Könnte ein großes Radioteleskop einen interstellaren Raumflug überleben?

Ich bin kürzlich darauf gestoßen. Könnten Pulsare wirklich als "Leuchttürme" fungieren, um bei interstellaren Reisen zu helfen? , fragte sie vor einer Woche. Der Autor versuchte herauszufinden, ob Pulsare für interstellare FTL-Reisen nützlich sein könnten, weil sie verwendet werden könnten, um die Position eines Raumfahrzeugs zu finden; die antwort war natürlich ja. Ich hatte allerdings einige Vorbehalte. Mein Hauptproblem war, dass es aus technischer Sicht nicht sehr machbar erscheint. Hier ist mein Denkprozess:

  • Um sicher zu sein, dass Sie Ihre Position mit einem hohen Maß an Genauigkeit erfolgreich triangulieren, müssten Sie wahrscheinlich ein halbes Dutzend oder mehr Kandidaten von einem beliebigen Ort aus beobachten.
  • Einen Pulsar zu beobachten ist nicht einfach. Das Problem ist, dass Sie bei einem zufälligen Sprung aus dem Hyperraum nicht wissen, wo ein Pulsar erscheinen sollte, es sei denn, Sie können schnell einen allgemeinen Standort bestimmen. Das bedeutet, dass Sie viel raten müssen und Pulsare im Grunde immer wieder neu entdecken müssen.
  • Dies wiederum bedeutet, dass Sie ein großes Radioteleskop benötigen, und das ist nicht wirklich einfach an einem typischen Raumschiff anzubringen. Optimalerweise ist die Schüssel über 100 Meter lang.

Nehmen wir an, wir überwinden verschiedene andere technische Hürden und müssen ein 100-Meter-Parabol-Radioteleskop (obwohl ich für andere Designs offen bin, wenn Sie ein sehr überzeugendes Argument dagegen vorbringen können) an einem interstellaren Raumschiff befestigen, um dies zu erreichen Finden und Überwachen von Pulsaren für die Navigation. Ich mache mir Sorgen, ob das Teleskop längere Zeit Reisen mit Unterlichtgeschwindigkeit überstehen könnte oder nicht. Damit meine ich eine Beschleunigung für vielleicht zwei Wochen auf eine Geschwindigkeit von vielleicht 0,01 c , drei Monate lang mit konstanter Geschwindigkeit bleiben und dann zwei Wochen lang verlangsamen. Der Antrieb würde wahrscheinlich von chemischen Raketen stammen.

  • Wird das Teleskop die rauen Bedingungen des Weltraums, einschließlich Einschläge von Mikrometeoriten, überstehen?
  • Wird es durch die Bewegung des Schiffes physische Belastungen geben, die es beschädigen könnten?
  • Gibt es weitere potenzielle Gefahren für das Teleskop selbst und können diese überwunden werden?

Bisher hat niemand das ursprüngliche Szenario so detailliert behandelt, wie ich möchte. Ich würde Antworten lieben, die das tun; deswegen habe ich die frage gestellt. Ich wäre jedoch nicht völlig gegen Antworten, die andere, aber verwandte Optionen vorschlagen, z. B. die Verwendung eines anderen Teleskoptyps oder die Verwendung von Pulsaren auf andere Weise. Aber Sie müssten wirklich gute Argumente dafür vorbringen, und Sie müssten immer noch rechtfertigen, dass diese Option den Weltraumflug überleben würde.

Meine Motivation für diese Frage ist, dass ich in mehreren Geschichten darüber nachgedacht habe, Pulsare für diesen Zweck zu verwenden, aber ich habe mich immer daran gehindert, wie man diese Art von Problem löst.

