Как спроектировать космический корабль, справляющийся с красным смещением?

Красное смещение возникает всякий раз, когда наблюдатель удаляется (смещается в красное) или приближается (смещается в синее; синее смещение) к объекту, излучающему излучение, и наоборот.

Путешествие к чему-то, что в основном излучает излучение в спектре видимого света, например, нашему солнцу, сдвинет его в спектры более высокой энергии. Переход от ультрафиолетового через рентгеновское к гамма-излучению в зависимости от скорости космического корабля.

Как должен быть спроектирован космический корабль, чтобы защитить экипаж и оборудование от возрастающей радиации по мере увеличения его скорости?

Цилиндрический объект с защитой наверху и экипаж прямо за ним? Или экипаж должен находиться как можно дальше от вершины космического корабля? Будет ли другая форма более эффективной для защиты от радиации?

Хотя это действительно отличный вопрос, я считаю, что он не по теме этого сайта, потому что у нас действительно нет реальных средств, чтобы разогнать космический корабль до скорости, необходимой для рассмотрения проблемы.
;) Вопрос не исчезнет, ​​если его не удалит кто-то другой. По крайней мере, пока я не собираюсь его удалять. Это реальный вопрос космической техники. Возможно, не актуально ни сегодня, ни в ближайшем будущем.
Мне нравится вопрос. Мне придется сделать некоторые расчеты, чтобы увидеть, какое смещение может увидеть типичный космический корабль — я подозреваю, что оно небольшое. Кроме того, я думал, что большая часть опасности исходит от заряженных частиц.
Если вы хотите пойти еще дальше с причудливой идеей, вы можете прочитать вопрос по физике на тему о том, как космический микроволновый фон становится обжигающим, physics.stackexchange.com/questions/34673/…
Лично я считаю, что ограничивать тематику этого сайта «космическими исследованиями в ближайшем будущем с использованием только тех технологий, которые мы разработали в настоящее время» совершенно ошибочно. Если мы не заглянем в будущее и не начнем копаться в его проблемах сейчас, мы никогда его не достигнем.
Принадлежит scifi.stackexchange.com
Этот вопрос кажется не по теме, потому что это действительно вопрос физики, а не исследования космоса.

Ответы (1)

Итак, у этой проблемы есть два аспекта. С первым мы имеем дело сегодня на регулярной основе, это доплеровский сдвиг космического корабля, вращающегося вокруг Земли или иным образом движущегося к/от наземной станции. Это то же явление, что и красное смещение, только меньшей величины. Почему это важно? Для восходящей линии связи 150 МГц доплеровский сдвиг составляет около 3 кГц для спутника на НОО. На самом деле это канал в некоторых видах связи. Чем выше частота, тем больше скачок, чтобы можно было полностью пропустить FM-канал, если не учитывать доплеровский сдвиг.

Итак, как вы это исправите? По сути, рассчитайте, каким должен быть доплер, и пошлите на такой частоте, чтобы космический корабль получил правильный сигнал. Кроме того, вы можете построить схему управления таким образом, чтобы обнаруженное частотное окно могло слегка дрейфовать в зависимости от несущей частоты.

Что касается второй проблемы, то излучение становится все более высокой энергией по мере приближения к нему. Как это управляется? Прежде всего, давайте посмотрим, где это станет проблемой. Предположим, что частота равна 10^15, что находится в области видимого света. Энергия становится ультрафиолетовой при увеличении частоты примерно в 10 раз. Чтобы сделать это, вы должны двигаться со скоростью 0,9c, таким образом, длина волны в 10 раз больше (1/(1-скорость)), что дает вам увеличение частоты в 10 раз. Это очень значительная скорость. Кроме того, это будет исходить только из передней части космического корабля, в задней половине будет наблюдаться снижение частоты на 50%, что безвредно (см. этот калькулятор ) .

Итак, что еще нужно космическому кораблю, который движется так быстро? Должен быть способ защитить его от мелких частиц, даже самые мелкие частицы могут вызвать проблемы на такой скорости. Это, без сомнения, потребует некоторой физической защиты на передовой площадке. Кроме того, в космосе в любом случае имеется большое количество радиации, которая нуждается в защите.

Суть в том, что излучение от такого быстрого движения вряд ли будет проблемой. Скорее всего, она будет решена при решении других проблем, которые возникнут у космического корабля.