Ein Supercomputer um die Sonne

Ich möchte eine Art Dyson-Schwarm um die Sonne bauen. Nicht um Energie zu übertragen, sondern um Supercomputer in jeden Satelliten zu stecken, damit sie räumliche Flugbahnen berechnen können.

Die Hauptidee des Projekts ist es, ein einfaches Reisen im Sternensystem zu ermöglichen. Ich dachte daran, einen gepatchten KSP -Simulator in jedes Raumschiff einzubauen, aber ein befreundeter Physiker sagte mir, dass "lol nein".

Jetzt, da der Bau von Gebäuden schrittweise vorangetrieben wird und von verschiedenen großen Unternehmen (auch bekannt als verblendete Billionäre) stark vorangetrieben wird, liegt mein Hauptaugenmerk auf der Machbarkeit.

Ich denke, die Hauptprobleme könnten die Kühlung der Prozessoren, die Beschädigung der Elektronik durch Sonnenwind und die gesamten Wartungskosten sein, sobald die Taschenrechner vorhanden sind.

Meine Hauptfrage wäre also: Ist es möglich, strahlungsresistente Prozessoren mit geringer Erwärmung und einer jahrzehntelangen Lebensdauer zu bauen?

Fragen Sie einfach die Magratheaner ... Sie nannten es "die Erde" ;)
Sie sprechen von einem Matrjoschka-Gehirn, das zusammen mit Ringwelten und Dyson-Sphären eine ziemlich bekannte hypothetische Megastruktur ist. Ich würde vorschlagen, darüber zu recherchieren, aber die kurze Antwort lautet: Ja, es ist theoretisch auf einem bestimmten Technologieniveau möglich.
@jwenting Aber ich will nicht, dass mein Projekt explodiert!
@Z.Schroeder Das Stichwort, das ich brauchte! Ich danke dir sehr! (Ist die Frage jetzt noch aktuell?)
@PatJ die Vogonen sind außerhalb meiner Kontrolle, sorry
Ich verstehe die von Ihnen beschriebene Notwendigkeit nicht. Trajektorien für Schiffe berechnen? Warum braucht man dafür so viel Strom, und warum kann nicht jedes Schiff einen Bordcomputer haben und warum wäre der nicht einmal nach heutigen Maßstäben winzig klein?
Damit all dies funktioniert, müssen Sie über ein technologisches Niveau verfügen, um den Weltraum nach seinen reichlich vorhandenen Ressourcen abzubauen. Zu diesem Zeitpunkt werden wahrscheinlich pro Schiff Radargeräte ausreichen. Natürlich haben wir bereits Radar, aber ein größeres Problem der Ausbreitungsverzögerungen aufgrund der Lichtgeschwindigkeit kann andere Herausforderungen mit sich bringen.

Antworten (3)

Ok, da Kommentare OP bereits geholfen haben, das Matrioshka-Gehirnkonzept zu finden, möchte ich mich auf andere Aspekte der Frage konzentrieren.

Zunächst einmal besteht die Größe des Systems, sagen wir 500 W pro Knoten, aus 100 W Prozessor(en), 300 W Grafikkarte(n) (irgendwie), 100 W für andere Anforderungen.

Die Leistung der Sonne beträgt 3,82e26W, bei einem Wirkungsgrad von 40% werden wir 3.056e+23 Knoten in diesem Supercluster haben.

Bisher (in diesem und im vorigen Jahrhundert) haben wir weniger als 1e14-Prozessoren produziert. (Irgendwie meine wilde Vermutung, eingebettete Prozessoren eingeschlossen und sie sind 99% der Dinge, die wir normalerweise als Prozessoren bezeichnen, Quora-Frage, wie viele Mikroprozessoren verkauft Intel pro Jahr? enthält einen interessanten Link).

Der Punkt ist, dass selbst wenn Sie 1e9-Fabriken zur Herstellung von Knoten für MB und für Ersatzteile von MB eingerichtet haben, es sinnvoll ist, alle Technologien, die in der Produktion benötigt werden, in einer zu replizieren (replizieren Sie einfach die Produktionskapazitäten der Erde und skalieren Sie sie ein wenig). Produktionsknoten, weil der Betriebsumfang weit über allem liegt, was wir im Moment auf der Erde getan haben. Auf diese Weise ist jeder Produktionsknoten autark.

