Используйте цепочку кораблей.

В каком-то смысле я представляю себе пирамиду. Брать$n$корабли. Отправьте первый, относительно малой массы - Корабль$1$. Затем отправьте корабль$2$. Судно$2$теперь приводится в движение непосредственно лазером на базе, а он, в свою очередь, приводится в движение кораблем$1$. Повторите, запустив корабль$3$для питания корабля$2$и так далее, пока не запустите Ship$n$.

Дело в том, что вы в конечном итоге используете больше энергии, чем если бы вы просто запускали каждый корабль один за другим, питаемый лазером. Если вы дадите каждому кораблю одинаковую мощность, то только самый первый корабль будет двигаться вперед, как обычно. Тем не менее, вы решили проблему. Вы ограничены только энергией, а не количеством железных дорог.

На что следует обратить внимание:

• Вы не сможете попасть сразу на многие звезды. Возможно, что станция на каждом корабле может вращаться, поэтому вы можете изменить ее ориентацию, чтобы корабль двигался вперед по другому пути, но это потребует работы.
• Запуск каждого нового корабля был бы деликатным процессом. Вы должны выстроить вещи правильно . Если корабль выскользнет за линию транспортных средств, у вас могут быть проблемы. Кроме того, как указывалось на не купленную в магазине грязь, выбор времени может быть таким же сложным, как и пространственное выравнивание. Если бы мощность была изменена в неподходящее время, возникшее возмущение распространилось бы по системе.
• Как я уже говорил, вы используете много энергии. Но в такой огромной империи, я не думаю, что это станет огромной проблемой. Как вы храните энергию, это то, что нужно решать; больше энергии означает больше массы на каждом корабле, что, очевидно, не очень хорошо. Вполне вероятно, что солнечная энергия может оказать некоторую помощь в начале, но она не так полезна в межзвездном пространстве.

Вот схема того, что я представляю, для простого набора из трех кораблей:

Расставьте приоритеты в доставке и сдвиньте сроки доставки

Не все нужно портировать как можно скорее (хотя это помогает коммерции). Расставляйте приоритеты и объединяйте грузовые суда, перевозящие грузы с одинаковым сроком годности. Используйте свой лазер так, чтобы время ускорения кораблей было пропорционально их приоритетам.

Математика для этого становится невероятно сложной, но возможной. Например, ваш пассажирский корабль будет следовать по самому прямому маршруту, получая больше всплесков ускорения, так что его время полета составляет 1 период. Корабль с оборудованием для отдыха можно запустить по другой траектории и разогнать с меньшим вниманием, так что его общее время полета может составить 50 периодов или более. Таким образом, вы в конечном итоге получите довольно постоянный поток кораблей.

Это изображение как бы описывает то, чего я пытаюсь добиться, с разными ускорениями вы можете достичь разных траекторий полета и разного времени полета, по-прежнему поражая одну и ту же цель.

Примечание. Дополнительным преимуществом этого метода является то, что вращение ваших планет теперь можно использовать более эффективно. Когда лазер больше не может ускорять приоритетный корабль (из-за его угла с горизонтом), теперь он может ускорять другие корабли, поскольку их положение в небе будет сильно отличаться от положения приоритетного корабля.

Также обратите внимание: я бы сделал грузовые суда автономными, так как на самом деле нет необходимости в экипаже, тем более что рельсы в основном контролируют большую часть навигации.

Сделать больше станций передачи

Если вы можете позволить себе толкать корабль с ускорением 1 g в течение многих лет, вы, вероятно, сможете толкать астероиды или луны, чтобы в конечном итоге сформировать тело на нужных вам орбитах.

Могут потребоваться столетия планирования, чтобы выманить тяжелые объекты из гравитационных колодцев, столкнуть их неупругим образом, не создавая большого количества обломков, спаять их вместе, возможно, льдом и скорректировать их орбиты, но ваши медленнее, чем скорость света, охватывающие галактику люди могут. Терпение незнакомо.

