Как маяки будут работать в космосе?

Жавер

Как маяки будут работать в космосе?

В моем мире космические корабли управляются плавающими в космосе маяками, а не электронными навигационными системами. Маяк в космосе имеет форму огромной сферы, излучающей интенсивный красный свет. Как и обычный маяк, космический маяк отмечает опасные объекты, такие как: черные дыры, сверхновые звезды… Они также отмечают космические станции, стыковочные отсеки, заправочные станции и другие объекты.

Мои вопросы:

  1. Жизнеспособна ли эта система?

  2. Возможно ли это с научной точки зрения?

  3. Какой площади должна быть сфера (маяк), чтобы излучать достаточно красного света?

Миндвин

Обязательно ли быть светлым? Не может ли это быть что-то еще, что навигаторы распознают как свет?

Реактормонах

Немного похоже : warhammer40k.wikia.com/wiki/Astronomican

всз

Есть ли в вашей вселенной FTL? Потому что если да, то свет не будет лучшим источником света от этих маяков.

пользователь8827

Было бы на несколько порядков эффективнее и полезнее оставить радиомаяк с легко идентифицируемым потоком меток времени, идентифицирующими кодами и кодами доступа для какой-то полезной свалки данных, возможно, местонахождения близлежащих цивилизаций и лексикона языков, на которых они говорят. Это станет основой системы галактического позиционирования с компенсацией относительности.

Стефан Бранчик

Кстати, HTC Vive использует 2 маяка для позиционирования в 3D-пространстве, и, конечно, HTC Vive не подходит для вашего сценария. Но я просто подумал, что это стоит упомянуть на всякий случай, если это вызвало ваш вопрос. roadtovr.com/…

Даррел Хоффман

Зачем нужен маяк, чтобы отметить местонахождение сверхновой? Несомненно, сама сверхновая была бы видна с гораздо большего расстояния. То же самое для черной дыры, на самом деле. (Саму черную дыру вы, конечно, не увидите, но ее аккреционный диск будет виден с большого расстояния.)

pjc50

Существуют естественные «космические маяки»: вращающиеся звезды, называемые пульсарами, которые проносят луч по небу.

Уилл Вусден

Если вы считаете черные дыры «опасными», потому что они засасывают в себя что-то, это не совсем так. Фактически, гравитационное поле (невращающейся) черной дыры идентично полю звезды той же массы, пока вы не окажетесь под поверхностью звезды.

Старый кот

Если вы можете видеть маяк, вы можете видеть, что он отмечает. В отличие от морей на земле, здесь нет ни тумана, ни облаков, ни ночи, которые мешали бы вам увидеть настоящую преграду.

ВБТ

«Маяк в космосе имеет форму огромной сферы, излучающей интенсивный красный свет». Ты про звезду ?

Тодд Уилкокс

Обратите внимание, что маяки в реальном мире никогда не использовались для навигации , только как предупреждение в ситуациях, когда обычная навигация недостаточно точна или неработоспособна.

СинийВолшебник

Вместо того, чтобы давать указания везде, почему бы вам просто не объявить зону для путешествий? Тогда вам просто нужно поставить маяки слева и справа, чтобы сообщить людям, где они должны быть. В основном буи в космосе.

Пит Манчини

Этот разговор очень актуален. youtube.com/watch?v=te2lGSZOhT8 Джеймс Бенфорд давно занимается исследованием космических маяков. Отличный материал.

Лорд Даст

Маяки @Todd Wilcox очень часто используются для точной визуальной навигации, как и любой нанесенный на карту объект. Фактически, неподвижные маяки часто предпочитают плавучим указателям; исправления диаграммы, сделанные таким образом, могут быть очень точными. Многие маяки даже включают визуальные подсказки (например, изменение цвета), чтобы сообщить положение относительно определенного очень точного пеленга. Этот вид навигации часто является «обычным», поскольку большинство капитанов кораблей лучше знают, чем игнорировать свои визуальные эффекты в пользу технологий, которые могут работать неправильно.

Шверн

1 - Жизнеспособна ли эта система?

Это потрясающе неэффективно.

2 - Возможно ли это с научной точки зрения?

Да, вопрос в том, сможете ли вы получить достаточную мощность, чтобы оно того стоило.

3 - Какой площади должна быть сфера (маяк), чтобы излучать достаточно красного света?