Auf der Erdumlaufbahn, in einem Abstand von 1 AE von der Sonne, werden 1e9 Fabriken mit der Größe der Erde die Hälfte (0,47) der Oberfläche der 1 AE großen Kugel um die Sonne bedecken. (Ich finde diese Illustration einfach lustig, sie müssen nicht so groß sein, aber Sammler müssen 2-mal größer sein)

Die Probleme, die OP erwähnt hat.

Eines der Hauptprobleme in Bezug auf die Machbarkeit wird die Entwicklung (nicht der Bau) dieser (1e9) Produktionseinheiten sein, sie müssen bei der Produktionsinstallation und dem Austausch defekter Einheiten und dem Recycling vollautomatisch sein.

Auf diese Weise werden grundlegende Kosten für die Entwicklung eines solchen automatischen Systems anfallen, teilweise durch Kopieren bestehender Erd-/Mond-/Mars-/Venus-/Quecksilber-/was auch immer-Technologien, um sie durch Automatisierung zu einem vollautomatisierten System zu ergänzen.

Der zweite grundlegende Kostenfaktor ist die Entwicklung eines vollautomatischen Systems zur Extraktion und Ressourcenversorgung in den Anfangsstadien für das Wachstum des Superclusters.

Die Wartungskosten werden diesen Supercluster beaufsichtigen und ihn überwachen, nur für den Fall. Es fallen keine weiteren Wartungskosten an, dieses System funktioniert, bis die Sonne brennt.

Im Allgemeinen ist die Herstellung eines Prozessors mit geringer Erwärmung nicht erforderlich, da der Energiefluss durch den Energiefluss in dieser Entfernung vom Stern begrenzt ist. Auf diese Weise wird die maximale Temperatur für dieses System dadurch begrenzt, wie hoch die Temperatur eines schwarzen Körpers in dieser Entfernung sein kann Die Sonne. (siehe Anmerkungen)

Je nach Konfiguration, wie sind diese Recheneinheiten angeordnet - - als dünne Schicht oder eher kugelförmige Struktur - strahlungsresistenter Prozessor wird möglicherweise nicht benötigt, da die Konstruktion eine ziemlich dicke Schutzschicht haben kann (km dick)
Aber strahlungsresistente Prozessoren werden heute für Luft- und Raumfahrtzwecke hergestellt, und das Ersetzen derjenigen, die durch Fackeln beschädigt wurden, wird einen kleinen Prozentsatz der Herstellungsfähigkeiten ausmachen, die das gesamte System hat, und kann nur als Aufrüstung der Systemrollen durchgeführt werden. Aus dem gleichen Grund ist eine jahrzehntelange Lebensdauer nicht erforderlich. Aber als Beispiel, einige für Voyager hergestellte Prozessoren funktionieren auch heute noch, so dass sie perfekt für eine jahrzehntelange Lebensdauer geeignet sind, aber es ist wirklich nicht das, was Sie sich wünschen, sie so schnell wie möglich durch effizientere Einheiten zu ersetzen (wie es macht Sinn) ist eine gute Sache.

Strahlungsresistente Prozessoren können durch andere nicht auf Silizium basierende Technologien hergestellt werden, basierend auf dem Prinzip der Nano-Vakuumröhren - verschiedene Variationen werden in Labors getestet:

Navigationsproblem

Ein solches System als Lösung für Navigationsprobleme ist übertrieben.

Für ein Navigationssystem reicht es aus, alle 5.000.000 km Baken zu platzieren, und ein Beispiel für ein solches System und einige Konsequenzen und einige Anwendungsfälle werden in dieser Antwort von mir hier beschrieben

Das gesamte Sonnensystem kann 10 AE von etwa 100 Millionen solcher Knoten bedeckt sein, mit einem modernen Notebook mit Rechenleistung, und die Bildung eines Netzwerks dieser Einheiten wird bei weitem mehr als genug sein, um alle Navigationsprobleme zu lösen, denen man begegnen könnte das Sonnensystem.