Стартовые станции

Он нужен вам, чтобы покинуть солнечную орбиту, но вам не нужно, чтобы он двигался быстрее. Со временем он окажется где-то далеко от звезды, поэтому может толкнуть под другим углом.

Помогите, соседи

Если вы можете применить встречный толчок на расстоянии световых лет, вы можете помочь в прохождении трансферов. Это становится кошмаром планирования, поскольку вы в значительной степени используете лучи смерти, направленные на годы вперед кораблей с годами отставания в координации между силами, и вы получаете только часть (косинус угла) мощности, используемой как скорость в правильном направлении, но, возможно, это может быть чистой выгодой.

Совершайте поездки без электричества

С точки зрения любой из планет, поддержание корабля на 1 g дольше, чем несколько недель, не делает путешествие заметно короче (хотя с точки зрения экипажа это могло бы быть). Если вы толкаете только короткое время, вы можете толкать следующий корабль.

И этот метод позволяет запускать в любой видимый пункт назначения, так как нужно запитать только самое начало и конец.

Межзвездный лазерный двигатель никогда не должен базироваться на планете, среда свободного космоса намного лучше с точки зрения сбора солнечной энергии и создания больших структур для излучения тепла и фокусировки лазерного луча. Доктор Роберт Л. Форвард описал такую ​​систему много лет назад, и кажется, что она уже имеет гораздо более высокие характеристики, чем то, о чем вы просите. Поскольку в системе «Вперед» корабли «движутся по инерции» после ускорения, а затем получают энергию лазера во время фазы торможения полета (после отсоединения кольцевого зеркала), лазер доступен для питания других кораблей. При правильном выборе времени лазер можно полностью использовать, сначала ускоряя поезда кораблей, а затем замедляя их спустя годы.

Лазерный световой парус Роберта Л. Форварда

Примеры световых парусов в масштабе...

Это даже не конец этой идеи. Читателю блога NextBigFuture пришла в голову довольно удивительная идея, объясняющая странное затемнение «Звезды Тэбби»; световая «железная дорога», создаваемая зеркалом, вращающимся вокруг звезды:

Только представьте, что, несмотря на их размер, этим зеркалам можно придать оптическую форму. Каков дифракционный предел того, что телескоп с главным зеркалом более половины диаметра нашего Солнца (по моим оценкам, D ~ 8e8m вызывает 22-процентное падение) может разрешить в видимом свете (~ 5e-7m)? Где-то порядка 1e-16 радиан. Поскольку парсек составляет 3х16 метров, это означает, что они могут разрешать объекты размером порядка 10 километров на Земле, если смотреть с расстояния 454 пк. Так что отлично подходит для астрономии.

При использовании в качестве дальнего луча для звездолета вы получите следующее:

Световое давление в «луче» от начального зеркала будет обеспечивать удвоенное давление на этот световой парус при отражении, достаточное для обеспечения постоянного ускорения паруса в несколько раз g = 10 м / с ^ 2. Подвесив на парус звездолет такой же массы, можно сделать ускорение равным ускорению родной планеты пассажира, и, вероятно, все жители планеты действительно могли бы разместиться на корабле такой массы одновременно. При постоянном ускорении в 1 g они могли бы путешествовать «куда угодно», испытывая лишь пару десятилетий бортового времени из-за замедления времени (или менее одного десятилетия при 2g). Однако, если только родная звезда не сгорит в огне и для эвакуации не потребуется ковчег, этот «заполняющий луч» парус будет излишним.

