Hufeisenbahnen

Ich stelle mir eine Reihe von Monden im Orbit einer Supererde (ideal) oder eines Gasriesen vor. Wenn es technisch machbar wäre, hätte die Supererde eine erdähnliche Schwerkraft, Masse und Größe sind nicht wichtig. Wenn es zu schwierig ist, es terrestrisch zu machen, kann ich einen Gasriesen verwenden. Wichtig sind die Monde: 7 erdähnlich. Darüber hinaus gibt es weitere 5, kleinere, bewohnbare Monde/Planetoiden, die selbst die 7 Vorwahlen umkreisen und ungefähr erdähnliche Schwerkraftniveaus haben, wenn auch nicht die gleiche Dichte und Masse.

Apropos Masse, ich würde all diese Monde gerne so klein wie möglich halten und gleichzeitig die Schwerkraft der Erde beibehalten, aber ich habe die Mathematik dazu nicht ausgearbeitet. Ich weiß, dass dies in Standardorbitalen funktionieren könnte (obwohl die Anzahl hoch sein kann), aber ich würde die 7 gerne in einer Hufeisenumlaufbahn betreiben, und ich frage mich, wie viele Objekte ein Orbital teilen können, indem sie Hufeisenumlaufbahnen verwenden.

Das ist wahrscheinlich ein bisschen komplex, also nur zur Wiederholung:

Der Stern: „H“ Ein zentraler Planet: „N“ 7 erdgroße Primärmonde und 5 umlaufende Sekundärmonde: D&p V&r, W&i, E, A&z, L&s, F

Können diese Monde eine einzige, komplexe, hufeisenförmige Umlaufbahn teilen?

Ich denke, basierend auf den Größen, dass die Primärfarben einfach binäre Paare mit ihren Sekundärfarben sein könnten. Keine der Primärfarben hat sowieso mehr als eine Sekundärseite, und es könnte dazu beitragen, dass die Physik funktioniert.

Die ursprüngliche Idee war einfach, sie auf verschiedenen Orbitalen zum Riesen zu haben oder sie in einem stabilen Ring zu haben, der auf derselben Umlaufbahn neben einem Asteroidengürtel verteilt ist, aber das Hufeisenkonzept funktioniert möglicherweise besser mit anderen Dingen, die ich gewonnen habe. Ich komme hier nicht weiter, und ich würde gerne wissen, ob eine so hohe Zahl möglich ist.

Es gibt hier „magische“ Elemente, aber ich möchte sie so weit wie möglich aus der Systemstruktur heraushalten. Teil dieses Konzepts ist eine ursprüngliche Supererde, die in das Mondsystem zersplittert wurde. Ich denke, vielleicht hat eine Zivilisation ein Gasriesen-Innensystem gezogen, um einen Braunen Zwerg für eine Dyson-Sphäre oder so etwas zu erschaffen, und ist am Ende spektakulär gescheitert und hat einen großen terrestrischen Planeten in Fragmente zerbrochen, die später von 'N' eingefangen wurden.

Ich kann einfach keine Modellierungswerkzeuge für Sonnensysteme finden, die komplex genug sind, um damit umzugehen, oder mir sagen, ob es angesichts der Einschränkungen stabile Lösungen gibt. (PS, wenn Sie ein Tool kennen, das das kann, würde ich es gerne wissen).