Это не поверхность, это сила . Поскольку вы всенаправленный, вам понадобится много . По сути, вам нужна звезда.


Проблема заключается в том, чтобы сделать эту штуку достаточно яркой, чтобы ее можно было заметить достаточно далеко, чтобы у быстро движущихся космических кораблей было время скорректировать курс с минимальной дельта-V . Я собираюсь использовать некоторые относительно небольшие числа для времени и скорости по научно-фантастическим стандартам, чтобы дать этому наилучший шанс работать, прежде чем пытаться масштабировать.

Космический корабль, движущийся со скоростью 1% скорости света, движется примерно 10 10 (10 миллиардов) м/ч. Если мы хотим дать этому кораблю предупреждение за час (вероятно, недостаточно времени, но мы начинаем с малого) , он должен увидеть маяк на расстоянии 10 миллиардов метров . Это может показаться далеким, но это всего лишь 1/5 расстояния от Земли до Марса в их ближайшей точке . Нет даже межпланетных весов.

Во-первых, использование видимого света означает, что вы конкурируете со всем остальным, что производит видимый свет: со звездами и всем, что отражает звездный свет. Это как включить фонарик в солнечный день, не видно .

Всенаправленный маяк — это всего лишь радиопередатчик . Видимый свет — это перегруженная часть спектра, поэтому вы можете добиться большего, переключившись на менее распространенную частоту, вероятно, в окне микроволн . В любом случае, ни один человек не будет смотреть на эту штуку, все будет сделано с помощью компьютеров, как радио. Так что выбирайте редкую частоту. Однако чем выше частота, тем больше энергии требуется, поэтому выберите что-нибудь низкое. Передача в малонаселенной низкочастотной части спектра значительно уменьшит требуемую энергию . Пульсирование в узнаваемой последовательности поможет выделить его из фонового шума.

Но вот проблема: поскольку это всенаправленный маяк, вы можете представить, что его энергия устремляется наружу в расширяющейся сфере. Площадь поверхности сферы увеличивается пропорционально квадрату ее радиуса, рассеивая энергию все тоньше и тоньше. Двойное расстояние от маяка, четверть энергии . Если на 1 м 1000 лк , то на 2 м будет всего 250. На 4 м — 62,5 лк. На 10 м это всего 10 люкс.

Сфера радиусом 10 миллиардов метров имеет площадь поверхности 10 20 м , что в 2 раза больше, чем сфера радиусом 1 метр. Источник света, который вы можете заметить с расстояния 1 метр, должен быть в 10 20 раз ярче, чтобы его можно было увидеть с расстояния 10 миллиардов метров . И в этом заключается проблема: мощность. Это большая сила. И это для относительно медленного космического корабля с относительно коротким предупреждением. В какой-то момент вы могли бы просто создать маленькую звезду.

Говоря более конкретно, чтобы ваш маяк был таким же ярким, как Сириус, он должен быть таким же ярким, как электрическая лампочка размером 1,6x10 4 м . Лампочка излучает около 10 3 или 1000 люмен . Чтобы быть таким же ярким на расстоянии 10 миллиардов метров и в 6,25x10 5 раз дальше, вам нужно увеличить его на квадрат расстояния: 3,9x10 11 или в 400 миллиардов раз ярче лампочки: 6,25x10 15 люмен. Это на шесть порядков больше, чем у самого большого прожектора в мире , но все же на девять порядков меньше, чем у самого маленького красного карлика.

Это нижняя граница, которую может увидеть на расстоянии 1 час корабль, движущийся со скоростью 1% скорости света. Мы даже не в межпланетных масштабах, не говоря уже о межзвездных. Удвойте скорость или время реакции, увеличьте требуемую яркость в четыре раза .


Если у вас нет силы звезды, всенаправленная передача не работает в межзвездных или даже межпланетных масштабах. Вам нужно что-то направленное. Проблема для направленного маяка состоит в том, чтобы решить, куда его направить.

Дэвид Старки

Большинство маяков, с которыми я знаком, представляют собой направленные огни, вращающиеся по кругу. Почему космический маяк не может использовать подобное направленное освещение. Честно говоря, препятствиям в космосе понадобится несколько маяков, потому что, если вы войдете не с той стороны, вы их не увидите. В этот момент у вас есть несколько маяков (может быть, по 1 для каждого основного направления), которые посылают сигналы от препятствия, используя какой-либо тип или вращающийся направленный свет. Может быть, даже что-то вроде спутников GPS, направленных наружу, было бы жизнеспособным.

