Драматические возможности и цена орбитального прожектора

Спутники? Дирижабли? Человек на шесть миллионов долларов? Перетащите себя в тысячелетие!

Вам нужен дрон!

Ваш дрон может бесшумно парить над вами. Он может отслеживать ваши движения с помощью невидимых лазеров. Облачность не проблема. Он может включить ваш прожектор достаточно близко над вами, чтобы луч не рассеялся до жалкой ширины к тому времени, когда он попадет на вас. Всякая сволочь, к которой вы хотите обратиться, не будет в центре вашего внимания.

Постоянно парящая над вами группа дронов имеет и другие потенциальные преимущества, помимо драматического освещения. Дроны могут прилететь с гетрами, бутылкой кристальной пепси или свежей капустной грядкой точно в соответствии с вашими потребностями. Если вам не хватает успокаивающих мелодий, вы можете подманить мелодию, чтобы она подошла поближе, и исполнить серенаду с маленькой Энн Мюррей и Нилом Даймондом.

Это вполне выполнимо , но крайне маловероятно при заявленном бюджете в 100 миллионов долларов .

Первое: свет.

1. Вам понадобится лазер для необходимой коллимации луча (чтобы размер пятна был достаточно маленьким).
2. Вам понадобится несколько лазеров для объединения, чтобы сформировать эстетически приятный видимый белый свет.
3. Вам понадобятся лазеры достаточной мощности.
4. Вам понадобится источник питания для лазеров.
5. Вам понадобятся системы наведения, способные правильно целиться. Включите все системы управления в это требование.
6. Источник света должен висеть достаточно долго для вашей речи, не искажая его заметно. Это означает, что несколько источников обмениваются работой, или гораздо более сильный источник находится дальше.
7. Вам понадобятся некоторые средства, чтобы запустить вещь.

# 1 Лучшее, что мы можем сделать с помощью мощного лазера через атмосферу Земли, - это то, что используется в эксперименте по лунному лазерному дальномеру , который вполне способен осветить 6,5-километровое пятно на Луне. В обратном направлении спутник на расстоянии 400 км может осветить 7-метровую точку на Земле. Проблема №1 решена.

# 2 Тривиально, просто RGB ваши лазеры.

# 3 Нам нужен хороший центр внимания. Для аудитории. Впечатляющий , но не слепящий прожектор. Я приму комментарий MolbOrg выше для этого. Спутниковый лазер мощностью 200 кВт, обеспечивающий наземную мощность 20 кВт, обеспечивающую 1/2 дневного освещения над пятном диаметром 7 м.

#4 Потребление 200 кВт многовато, это в три раза больше солнечной энергии, чем у МКС. Кроме того, вам нужен свет ночью , когда низкий спутник, скорее всего, окажется в тени Земли. Так что скромная солнечная панель для подзарядки довольно здоровенного аккумуляторного блока. Гм... 200кВт на 3 минуты потребует... один аккумулятор Теслы. Хотя в неизмененном виде такая скорость разряда не понравится!

# 5 НЕТ проблем. У нас есть спутники-шпионы и наземные картографы, вполне способные удерживать камеру направленной на землю достаточно точно, чтобы можно было делать фотографии с длинной выдержкой. То же самое с лазерами сделать не проблема. У вас даже есть очень наглядная система обратной связи для таргетинга.

# 6 Это проблема. Из-за относительно низкой орбиты ваших спутников они перемещаются от горизонта к горизонту менее чем за 10 минут. Чтобы сохранить место вообще, максимальное окно около 8 минут. Чтобы сохранить пятно, не имея явно быстро движущегося источника, вам нужно, чтобы ваш спутник был дальше (таким образом, вам нужно гораздо больше когерентных лазеров), или вам нужно освещать пятно одновременно с нескольких спутников.