Eine Nebenfrage - warum eine große und nicht viele kleinere ?
@Mołot Ich war ein wenig besorgt über die Schwierigkeiten, sie ausgerichtet zu halten. Sie würden an einem Objekt befestigt, das sich ziemlich schnell bewegt und möglicherweise zittert; Auf der Erde bewegt sich der Boden normalerweise nicht genug, um sie anzustoßen. Außerdem weiß ich einfach mehr über Single-Dish-Radioteleskope als über Interferometer.
Aber Sie müssen sie nicht aufeinander abstimmen , oder? Sie müssen sie nur ausrichten , wenn Sie sie verwenden. Ich sehe auch nicht, was zu Zittern führen würde, wenn Ihr Schiff nicht oder konstant beschleunigt wird. Es gibt eine Menge Dinge um mich herum 1 g und nichts wackelt ;)
@Mołot Sicher, aber das ist meine Sorge. Die Dinger werden für jeden Pulsar vielleicht eine halbe Stunde in Betrieb sein. Meine Besorgnis über das Zittern ist eine Kombination aus Motorproblemen und einem möglichen Verziehen des Fahrzeugs selbst. Achselzucken Vielleicht überschätze ich es; Jedenfalls möchte ich bei der Option bleiben, über die ich mehr weiß, es sei denn, es sprechen wirklich zwingende Argumente dagegen.
Wenn die Teleskope nur gelegentlich zur Peilung benötigt werden, warum nicht eine kleine Anzahl unabhängig fliegender Einheiten freigeben, um sich zu orientieren und sie dann zum Schiff zurückzurufen? Besser noch, warum nicht einen kompletten Sternenkartenkatalog oder zumindest einige der nächsten Galaxien dabei haben? Wenn Sie Andromeda und Triangulum (beide mit bloßem Auge unter guten Bedingungen sichtbar) und eine andere lokale Galaxie finden können, wissen Sie, wo Sie sind (es sei denn, Sie springen Millionen von Lichtjahren). Ich hätte gedacht, dass die Navigation kein großes Problem darstellen würde, insbesondere mit computergestützter Hilfe.
@Slarty Ich spreche von dieser Methode, nur weil sie als mögliche Option häufig auftaucht. Es ist nicht unbedingt das Beste , aber ich möchte es trotzdem bewerten.
Mir war nie klar, dass "typische Raumfahrzeuge" so klein sind. Ich meine, sicher, Han Solos könnte es sein, aber nicht Darth Vaders Fahrt in dieser allerersten Eröffnungsszene.
Sie könnten auch ein einziehbares Antennenarray haben. Schalten Sie es für 10 Minuten aus oder was auch immer), ermitteln Sie Ihren Standort und ziehen Sie es dann wieder ein.
Keine wirklich neue Idee. Steht auf der goldenen Platte der Voyagers nicht die Entfernung der Sonne zu einer Reihe von Pulsaren, zusammen mit ihrer Frequenz?
Ihre Frage läuft darauf hinaus: Können wir etwas so konstruieren, dass es unter Bedingungen funktioniert, die Sie sehr nebulös beschrieben haben (aus technischer Sicht). Die Antwort ist natürlich „ja“. Es gibt eine Vielzahl von Lösungen, von denen einige hier erwähnt wurden. Wie bei vielen Dingen werden viele Dinge, die manchmal komplex erscheinen, einfach oder sogar trivial, wenn Sie sich auf dem technologischen Niveau befinden, das Ihnen FTL oder sogar schnelle interstellare Reisen unter Licht ermöglicht.
„[Bewegt] sich ziemlich schnell und zittert möglicherweise.“ Bewegung ist kein Problem (außer insofern, als es den Impuls der Mikrometeoroiden beeinflusst); Wackeln wäre, wenn man das Array etwas wackeln lässt. Wenn die Motoren so stark vibrieren, reduzieren Sie die Leistung, bis sie damit aufhören. (Sie könnten einfach im Leerlauf fahren, während Sie Ihre Korrekturen erhalten.)

Antworten (6)

Ein Szintillationsarray + guter Computer = synthetische Apertur

Pulsare sind nicht gerade diskrete und leise Dinger. Und Radioteleskope müssen eigentlich nicht so aussehen wie im Film Kontakt . Tatsächlich ... sieht das Radioteleskop, das heute den ersten Pulsar entdeckt hat, so aus:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Interplanetare Szintillationsarray, Mullard Radio Astronomy Observatory, Cambridge, UK

Ja, diese ungleichmäßigen Stangen und durchhängenden Drähte haben zuerst die Signale des Pulsars aufgenommen, der liebevoll LGM-1 (Little Green Men 1) genannt wurde .

Sie müssen Ihr Array also nicht mit großen Blechen abdecken, wie Sie es bei Parabolantennen sehen. Was Ihr Schiff braucht, ist keine große Schüssel, sondern viele "Schnurrhaare". Sie müssen nicht massiv sein, sie müssen nur lang sein , sagen wir bis zu 100 Meter für eine schöne runde Nummer.

