Ich habe The Restaurant at the End of the Universe , die Fortsetzung von Per Anhalter durch die Galaxis , noch einmal gelesen und bin auf eine interessante Passage gestoßen:
Fackelreiten ist eine der exotischsten und aufregendsten Sportarten, die es gibt, und diejenigen, die es wagen und sich leisten können, es zu tun, gehören zu den meistgeliebten Männern der Galaxis.
. . .
Dieser Sport wird durch den Kühlkörper des Sternenschiffs ermöglicht, der eine Masse von etwa zweitausend Milliarden Tonnen hat und in einem Schwarzen Loch enthalten ist, das in einem elektromagnetischen Feld auf halber Länge des Schiffes angebracht ist. Dieser Kühlkörper ermöglicht es, das Fahrzeug bis auf wenige Meilen an eine gelbe Sonne heranzumanövrieren, um dort die Sonneneruptionen einzufangen und zu reiten, die von ihrer Oberfläche ausbrechen.
Okay, also rufe ich Douglas Adams an, aber andererseits hat niemand jemals gesagt, dass die Bücher wissenschaftlich plausibel sind. Ich würde jedoch gerne wissen, ob es für uns Menschen möglich ist, mit unserer aktuellen Technologie oder einer realistischen Technologie, die in naher Zukunft oder in etwa 50 Jahren entwickelt werden könnte, etwas Ähnliches zu tun, dh Sonneneruptionen zu "surfen".
Können wir auf der Sonne "surfen", indem wir eine Art Fahrzeug (vielleicht nach dem Vorbild eines Sonnensegels) verwenden, um Sonneneruptionen, koronale Massenauswürfe oder ähnliches zu "reiten"? Wenn nicht, was sind die größten Hindernisse dafür?
Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, was eine Sonneneruption auslöst. Laut Wikipedia kommen Sie irgendwo in die 1e20 bis 1e25 J der EM-Strahlung, gefolgt von geladenen Teilchen, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen. Da beides für Sie tödlich wäre, nehmen wir an, wir wollen die EM-Strahlung surfen und die geladenen Teilchen hinter uns lassen.
Zuerst ist hier die schlechteste Grafik, die ich je von einer NASA-Website raubkopiert habe:
Obwohl es fast unleserlich ist, können wir sehen, dass wir einen Spitzenfluss im Röntgenbereich von ~1 kEv erhalten, was etwa 1 nm Strahlung entspricht. Praktischerweise werden 0,1 bis 0,8 nm Röntgenstrahlen verwendet, um Sonneneruptionen zu klassifizieren . Die größten (und daher die besten, und verdiene ich nicht die besten?) Fackeln würden uns über 1e-4 Watt pro Quadratmeter liefern. Dies wird in der Erdumlaufbahn gemessen, 1,50e11 Meter. Wir würden mit dem Surfen an der Sonnenkorona etwa 5e9 m von der Sonne entfernt beginnen. Multiplizieren Sie dieses Verhältnis mit dem Quadrat, um unseren beobachteten Leistungsfluss zu erhalten:
Die beste Möglichkeit, Röntgenstrahlen einzufangen, ist die Verwendung eines Spiegels, wie dem auf Suzaku , einem ehemaligen Röntgenteleskopsatelliten. Die schwermetallbeschichteten Folienspiegel lenken Röntgenstrahlen in flachen Einfallswinkeln ab. Die Suzaku- Satellitenspiegel haben jeweils einen Durchmesser von ca. 40 cm und ein Gewicht von 19 kg.
Wir haben bereits ein Problem entdeckt. Die Fläche eines Kreises mit 40 cm Durchmesser beträgt 1,2 m . Das Verhältnis zwischen Energie eines Photons und seinem Impuls ist , die Lichtgeschwindigkeit: ein Photon als mal mehr Energie als Impuls. Wenn wir also eine einfallende Sonneneruption vom Typ X mit 0,1 Watt pro Quadratmeter haben und jeder letzte Photonenimpuls an den Reflektor geliefert wird, dann liefern wir jede Sekunde etwa 3e-10 kg m / s Impuls. Multiplizieren Sie mit unserer Fläche von 1,2 m und das durch 19 kg Masse für den Reflektor teilen, können wir sehen, dass wir mit etwa 1e-11 m/s beschleunigen . Das wird uns nicht weiterbringen.
Nun, wir haben ein anderes Problem. Diese 0,1 W/m von Röntgenstrahlen werden Ihnen nicht viel Schwung geben, aber sie werden Ihnen sicher etwas Krebs geben. Basierend auf den Strahlungsberechnungsteilen aus dieser Antwort können wir davon ausgehen, dass der menschliche Körper ein hervorragendes Absorptionsmittel für Nanometer/keV-Röntgenstrahlen ist. Unter Verwendung der dortigen Annahmen absorbiert eine 100 kg schwere Person die gesamte einfallende Energie von etwa 0,5 m exponierter Oberfläche oder etwa 0,05 J pro 100 kg pro Sekunde. Dies entspricht etwa 5 rem. Das ist nicht schlimm, wenn das Ihre einzige Dosis ist, aber das ist pro Sekunde.
In etwa 20 Sekunden erreichen Sie 100 Rem für eine akute Strahlenvergiftung; und die 1000 rem sicher tödliche Dosis dauert etwa 3 Minuten.
Sieht aus, als wären wir zwischen einem Felsen und einem harten Ort gefangen. Wenn wir versuchen, durch die Röntgenstrahlen zu surfen, kommen wir nirgendwohin, und wenn wir versuchen, durch die geladenen Teilchen zu surfen, werden wir von Röntgenstrahlen getötet. Sieht so aus, als müssten wir uns mit mehr irdischen Surfvergnügen begnügen .
ZUERST BRAUCHEN WIR STROM!!
Die Reaktionskraft, die wir zum Surfen benötigen, ist viel höher als das, was die normale Surfbrettform durch die Fackeln erreichen kann.
Was ich vorschlage, ist eine große Kugelschale an der Unterseite des Surfbretts, die folgende Aspekte erfüllt:
ARBEITSPRINZIP
Wenn Sonneneruptionen auf die Erde treffen, sammeln sich die geladenen Teilchen an den Polen an und lassen das entstehen, was wir AURORA BOREALIS nennen . Der Grund dafür ist das Magnetfeld der Erde. In ähnlicher Weise wird unsere Kugel geladene Teilchen aus der Umgebung sammeln und so den erforderlichen Schub liefern.
Weitere Einzelheiten finden Sie in Kingledions Antwort (ganz oben).
Das hat überhaupt nichts mit "Surfen" zu tun, definitiv nicht in naher Zukunft .
Die große Herausforderung bei der Arbeit in der Nähe der Sonne ist das Wärmemanagement. Im Moment ist es eine große Errungenschaft, eine Sonde in die Umlaufbahn des Merkur zu bringen. Um eine Sonde herzustellen, die auf sinnvolle Weise direkt mit einer Fackel interagieren könnte, müsste man viel näher herangehen und mit weitaus mehr Hitze umgehen, noch bevor man die Fackel selbst in Betracht zieht.
Da große Fackeln das Energieäquivalent von 1 Milliarde Megatonnen TNT sind, glaube ich nicht, dass wir irgendetwas bauen werden, das es in absehbarer Zeit überleben kann.
Benutzer10945
Königslöwe
Königslöwe
Der Nate