Шверн

@DavidStarkey Океан двухмерный, поэтому маяк должен охватить свой луч только в двух измерениях, охватывающих периметр круга, а периметр увеличивается линейно с расстоянием. Пространство трехмерно. Космический маяк должен был бы охватывать в трех измерениях поверхность сферы. Поскольку он увеличивается как квадрат расстояния, он очень быстро становится очень большим, и лучу требуется значительно больше времени, чтобы покрыть эту поверхность. Поскольку кораблю нужно увидеть маяк всего несколько раз, чтобы определить свое положение с помощью триангуляции, это (или просто включение и выключение маяка) может иметь некоторую силу.

Шверн

@DavidStarkey Строительство нескольких маяков, каждый из которых покрывает часть сферы, не имеет большого эффекта. Допустим, у вас есть 100 маяков, направленных в разные стороны, чтобы покрыть все небо. Каждому нужно покрыть 1/100 сферы, поэтому каждому требуется 1/100 мощности. С инженерной точки зрения это может быть немного проще, но это все равно абсурдно много 10^21 люмен на маяк для нашего минимального примера. Хуже того, общая мощность, необходимая системе, остается неизменной .

Брендан Лонг

Для вращения мигание света будет иметь тот же эффект, и, по крайней мере, мне легче представить требования к мощности.

Брендан Лонг

@Schwern В примере с лампочкой могут быть слишком высокие требования. Если я правильно рассчитываю , просьба, чтобы маяк в космосе был таким же ярким, как лампочка мощностью 60 Вт на расстоянии 1 метра, означает, что он будет в 60 миллионов раз ярче, чем Сириус с Земли (вторая самая яркая звезда на небе), и это выглядело бы как звезда с величиной -20 (солнце имеет величину -26, а Сириус имеет величину -1,5).

Шверн

@BrendanLong Да, с этим я играл быстро и свободно. Поскольку всенаправленные потребности в энергии растут так быстро, это не имеет значения. Возьмите его от одной лампочки (1000 лм) на пять порядков до 1 светлячка (0,01 лм), и вам все еще нужно 10 ^ 18 лм, что смехотворно ярко. Я пересмотрю это.

cst1992

Кто-нибудь заметил, что математика ошибочна? Я пробовал это снова и снова, но это не совпадало. с равна 299 792 458 м/с, что равно 1 079 252 848 километров в час. Так, с / 10 равняется 107 миллиардам метров в час, а не 10 миллиардам. Кроме того, Земля и Марс находились на расстоянии 56 миллионов километров друг от друга, а это означает, что этот космический корабль преодолеет это расстояние за полчаса, а не за 5 часов. Кроме того, я думаю, что космический корабль, летящий с такой скоростью, будет слишком быстрым, чтобы использовать маяк.

пользователь8827

Ты обдумал это, так что я засуну тебе этот жучок в ухо; Я думаю, что это можно было бы сделать с пользой для радиомаяка с фазированной антенной решеткой, чтобы минимизировать требуемую выходную мощность, но я не придумал способа также закодировать полезную информацию, кроме как сделать развертку ритмичной. Медленные развертки могут включать короткие повторяющиеся сообщения, но затрудняют обнаружение маяка, если вы еще не знаете, где он находится. Какие-нибудь мысли?

Шверн

@cst1992 cst1992 Спасибо за проверку математики, но я использую 1% скорости света, c/100. И да, требуемое расстояние предупреждения зависит от скорости космического корабля, объема опасности и максимальной дельта-v корабля. Есть способ найти формулу для этого, но это уже другой вопрос.

Шверн

@SeanBoddy Фазированные массивы являются направленными, а маяки - всенаправленными. Мы уже рассмотрели проблемы развертки 3D-объема в предыдущем комментарии. Наконец, маяки не должны говорить ничего, кроме «ЭЙ!». Если требуется дополнительная информация, протокол будет заключаться в том, чтобы судно отправило направленную передачу на маяк: «Я здесь, что случилось?» Затем маяк может отправить направленную передачу обратно по этому пути с информацией. Поскольку они сфокусированы, им потребуется меньше энергии и больше пропускной способности. Но кораблю все равно нужно сначала узнать, что маяк там.

нжзк2

лампочка а/ очень неэффективна и б/ очень яркая. Беспроводной стандарт может быть более важным.