Dazu trägt auch die Tatsache bei, dass Sie „betrügen“ können, indem Sie einen Computer die Signale von jedem einzelnen Schnurrhaar vergleichen lassen. Indem Sie die eingehenden Signale schnell und ausgefeilt berechnen, erstellen Sie eine gefälschte Antenne, die genauso groß ist, als wäre sie eine massive Schüssel mit einem Radius von hundert Metern. Dies wird als synthetische Apertur bezeichnet . Und selbst wenn die gesammelte Energie der Pulsarsignale nicht so reichlich wird, wie es bei einer "festen" Scheibe der Fall wäre, ist die extreme Winkelauflösung so groß, dass es einfach wird, die relevanten Signale aus dem Rauschen herauszuhören.

Kann also ein Radioteleskop, das "Leuchtfeuer"-Pulsare abhören kann, einen Weltraumflug überleben? Oh ja, das kann . Sie werfen einfach die Drogue-Gewichte aus, die die "Schnurrhaare" abspulen, und bald haben Sie die Peilungen aller Pulsare, die Sie benötigen, um Ihre Position genau abzuschätzen.

Weißt du, ich habe tatsächlich einen davon gesehen, aber dafür völlig vergessen. Ich hätte immer noch lieber eine Parabolschüssel, aber Ihre Idee scheint einige der Probleme (z. B. Mikrometeoriteneinschläge) zu lösen, über die ich mir Sorgen gemacht habe. Es ist auch viel besser für die Aufbewahrung, wenn es nicht verwendet wird. +1.
Danke für den Hinweis und die Recherche. Ich wusste, dass der Empfänger nicht solide sein musste, aber ich hatte nicht den Hintergrund.
@HDE226868. In Wirklichkeit würde die Whisker-Technologie schnell so weit verbessert werden, dass sie trotz offensichtlicher anfänglicher physikalischer Einschränkungen mindestens so gut, wenn nicht sogar besser als die Dish-Technologie wäre, wenn Whisker verwendet würden, weil sie technologisch billiger sind.
@MadPhysicist, es gibt einige Einschränkungen, die Sie einfach nicht umgehen können. Beispielsweise kann eine feste Schüssel mehr Energie sammeln als jede Ansammlung von Drähten mit ähnlichem Durchmesser, bis Sie den Punkt erreichen, an dem die Drähte näher beieinander liegen als die Wellenlänge, an der Sie interessiert sind.
@Markieren. Das ist absolut richtig. Ich sage nur, dass, wenn Geschirr eine hervorragende Leistung erbringt, aber enorme Kosten für Herstellung, Transport und Lagerung usw. verursacht, während Whisker eine angemessene Leistung zu deutlich niedrigeren Kosten und mehr Robustheit bieten, die schiere Nachfrage nach Whiskers die Entwicklung von Materialien vorantreiben würde , Array-Dichte, Signalverarbeitungssoftware und was sonst noch notwendig war, um einen anständigen Satz von Schnurrhaaren zu machen, der mit allen außer den besten Gerichten vergleichbar ist. Das kommt in der realen Welt oft genug vor. Vergleichen Sie für ein Beispiel frühe Intel mit Sparc vs.
Die Verwendung von Pulsaren zur Bestimmung Ihrer Position mit hoher Genauigkeit wäre vermutlich einfacher, wenn Sie ungefähr wüssten, wo Sie sich befinden, indem Sie wissen, wo Sie sich befinden sollten, und sichtbare Sterne (die schnell gescannt werden können) auf Ihrer Karte der Sternumgebung abbilden . Je größer ein Computer ist, den Sie auf dem Schiff installiert haben, desto mehr Sterne kann er berücksichtigen, um Ihren Standort zu finden.
Ich akzeptiere diese Antwort, weil es eine großartige Lösung ist; Ich poste ein Kopfgeld, weil ich möchte, dass der Analyse eines großen schüsselförmigen Teleskops mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird, aber ich werde Ihre Antwort akzeptieren.
@ HDE226868, lassen Sie mich hier eine Sache ansprechen, die dagegen spricht , eine große Parabolschüssel für Navigationszwecke zu verwenden. Eine Parabolschüssel ist sehr gut darin, schwache Signale von etwas zu hören, von dem Sie wissen, wo es sich befindet . Aber das ist hier nicht der Fall. Sie suchen nach Dingen , was bedeutet, dass Sie den Himmel "scannen" müssen, um sie zu finden. Das Problem bei einer Parabolschüssel besteht darin, dass Sie sie physisch bewegen müssen , um zu scannen. Wenn Sie stattdessen ein Phased-Array verwenden, können Sie viel schneller scannen, und obwohl Sie dabei etwas Empfindlichkeit verlieren, schadet dies Ihrem Zweck hier nicht wirklich.
Parabolspiegel eignen sich hervorragend für die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation, da Sie dort in der Regel wissen, in welche Richtung Sie hören sollen. Parabolspiegel auf der Sende- und Hörseite ermöglichen es Ihnen, die Leistung des Senders auf ein Minimum zu reduzieren. Aber das tun wir hier nicht. Es geht darum, diese Beacons zu lokalisieren, und die Informationen, nach denen Sie suchen, sind auf die grobeste Art und Weise formatiert. Sie suchen nicht nach Daten mit Tausenden von Zeichen pro Sekunde, Sie möchten nur das Vorhandensein eines Trägersignals und die Häufigkeit, mit der es erscheint, sehen .