5.000.000 km basieren auf dem LISA - Projekt, bei dem 5 Millionen km Abstand zwischen den Sonden für die Erfassung von Gravitationswellen geplant sind. Ich weiß nicht, mit welcher Genauigkeit sie den Abstand zwischen ihnen halten sollten, aber ich denke, wenn es gut ist, Gravitationswellen zu erkennen, dann ist es gut genug für Navigationszwecke. (Siehe Hinweis, LISA-Präzision )

Anmerkungen

Die Masse des Computersystems kann etwa die Masse eines Planeten wie der Erde sein, wenn die durchschnittliche Masse 10 kg pro Berechnungsknoten beträgt.

Die Entfernung von der Sonne beträgt etwa 1 au, weil es um die Temperatur geht, die das aktuelle System auch ohne aktive Kühlung noch funktionieren kann. Die Temperatur eines Schwarzen Körpers beträgt in dieser Entfernung etwa 130 °C.

Wenn man bedenkt, dass eine Einheit etwa 1 Kubikmeter Volumen pro Berechnungsknoten (Durchschnitt) und 1e9 solcher Cluster ist, ist die Größe eines Clusters etwa eine Kugel mit einem Durchmesser von etwa 90 km, also ist das Größte dort (in der Größe) der Energiesammler , und Kühlsystem, mit winzigen Flecken von tatsächlichen Verarbeitungs- und Produktionseinheiten, die daran befestigt sind. (oder diese Berechnungseinheiten sind eine winzige Schicht auf dem Sammelsystem von etwa 0,01 m Tick)

  • Ein Beispiel für dieses System ist in dieser Antwort von Thukydides und heißt " Server Sky ". Die Frage selbst ist dieser Frage sehr ähnlich.

Geschwindigkeit und Zeit für den Bau dieses Systems hängen stark von der Energieeffizienz der verwendeten Prozesse ab, und dies ist nur der begrenzende Faktor des Projekts in Bezug auf den tatsächlichen Bau. (Es kann weniger als 25 Jahre dauern, ein solches System zu bauen)

Beachten Sie, dass alle kleinen Objekte im Sternensystem verfolgt werden

Ich bin eigentlich ein großer Fan davon, jedes Objekt im Sonnensystem bis zu einem Volumen von 3 Litern zu verfolgen, einschließlich und insbesondere einschließlich der Oortschen Wolke, da ich denke, dass es eine sehr wertvolle Datenbank ist, die es uns ermöglicht, einen Blick in die Vergangenheit zu werfen unseres Sternensystems und die Geschichte der Ereignisse, die sich in der Vergangenheit um unser Sternensystem herum ereignet haben, Millionen vielleicht Hundertmillionen Jahre in der Vergangenheit. Welche Sterne vorbeizogen, Spektrum und Intensität ihres Lichts, Entfernung, Flugbahn relativ zu unserem System, ihre Zusammensetzung. Aufzeichnungen über unsere Planeten in unserem System (Trajektorien, Entwicklung unseres Systems, Stabilität unseres Systems, Atmosphärenzusammensetzung unserer Planeten, hatten wir einige Planeten, die wir im Moment nicht haben),

Ich bin mir nicht sicher, ob eine solche Aufgabe, wie in der Vergangenheit unseres Systems, ein MB-System benötigt, es wird definitiv helfen, aber wenn man bedenkt, wie energieineffizient aktuelle Systeme im Vergleich zu biologischen Gehirnen sind und dieses Problem für die parallele Verarbeitung geeignet ist (was ist hervorragender Fall für Quantencomputer) Ich würde nicht die gesamte verfügbare Energie für die Aufgabe aufwenden, 1 % ist viel zu wenig, es gibt wichtigere Aufgaben, und bessere Geräte werden wahrscheinlich den Bedarf für diese Aufgabe sogar bei 1 % der Sonnenenergie übersteigen.

Aber nur das Verfolgen von Objekten zu Navigationszwecken, diese Aufgabe ist viel einfacher.

Aber es braucht eine ausgefeiltere Ausrüstung als die, die wir im Moment haben, und einen etwas anderen Ansatz als nur den Bau von Superclustern.