Шверн

@ njzk2 Это правда, что разные источники света имеют разную энергоэффективность. Я тщательно избегал энергии и только светимости. И насколько ярко светит лампочка, зависит от того, насколько близко вы к ней находитесь. Я выбрал его, потому что мы можем интуитивно понять, насколько он яркий. Вот почему лампочка в этом примере находится на расстоянии 16 км.

ром016

«Пульсирует в узнаваемой последовательности…» как маяки, чтобы вы знали, какой это маяк. «Но кораблю все еще нужно сначала узнать, что маяк там», как они делают сейчас. Маяки служат для проверки правильности навигации и помогают найти дорогу, если вы заблудились.

пользователь8827

@ rom016, морские корабли, знающие, где находится маяк, и космические корабли, способные найти слабый сигнал, не являются справедливым сравнением. Мне не нужно устанавливать азимут параболической антенны с точностью до миллисекунды от того места, где, как я подозреваю, мог бы находиться маяк, чтобы получить навигационную поправку, а наземный маяк не движется потенциально со скоростью тысячи километров в секунду относительно моего текущего положения. и скорость. Я все еще думаю, что маяк может иметь ограниченную пользу в Солнечной системе, но как помощник по навигации в межзвездных масштабах он прав; вместо этого мы нанесем на карту звезды.

ром016

@Sean Boddy Извините, моя точка зрения не очень ясна. Я думаю, что космические маяки были бы бесполезны, однако мне нравится идея космического фэнтези. Идея использования какого-то радиомаяка, который излучает сигнал для определения местоположения, и вы запрашиваете дополнительную информацию, звучит как более реалистичный вариант. Он также может получать любые данные, которые вы собрали в этом районе, чтобы поддерживать их в актуальном состоянии. Например, поле обломков недавней космической битвы или загрязнение астероидов.

Тим Б.

  1. Вроде, как бы, что-то вроде.

  2. Да

  3. Это будет зависеть от того, насколько ярким является свет, общее излучение равно площади поверхности * яркости, поэтому, чтобы сделать его более заметным, вы можете увеличить его.

Это, безусловно, помогло бы лучше видеть вещи, но дело в том, что пространство действительно большое и пустое. Там не так много, чтобы столкнуться, и, как правило, достаточно легко избежать вещей, которые там есть (или вам все равно нужно идти к ним).

Навигация в космосе не может осуществляться на глаз, так как вы имеете дело с орбитальной динамикой, переходными орбитами и всевозможными другими очень сложными математическими расчетами. Большую часть времени в космосе с современными технологиями или технологиями ближайшего будущего вы даже не используете свои двигатели. Вы просто используете их время от времени для ускорения/коррекции курса/торможения, а остальное время проводите накатом.

Сверхновая будет гораздо заметнее, чем ваша парящая красная сфера. Даже черная дыра окружена аккреционным диском и большую часть времени хорошо видна. Если бы у вас была изолированная черная дыра или нейтронная звезда, вы, возможно, могли бы привести доводы в пользу какого-то предупредительного маяка, но это все равно не имеет особого смысла, поскольку вам нужно будет учитывать гравитацию нейтронной звезды/черной звезды. дыру при навигации, и если бы вы не знали об этом, вы бы обнаружили ее по изменениям вашего курса, которые она произвела задолго до того, как столкновение стало опасным.

Дааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа

+1, поместить большую красную сферу в космос, чтобы указать на сверхновую, это все равно, что использовать маяк, чтобы указать на взрывающийся маяк большего размера.

GrandOpener

Я думаю, что ваш № 2 должен быть «нет», с вопросом, как указано. В вопросе говорится "...вместо электронных навигационных систем". Как вы упомянули, навигация на глаз на самом деле невозможна. Даже если «маяки» используются, электронные навигационные системы для их обнаружения и соответствующего реагирования все равно будут обязательными.

GrandOpener

@Schwern ОП сказал, что электронные навигационные системы не будут использоваться в пользу системы маяков. В отсутствие дальнейших разъяснений я понимаю, что это означает, что в контексте этого вопроса наличие компьютера «обнаруживает и обрабатывает» определенно запрещено.

Якк

Технологии ближайшего будущего часто представляют собой непрерывный толчок, не так ли? Единственный вариант ближайшего будущего, который масштабируется до межзвездного, который, как мне кажется, может и не быть, — это двигатель Ориона или какой-то усиленный световой парус (где межзвездные расстояния делают его гораздо менее эффективным).

