спутники LAGEOS

В каком-то смысле это уже сделано со спутниками Laser Geodynamics Satellite (LAGEOS) . Спутники LAGEOS (второй из которых был запущен с шаттла в рамках миссии STS-52) имеют предполагаемый орбитальный срок службы более 8 миллионов лет. Они находятся на очень стабильной средней околоземной орбите .

Они полностью пассивны, но освещаются наземными лазерами.

И они выглядят как диско-шары.

Хорошая информация в статье Википедии .

Проблем было бы много, чтобы передавать радиосигнал в течение 10 000 лет. Однако в сроке жизни в 10 000 лет нет ничего такого, что противоречило бы физике. Это будет просто очень сложная инженерия.

Я бы использовал двигатель Стирлинга с тепловым приводом для питания, магнитный крутящий момент для управления ориентацией и электронные лампы для электроники (которые гораздо более устойчивы к радиации, чем полупроводники). Последний будет полностью аналоговым для определения ориентации и управления с помощью фотоэлектрической трубки и аналоговых вычислений, а также аналоговой РЧ-системы на электронных лампах. В системе не будет батареи, и она будет работать только при солнечном свете. (Возможно, вы сможете придумать долгоживущий накопитель тепловой энергии, чтобы сделать эффективную батарею.)

Орбита на 10 000 лет не будет проблемой. Вы бы позволили этому немного дрейфовать. Что-то вроде орбиты в 2000 км должно быть достаточно высоко.

Чтобы дополнить, а не пытаться заменить, другие ответы, я хотел бы предложить трудность, которую, как я вижу, никто не упоминал до сих пор, но которая потенциально может быть очень проблематичной в таких длительных масштабах времени.

Микрометеоритный обстрел.

Даже спустя всего 15 лет на низкой (550 км) околоземной орбите мы знаем, что широкоугольная планетарная камера II (WFPC2) на Хаббле зафиксировала значительную бомбардировку микрометеоритами .

Да, вы можете построить свой космический корабль со щитами и другими защитными мерами, но особенно против бомбардировок с относительной скоростью, кратной км/с , они не вечны. И они увеличивают сложность космического корабля, особенно если вы хотите что-то вроде предлагаемого резервного копирования «становиться больше раз в год» для основной радиопередачи, чтобы люди знали, что он все еще там и жив.

Самые большие проблемы будут связаны с тем, о чем люди уже упоминали: финансирование (не пренебрегайте этим комментарием, вы просили о проблемах), источник энергии на 10 000 лет и как создать вспышку или радиоимпульс на основе части, которые могут длиться это время.

С электроникой, кстати, отдельная проблема. Я слышал, люди хвастаются, что маломощные компьютеры могут работать веками, тогда как мы знаем, что электролитические конденсаторы выйдут из строя через несколько десятилетий. Удивительно, как легко некоторые люди считают подобные вещи, когда на самом деле это очень сложно. Вероятно, это вопрос для обмена стеками Electronics.

Вывести его на безопасную орбиту на 10 000 лет, пожалуй, проще всего. (Особенно низкая орбита вокруг Юпитера, например. Не у многих вещей хватило бы энергии, чтобы нарушить ее там. Я признаю, что Юпитер, однако, выходит за рамки, поскольку орбита вокруг Земли была требованием.)

Редактировать: осмысленное тестирование — интересный мысленный эксперимент. Как бы мы проверили что-то, чтобы быть уверенными, что оно прослужит 10 000 лет? ( На самом деле , не делая тестовый период таким длинным.) Я даже не уверен, что транзисторы прослужат так долго из-за твердой диффузии на переходах. (Возможно, поэтому Марк Адлер решил использовать электронные лампы.)

Я думаю, что должна быть возможность поместить большую тупую сферу на такую ​​орбиту вокруг Земли, что она (частично) затмит Солнце (видимое с поверхности Земли) ровно раз в год.

Эта идея использует тот факт, что система Земля-Солнце уже (по определению) является лучшим устройством для измерения времени ровно за один год. Это считается ответом? Орбита будет лежать в эклиптике, а ее период составит один год, что составит около 2 151 500 км...

Редактировать: ... который на самом деле находится за пределами сферы влияния Земли (спасибо, что указали на это, @hiergiltdiestfu). Я предполагаю, что идея все еще может работать, если вывести ее на синхронную орбиту вокруг Солнца, но вопрос не в этом.

Редактировать 2: Я стремился к дизайну, который не требует какой-либо электроники или механики, поэтому нет ничего, что могло бы сломаться. Чтобы обнаружить относительно небольшой объект, проходящий перед Солнцем (или Луной, если на то пошло), вам потребуются специальные инструменты (например, телескоп), но это верно и для приема радиосигналов со спутника.

Я подозреваю, что самая большая проблема не в орбитальной механике, а в мощности. У нас нет способа генерировать энергию, которая бы работала так долго, солнечные панели рано или поздно потеряют мощность. Можно предположить, что такую ​​систему можно было бы придумать, но это было бы непросто.

Радиация – еще одна серьезная проблема. Я подозреваю, что все, что связано с электроникой, со временем изнашивается в таких условиях.

Что касается орбиты, я бы поставил ее на солнечно-синхронную орбиту с 7 оборотами в день на высоте 5172 км. Или даже ниже было бы хорошо, я думаю, что все, что выше, скажем, 1300 км или около того, будет работать в течение 10 000 лет.

Предположим, мы делаем спутник в основном из радиоактивного изотопа с подходящим периодом полураспада. Например, молибден-93, который распадается на стабильный изотоп ниобий-93 с периодом полураспада 4000 лет. Помимо легкого обнаружения с помощью рентгеновских и, возможно, гамма-телескопов, он будет оставаться относительно горячим и поэтому должен быть легко обнаружен в ИК-диапазоне. Если сделать половину поверхности блестящей, а другую половину черной, это также добавит некоторое изменение во времени ИК-сигнатуры.

Мы могли бы также использовать распад в качестве источника времени. По мере распада молибдена вырабатываемая мощность будет падать, и поэтому спутник остынет. Это охлаждение могло согнуть биметаллическую полосу и открыть заслонку, которая позволила бы солнечному свету (возможно, сконцентрированному линзой) привести в действие химически активную сигнальную ракету или взрывчатку.

С плоским твердым солнечным парусом можно увеличить площадь поверхности, обращенную к солнцу, чтобы набрать скорость. Угол и правильная геометрия в форме, чтобы сохранить орбиту и положение. Подвижные части тоже будут проблемой. Все еще работаю над формой, в которой он вращается вместе с солнцем без движущихся частей.

Может ли спутник работать как радиометр?