Das Hauptproblem, das gelöst werden muss, besteht darin, die relativen Positionen und Geschwindigkeiten dieser Körper zu verfolgen. Tatsächlich kann diese Datenbank sehr groß sein, aber das Schöne daran ist, dass wir diese Datenbank für Navigationszwecke nicht in einem Rechenzentrum haben müssen. Die Optimierung ist genau die gleiche wie bei der Simulation von Wechselwirkungen zwischen Materie auf molekularer Ebene – jede Information wird nach der Position dieser Objekte gruppiert. Auch hilft es weiter, dass sie an manchen Stellen natürlich Gruppen bilden wie Gruppen von Asteroiden in Lagrange-Punkten.

Es reicht aus, das Objekt zwei- oder dreimal zu beobachten, um seine Position für lange Zeit mit guter Genauigkeit vorherzusagen. Manchmal verlieren wir zuvor beobachtete Objekte, aber meistens funktioniert es. Diese Objekte zwischen Erde und Jupiter haben zum Beispiel Umlaufzeiten von etwa 1-11 Jahren. In Anbetracht all dessen, wenn ein Objekt seine Position einmal in 3 Monaten meldet, können wir seine Positionen in der Zukunft zwischen diesen Aktualisierungen leicht vorhersagen.

Weiter ist der Körper, länger dauert es, bis er in der Umlaufbahn einen vollen Kreis macht. Die Saturn-Umlaufzeit beträgt etwa 29,5 Jahre und es reicht aus, wenn Objekte bei 10+ AE ihre Position einmal in 10 Jahren (vielleicht) melden, damit wir ihre Position mit hoher Genauigkeit vorhersagen können.

Wenn wir also all diese Körper, die wir im Auge behalten möchten, mit einer Art Markierungen versehen und ihnen die Möglichkeit geben, ihre Position zu bestimmen und bei Bedarf eine Verbindung aufrechtzuerhalten und ihre Positionen planmäßig zu melden, haben wir Positionsgeschwindigkeit Datenbank in verteilter Form über das Sonnensystem, und die Daten werden dort sein, wo sie für die Navigation benötigt werden, wo wir Verwendung dafür finden.

Jedes Etikett sollte die nächstgelegenen Objekte verfolgen, 10-100 Objekte in der Nähe, genauso wie ein Mobilfunknetz funktioniert, basierend auf der relativen Nähe. Jedes einzelne Etikett wird mit einer kleinen Menge an Informationen arbeiten und muss daher in Bezug auf die Rechenleistung nicht aufregend sein, und die meiste Zeit befindet es sich im Schlafmodus und sammelt verfügbare Energie für die nächste Verbindungssitzung.

Und diese Etiketten müssen klein, energieeffizient, robust sein, sich selbst aufrüsten können, in der Lage sein, kleinere Körper visuell oder auf andere Weise um sich herum zu verfolgen, wenn eine solche Aufgabe gestellt wird. Und vor allem müssen sie selbst reparieren, es ist nicht akzeptabel, jedes Mal etwas zu schicken, wenn es repariert werden muss. Außerdem sollten sie in der Lage sein, zu markierende Objekte zu markieren und zu entdecken und sie tatsächlich zu markieren - von Neumann-Sondenansatz.

Der Hauptpunkt für die Navigation, diese Labels werden aktiviert, wenn sie aktiviert werden müssen. Einige Schiffe planen eine Flugbahn und fordern Informationen über die Flugbahn und Korrekturen von diesem globalen Sonnennetzwerk an, das System fragt Basisstationen auf dieser Route, sie überprüfen Informationen über bekannte markierte Objekte auf der Route.

Hängt von der Reisegeschwindigkeit des Schiffes ab, aber es reicht aus, die Situation 100'000 km voraus und im Umkreis zu kennen, dies wird Stunden geben, um zu reagieren und gegebenenfalls Korrekturen vorzunehmen. Und Informationen, die berücksichtigt werden sollten, werden für das Schiff und für das System als Ganzes stark reduziert.

Es ist schwer zu sagen, wie viele Leichen gekennzeichnet werden sollten, da die Verteilung von ihnen nicht gleichmäßig über das System erfolgt. Mein Notebook kann die Wechselwirkung zwischen Planeten (8 Körper) relativ einfach berechnen, mit 10-Sekunden-Schritten dauert es ungefähr 17 Sekunden pro Jahr, nur auf einem Prozessor in einem Thread sind es ungefähr 40 Millionen Berechnungen pro Sekunde, kann bei Zahlen etwas abfallen, kann Überprüfen Sie im Moment nicht, vor allem nicht über die Zeit, um sicher zu gehen, können Sie wahrscheinlich die Schnittmenge mit 1 Million Objekten auf einem ziemlich typischen PC pro Sekunde überprüfen. (Sie müssen ihre Kollisionen untereinander nicht überprüfen, da dies bereits bekannt ist und sie wahrscheinlich meistens nicht kollidieren).