Дэвидмх

@DaaaahWhoosh на самом деле, это было бы больше похоже на использование одной флуоресцентной бактерии для обозначения взрыва атомной бомбы.

Кевин

@Yakk: Ну, может быть. Если вы ищете черные дыры и сверхновые звезды, вы занимаетесь межзвездными путешествиями. И это означает, что либо у вас есть FTL, либо ваши корабли являются кораблями генерации. Я бы не решился охарактеризовать любой из них как «технологию ближайшего будущего».

Топхандур

+1 зачем тратить ресурсы на указание чего-то огромного и опасного, если это огромное и опасное и так хорошо видно?

пользователь

1 - Жизнеспособна ли эта система?

Я думаю, что доллар останавливается здесь, на самом деле. Нет, это нежизнеспособно.

То, что вы предлагаете, возможно, «возможно» в каком-то ограниченном смысле (но, как уже указывалось другими, вы столкнулись с очень жесткой конкуренцией с точки зрения источников света). Однако это не жизнеспособно.

Это не из-за количества света, которое вам нужно потушить. Добавьте к этому достаточное количество handwavium, и вы сможете объяснить это или просто скрыть (каламбур только наполовину) всю проблему.

Причина в прописанной орбитальной механике в сочетании с конечной скоростью как света, так и космического путешествия.

Если мы предположим космические путешествия с помощью ньютоновской или релятивистской механики в том виде, в каком она понимается в настоящее время (что было бы подразумеваемым требованием, поскольку вы просите ответы, основанные на известной науке), то мы ограничены законами орбитальной механики. По сути, космический корабль держит курс на все время полета, кроме крошечной части. Практические космические корабли имеют очень ограниченный бюджет дельта-v (способность изменять свою скорость и вектор) из -за тирании уравнения ракеты . Чтобы уменьшить дельта-v, требуемую для определенного изменения положения через некоторое время, вам необходимо увеличить время между маневром и временем, когда изменение положения должно быть завершено.Чем раньше вы сможете выполнить маневр, тем меньше топлива потребуется для получения желаемого результата. Сравните тот факт, что для того, чтобы приземлиться с орбитальной скоростью порядка 7-8 км/с, космическому челноку нужно было только уменьшить свою скорость примерно на 100 м/с под действием силы , прежде чем гравитация и сопротивление сделают все остальное.

Объекты в космосе обычно отказываются оставаться на месте. Если вы выведете свой причудливый космический корабль на низкую околоземную орбиту, припаркуетесь и заблокируете двери , когда отправляетесь в открытый космос, чтобы пообедать , и будете искать космический корабль примерно через 45 минут, вы найдете его на другом конце света . (К счастью, вы также будете на другом конце света, что несколько снижает практическое значение этого.) Геосинхронные орбиты не помогают, потому что вы все еще движетесь с орбитальными скоростями; у вас просто есть орбитальная скорость, которая соответствует угловой скорости вращения планеты под вами (точка прямо к вашему надиру). Точки Лагранжа тоже не помогают, потому что при перемещении соответствующих объектов эти точки также перемещаются, что означает, что вы (в данном случае источник света) двигаетесь вместе с ними.

Допустим, вы можете каким-то образом спроектировать источник света, достаточно яркий, чтобы его можно было разглядеть на расстоянии между Землей и Плутоном, когда они находятся в оппозиции (наиболее удаленные друг от друга точки), и мы поместим его примерно там, где Плутон находится в нашем вселенная. Орбита Плутона простирается примерно на 49 а.е. от Солнца, а Земля вращается на расстоянии около 1 а.е. от Солнца. Итак, нам нужно что-то видимое на расстоянии 50 а.е. (Орбита Плутона находится в другой плоскости, чем остальная часть Солнечной системы, но, например, это работает в любом случае.) 50 а. опасных объектов, которые вы упомянули в своем вопросе, но это прекрасно работает, когда вы приближаетесь к солнечной системе.

Теперь предположим, что ваши корабли движутся со скоростью 1% скорости света, или 3000 км/с, относительно источника света. (Это намного, намного быстрее, чем все, что мы можем сделать с помощью химических ракет, но это все еще находится в пределах возможного с наукой и технологиями, какими мы их знаем.) 50 а. около 2,5 миллионов секунд в пути. (Проверка правдоподобия на обратной стороне конверта: скорость света запаздывает во времени от Солнца до Плутона, порядка 7 часов. Скорость движения, 1/100 скорости света. Ожидаемое время в пути, 700 часов. 700 часы составляют 2,52 миллиона секунд. Проверьте.)