# 7 Если мы сможем удержать массу менее 10 тонн, один Falcon9 сможет ее поднять.

Затраты:
один полет Falcon9 легко поднимет 10 тонн на 400-километровую орбиту по вашему выбору, что обойдется вам в 65 миллионов долларов .
Если вы используете в основном готовые технологии, вы должны быть в состоянии втиснуть необходимые системы питания, управления и лазерные системы за 35 миллионов долларов
. Будьте щедры и предположите, что вы не платите за наземные средства управления.

Да, вы можете продать один такой Spotlight Satellite для вашего использования с бюджетом в 100 долларов .

Но. Это не совсем удовлетворит ваше требование, если вы не создадите созвездие из множества таких спутников. Что, конечно же, ударит по вашему бюджету.
Вам нужно будет рассчитать время вашей речи до секунды. Вам нужно будет ограничить свою речь до 8 минут, а лучше до 3 минут, чтобы ваше круглое яркое пятно не превратилось в нечеткий эллипс гораздо большего размера.
И для наблюдателей будет очевидно , что свет исходит от движущегося источника.

Позвольте мне дополнить ответ Л. Датча . Вы можете решить проблему цвета, используя несколько лазеров вместо одного. Вы также можете решить проблему с орбитальными скоростями, разместив спутники на очень высокой орбите — наличие 96 спутников на геостационарной орбите должно позволить вам получить хороший эффект прожектора, если вы не отклоняетесь от экватора. В противном случае вам понадобились бы тысячи спутников на геостационарной орбите.

Имейте в виду, что, хотя официальной стоимости геостационарной точки нет, они предоставляются в порядке живой очереди. В 80-е годы некоторые компании запускали спутники на геостационарные орбиты и сдавали спутники в аренду по несколько миллионов долларов в год каждый. Я полагаю, что цена уже взлетела бы до небес, каламбур.

Также имейте в виду, что у вас будут вещи, напоминающие столбы или свет, а не конусы прожекторов. Это связано с огромными расстояниями.

И последнее, но не менее важное: я не знаю, как рассчитать размер спутников, которые вам понадобятся для этого. Я предполагаю, что это может быть как ICESat-2 , спутник, который стреляет лазерами по Земле:

ATLAS [Примечание Лоу: это означает «Усовершенствованная система топографического лазерного альтиметра»] излучает видимые лазерные импульсы с длиной волны 532 нм. Когда ICESat-2 движется по орбите, ATLAS генерирует шесть лучей, объединенных в три пары, чтобы лучше определять уклон поверхности и обеспечивать больший охват земли. Его предшественник, ICESat, имел только один лазерный луч. Большее количество лазеров позволяет улучшить покрытие поверхности Земли. Каждая пара лучей находится на расстоянии 3,3 км (2,1 мили) друг от друга по траектории луча, а каждый луч в паре — на расстоянии 2,5 км (1,6 мили) по траектории луча. Лазерная решетка поворачивается на 2 градуса относительно наземной траектории спутника, так что траектория пары лучей отделена примерно на 90 м (300 футов). Частота импульсов лазера в сочетании со скоростью спутника приводит к тому, что ATLAS измеряет высоту каждые 70 см (28 дюймов) вдоль спутника.

Лазер срабатывает с частотой 10 кГц. Каждый импульс испускает около 200 триллионов фотонов, почти все из которых рассеиваются или отклоняются, когда импульс достигает поверхности Земли и возвращается обратно к спутнику. Около дюжины фотонов от каждого импульса возвращаются в прибор (...)

Как видите, вам, вероятно, понадобится что-то на несколько порядков больше, чем ICESat-2 (полезная нагрузка которого составляла около 298 кг), и способное к гораздо более жесткой фокусировке.

Почему нет дирижабля?!? Он тихий, практически невидимый, он может следовать за вами, и вы можете решить, хотите ли вы, чтобы вас подсвечивали загадочно сзади или ослепительно спереди, просто перемещая его. Они относительно дешевы, поэтому вместо того, чтобы иметь один, вы можете иметь его в каждом городе, в котором он вам нужен, и он может отключаться в течение дня для подзарядки. Все остальные в основном правы насчет светодиодных лазеров, но с дирижаблем у вас будут варианты — коллимированный свет не обязательно должен быть моно-(или би-, или три-)хроматическим. Если вы беспокоитесь о том, что кто-то это заметит, помните: все технологии освещения значительно сократились за последние годы. Если дирижабль диаметром 10 м находится на высоте 32 000 футов, он будет казаться примерно такого же размера, как десятицентовая монета на высоте 30 футов.

