รีเลย์เลเซอร์จะทำงานได้ดีขึ้นบนพื้นผิวของตัวถังสุญญากาศหรือในวงโคจรหรือไม่?
พื้นหลัง:
ในช่วงต้นศตวรรษที่ 22 สถานีเลเซอร์ได้รับการจัดตั้งขึ้นบนดวงจันทร์ของดาวยูเรนัส Cordelia เพื่อยิงดิวทีเรียมที่ถูกแช่แข็งเข้าไปในระบบสุริยะชั้นในเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงฟิวชัน อย่างไรก็ตามเลเซอร์เดี่ยวยังต้องการรีเลย์ในกรณีที่โลกอยู่หลังดวงอาทิตย์หรือไม่สามารถเข้าถึงได้ สถานีถ่ายทอดนี้จำเป็นต้องสร้างลำแสงเลเซอร์เพื่อเปลี่ยนเส้นทางและชะลอน้ำหนักบรรทุกดิวเทอเรียมชิ้นเล็ก ๆ ไม่ว่าจะมาถึงสถานีหรือเปลี่ยนเส้นทางไปยังโลก สำหรับการแยกเชิงมุมสูงสุดจากดวงอาทิตย์และโลกตามที่เห็นจากดาวยูเรนัสสิ่งนี้จะถูกวางไว้ที่ใดที่หนึ่งในระบบดาวเสาร์
ตอนนี้เพื่อไปที่เนื้อของคำถาม ฉันควรวางไว้ที่ไหน? ตัวเลือกพื้นผิวและในวงโคจรบนดวงจันทร์ไร้สุญญากาศของดาวเสาร์ทั้งสองมีข้อดีและข้อเสีย แต่ฉันสงสัยว่าอันไหนดีกว่าในแง่ของการออกแบบให้มีประสิทธิภาพและสถานีแสงมากที่สุด
TL; DR: ปัจจัยที่ต้องพิจารณาคือ 1) มวลของสถานีที่มีอุปกรณ์ทำความเย็นเครื่องขับดันใด ๆ ฯลฯ และ 2) ตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับการถ่ายทอดพลังงาน
ขอบคุณสำหรับข้อมูลของคุณ!
คำตอบ
ใส่ภาษาอังกฤษไปเลย
เลเซอร์ตัวเดียวก็เพียงพอแล้ว สามารถเล็งได้อย่างแม่นยำ แน่นอนว่านี่คือ Laser ของ Chekov และต่อไปในเรื่องนี้จะมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างความโกลาหล ...
แต่ฝักดิวทีเรียมสำหรับตอนนี้ ใช่. คุณยิงฝักที่โลก คุณต้องคำนวณวิถีของฝักโดยพิจารณาการเคลื่อนที่ของคุณเทียบกับพื้นโลกตลอดจนแรงดึงดูดของวัตถุอื่น ๆ ที่เข้ามาใกล้หรือใกล้เส้นทาง สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงดาวเคราะห์ชั้นใน แรงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์จะมีความสำคัญแน่นอน
เมื่อคุณไม่ได้ยิงตรงมายังพื้นโลกคุณสามารถใช้แรงโน้มถ่วงที่ดีในการเล็งภาพของคุณส่งไปบนเส้นทางโค้งเพื่อหลีกเลี่ยงดวงอาทิตย์และยังสกัดกั้นโลกได้ ท้ายที่สุดแล้วสิ่งนี้เป็นเหมือนเครื่องช่วยแรงโน้มถ่วง แต่แทนที่จะเร่งความเร็วหรือลดความเร็วเพื่อให้โพรเจกไทล์เป็นไปตามวิถีโค้ง ดาวเคราะห์ต่างๆมีประโยชน์สำหรับสิ่งนี้ ดาวพฤหัสบดีมีน้ำหนักมากและเป็นตัวเลือกที่ชัดเจน แต่คุณสามารถใช้ดาวอังคารหรือดาวเสาร์ได้
การใช้ตัวช่วยแรงโน้มถ่วงเช่นนี้ในการถ่ายภาพปกติอาจช่วยประหยัดพลังงานได้
https://space.stackexchange.com/questions/10021/how-are-gravity-assists-conceived
โอ้คำถาม วางไว้บนพื้นผิวให้ใกล้เคียงกับการกลั่นของคุณมากที่สุด การค้ำยันไว้บนพื้นผิวจะช่วยในการเล็งและช่วยให้คุณลดแรงสั่นสะเทือนได้ ไม่มีบรรยากาศมาขัดคอ
สมมติว่าดิวเทอเรียมกำลังถูกขุดและประมวลผลบนดวงจันทร์เองเครื่องยิงเลเซอร์จะอยู่บนดวงจันทร์ด้วย สิ่งนี้มีข้อดีหลายประการ:
- เลเซอร์สามารถใช้ไดเทอเรียมฟิวชั่นพาวเวอร์เพลนบนดวงจันทร์ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงจากน้ำแข็งดิวเทอเรียมชนิดเดียวกันที่ขุดเพื่อการส่งออก
- ความร้อนเหลือทิ้งของเครื่องยิงเลเซอร์ถูกกำจัดได้ง่ายกว่าโดยใช้ดวงจันทร์เป็นตัวระบายความร้อน ความร้อนบางส่วนสามารถใช้ในกระบวนการผลิตได้จริง แต่การทิ้งความร้อนโดยการพาความร้อนหรือการนำลงในน้ำแข็งนั้นดีกว่าการพยายามแผ่ออกไปในสุญญากาศ