Орбитальная скорость Плутона составляет в среднем около 4,67 км/с. За те 2,5 миллиона секунд, которые нужны свету, чтобы достичь нашего бесстрашного космического корабля на расстоянии 50 астрономических единиц, Плутон (или наш источник света) проходит почти 11,7 миллиона километров по своей орбите. Это еще до того, как экипаж космического корабля увидит свет.

Космические аппараты обычно перемещаются по эллиптическим переходным орбитам , выбранным для доставки в определенную точку пространства в определенное время (обычно в то время, когда интересующий объект собирается на своей орбите пересечь эту точку или точку рядом с ней) в пределах некоторых заданных ограничений (время, дельта-v, масса полезной нагрузки, ...). Всякий раз, когда космический корабль направляется куда-либо, он делает это, занимая переходную орбиту (очень часто переходную орбиту Хомана , которая во многих случаях представляет собой самый низкоэнергетический известный нам способ добраться из точки А в точку В в космосе; другой Альтернативой, которую иногда рассматривают, является биэллиптическая переходная орбита .). На переходных орбитах Хомана вы в основном обмениваете время на дельта-v; чем больше delta-v вы можете себе позволить, тем более прямой маршрут вы можете выбрать и тем быстрее вы доберетесь до пункта назначения. Поскольку, как мы видели выше, мы хотим минимизировать расход дельта-v, чтобы уменьшить отношение масс нашего космического корабля, это означает, что нам нужно больше времени, чтобы добраться туда, куда мы направляемся, чем если бы мы ехали по прямой.

Таким образом, не только источник света уже переместился более чем на десять миллионов километров по своей орбите к тому времени, когда свет достигает космического корабля в 50 а. где сейчас находится источник света (или точка интереса) . (И это «сейчас», в какой системе отсчета? ) И к тому времени, когда вы туда доберетесь , где будет точка интереса ? Это вариация классического математического вопроса о многократном делении чего-либо пополам:

Икс + Икс 2 + Икс 4 + + Икс н

Это как раз тот тип проблем, с которыми люди плохо справляются, а компьютеры решают их превосходно.

Вот почему любой, кто хочет чего-то даже отдаленно похожего, скорее будет использовать радиомаяки и электронные компьютеры, чем навигацию по зрению и оценке.

Тип используемого вами источника света (или даже ЭМ) не влияет на это, потому что проблема связана не с типом ЭМ источника, а скорее с относительными скоростями вовлеченных объектов и орбитальной механикой.

Жавер

Что, если я буду использовать красный лазер (безвредный) вместо красного света , повысит ли это жизнеспособность такой системы?

пользователь

Лазеры @Javert излучают (сильно монохроматический) свет, поэтому возникают те же проблемы. Кроме того, лазеры (как их обычно называют) излучают свет только в определенном направлении, а это означает, что вам нужно будет находиться точно на линии излучения, чтобы что-либо увидеть. Во всяком случае, использование лазера добавляет проблем.

АМАДАНОН Инк.

Помимо всего прочего, упомянутого в других ответах, есть еще несколько важных вопросов:

  1. Маяки должны оставаться на месте относительно объекта, который они отмечают. На земле это не проблема при маркировке скал, входов в гавань и т. д.; они мало двигаются и не влияют на маяки.

Сверхновые звезды, черные дыры и тому подобное — у всех есть гравитация. Это переместит «маяк». На практике маяк, вероятно, должен был бы находиться на орбите — почти все, что меньше галактики, имеет тенденцию быть на орбите — Луна вращается вокруг Земли, Земля вращается вокруг Солнца, Солнце (и Солнечная система в целом) вращается вокруг Земли. центр нашей галактики (наша галактика Млечный Путь).

  1. Если вы идете не с той стороны, помеченный объект закроет маяк.

Маяки отлично работают в море, где ничего не торчит. Они хорошо работают на побережье — если вы едете со стороны суши, вам, вероятно, не нужен маяк, а маяки обычно находятся в самой высокой точке, чтобы сиять над всем, что может скрыть его.

В космосе верх одного человека — низ другого, и если вам не повезло подойти не с той стороны, маяк, который вы ищете, может быть позади объекта.

