Pitanje:
Postoje li teoretske granice veličine umjetnih svemirskih postaja / građevina?
Zoltán Schmidt
2013-07-29 23:27:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pitanje govori samo za sebe. Ako je odgovor "da", koji su problemi u stvaranju svemirske strukture velikih razmjera, možda čak i desecima kilometara? Što je s premještanjem &a za repozicioniranje, izgradnju, rukovanje, opskrbu, održavanje i popravljanje problema svemirskih hiperstruktura (na primjer, nuklearna tvornica u svemiru)?

Mogao bih provjeriti samo jedan aspekt: ​​pomicanje i premještanje.

Teoretski, veće svemirske strukture (poput svemirskih postaja) ne trebaju ozbiljan pogon, jer se mogu graditi u svemiru (kao što se dogodilo s Međunarodnom svemirskom stanicom: građena je komad po komad), a pomicanje bi ih trebalo biti neophodni za promjenu položaja - ali ako bi mogli dobiti orbitu (oko mjeseca, planeta ili možda čak i zvijezde), pomiče ih sila gravitacije.

UREDI: s riječju struktura mislim na objekt koji je stvorio čovjek i ima određene funkcije. Ne bih volio koristiti riječ svemirska stanica , jer bi u vrlo velikim razmjerima sličan objekt bio više od stanice.

s riječju _struktura_, mislim na umjetni objekt koji ima određene funkcije. Ne bih volio koristiti riječ _prostor_, jer bi s vrlo velikim mjerilima sličan objekt bio više od stanice.
AFAIK, urušavanje pod vlastitom gravitacijom i pretvaranje u crnu rupu jedina je granica. Potražite "Dyson Sphere" na primjer nešto VELIKO. Inače, sjećam se barem nekoliko ideja koje uključuju pretvaranje asteroida u svemirske brodove.
Ali čak ni Zvijezda smrti nije bila toliko velika da bi se srušila pod vlastitom gravitacijom - iako je to bila samo izmišljena zgrada. =)
Zvijezda smrti nije morala slijediti zakone fizike, već zakone mašte filmskih gledatelja. ;)
Znam, nisam bio ni potpuno ozbiljan =) ali za stvaranje crnih rupa potrebna je ogromna koncentracija ... Mislim, poput mase Zemlje u glavi pribadače. (izvor: VSauce) Vrlo je malo vjerojatno da će se to dogoditi s umjetnim objektom.
Postoje određeni problemi s skaliranjem gravitacijskog gradijenta, toplinskog ciklusa i vibracija kada govorimo o današnjoj tehnologiji i ograničenim proračunima. Ako nastave bacati vrijeme i novac, natjerat će ih da nestanu.
@DeerHunter Morao sam malo razmisliti o termalnom bicikliranju, ali ne bih to klasificirao kao osjetljiv na veličinu. Mislim da postoje neke optimalne veličine gdje su toplinski naponi u orbiti najgori, zbog duljine orbite i toplinske mase koja uzrokuje najveći toplinski gradijent.
Dva odgovori:
#1
+16
AlanSE
2013-07-30 00:38:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Da bi bila što praktičnija, misija Space Shuttle STS-75 eksperimentirala je s svemirskim vezicama. Za zapisnik, privjesak se ipak prekinuo. Točnije, prekinuo se iz razloga koji ga ne bi prekinuli da je linija bila kraća. Dakle, u određenom smislu (ali samo u ograničenom smislu), već smo vidjeli kako se svemirski remen prekida zbog njegove veličine.

To je bilo zbog interakcije žicne struje sa zarobljenim zrakom iz proizvodnje u liniji. Struja je nastala kretanjem unutar Zemljinog magnetskog polja. To je bilo dugo 20 km. To ne možemo nazvati ograničenjem u bilo kojem suvislom smislu, jer NASA bi sada mogla napraviti bolju vezu, a cijela poanta misije bila je eksperimentiranje s induciranom strujom. Dakle, izolator bi bio bolji.

Ipak, inducirana struja još uvijek je specifična za veličinu . Također je specifičan za brzinu, magnetsko polje i vjerojatno nekoliko drugih stvari.

Plimne sile

Razlog za početak napetosti u žici bila plimne sile. Postoje brojni prijedlozi veza za različite cislunarne sustave koji koriste prednost gravitacijskog gradijenta. Čak se razmatralo da se za ISS naprave strukture koje će koristiti plime i oseke kako bi pomogle u održavanju orijentacije.

Postoje neki kvalifikatori. Plimne sile protežu se samo u jednom smjeru, tako da možda zapravo neće naglasiti vašu strukturu, ovisno o geometriji i načinu na koji je usmjerena.

Za osnovni matematički tretman, plimno polje raste linearno pomicanjem od središnje točke. Ako imate mehanički član, onda je on integriran u duljinu da bi dao vlačnu silu reda (dužine) ^ 2, vjerujem.