Вы можете автоматизировать все это, установив датчики GPS на дирижабль и телефон миллиардера, постоянно настраивая как цель луча, так и исходную точку!

Добраться до геостационарной орбиты очень дорого, и вы никогда не сможете изменить местоположение. Если у вас будет презентация в Нью-Йорке, угол обзора будет сильно отличаться от того, когда вы находитесь в Лос-Анджелесе и забываете о Шанхае. Вам нужно будет обеспечить всю необходимую мощность либо солнечными батареями, либо атомным соединением Пельтье. Судя по обратной стороне конверта, этот вариант стоил бы в 100 раз дороже, чем дирижабль, и предлагал бы меньше функций — не тот выбор, который сделал бы миллиардер, который сделал себя сам.

Возможно, потребуется несколько доработок, но Советский Союз сделал что-то подобное в своем проекте «Знамя» .

По сути, они помещают в небо какие-то отражатели. В начальном тесте они давали свет на несколько квадратных миль, светимость которого была в 5 или 10 раз больше, чем у Луны.

Так что просто немного дополнительной инженерии, и она должна работать!

В том виде, в каком вы предлагаете, это невозможно.

Цвет света должен быть белым : лазер монохроматический, с полосой пропускания в несколько нм. Ниже вы можете увидеть качественное сравнение спектра лазера и спектра светодиода. Чтобы он казался белым, как воспринимается человеческим глазом, вам нужно будет охватить весь видимый спектр, что составляет около 500 полос шириной 1 нм. Даже используя 3 цвета для имитации белого, вам все равно потребуется около 150 лазеров. Удачи в поиске лазера для каждой длины волны с настройкой 1 нм. Я видел, как на перестраиваемых лазерах делались кандидатские диссертации, но не в интересующем вас диапазоне мощностей. И я не упоминаю о сложности компенсации разной дифракции каждой длины волны.

Луч может быть слегка наклонен, но чем ближе к 90°, тем лучше. : спутник обычно облетает всю планету примерно за 90 минут. Он охватывает один градус по вертикали данного места за 7 сотен секунд. Спутники-шпионы могут получить такой контроль, но они не целятся в объект размером с арбуз (при всем уважении к вашей голове), хотя и могут разрешить его на своих снимках.

оснащен мощным лазером : последнее, но не менее важное: что заставляет вас думать, что разумно стоять под сиянием лазера, достаточно мощного, чтобы просвечивать более 100 км атмосферы? Если только ваша цель не состоит в том, чтобы произвести впечатление на прохожих лазерными ожогами, которые вы получите.

Прожекторы сцены

Еще одно решение, которое может сделать это с ограниченным бюджетом, — это простое сценическое освещение. Вы можете купить полуприличный сценический прожектор примерно за 100 долларов. У вас есть в наличии 100 миллионов долларов , поэтому вы можете купить их миллион (или чуть меньше, если учесть стоимость установки). Но допустим, вы просто покупаете 100 лампочек, этого более чем достаточно. Затем вы можете использовать оставшиеся деньги, чтобы нанять группы электриков и техников по освещению, чтобы, когда вы знаете или думаете, что собираетесь где-то быть, вы заранее отправляли их для установки прожекторов на стороне зданий или что-то еще. Если вы знаете, что не вернетесь в какое-то место некоторое время, они могут удалить их и переместить в другое место по мере необходимости.

Преимущества по сравнению с другими предложениями:

• Гораздо проще и дешевле, чем спутники, и не зависит от облачности.
• Не такой шумный, как дроны, практически отсутствует риск быть сбитым или украденным
• Поддерживает местную экономику, куда бы вы ни пошли, предоставляет рабочие места для электриков
• Может также работать для выступлений в помещении