  1. Очень массивные объекты могут преломлять свет.

Это относится в первую очередь к черным дырам. Подобно миражам на Земле, свет от «маяка» (или, если уж на то пошло, радиосигналы) будет огибать достаточно тяжелый объект, заставляя его появляться не в том месте, искаженным или другим цветом и/или яркостью. См. " Гравитационное линзирование "

  1. Свет — это то же самое, что и радио.

Если это для инопланетных (с нашей точки зрения) существ, то имейте в виду, что свет и радио — это одно и то же. Мы, люди, взяли небольшой кусочек радиоспектра и сказали: «Этот участок отличается от остального, потому что мы его видим». Инопланетяне могут сказать то же самое о других частотах. Или они могут ощущать окружающую среду совершенно по-другому. Точно так же, если бы ваше радио могло быть настроено с его обычных 91,5 МГц до примерно 480 миллионов МГц (480 террагерц), вы были бы настроены на красный свет. Змеи могут видеть инфракрасное излучение (при заданном значении «видеть» — они не ощущают его глазами, но оно проходит через «зрительные» области их мозга), которое кажется нам «черным».

  1. Красный означает "Опасность" - для нас! Для других рас галактики красный цвет может означать «безопасность». Остерегайтесь культурных предположений при работе с инопланетными видами — ваши предположения обязательно будут неверными.

Пункты 1 и 2 можно решить, поместив на орбиту несколько «маяков», подобных «созвездию» спутников GPS. Спутники GPS, например, находятся на 3 разных орбитах, все через полюса; 8 спутников на каждой орбите с интервалом 120 градусов, всего 24 спутника плюс несколько запасных; Я думаю, что 2 на орбиту с противоположных сторон объекта, всего 6, будет достаточно, если смотреть из космоса. Гипотетически вам может сойти с рук 2 на противоположных сторонах объекта, хотя даже небольшой невидимый объект может заслонить ваш маяк.

Джей

Как уже отмечали другие, сверхновая излучала бы намного больше света, чем любой маяк, построенный человеком. Это как иметь человека с фонариком, чтобы предупредить людей об извержении вулкана.

А вот как какой-то навигационный маркер вообще... может сработать. Моя непосредственная реакция состоит в том, что было бы более разумно передавать радиосигнал. Его гораздо легче отличить от фонового шума.

Возможно ли технически построить большой красный свет и вывести его на орбиту? Конечно, почему бы и нет? Безусловно, спутники построить можно: человечество уже построило их немало. И, конечно, можно построить большие фонари.

Насколько большим он должен быть? Зависит от того, сколько света вы хотите, чтобы он излучал, и как далеко вы хотите, чтобы он был виден. Я не думаю, что здесь есть какая-то формула. Кроме того, его видимость будет зависеть от того, сколько энергии излучается, что может зависеть от размера, но не определяется им. Лампы на 100 Вт и 40 Вт часто имеют одинаковый размер. Я думаю, что более важный вопрос заключается в том, сколько энергии для этого потребуется и откуда она возьмется?

Шверн

Формула яркости такова lx = lm / 4*pi*r^2. lxжелаемый люкс (освещенность на площадь), lmлюмены (общий излучаемый свет), rрасстояние от источника в метрах. Это яркость вашей вещи на площади поверхности сферы. Лампа мощностью 100 Вт излучает 1000 лм. Таким образом, на расстоянии 1 м выдает 80 люкс. На расстоянии 2 м это 20 люкс. При 4 это 5 люкс и так далее, уменьшаясь в геометрической прогрессии.

Джей

@schwern Извините, я вижу, что мое заявление было неясным. Я имел в виду, что нет формулы для точного определения того, сколько света вам нужно. То есть я сомневаюсь, что существует формула, которая говорит нам, что он должен быть виден на 117,3 а.е., но не обязательно, чтобы он был виден на 117,4 а.е. Или что на любом заданном расстоянии она должна быть на 142% ярче ближайшей планеты, но 143% не нужны. И т. д. В конечном счете, эти вещи будут призывами к осуждению.

