Доступность энергии в межзвездном пространстве [закрыто]

Облака Оорта простираются примерно на расстояния, которые, как считается, составляют от 0,8 до 3,2 световых года, и если это то же самое для других звезд , и среднее расстояние между звездами в окрестностях Солнечной системы составляет шесть световых лет. Среда обитания астероида в средней точке между звездами будет находиться в трех световых годах (в среднем) от любой звезды и едва ли находится в пределах верхней оценки внешних границ облаков Оорта каждой звезды.

Мобильная космическая среда обитания могла бы добывать ресурсы из ледяных планетизмов и кометных тел в крайних пределах перекрывающихся облаков Оорта. Их способность преобразовывать материю в полезную энергию будет важным ограничением их способности выживать и процветать в глубоком космосе.

Вопрос о доступных энергетических ресурсах для межзвездной среды обитания рассматривался Эриком Р. Джонсом и Беном М. Финни в книге «Fastships and Nomads: Two Roads to the Stars» 1 . Их модель межзвездной среды обитания основана на кометах, но энергетические проблемы те же. Кометы — это в основном астероиды с большим количеством грязного льда.

Величайшим препятствием, с которым сталкиваются потенциальные кочевники, является энергия, которой очень мало в межзвездных глубинах. Невозобновляемые источники включают дейтерий для питания термоядерных генераторов и кинетическую энергию (энергию движения) кометы, которую можно извлечь из взаимодействия с галактическим магнитным полем. Возобновляемые источники энергии включают в себя звездный свет, собранный с помощью гигантских зеркал, и, возможно, космические лучи (если кто-нибудь сможет придумать практическую схему их улавливания). В другом месте мы подсчитали, что алюминия в типичной комете будет достаточно для изготовления зеркал, способных собрать несколько сотен мегаватт звездного света. Другие более распространенные вещества могут оказаться более подходящими для зеркальных поверхностей.

Использование технологии Bussard для сбора водорода в качестве ресурса, вероятно, будет ограничено количеством энергии, необходимой для работы таких систем. Из-за низких относительных скоростей кочевых мест обитания по отношению к межзвездной среде водород необходимо было бы собирать, сначала ионизируя газ и направляя его к месту обитания с сильными магнитными полями. Кажется вероятным, что два набора магнитных полей будут использоваться для того, чтобы соединить ионизированный водород. Один магнитный совок будет основан на самой среде обитания, а другой совок будет расположен на расстоянии, и это подтолкнет ионизированный газ к сборному полю среды обитания.

Основным недостатком будет мощность, необходимая для реализации двойной системы сбора. Если бы энергия, извлекаемая из водорода, превышала затраты энергии на питание этого двойного коллектора Бюссара, тогда это было бы осуществимо. Это спекулятивно.

Джонс и Финни уверены, что из звездного света, кинетической энергии среды обитания, космических лучей (предположительно) и невозобновляемых источников, таких как дейтерий, можно извлечь достаточно энергии, чтобы сделать небольшие космические сообщества в межзвездных глубинах жизнеспособными.

1 Бен Р. Финни и Эрик М. Джонс (редакторы) Межзвездная миграция и человеческий опыт (Беркли: University of California Press, 1985)

У a4android есть отличный ответ о сборе ресурсов на месте, и он упомянул «Энергию вакуума» (хотя концепция все еще спекулятивна), поэтому я предложу еще одну вещь, которую люди в очень глубоком космосе могут использовать: лучевую энергию.

Роберт Л. Форвард , возможно, был первым, кто предложил использовать высокоэнергетические лазерные лучи для перемещения световых парусов в межзвездном пространстве. Цивилизация, способная строить лазеры, которые могут посылать тераватты энергии через межзвездное пространство и точно поражать движущуюся цель в световых годах на расстоянии 26 тераватт энергии, тогда питание поселения или звездолета в облаке Оорта было бы детской забавой. Действительно, такое количество энергии, попадающей на астероид, вероятно, сделало бы его довольно теплым и приятным даже на расстоянии светового года, а его медленная орбита вокруг Солнца облегчила бы отслеживание.

