Мусор в межзвездном полете

Если мы когда-нибудь сможем построить космический корабль, который может двигаться со скоростью, близкой к скорости света, как мы сможем добраться до места назначения в целости и сохранности? Я имею в виду, что на такой скорости крошечный камень (даже космическая пыль?) полностью уничтожил бы космический корабль. На такой скорости от них тоже толком не увернуться, так как же это возможно?

К счастью, межзвездное пространство феноменально пусто, так что беспокоиться не о чем.

Ответы (2)

Вот довольно свежая статья Кроуфорда на эту тему. Он рассматривает случай, когда зонд путешествовал 6 лет со скоростью 0,1с. Похоже, что наиболее проблематичным материалом являются относительно крупные пылинки в диапазоне 100 мкм. Большинство частиц межзвездной пыли на несколько порядков меньше, чем это, но распределение имеет хвост крупных частиц. Хотя хвост плохо охарактеризован, похоже, что такой зонд будет испытывать от 2 до 200 ударов на квадратный метр с частицами такого размера. Каждая из этих крупинок будет иметь кинетическую энергию в миллионы джоулей, что эквивалентно примерно килограмму тротила. Материальная защита работает для более мелких частиц, но не может защитить от ударов такой энергии.

В статье есть обсуждение того, как решить проблему. Это кажется чрезвычайно спекулятивным, но разгон космического зонда до релятивистских скоростей сам по себе чрезвычайно спекулятивен и вряд ли станет чем-то, чего люди смогут достичь в течение столетий в будущем.

Помимо потенциального повреждения, кажется, что это было бы нетривиальным бременем для космического корабля.
@AnthonyX: сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости, а скорость рассеивания энергии пропорциональна скорости в третьей степени. Таким образом, при таких высоких скоростях последнее является большой проблемой.

Защита от износа

  • это шутка, просто постройте настоящий межзвездный корабль.

В большинстве случаев, когда люди говорят об уничтожении корабля частицами со скоростью 0,9с, люди забывают о том, что происходит с этой маленькой (или большой) частицей.

Что произойдет с этой частицей, когда она встретится с облаком частиц на 0,9с?

Если это облако представляет собой газ, скажем, водород, просто возьмите его в достаточном количестве, и оно испарит большинство частиц, с которыми вы можете столкнуться. Я имею в виду, что он может быть не в состоянии испарить 1-километровый астероид (зависит от того, насколько велик щит), но в этом случае он может работать и как система раннего обнаружения, так что, вероятно, неплохо запустить его (или его версию для обнаружения света) как-нибудь. световые часы впереди.

Заранее сделайте корабль, способный генерировать такое облако из газа или пыли. Один из вариантов, если вы задействуете реактивную тягу для замедления в точке прибытия - просто дайте поработать тормозным двигателям достаточное время, чтобы образовалось такое облако. С обычными реактивными двигателями через день после создания этого пузыря пузырь будет впереди на расстоянии 1 световой секунды, и каждый день он будет дальше на 1 световую секунду. С двигательными установками ION 1 световая секунда каждые 2 часа (скорость истечения 70 км/с).

Будет какое-то эффективное давление межзвездной среды, оно затормозит это облако, а через какое-то время "вернет" его обратно в виде плазмы почти с той же относительной скоростью, с какой вы запустили это облако - ловите его, запускайте обратно.

Я воспринял это как простой способ демонстрации, но это не единственный способ реализации такой защиты. Также вы будете собирать некоторые тяжелые элементы во время вашего путешествия, славно, добывая «золото» с межзвездным космическим кораблем.

Есть и другие способы сохранить этот щит и реализовать всю систему, как я уже сказал, но в целом это простая идея.

Разъяснение и ссылки и цитаты

Аналогичная концепция предложена в (ссылка является просто абстрактной) А. Бонд, Проект Дедал: защита от столкновения с целевой системой, в: А. Бонд и др., Проект Дедал: окончательный отчет, JBIS Suppl. (1978) С123-С125

Представлена ​​концепция защиты корабля «Дедал» от разрушительных столкновений с крупными твердыми частицами на этапе встречи со звездой в рамках миссии. В концепции облако мелких частиц будет лететь впереди транспортного средства, так что любые большие массы, проходящие через облако, будут нагреваться и испаряться до прибытия основного транспортного средства. Такой защитный экран возможен благодаря высокой удельной кинетической энергии облака относительно звезды-мишени.

Хотя у меня нет доступа к этому отчету и я не могу определить сходство и различие в деталях, но предлагаемый принцип тот же.

Но в целом может быть проще понять в случае с тонкой фольгой, или облаком кусков такой фольги, скажем, той же толщины 50 мкм - которые при ударе могут испарять тела значительных размеров и массы.

Как я уже говорил выше, этот принцип может быть реализован по-разному, и эффективен в необходимых для этого термах массы.

Я вообще не понимаю этого ответа. Это похоже на спекуляцию без какой-либо научной основы, которую я могу обнаружить.
@BenCrowell спасибо за отзыв, вы можете сформулировать то, что неясно, и то, что выглядит как предположение, поэтому я могу добавить пояснение по этому аспекту. Хотя вам, возможно, придется иметь в виду, что это краткое описание идеи, как мы можем добраться до места назначения в целости и сохранности? который я хотел сохранить кратким и прямым о концепции. Также я не работаю в НАСА, я не знаком с тем, как они сейчас решают проблемы путешествия со скоростью, близкой к скорости света .