Bei einer Schiffsgeschwindigkeit von 100 km/s und einer für Objekte typischen Geschwindigkeit von 10-30 km/s ist es also einfach, zwischen 1 Million Objekten auf etwa 300'000 km 3 zu navigieren , was etwa 3 Objekten pro km 3 entspricht . Wahrscheinlich hat sogar Staub in inneren Teilen des Sonnensystems keine solche Dichte. Und Sie brauchen immer noch keine Supercomputer.

MB-Rohleistung vs. kleine Körper des Sonnensystems

MB-Power zu verwenden, um die Interaktion zwischen allen Körpern im System zu berechnen und dadurch in der Lage zu sein, Positionen der Körper mit hoher Genauigkeit vorherzusagen - das ist großartig, aber es gibt einige Probleme.

Zunächst alle diese Körper herauszufinden und ihre Positionen und Geschwindigkeiten zu bestimmen. Aus der Entfernung können wir es mit begrenzter Präzision tun, je weiter ein Körper von unseren Detektoren entfernt ist, desto geringer ist die Präzision.

Zweitens haben wir im Moment Schwierigkeiten, die Masse der Objekte zu bestimmen, es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine gute Schätzung anzustellen, aber seien Sie sicher, wir können uns im Moment nicht sicher sein und wahrscheinlich in naher Zukunft.

Beides macht die Berechnung nicht präzise, ​​nicht nutzlos, aber unvollkommen. (es gibt auch andere nicht mit der Schwerkraft zusammenhängende Faktoren, viele davon, zum Beispiel den Yarkovsky-Effekt oder einfach nur Arbeitskämpfe im Sonnensystem)

Aber das System selbst, all diese Körper mit unseren Beacon-Anhängen, es berechnet diese Wechselwirkungen sehr gut und sehr genau und bei 0 Energiekosten von unserer Seite kostenlos - ich mag kostenlos.

Außerdem müssen wir unser System erforschen, es reicht nicht aus, nur Positionen zu kennen, wir sollten wissen, wo und was wir nehmen können, nach Zusammensetzung, nach Menge; Außerdem müssen wir aus diesem Wissen eine Wissenschaft machen. Trotzdem sollten wir dort sein, wo diese Objekte sind. Wir sollten in der Lage sein, sie zu testen, sie zu schmecken.

Kleine Körper das Problem

Die wirklichen Probleme sind diese Markierungen oder Etiketten.

Auf unterschiedlichen technologischen Ebenen ist es sinnvoll, unterschiedlich große Objekte zu markieren. Auf unserer derzeitigen Ebene, oder besser gesagt, die wir haben werden, nachdem SpaceX BFR hergestellt hat, wird es vollkommen in Ordnung sein, 1 km große Körper zu markieren und weniger bedeutende Objekte im Auge zu behalten, indem 1 km große Körper als Beobachtungsstationen und Basisstationen für die verwendet werden System. Es wird für das innere Sonnensystem Sinn machen.

Bessere Technologien sind, weiter können wir markieren, kleinere Objekte können wir markieren. Es macht keinen Sinn, ein Objekt zu markieren, wenn ein Marker größer ist als das Objekt selbst.

Starshot-Nanocrafts können wahrscheinlich als Etiketten für kleine Körper verwendet werden, mit einer größeren Basis in der Region, die sie produziert und sie an Körper schickt, die wir gerne im Auge behalten.

Aber diese Starshot-Marker sind in ihren Fähigkeiten sehr begrenzt, aber dennoch können sie nützlich sein.

Der wirkliche Durchbruch ist möglich mit Nanosystemen mit Selbstreparaturfähigkeiten und mit der Fähigkeit, sie selbst in Systemen zu rekonfigurieren, die wir gerne daraus bauen. Grey Goo wird tatsächlich verwendet, um solche intelligente Materie und solche Fähigkeiten darzustellen, aber ich habe keine Blaupause für sie gesehen, und da sie von vielen vorgestellt werden, haben sie große Löcher im Plan und erhebliche Einschränkungen.