Шверн

Сначала вы решаете, какую частоту вы используете, что-то обычно тихое и согласованное в окне микроволн . Затем вы вычисляете минимальную мощность, которую могут надежно обнаружить приближающиеся корабли, или уровень яркости, который излучает что-либо поблизости на этой частоте, в зависимости от того, что сильнее. Затем вы можете вычислить минимальное расстояние, которое потребуется приближающемуся кораблю, чтобы увидеть маяк, на основе A) максимальной скорости, которую вы ожидаете от приближающихся кораблей, B) минимальной дельта-V, на которую они способны, и C) насколько большой том, которого следует избегать.

Воги

Скорее всего, они будут излучать что-то более мощное, чем красный свет, но идея здравая. Роман Хью Хоуи « Маяк 23 » основан на этой идее. В этом романе он передает местоположение большого поля астероидов, поскольку сверхсветовое путешествие в этом мире похоже на «Звездные войны» (физические объекты могут влиять на движение из-за гравитационных полей).

Что касается площади поверхности, то ее достаточно во многом зависит от того, насколько далеко вы хотите, чтобы ее видели. Я определенно вижу, что вы хотите отметить что-то темное, например поле астероидов или черную дыру (испускающую что-то иное, чем излучение Хокинга), или более мелкие объекты, такие как вышеупомянутые стыковочные отсеки, хотя для них лучше подойдет что-то более похожее на Range Lights. Сверхновые звезды и подобные события уже довольно ярки из- за своего одиночества.

Джей Ди Рэй

Вы изучали пульсары?

https://en.wikipedia.org/wiki/Пульсар

Были разговоры об их использовании в качестве галактических навигационных маяков.

пользователь

Это хорошее предложение, но я не понимаю, как это ответ на заданный вопрос.

джорфус

Я не думаю, что это действительно сработает.

  • Не было бы полезно
  • Будет стоить слишком много энергии
  • Есть гораздо лучшие способы делать вещи

Однако мне нравится идея маяков в космосе. Это может привести к некоторым красивым визуальным эффектам. Это то, что, возможно, стоит сохранить, даже если идея использования их для навигации непрактична или бесполезна.

Вы предлагаете путешествовать быстрее света? Потому что космос действительно очень большой. Если нет возможности путешествовать быстрее скорости света, вам не нужно беспокоиться о том, что вы столкнетесь с черной дырой, потому что вам потребуются тысячи лет, чтобы добраться до нее. (и если вы путешествуете быстрее света, использование света для навигации не будет работать очень хорошо - также чем глубже вы копаетесь в сверхсветовой скорости, тем больше проблем вы обнаружите). Если вы позиционируете FTL, вы будете позиционировать, оставляя для этого нормальное пространство. Вы идете куда-то еще, проходите какое-то другое расстояние, а затем выскакиваете туда, куда направляетесь. Потребуется возможность почувствовать какой-нибудь навигационный маяк за пределами этих двух типов пространства. Ни это пространство, ни что-либо, что могло бы проникнуть в него, неизвестны. Так придумай это; - ) Если он имеет приятное розовое свечение в визуальном спектре? Бонус.

В обычном космосе никто не собирается тратить энергию, необходимую для создания видимого маяка в космосе. Это не сработает, это будет стоить слишком много энергии, и есть способы сделать это намного лучше.

Вы можете избежать столкновения с камнями, установив на свой корабль радар. И вещи, о которых вам действительно нужно беспокоиться, перемещаются так быстро, что визуальные подсказки бесполезны. Представьте, что камень летит быстрее пули. Он размером с мяч для гольфа и летит на вас сверху. Вы не увидите его вовремя, чтобы что-то с этим сделать. Хотя радар и компьютер будут.

Также не так много визуальных подсказок при навигации на космическом корабле. Учтите тот факт, что гравитационный колодец функционирует как крутой склон, который вы не можете видеть. Когда вы «паркуетесь на орбите», вы на самом деле просто делаете кучу математических вычислений о своей скорости, направлении и положении на крутом склоне. Ничего из этого не увидишь невооруженным глазом.

Что может быть интересным, так это дисплей на лобовом стекле, который ДЕЙСТВИТЕЛЬНО показывает орбитальную динамику и опасности визуально. Хорошо покажите гравитацию в виде освещенного склона, катящегося вниз к планете. Вы можете указать на мусор или навигационные опасности белым светом на лицевой маске или панели управления, когда они находятся слишком далеко, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Вы можете представлять размер и скорость с помощью визуальных подсказок. Человеческий разум очень хорошо настроен на это. Инструмент, который может представлять данные таким образом, может быть очень полезным. Это также упрощает управление и считывание.