- ด้วยการปรับเปลี่ยนเลเซอร์ยิงคุณสามารถส่งหีบห่อดิวเทอเรียมที่ถูกแช่แข็งไปยังจุดใดก็ได้ในระบบสุริยะ สิ่งที่จำเป็นคือการคำนวณวิถีพลังงานขั้นต่ำที่เหมาะสมแนบก้อนน้ำแข็งธรรมดาที่เหมาะสมเข้ากับฝักและให้ความร้อนด้วยเลเซอร์เพื่อสร้างแรงผลัก ลูกค้าต้องรับผิดชอบในการจับมันที่ปลายอีกด้านหนึ่งไม่ว่าจะด้วยเลเซอร์ของพวกเขาเองหรือใช้วิธีอื่นเช่นไดร์เวอร์จำนวนมาก
- ด้วยเลเซอร์ที่ติดตั้งบนดวงจันทร์ทำให้การบริการอัพเกรดและอื่น ๆ ทำได้ง่ายกว่ามาก คุณไม่จำเป็นต้องออกแบบเลเซอร์สำหรับการทำงานที่เป็นศูนย์การเชื่อมต่อเรือบรรทุกน้ำมันเชื้อเพลิงหรือภาวะแทรกซ้อนอื่น ๆ
การขุดและการขนส่งสินค้าจำนวนมากมักจะช่วยลดต้นทุนให้น้อยที่สุด เลเซอร์เพียงตัวเดียวบนดวงจันทร์มีความเชี่ยวชาญน้อยกว่าหนึ่งในวงโคจรและมีราคาถูกกว่าเลเซอร์หรือกระจกหลายตัวทั่วระบบสุริยะ การใช้เชื้อเพลิงฟิวชันที่มีอยู่แล้วบนดวงจันทร์และการรีไซเคิลความร้อนเหลือทิ้งจากเลเซอร์กลับเข้าสู่กระบวนการผลิตทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของโรงงานสูงขึ้นและส่งผลให้ต้นทุนโดยรวมลดลง ปัญหาของการขนส่งได้รับการแก้ไขแล้วโดยการวางแผนวิถีพลังงานขั้นต่ำไปยังเป้าหมายใดก็ตามที่คุณมีลูกค้า - เห็นได้ชัดว่าต้องใช้พลังงานน้อยที่สุดในช่วงเวลาซิงโคดิคระหว่างดาวเคราะห์ แต่จะมีเส้นทางพลังงานขั้นต่ำอยู่เสมอแม้ว่าในวงโคจร งวด.
เนื่องจากระยะเวลาที่ดาวยูเรนัสโคจรรอบดวงอาทิตย์มีระยะเวลาซิงโคดิคอยู่ไม่มากนักดังนั้นเพียงแค่ส่งกระแสของพ็อดที่คงที่ไปยังวงโคจรพลังงานขั้นต่ำจะสร้าง "ไปป์ไลน์" ประเภทหนึ่งให้กับลูกค้า - หากคุณทำการคำนวณอย่างถูกต้อง แต่ละพ็อดจะมาถึงเป้าหมายหลายปีหรือหลายทศวรรษต่อมา แต่จะมาถึงในวันที่และเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ปัญหาที่แท้จริงคือวิธีที่คุณจัดการตลาด "ฟิวเจอร์ส" เพื่อให้แน่ใจว่าต้นทุนของคุณบวกมูลค่าเงินตามเวลาตลอดระยะเวลาการขนส่ง - หวังว่าจะได้กำไร
ประการแรก: วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือการใช้แรงโน้มถ่วงไม่ใช่เลเซอร์ โลกจะต้องการดิวทีเรียมในอีก 100 ปีข้างหน้า จึงไม่มีใครสนใจหากคุณส่งดิวทีเรียมไปตามวงโคจร โดยทั่วไปจะยิงมันเข้าสู่วงโคจรของโลกหรือตรงลงไปในมหาสมุทร
แต่ในสถานการณ์ของคุณพวกเขาตัดสินใจที่จะไปอย่างรวดเร็ว ซึ่ง TBH ไม่ได้ไม่สมจริง เราชอบตอนที่ของเร็ว ดังนั้นเลเซอร์ FTW
เพื่อให้ได้การควบคุมมากที่สุดคุณต้องมีเลเซอร์อย่างน้อย 3 ตัวที่อยู่คนละฟากของระบบสุริยะ เนื่องจากระบบสุริยะมีระนาบ 2 มิติไม่มากก็น้อยเลเซอร์ 3 ตัวที่ออฟเซ็ต 120 องศาแต่ละอันจะทำให้คุณควบคุมได้ไม่ จำกัด
ฉันจะเดารอบวงโคจรของดาวยูเรนัสหรืออาจจะเป็นดาวเสาร์ก็ได้ คุณไม่ต้องการการยิงเลเซอร์ Gigawatt ผ่านระบบสุริยะเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ดังนั้นพวกเขาควรจะอยู่ใกล้กันมากที่สุด
ฉันจะถือว่าการมีพวกมันอยู่ในวงโคจรนั้นดีที่สุด ทำไม? เพราะมันน่าจะถูกกว่า. แต่ประเภทนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของเลเซอร์ที่คุณมี และต้องการพลังงานเท่าใด
สถานีที่มีอยู่เป็นต้นอาจเป็นปัจจัยหนึ่ง
คุณต้องการให้สถานีเหล่านั้นชี้ไปที่ดวงอาทิตย์เสมอ ดังนั้นพวกมันจะอยู่ห่างจากดาวเสาร์มากหรือที่ซึ่งเคยอยู่ใกล้ ฉันหมายความว่าคุณอาจพิจารณาสถานี Deep Space ก็ได้