miejsca przeznaczenia w odpowiednim momencie. To znaczy, wysyłając go z inną prędkością po innej niż optymalna trajektorii. Ruda wciąż dociera tam, gdzie jest potrzebna, a katastrofa jest powstrzymywana.
Myślisz o pędu, ale myślę, że najważniejszą kwestią w tym przypadku jest grawitacja.
Chodzi mi o to, że jeśli wystrzelimy tę samą masę do NEO, ta akcja „strzelania” da rozpęd, ale istnieje grawitacja NEO i Ziemi.
Myślę, że grawitacja Ziemi będzie prawie taka sama, ale grawitacja NEO ulegnie zmianie i kiedy grawitacja NEO będzie niska, jeśli strzelimy do niej czymkolwiek, orbita NEO zmieni się bez wątpienia
Więc nie sądzę, aby można było ustabilizować się w 100%