В то время как Форвард думал о том, что лазеры питаются от спутников с парящей энергией, вращающихся вокруг Меркурия и питающих лазерную решетку, можно генерировать огромное количество лазерной энергии напрямую, используя солнечную фотосферу . Использование массива зеркал, вращающихся вокруг Солнца и создающих жаркую лазерную полость вокруг солнечного экватора, обеспечивает возможность направлять луч и освещать многие цели в плоскости эклиптики, или, с некоторым умным управлением зеркалами, даже объекты с высокой эллиптической формой. вращается вокруг Солнца. Автор предполагает, что количество энергии может быть настроено для «выращивания картофеля на спутнике Нептуна Тритоне», так что, опять же, освещать и нагревать очень далекие космические колонии и питать цивилизации, которые находятся далеко, было бы довольно тривиально.

Солнечный лазер выглядел бы как блестящее пятно на лимбе звезды.

Если бы цивилизации колонизировали ядра комет в глубоком космосе, у них уже могли бы быть гигантские зеркала для сбора солнечного света, поэтому высокоэнергетические лазеры было бы легко подключить. Естественные источники энергии, такие как дейтерий, попавший в кометный лед, можно было бы тогда сохранить, а термоядерные реакторы загорелись в то время, когда лазер был закрыт проходящей планетой.

Единственной важной частью инфраструктуры за пределами самих солнечных лазеров будет система зеркал или линз для дальнего космоса (как описано в статье Форварда), чтобы сфокусировать луч и направить его на движущиеся цели. Поскольку они будут находиться на одной орбите с Сатурном, для нас они представляют собой глубокий космос, но для людей в облаке Оорта они по-прежнему будут яркими светящимися точками невообразимо далеко.

Если у вас есть космический вакуум, у вас всегда есть энергия вакуума. https://www.scientificamerican.com/article/what-is-the-casimir-effec/

Может быть, не так много энергии, но вы можете умножить это на очень, очень большой вакуум.

Большая часть нашей технологии частично основана на том, что механическая энергия горячих вещей превращает холодные вещи в горячие.

Я слышал о технологии, которая заставляет систему работать в противоположном направлении. Если это правда, то в межзвездном пространстве будет много энергии, которая, если я правильно помню, горячее, чем в Солнечной системе. Это означает, что все, что вам нужно сделать, это создать двойную систему, в которой механическая энергия может быть получена с любого направления. По сути, у вас будет бесконечный запас энергии.

То же самое с вакуумной энергией.

Вы также можете просто иметь атомную электростанцию, поскольку вам действительно не нужно много энергии для работы космической станции. Если вы находитесь между звездами, просто отправляйте зонд, чтобы собирать больше время от времени, может быть, раз в столетие.

Можно построить солнечные батареи. Они были бы крайне неэффективны, но вы бы что-то от них получили.

Я подозреваю, что самый большой расход энергии - это способ охладить вещи, и в этом случае проблема в том, что вы излучаете тепло, но оно поглощается всем вокруг вас, что означает, что вам нужно двигаться или отталкивать тепло. , однако это будет означать расходование ресурсов газа или радиатора, на которые есть конечное ограничение, поэтому, даже если вы можете получить достаточно энергии, если у вас нет системы охлаждения, которая может работать без этого, вам нужно будет регулярно посещать солнечная система... как часто будет зависеть от того, сколько газа/теплоотвода вы можете нести и в чем нуждаетесь, что зависит от размера вашей станции или корабля, вместимости экипажа, количества вещей, которые он делает, что не может работа в тепле и др.

Суть в том, что мы можем снабжать города энергией на протяжении тысячелетий с помощью старых неэффективных ядерных реакторов, так что проблема с электричеством не стоит. То есть это охлаждение, и у вас закончатся охлаждающие материалы задолго до того, как у вас закончится электричество.