Поскольку вы не планируете отправлять миллиарды существ одновременно на межзвездный ковчег размером с Марс, мы можем уменьшить масштаб до этого:

Мы можем предположить, что большой луч большой только для того, чтобы он не расширялся и не уменьшался из-за дифракции. Звездолеты меньшего размера и с парусами, размер которых пропорционален их малой массе, могут двигаться в пределах большего луча с тем же уровнем ускорения. Энергия, не попадающая в парус, не «тратится впустую», поскольку звезды всегда излучают энергию, инопланетяне-мегаструктуры только что перенаправили ее, их единственные расходы - на строительство исходных структур и поддержание концентрации и цели. Сами корабли - дело нехитрое. Не нужны огромные запасы топлива, усложнения прямоточного воздушно-реактивного двигателя Буссарда, антиматерия, корабли-генераторы. Вы просто прыгаете в балку, а остальное бесплатно. (Но вы должны быть уверены, что операторы запомнят вас, если вы отправитесь в экспедицию за 1000 лир или что-то в этом роде). Это был бы очевидный путь с самого начала, по крайней мере в принципе,

Теперь у нас есть не просто единственное зеркало рядом со звездой, требуется еще и большая поддерживающая конструкция:

Первичные «отклоняющее и прямое» зеркала необходимо располагать «у поверхности» звезды и держать неподвижными относительно неба (за исключением тех, которые сканируют его в астрономических целях). Следовательно, они должны «плавать» за счет собственного светового давления звезды, чтобы противостоять гравитации звезды без движения по орбите. На расстоянии от 3 до 4 звездных радиусов (я предполагаю, что звезда имеет 1,25* радиуса Солнца и 1,5* массы Солнца) гравитационное ускорение будет в диапазоне нескольких g, и они могут быть балластированы, чтобы плавать со структурными силами, подобными те, кто вовлечен в активную ситуацию с кораблем и парусом.

Зеркала, вероятно, стабилизированы на ажурной сферической сети колец вокруг звезды, имея достаточное количество зеркал, чтобы поддерживать и равномерно расширять всю структуру при некоторой степени напряжения. Шефер, возможно, документировал добавление большего количества зеркал для поддержки и баланса целого, как оно было первоначально построено, или накопление зеркал на стороне звезды рядом с нами, поскольку торговля с другими звездными системами увеличивалась в этом общем направлении (или возможно, добавление неактивных зеркал только для борьбы с глобальным потеплением по мере старения их звезд).

Таким образом, немного масштабируя свое мышление, вы можете увеличивать пропускную способность «железной дороги» последовательно (запуская и ускоряя/замедляя корабли, когда предшествующие корабли находятся в фазе побережья), или параллельно (сверхмассивные зеркала, создающие такой огромный луч, что вы можете запустить несколько кораблей одновременно).

На самом деле, если соперничающая империя начнет так думать, вы можете обнаружить, что их экономический потенциал буквально проносится мимо вашего...

Морские контейнеры и перевалка

Кажется, это не тот ответ, который вам нужен, но его все равно следует дать, поскольку именно так решалась аналогичная проблема здесь, на Земле. Таким образом, у нас есть не только веские основания полагать, что это сработает, вы можете легко изучить, как это работает на практике, и адаптироваться к вашим условиям.

По сути, просто используйте несколько рельсов с большими и большими кораблями, содержащими стандартные контейнеры. Затем ваши базовые станции размером с планетоид перенесут контейнер на корабль, который перейдет к следующему шагу.

Это никак не решит проблемы с задержкой для небольших портов, но решит проблему масштабирования полосы пропускания. О чем вы и спрашивали. Это также снизит стоимость доставки и повысит экономическую интеграцию, чего вы, кажется, хотели бы?

Несколько идей:

1) Если удастся сохранить ускорение 1G, то скорость света будет достигнута за 1 год: ссылка . Таким образом, постоянное ускорение в 1 g не требуется на всем протяжении пути. Большие ускорения, конечно, приводят к выбросам энергии (я называю 1 год «взрывом»), а не к безостановочному потоку. Поддерживать небольшой поток, «освещающий переулок», чтобы корабль знал, что он попал в цель, может быть неплохо.