Technologie aus der Antwort , die ich bereits oben erwähnt habe, sie sind perfekt in der Lage, die Arbeit auf sichere und vorhersehbare Weise zu erledigen, sie sind etwas zwischen Marco-Maschinen und Nano-Maschinen - das Beste aus zwei Welten.

Mit ihnen sind wir perfekt in der Lage, unser gesamtes Sonnensystem zu markieren.

Problem mit "riesigen Flotten von Schiffen, die das System durchstreifen"

Das Problem ist, dass der reaktive Antrieb ineffizient ist, Tsiolkovsky-Raketengleichung , und es gibt eine begrenzte Anzahl von Orten, die regelmäßig besucht werden können (vielleicht 1e9 Orte), und eine begrenzte Menge an Masse in unserem System, sodass eine begrenzte Anzahl von Schiffen möglich ist. Meine persönliche Empfehlung Reisen Sie mit Schiffen mit 30 km Durchmesser, sichere und bequeme Art zu reisen, hohe militärische Ausbeute im Bedarfsfall, und wenn Sie alle Baustoffe (alles außer Wasserstoff und Helium) aus der Sonne extrahieren, um sie zu bauen, wird es für ungefähr reichen 736'481'481'481 solcher Schiffe. Wenn Schiffe kleiner sind, sagen wir 1 km groß, dann wird die Zahl um etwa vier Größenordnungen größer sein, und so weiter, Kubikquadratgesetz.

Der Punkt ist, dass eine riesige Flotte für das Sternensystem nicht so riesig ist, weil das Sternensystem ziemlich groß ist und die Anzahl selbst für moderne Computer nicht so groß ist.

PS Kurz gesagt, ich möchte sagen, ja, MB ist für die Navigation übertrieben.

Beachten Sie, LISA-Präzision

Von ihrer Seite
https://www.elisascience.org/articles/elisa-mission/elisa-technology

Die erwarteten Entfernungsänderungen sind winzig, einige Teile in 10 21 oder 10 22 der Trennung des Raumfahrzeugs.

Ich möchte, dass riesige Flotten von Schiffen das System durchstreifen und dabei Kollisionen vermeiden (die hohe Umlaufbahn eines Planeten wäre in Schiffen und Satelliten dichter als der aktuelle Luftraum der Erde in Flugzeugen). Ich möchte auch jedes Objekt verfolgen, das größer als ein paar Meter im Durchmesser ist. Ist es wirklich übertrieben?
@PatJ ja, es ist übertrieben. Ich habe einen Abschnitt darüber hinzugefügt. Ich habe das Gefühl, dass ich es versäumt habe, einen Hauptpunkt oder solide Argumente vorzubringen, aber das Thema selbst ist groß, also einige Gedanken darüber, wahrscheinlich in die Richtung, in die Sie gehen möchten.
Navigationsbaken alle 5 Mio. km erforderlich? Das würde bedeuten, dass wir ungefähr 11 solcher Navigationsbaken benötigen, die gleichmäßig verteilt sind, um von der Erde zum Mars zu navigieren, und zwar bei größtmöglicher Annäherung (Aphel der Erde zum Perihel des Mars, 152,1 Gm bis 206,7 Gm). Wir navigieren bereits weit über die Marsumlaufbahn hinaus mit wenig mehr als antriebslosen Transfers und Trägheitsführung, ohne ein solches Netzwerk von Navigationsbaken.

Wir haben derzeit Satelliten im Orbit, die weit über zehn Jahre alt sind. Ja, es ist also möglich, strahlungsresistente Prozessoren mit geringer Erwärmung und einer jahrzehntelangen Lebensdauer zu bauen. ;-)

Kühlung ist kein Thema. Der Weltraum ist sehr kalt, wenn Sie nicht direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Stellen Sie also einige Heizkörper auf die Schattenseite der Satelliten, und sie können so viel Wärme wie nötig in die kalten schwarzen Tiefen des Weltraums leiten. Bedenken Sie, dass Raumsonden regelmäßig Radioisotopen-Thermogeneratoren verwenden, die nur etwa 5-7% effizient sind. Folglich muss eine Sonde, die für ihre Systeme einige hundert Watt Leistung benötigt, einige Kilowatt Abwärme entsorgen. Fügen Sie also ein paar schwarze Kühlerlamellen oder ein paar klappbare Kühlerverkleidungen hinzu und schon kann es losgehen.