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Es ist ziemlich schwer herauszufinden, was Sie fragen. Ist es "können sich viele Körper eine Umlaufbahn über Hufeisenbahnen teilen?" ? Vielleicht möchten Sie sich diesen Beitrag auf Meta ansehen , insbesondere Lektion 3.
Eine Supererde mit der gleichen Schwerkraft wie unsere Erde, umkreist von 7 erdähnlichen Monden.... <<kratzt sich am Kopf>> was meinst du?
Eine verwandte Frage in kleinerem Maßstab hier , die ich mir gestellt habe. Leider lautete die beste Antwort, die ich erhielt, "nicht, wenn Sie bewohnbare Planeten wollen".
Wenn Sie Magie haben wollen ... spielt es eine Rolle, ob es tatsächlich machbar ist oder ob Sie gut genug schreiben, damit die Leute einfach akzeptieren , dass sich die Monde in einer Hufeisenbahn befinden?
Hi, JD: Ich habe schon ungefähr ein Dutzend anderer, ähnlicher Posts durchgesehen. Keiner von ihnen spricht dieses Thema direkt an. Ich habe dies auch auf die einzige Frage reduziert: "Können diese Monde eine einzige, komplexe, hufeisenförmige Umlaufbahn teilen?"
@Dutch: Die Schwerkraft ist nach meinem begrenzten Verständnis ein Ergebnis von Dichte und Masse. Es ist möglich, einen terrestrischen Planeten zu haben, der physisch viel größer ist, mit der gleichen Schwerkraft. Man müsste die Dichte anpassen. Wie viel und welche chemische Zusammensetzung das erfordert, weiß ich noch nicht.
Hallo Pallaran: Das ist wirklich sehr hilfreich. Ich habe das schon früher gefunden, aber wenn ich es mir noch einmal anschaue, gibt es ein paar Kommentare, die eine Weile dauern werden, um sie zu verdauen. Zu Ihrem Punkt sind einige der Daten angesichts der Unterschiede etwas begrenzt. Und ich glaube nicht, dass die Person, die Ihnen sagt, dass diese Umlaufbahnen niemals stabil sind, Recht hat, weil wir tatsächliche Beispiele haben, und wenn die zentrale Masse das Problem ist, gibt es Möglichkeiten, dies zu optimieren. Schließlich ist es in einem Zwei-Körper-Koorbital in Ordnung, wenn große Masseunterschiede einen Unterschied machen. Ich könnte sogar die Supererde selbst die Hufeisenumlaufbahn teilen lassen und Gegenmasse sein.
Das Wesentliche ist, ich weiß, dass erdähnliche Planeten dies tun können, aber ich habe keine Daten darüber gesehen, wie viele Körper sich eine Hufeisenbahn teilen können und unter welchen Bedingungen.
OP sagt: "Die Supererde hätte eine erdähnliche Schwerkraft, Masse und Größe sind nicht wichtig." Nein, um die gleiche Schwerkraft wie die Erde zu haben, braucht man unbedingt die gleiche Masse wie die Erde.
Natürlich meinte ich Dichte und Volumen. Dieser Teil ist nicht wichtig.
@ user49466 Ich habe darauf geachtet, "nicht, wenn Sie bewohnbare Planeten wollen" als effektive Antwort auf meine Frage anzugeben, als ich sie gestellt habe. Es gibt Beispiele aus der realen Welt, aber bei der Skalierung auf einen Stern und erdgroße Planeten war der Massenunterschied zwischen ihnen (im Gegensatz zu einem Planeten und kleinen Asteroiden für Monde) so groß, dass die Hufeisenbahn instabil war. Diese Antwort könnte in Bezug auf die Möglichkeit falsch sein (ich hoffe tatsächlich, dass Ihre Frage zumindest "mit zwei bewohnbaren Planeten möglich ist"), aber bisher habe ich keine besseren Antworten gesehen.
@user49466: Wie ich sehe, hat JDlugosz Sie auf unsere Tour hingewiesen, aber vergessen, das Hilfezentrum zu besuchen . Dies ist der Link zum Hilfezentrum, wenn Sie Fragen zu Worldbuilding Stack Exchange haben: Hilfezentrum .
In Bezug auf Ihre Frage zu Simulationen sind ORSA ( orsa.sourceforge.net ) und REBOUND ( rebound.readthedocs.io/en/latest ) eine gute Wahl. Die Mehrkörperfähigkeiten von REBOUND würden es wahrscheinlich zu einer besseren Wahl für Ihre Situation machen.
@CarlosArturoSerrano Eigentlich müsste eine Supererde viel schwerer sein, um die gleiche Oberflächengravitation bei einem größeren Radius zu erreichen.

Antworten (3)

Können diese Monde eine einzige, komplexe, hufeisenförmige Umlaufbahn teilen?

Vielleicht nicht so viele wie Sie beschreiben, aber die Situation ist plausibel. Die Saturnmonde Janus und Epimetheus teilen sich eine Hufeisenbahn .

Sie müssen jedoch einen Teil der Magie, die Sie beschreiben, herbeirufen. Erdähnliche Monde bedeutet einen massiven Planeten, einen, der nicht erdähnlich sein kann, weil Sie die hohe Schwerkraft benötigen, um erdähnliche Monde in der Umlaufbahn zu halten. Ohne die Magie wären Sie also gezwungen, die Bewohnbarkeit des Planeten aufzugeben.

Kurze Antwort: Die Gravitationsbeziehungen zwischen diesem Planeten und den Monden werden nicht realistisch sein. Sie müssen es entweder mit Technologie oder Magie zum Laufen bringen.