2) Криогеника и Intersteller-Packing-Foam (которая заполняет корабль и делает его и все, что в нем заморожено, более жесткими) могут позволить более высокие ускорения . Более высокие ускорения в сочетании с № 1 (существует ограниченное время тяги до достижения C) приводят к увеличению времени передачи. Это также позволяет проводить спасательные работы, если людям/грузу необходимо ждать смехотворные сроки, которые потребуются для спасения.

3) Дорожки: больше судоходных путей, больше пропускная способность . Каждая дорожка является стартовой платформой, и по разным причинам каждая должна находиться на своем собственном безвоздушном планетоиде в Солнечной системе. Хотя солнечная система может показаться большой, в отношении межзвездных расстояний это не так, поскольку все пути сойдутся в новой системе.

4) Разделите межзвездную и межпланетную транспортные системы: как вы уже указали, ваша межзвездная железнодорожная система использует планетоиды без атмосферы и по соображениям безопасности, возможно, с минимальной жизнью. Если ваши межзвездные корабли ускоряются за пределами какой-либо значительной гравитации, можно избежать многих проблем.

5) Используйте гравитационное линзирование: как для отслеживания ваших кораблей, так и для запуска их по разным путям, которые приводят к одному и тому же пункту назначения. Я был настроен скептически после прочтения другого ответа, который был связан с использованием разных траекторий полета, но одного и того же происхождения. Моя проблема в том, что движение на основе лазера похоже на превращение света в пожарный шланг и использование его для толкания чего-либо. На самом деле это еще хуже, потому что в большинстве этих систем используется система обратной связи, в которой свет рециркулируется или требования к мощности значительно возрастают (это означает, что вы не можете использовать парус, у вас должна быть перпендикулярная поверхность). Вы хотите, чтобы лазер нажимал прямопо траектории полета. Если его ударить под углом, он начнет вращаться. Компенсировать это возможно, но это все равно не идеально. Итак, как мы можем отправить несколько кораблей из одной и той же точки разными путями и заставить их сойтись в одном и том же месте? Гравитационное линзирование. Если мы обнаружим, что путь света искривлен центральной звездой (звездами) системы, вы можете отправить корабли по той же траектории полета, и луч, который находится прямо за ними, всегда будет идеально выровнен, потому что луч света движется прямо, это пространство. что согнут. Кроме того, гравитационное линзирование может фокусировать большое количество электромагнитного излучения от удаленных объектов, что делает его полезным для улавливания слабых сообщений от удаленных кораблей или наблюдения за удаленными планетами в других системах.

6) Корректировка курса и поддержание скорости: Хотя теоретически это не требуется, поскольку вы можете отправить любой вагон в любое место, потратив сотни лет времени на сторонних наблюдателей, возможно, получатель хочет, чтобы груз отправился в другое место, или планета, возможно, имела неисправность относительно ее лазера, необходимого для замедления. Возможно, лучше направить весь трафик на звезду для системы. Когда поезд начинает приближаться (расстояние до замедления от околосветовой скорости будет составлять 1 год, если принять 1G), он может использовать гравитационный колодец звезды, чтобы изменить свою траекторию. Также звезда является отличным источником энергии, если вы ищете что-то, что должно генерировать огромный выход энергии. Кроме того, № 2 (криогеника и ребристая набивочная пена), как я полагаю, очень важны при использовании гравитационной скважины для коррекции курса. Даже если люди должны бодрствовать большую часть пути, № 2 может потребоваться во время «перестроения» или при переходе на другой «участок». Где можно ожидать агрессивного замедления, а также ускорения в новом направлении.Если вы можете поддерживать большую часть своей скорости при переходе к новой цели, вы также поддерживаете пропускную способность.