Was das Chipdesign betrifft, lautet die kurze Antwort: Ja, wir können strahlungsfeste Prozessoren ohne allzu großen Aufwand bauen. Der Vorbehalt ist, dass weltraumgehärtete Designs normalerweise keine Chips der neuesten Generation sind, sondern Leistung für so viel Haltbarkeit und Zuverlässigkeit wie möglich opfern. Sie werden also eher auf ein massiv-paralleles Supercomputer-Design blicken als auf einen einzelnen Ultra-High-Power-Prozessor. Wenn Ihre Supercomputing-Satelliten einen exotischen Prozessor und kein modernes Silizium (z. B. Quantencomputer) verwenden, sind möglicherweise zusätzliche Überlegungen erforderlich. Aber an diesem Punkt können Sie wirklich sagen, was Sie wollen, was die Abschirmanforderungen angeht.

In Bezug auf die Wartung: Wenn eine Zivilisation einen Schwarm von Satelliten baut, die groß genug sind, um ihre Sonne wie eine Dyson-Sphäre zu umgeben, würde ich davon ausgehen, dass sie auch die Fähigkeit hat, sie auf nützliche Weise zu warten. Nur als Idee, es könnte "Depot"-Stationen geben, die über die ganze Sphäre verstreut sind. Beschädigte oder schlecht funktionierende Satelliten könnten entweder aus eigener Kraft zu einem Depot zurückkehren oder mit Tenderbooten dorthin gebracht und dann nach Bedarf überholt oder recycelt werden. Für ein Projekt dieser Größenordnung befinden Sie sich natürlich am oberen Ende dieses xkcd-Streifens , sodass es möglicherweise einfacher ist, einen kaputten Satelliten in eine Friedhofsbahn zu schieben und einen Ersatz einzusetzen. Das könnte jedoch chaotisch werden, also würden sie wahrscheinlich zumindest eine Art Garbage-Collection-Methode haben wollen, um alte Satelliten zu fegen.

Zusammenfassend ist also das Design der Satelliten selbst nicht der limitierende Faktor. Was die Satelliten betrifft, könnten wir heute mit dem Bau Ihres Dyson-Computers beginnen, wenn wir uns plötzlich dazu entschließen würden.

Der Hauptengpass wäre meines Erachtens die Entwicklung einer Fertigungsinfrastruktur, die in der Lage ist, Satelliten in dem von Ihnen beschriebenen Umfang herzustellen. Produktions- und Wartungseinrichtungen im Orbit wären absolut erforderlich, und Sie möchten so viel Rohmaterial wie möglich von Asteroiden oder anderen Quellen mit geringer Schwerkraft abbauen, damit Sie die Menge an Material, die transportiert werden muss, minimieren können von der Erde (oder was auch immer Ihr Heimatplanet ist). Aber wenn Ihre Zivilisation bereits über diese Produktionskapazität verfügt, dann sollten sie dazu mehr als in der Lage sein.

Das komplette System hat die Masse der Erde, daher kann es sein, dass Sie es sich zweimal überlegen, etwas von der Erde zu exportieren, insbesondere in späten Phasen der Produktion. Aus dem gleichen Grund ist Recycling ein Muss, es muss ein geschlossenes Kreislaufsystem sein.

Wenn Sie die bestmögliche Raumfahrt wünschen, sollten Sie Weltraumkorridore nutzen. Im Grunde möchten Sie im Weltraum feste Punkte haben, zu denen Sie reisen und die Sie als stark überwachte Autobahn nutzen können. Schiffe könnten dort problemlos in FTL springen.
Der Rest des Weltraums würde keiner Überwachung bedürfen, außer ein paar Millionen Kilometer um die Korridore herum.

Stellen Sie einfach Satelliten/Überwachungsstationen mit quantenverschränkten Teilchen darum herum und wenn etwas passieren würde, würde jeder sofort wissen, weil Quantentunneln sofort erfolgt.
Ändern Sie hier Partikel A und Partikel B ändert sich beispielsweise in Andromeda.