Можно ли использовать лазерную решетку и миниатюрные световые паруса для отклонения астероидов, находящихся на пути столкновения с Землей?

Было предложено несколько проектов, связанных с межзвездными путешествиями, например, межзвездное путешествие с миниатюрными космическими кораблями с легкими парусами или проект Breakthrough Starshot.

Вопрос. Можно ли использовать лазерную решетку и миниатюрные световые паруса для отклонения астероидов, находящихся на пути столкновения с Землей?

Поскольку миниатюрные световые паруса могли достигать высоких скоростей (и сталкиваться с астероидом), можно ли было использовать большое количество этих миниатюрных световых парусов для отклонения опасных астероидов, даже крупных?

Насколько эффективной будет такая система отклонения по сравнению с другими методами?

Изменить . Эти примечания были добавлены позже.

Из-за ответа, комментариев и отзывов от PcMan, Cornelis и uhoh мне кажется, что с современными технологиями единственный возможный способ отклонить астероиды - это построить вокруг Земли массив лазеров (вероятно, питаемый от Солнца), который будет нести устройства Дэви Крокетта. со световыми парусами к далеким опасным астероидам на пути возможного столкновения с Землей. Ядерные взрывы вблизи астероида (похожие на лазерный ожог) должны эффективно отклонять его. Если временное сознание человечества ограничено десятилетиями, то это неактуально и пустая трата денег. Если он охватывает столетия или тысячелетия, то нет ничего важнее, чем защита жизни на Земле от полного уничтожения (реальные шансы для этого временного отрезка как минимум 50/50). При современных технологиях это единственный путь. Забавная вещь, ни одно космическое агентство на Земле (будь то американское, российское, китайское, индийское или европейское) в настоящее время не имеет достаточных (или каких-либо) средств, выделенных на такого рода исследования. Настоящий защитник проекта «Старлинк», кто-нибудь?

Я думаю, что все дело в импульсе , или mv . en.wikipedia.org/wiki/Моментум . Вам понадобится огромная общая масса, чтобы иметь какой-либо эффект. Вероятно, вам понадобятся миллионы световых парусов.
Да, но передача импульса также зависит от скорости световых парусов. Вероятно, это возможно только для астероидов с известными траекториями с высокой потенциальной опасностью столкновения по шкале Палермо. en.m.wikipedia.org/wiki/Палермо_Technical_Impact_Hazard_Scale
Другими словами, вам потребуются годы предупреждения, чтобы отправить миллионы миниатюрных световых парусов к астероиду с известной и предсказуемой траекторией.
Бенну - хороший пример. en.m.wikipedia.org/wiki/101955_Bennu

Ответы (2)

Да, это сработает.

Но нет, это не будет работать очень хорошо вообще.

Если вы собираетесь иметь в наличии сверхмощный лазерный массив, вам лучше направить луч прямо на астероид. Импульс, передаваемый при выпаривании тонкого слоя поверхности астероида, во много раз эффективнее, чем при использовании того же лазера для ускорения световых парусов.
Почему? Потому что, толкая световой парус, вы передаете световому парусу только 2*импульса фотона. Фотон отскакивает, по-прежнему унося с собой практически всю свою энергию. Но нагревая поверхностный материал, вызывая его выкипание, вы создаете большую тягу, поглощая всю энергию фотонов, преобразуя ее в тепло и используя эту энергию для создания тяги.

Пример: лазер мощностью 303 МВт (энергия фотонов) создаст тягу в 1 ньютон за счет отражения света от вашего светового паруса. Те же 303 МВт, приложенные к 86 кг поверхностного материала, мгновенно нагреют его до 5000 К в секунду
. Эти 86 кг быстро отлетят от астероида со скоростью около 1,3 км/с, сообщая силу в 72,8 млн ньютонов.

Таким образом, прямое сжигание астероида в миллионы раз эффективнее, чем наведение на него световых парусов .

Конечно, если у вас есть много времени на предупреждение, вам не нужно утруждать себя созданием лазерного массива. Просто покрасьте астероид в белый (или черный) цвет и используйте невероятно мягкое давление солнечного света, чтобы убрать его с опасного пути, изменив его естественный https://en.wikipedia.org/wiki/Yarkovsky_effect .

В этом случае ядерные взрывы вблизи астероида будут иметь тот же эффект, что и лазерное сжигание, но, вероятно, даже более эффективны. Проблема с вашей оценкой заключается в расходимости лазерного луча, поскольку мы можем предположить, что лазерная установка находится близко к Земле, а астероид далеко. Спасибо за ваш ответ @PcMan
@CristianDumitrescu Совершенно верно! Единственным реальным недостатком ядерного варианта является размещение ядерного оружия там , поскольку астероид обычно находится на расстоянии нескольких астрономических единиц. И затем более тривиальная проблема точного определения времени ваших детонаций, поскольку скорость сближения ядерной бомбы с астероидом будет довольно большой, но вы хотите, чтобы детонация была как можно ближе, без фактического разрушения астероида. Лазерный массив, с другой стороны, является чем-то вроде «наведи и снимай» даже на межпланетных расстояниях (если у вас достаточно хорошая фокусировка).
Возможно, вы могли бы направить бомбу Дэви Крокетта к месту назначения с помощью световых парусов, но это уже не будет миниатюрным световым парусом. Количественный анализ был бы интересен @PcMan
«Много времени предупреждения», важное различие. Но с установленным лазерным массивом, световыми парусами и готовыми к развертыванию устройствами Дэви Крокетта вам нужно только достаточное время для предупреждения, важное отличие.
Я бы посоветовал читателю (немногие зайдут так далеко) понять онтологический аргумент Декарта, касающийся существования Бога. Также переведите этот аргумент в текущий контекст. Что может быть важнее долгосрочного сохранения жизни на Земле (акцент на долгосрочной перспективе)? Какие ресурсы можно было бы оправданно сэкономить при достижении этой цели? Правильный ответ - "никаких". Нет более высокой цели, чем эта. И все же здесь мы абсолютно ничего не делаем. Забавный.

Да, это решение можно использовать, но потребуется большое количество времени (сколько будет зависеть от размера объекта и количества подаваемой энергии).

Большинство решений по отклонению имеют одно и то же требование - как можно больше времени, и это основная движущая сила разработки решений для раннего обнаружения столкновений с астероидами, которые используются в настоящее время (чем раньше мы обнаруживаем риск, тем больше времени у нас есть). это).

Можно ли использовать лазерную решетку и миниатюрные световые паруса для отклонения астероидов, находящихся на пути столкновения с Землей?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v