Kann man auf einer Sonneneruption surfen?

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.

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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?

Wenn du ein silberner Typ auf einem silbernen Surfbrett bist, ist alles möglich....
Meine Theorie war also, dass ich den Röntgenreflektor als "leichten" Strahlungsschild mit einem Radius von 1 m verwenden und darauf stehen wollte, nach oben und weg von der Sonne surfte und mit einer Art von einem Strom geladener Teilchen ritt (magnetisches?) Sonnensegel. Der Grund, warum dies möglicherweise nicht funktioniert, wäre, wenn die geladenen Teilchen zu energisch sind und das Segel zerstören oder die Kraft zu schwach ist, um die Schwerkraft zu überwinden, und ich in die Sonne gesaugt werde.
Leider kann ich nirgendwo auch nur Schätzungen des Flusses geladener Teilchen am Punkt der Fackel und für alle Arten von Teilchen finden . Die Daten, die ich gefunden habe, waren einfach zu lückenhaft und spezifisch, um sie auf vernünftige Schätzungen zu verallgemeinern. Ohne die Kraft auf unser Segel berechnen zu können, kann ich keine Schätzungen über die Kraft auf das Segel vornehmen und dies nicht besser beantworten, als ich es bereits getan habe. Ach! Niemand gibt gerne auf.
Der Kühlkörper ist ein schwarzes Loch , und Sie nennen das Surfen lächerlich ?

Antworten (3)

Klingt super, probieren wir es aus

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.

Was fahren wir?

Zuerst ist hier die schlechteste Grafik, die ich je von einer NASA-Website raubkopiert habe:

Zusammengesetztes Diagramm des Sonneneruptionsspektrums

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:

1 × 10 4 W/m 2 ( 1.5 × 10 11  m 5.0 × 10 9  m ) 2 = 0,09 W/m 2
Nehmen wir also an, unser maximaler Sonneneruptionsfluss ist gerade 0,1 W/m 2 während das Minimum 1e-4 ist.

Wie man ein Röntgenbild fährt

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.

Stoppen Sie genau dort

Wir haben bereits ein Problem entdeckt. Die Fläche eines Kreises mit 40 cm Durchmesser beträgt 1,2 m 2 . Das Verhältnis zwischen Energie eines Photons und seinem Impuls ist c , die Lichtgeschwindigkeit: ein Photon als c 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 2 und das durch 19 kg Masse für den Reflektor teilen, können wir sehen, dass wir mit etwa 1e-11 m/s beschleunigen 2 . Das wird uns nicht weiterbringen.

Ok, überspringen Sie die Röntgenstrahlen, reiten wir auf den Ladungsteilchen

Nun, wir haben ein anderes Problem. Diese 0,1 W/m 2 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 2 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.

Was für ein Wermutstropfen

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 .

Was ist mit einem Surfmechanismus, der beides kann – Röntgenstrahlen und geladene Teilchen? Wenn das Surfen auf Sonneneruptionen so gefährlich ist, ist es kein Wunder, dass Sonneneruptionsreiter so vergöttert sind. Wahrscheinlich würden sie dabei stattdessen ionisiert.
Schön, aber Dünnschicht-Spiegelsegel sind schon angedacht, vielleicht könntest du sie auch in Erwägung ziehen?
@Molot Der Link zu "Folienspiegeln" ist der dünne Film. Die wirklich dünnen Sonnensegel fangen geladene Teilchen ein, keine Röntgenstrahlen. Röntgenstrahlen haben zu viel Durchdringungskraft, als dass etwas weniger Dichtes als elektronenentartete Materie in einem dünnen Film absorbiert werden könnte. Wenn Sie jedoch mit einem Sonnensegel auf den geladenen Teilchen surfen würden, würden Sie wahrscheinlich an Röntgenstrahlung sterben.
Oh ok. Meine Güte, schätze ich.
Selbst mit dieser Beschleunigung werden Sie sich insgesamt immer noch viel mehr vom Stern angezogen fühlen, oder?

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:

  1. Viel weniger Masse aus offensichtlichen Gründen (Newtons drittes Gesetz).
  2. Besteht aus ferromagnetischem Material, da wir Magnetismus verwenden werden.
  3. Langlebig, schließlich sind es Sonneneruptionen, auf denen wir reiten.

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.

Diagramm der Funktionsweise der Aurora Borealis

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.

-1 aus Mangel an Wissenschaft und Vorstellungskraft
@kingledion OP hat die Frage Reality-Check markiert, sodass wissenschaftliche Zitate nicht erforderlich sind.