Просто для удовольствия: «Батарейки включены», в то время как некоторые, кажется, намекают, что генерация энергии, подобной той, что может разрушить поверхность планеты каждый час, не является хорошей идеей ... ну, вот предложение мощности, которое делает даже это смехотворно безопасным. ! Вероятно, стоит изучить, как мог бы работать крупный транспортный узел. На мой взгляд, было бы идеально, если бы транспортные узлы располагались вокруг черных дыр, в идеале, если бы черная дыра была не слишком большой (чем меньше, тем лучше для использования приливных сил) и чтобы не приходилось ее подпитывать, если она двоичная. вращаться вокруг звезды, что было бы очень полезно. Такая установка будет производить огромное количество энергии. Теоретически возможно создание субатомных черных дыр. Ускорители частиц, такие как LHC, все еще на пару величин отстают от требуемого. Также такие черные дыры испаряются! Но все же при достаточной энергии возможно создание черных дыр, которые встроены в ускоритель. Теперь, поскольку они производятся с высокой скоростью, они подвержены замедлению времени, в то время как в состоянии покоя они могут длиться всего несколько секунд (или меньше), но при скоростях, приближающихся к C, они могут длиться намного дольше. Дело в том, что мощный ускоритель, который имеет доступ к огромному количеству энергии (что-то испускаемое гамма-лучами кажется хорошим началом), может хранить огромное количество энергии в черных дырах и доставлять их на планетоиды в системе. Поскольку у черных дыр есть магнитные поля в то время как в состоянии покоя они могут длиться всего несколько секунд (или меньше), но при скоростях, приближающихся к C, они могут длиться намного дольше. Дело в том, что мощный ускоритель, который имеет доступ к огромному количеству энергии (что-то испускаемое гамма-лучами кажется хорошим началом), может хранить огромное количество энергии в черных дырах и доставлять их на планетоиды в системе. Поскольку у черных дыр есть магнитные поля в то время как в состоянии покоя они могут длиться всего несколько секунд (или меньше), но при скоростях, приближающихся к C, они могут длиться намного дольше. Дело в том, что мощный ускоритель, который имеет доступ к огромному количеству энергии (что-то испускаемое гамма-лучами кажется хорошим началом), может хранить огромное количество энергии в черных дырах и доставлять их на планетоиды в системе. Поскольку у черных дыр есть магнитные полясм. здесь , их можно сгибать и ускорять/замедлять с помощью магнитных полей. Значит, есть способ их захвата и отвода энергии (хокинг-излучение). Когда маленькая черная дыра замедляется, она производит больше энергии, а если ускоряется меньше... так что есть способ контролировать выход. Как только черная дыра начнет приближаться к пределу, после которого она перестанет быть черной дырой, ее следует выстрелить обратно в родительскую черную дыру... для людей, которые думали, что ваши лазеры опасны, черная дыра массой 10000 кг распадается при включении питания. один из ваших безвоздушных планетоидных лазеров, вероятно, приведет к тому, что планетоида не будет!

По аналогии с железной дорогой...

Двойной путь : Постройте вторую параллельную направляющую рядом с первой. В Империи уже могут быть две направляющие для двустороннего путешествия, и в этом случае это будет означать четыре направляющих (по две в каждом направлении). Это удвоит частоту односторонних стручков.

Ускорьте поезда : вместо того, чтобы разгоняться до 1g, разгоняйтесь до 1,5g или 2g или больше. В путешествии на 6 световых лет к звезде Барнарда 2g сократит время в пути примерно на 30% и аналогичным образом увеличит частоту стручков.

Выдвиньте рельсы параллельно.

Корабль 1, вверху справа, ускоряется синим лучом лазера. Он отражает обратно параллельно, смещенный в красную сторону от своего первоначального цвета (потому что зеркало отступает).

Корабль 2, посередине слева, идет в противоположном направлении. Он ускоряется за счет пониженной частоты, но все еще довольно мощного лазера, отраженного от корабля 1. Он отражает еще более глубокий красный смещенный луч обратно в исходном направлении, чтобы ускорить корабль 3.

В зависимости от эффективности корабельных зеркал, при необходимости это можно было бы продолжить еще на несколько уровней. Более того, когда корабль замедляется , он фактически смещает луч в сторону следующего получателя.

(Извините за мой ужасный выбор цвета. Я дальтоник.)