U smislenom smislu, svemirsko se dizalo mora boriti protiv plimnih sila, a bili bi potrebni futuristički materijali. Moja loša aproksimacija l ^ 2 na toj bi ljestvici bila nedovoljna.

Samo gravitacija

Nešto se može srušiti pod vlastitom težinom. Naravno, morat ćemo pretpostaviti da se ne oslanja na unutarnji pritisak. Planeti se oslanjaju na vlastiti unutarnji pritisak kako bi se održali stabilnim protiv samo-gravitacije. Ovo je prilično nespektakularno, a budući da tražimo građevine koje sam stvorio, zamislit ću nešto poput Zvijezde smrti.

Ako sferna svemirska stanica ima konstantnu gustoću, gravitacija linearno raste od centar. Zbog toga bi imao jednaku (duljinu) ^ 2 ljestvicu strukturnih zahtjeva, ali to bi bilo tlačno. Ograničenja materijala možete dalje pomicati vlačnim opterećenjima nego tlačnim općenito.

Važno je napomenuti da samo-gravitacija ovisi o prosječnoj gustoći konstrukcije. Zapravo, to je odnos (gustoće) ^ 2. Argument za kvadrat je da je na Zemlji vaša težina samo (masa), jer je to gravitacija između vas i Zemlje. Samo-gravitacija je između vas-vas. Dakle, vaš masovni pojam unosi se dva puta. To znači da bi vrlo rijetka struktura teoretski mogla imati veličinu veću od veličine Zemlje, dok se ne bi urušila pod vlastitom samo-gravitacijom.

Ostali

Postoji još jedan način na koji biste to mogli pogurati još više - upotrijebite kinetičke sile. Mogli biste imati krutu strukturu koja se rotira u velikom prstenu, čime se izbjegava neko samo-gravitacijsko sabijanje. Mogli biste tu ideju odgurnuti vrlo daleko, s ogromnim samo gravitacijskim Dysonovim rojevima, ili nečim sličnim tim. Ali možda bi to promašilo zahtjev da ne budemo "kruti". Mogu postojati i druga rješenja. Moja kreativnost me u ovom trenutku iznevjerila.

U ovom trenutku, dosežući apsurd, postoje neka čudna, pa i komična ograničenja kojih se možete sjetiti. Na primjer, ako pretpostavite da naš rast energije nastavlja rasti 1% godišnje, mi ćemo Zemlju kuhati za otprilike 1000 godina. To nije složen argument. Samo pretpostavimo da nastavljamo eksponencijalno rasti i zaključak je očit. To se može primijeniti na bilo kojoj granici, uključujući Sunčev sustav ili galaksiju.

U konačnici, da, ograničenje bi postalo crna rupa. Teško je vidjeti kako bi se to dogodilo prije toplotne granice, jer je vrlo osjetljiva na gustoću materije. Teoretski biste mogli napraviti crnu rupu bez katastrofalnog događaja poput supernove, jer velike crne rupe mogu imati "gustoću" (definiranu horizontom događaja) manju od vode. Dakle, ako ste letjeli gigantskim blokovima olova u svemiru u pomno isplaniranoj formaciji tijekom mnogih svjetlosnih godina, mogli biste se pretvoriti u crnu rupu na vrlo nov način. Ali zašto?

Ali zašto? ** JER MOŽEMO! ** Od šale, velikih +1 za dugačak, dubok i precizan odgovor!
@ZoltánSchmidt Uvijek postoji nada za tu značajku u budućoj verziji svemirskog programa Kerbal
@ZoltánSchmidt - uobičajeno je pričekati najmanje 24 sata prije nego što prihvatite odgovor, samo da bi se ljudima iz svih vremenskih zona pružila prilika da dodaju svojih 0,02 dirhama. Alanov odgovor je u redu, samo sam pomislio da morate znati ovaj lokalni običaj ...
@DeerHunter hvala na savjetu, još mi to nitko nije spomenuo.
AlanSE - oprostite, nisam vas htio opljačkati ...
@DeerHunter - 0,02 dirhama pretvara se u samo 1 ¢ SAD-a, a svi znamo da je univerzalno prihvaćena standardna vrijednost korisničkih doprinosa 2 ¢ US-a. : P
#2
+4
aramis
2013-08-09 04:38:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Najjednostavnije rečeno: gornja granica je točka u kojoj objekt polaže dovoljno gravitacije da se sam sruši i dostupno ograničenje dostupnih materijala.

Objekt dovoljne količine masa bi se trebala sama srušiti u sferoid; za silikate se procjenjuje da je promjera nekoliko stotina milja; imajte na umu da je Ceres iznad granice zaokruživanja i iznosi oko 0,00015 Zemlje (895E18 kg) i promjer od oko 590 milja (oko 1/13 promjera zemlje).

Ne može se izgraditi struktura veća od ukupni raspoloživi materijali; u sustavu Sol, pod pretpostavkom kanibalizacije svih stjenovitih tijela, ta je granica negdje oko 3-4 Zemljine mase.



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...