Vielleicht möchten Sie sich Piersons Puppeteers aus Laryy Nivens Known Space- Serie ansehen. Sie haben fünf Planeten mechanisch um einen Stern angeordnet; Es ist nicht ganz dasselbe wie das, was Sie beschreiben, aber Sie werden auf ähnliche Probleme stoßen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Pierson%27s_Puppeteers

https://en.wikipedia.org/wiki/Klemperer_rosette

Wie der zweite Link zeigt, sind diese Konfigurationen von Natur aus instabil:

... jede Bewegung weg von der perfekten geometrischen Konfiguration verursacht eine Schwingung, die schließlich zur Störung des Systems führt (Klemperers Originalartikel stellt diese Tatsache ebenfalls fest). Dies gilt unabhängig davon, ob sich das Zentrum der Rosette im freien Raum befindet oder sich selbst in einer Umlaufbahn um einen Stern befindet. Der Grund in Kurzform ist, dass jede Störung die Symmetrie zerstört, was die Störung erhöht, was die Symmetrie weiter beschädigt, und so weiter. Die längere Erklärung ist, dass jede tangentiale Störung einen Körper näher an einen Nachbarn und weiter von einem anderen bringt;Das Gravitationsungleichgewicht wird zum näheren Nachbarn größer und zum entfernteren Nachbarn geringer, wodurch das gestörte Objekt weiter zu seinem näheren Nachbarn gezogen wird, wodurch die Störung verstärkt wird, anstatt sie zu dämpfen. Eine nach innen gerichtete radiale Störung bewirkt, dass der gestörte Körper allen anderen Objekten näher kommt, wodurch die Kraft auf das Objekt und seine Umlaufgeschwindigkeit erhöht werden – was indirekt zu einer tangentialen Störung und dem obigen Argument führt. [Hervorhebung von mir.]

Und das weist in die Richtung, warum Ihr vorgeschlagenes System auch instabil sein wird. Die Tatsache, dass sie sich eine Hufeisenumlaufbahn teilen, macht die gewünschte Konfiguration weniger wahrscheinlich. Sie haben im Grunde sieben Planeten mit ähnlichen Dichten in einer Klemperer-Rosette und einen achten Planeten, der die tangentiale Störung ihrer Umlaufbahnen liefert.

Tatsächlich erschaffen die Puppenspieler eine Klemperer-Rosette mit fünf Körpern, überhaupt ohne Sterne und ohne baryzentrische Masse, sie verwenden fünf Planeten; vier mit künstlichen Sonnen für die Landwirtschaft und das Bevölkerungszentrum/Heimatwelt, das allein durch die Körperwärme der Bevölkerung geheizt wird und das kein vernünftiger Puppenspieler jemals freiwillig verlässt. Dann, während sie es stabil halten, beschleunigen sie das Ganze als Evakuierungsmaßnahme durch den Weltraum auf 0,99 Lichtgeschwindigkeit. Die Puppenspieler sind willkürlich vorgeschoben und ihre noch unrealistische Annäherung an physikalisch unmöglich.

Kurzversion Magic kann alles, aber diese ganze Sache wird nur schreien "ein Zauberer hat es getan!"

Sie können nicht verhindern, dass dies offensichtlich gegen die Gesetze der Physik verstößt. Ohne Eingriffe sind "einfache" Dreikörper-Hufeisenbahnen über die geologische Zeit nicht stabil, und was Sie beschreiben, wenn ich das richtig verstehe, ist tatsächlich ein System mit mindestens 14 Himmelskörpern; ein Primärstern, der von einem Gasriesen umkreist wird (eine Supererde würde meines Erachtens nicht genügend Baryzentralmasse bieten , um ein so komplexes System zu stabilisieren), der wiederum von 7 erdähnlichen Welten umkreist wird, die wiederum 5 Untersatelliten derselben Ordnung haben So groß wie die erdähnlichen Satelliten des Gasriesen, ist dieses System von Natur aus instabil und würde ohne Eingriff Satelliten oder Subsatelliten in die Sternumlaufbahn oder vielleicht in die tiefe Leere werfen, je nach den genauen beteiligten Energien, wann immer es eine Resonanz gibtVeranstaltung.

Ohne offensichtlichen und massiven magischen Eingriff können Sie Hufeisenbahnen vergessen, der Großteil des vorgeschlagenen Orbitalsystems wird in wenigen Jahren auseinanderfliegen. Der größte Teil der Magie ist auch nicht dort, wo Sie es vielleicht vermuten. Sie brauchen Magie, um die Welten in diesem seltsamen künstlichen System in ihren Umlaufbahnen zu halten, aber Sie brauchen noch viel mehr Magie, um die Welten selbst intakt zu halten. Jedes Resonanzereignis, das auf magische Weise daran gehindert wird, die beteiligten Körper aus der Umlaufbahn zu bewegen, wird stattdessen riesige Mengen an Energie in diese Körper übertragen. Im natürlichen Verlauf der Dinge würde sich dies auf die eine oder andere Weise als Wärme ausdrücken, viel Wärme (Schätzungen für zuvor diskutierte künstliche Orbitalstrukturen deuten auf eine Umlaufbahn hinEnergiezufuhren in der Größenordnung der vollständigen Massenumwandlung kleiner Sterne sind erforderlich, um Erdmassenkörper zu manipulieren), wenn dies nicht wiederum wegmagisch gemacht wird, wird jede Gesteinskugel im System in ein paar Tagen geschmolzen und kurz darauf verdampft sein.

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