Sie möchten nicht, dass Ihr Gericht im Wind hängt, während Sie herumzoomen. Du willst es, wann du es willst, und nicht vorher oder nachher. Sie möchten eine aufblasbare Schale.

aufblasbare GATR-Schüssel

von http://www.gatr.com/products/4m-antenna-system

GATR hat einen aufblasbaren Kommunikationsknoten der 4-Meter-Klasse eingeführt. Die einzigartige Form und das einzigartige Design von GATR haben diese 4,0-m-Antenne mit hoher Kapazität ermöglicht, die 80+% weniger Volumen und Gewicht hat als vergleichbar große, starre Antennen (4 Gehäuse, weniger als 400 Pfund insgesamt).

Ihr schlankes, höfliches Raumschiff gleitet durch den Weltraum. Beim Auftauchen und dem Wunsch, Pulsare zu fixieren, werden die aufblasbaren Radioteleskope vom GATR-Typ eingesetzt. Sie blähen sich zu einer sehr großen Größe auf, was eine schnelle Erkennung der betreffenden Pulsare ermöglicht.

Nachdem Sie den Impulsen zugehört haben (sie klingen gut), entleeren Sie die GATR-Radioteleskope und pumpen das Aufblasgas zurück in die Zylinder. Die entleerten GATRS werden weggepackt und Ihr Schiff korrigiert den Kurs und rast davon.

Ich habe ein Problem damit: Wenn Sie in einer Atmosphäre Luft aus dem aufblasbaren Ding ziehen, drückt die Außenatmosphäre gegen die Außenseite. Ohne Atmosphäre bleibt das aufblasbare Ding auch ohne Innenluft aufgeblasen. Außerdem bedeutet eine sehr große Größe eine sehr große Oberfläche. Ich bin mir nicht sicher, ob dies leichter wäre als ein Whisker-System, das viel größer ist, aber ein ähnliches Gewicht hat.
@CalinCeteras: Ganz zu schweigen davon, dass Sie eine riesige Menge Materie tragen müssen, um hineinzudrücken, nicht wahr?
Sie müssen es in eine fast absolute Lücke füllen. Um eine Kugel mit 100 Metern Durchmesser bei einem Druck von 1 kg/Quadratmeter oder 1/5 Pfund/Quadratfuß (1/1000 des atmosphärischen Drucks der Erde) zu füllen, benötigt man etwa 600 kg Luft. In einer Leere könnte dies jedoch zu viel Druck sein. Nur als Referenz, diese Kugel mit 100 m Durchmesser hätte eine Fläche von 30 000 Quadratmetern oder 300 000 Quadratfuß, mehrere Fußballfelder.
Die entleerte Schüssel könnte mit einer Art Ankerwinde eingefahren werden. Warum nicht? Dies ist immer noch eine Option.
@Calin Ceteras - Das Befüllen eines Ballons ohne atmosphärischen Druck auf Turgor erfordert viel weniger Gas als das Befüllen auf der Erde, wie Sie vorschlagen. Die Frage, ob das Abpumpen von Gas aus einem Weltraumballon die Luft entleert, ist eine interessante Frage. Ich bin nicht sicher. Aber selbst wenn es nicht entleert zusammenbricht, können Sie es einrollen und zusammenfalten, sobald das Gas aus ist.

Ignorieren des Ausmaßes des wahrscheinlichen technologischen Fortschritts zwischen damals und heute

Ein so spezialisiertes und großes Instrument wie ein Radioteleskop würde nicht geöffnet bleiben, es sei denn, es wäre nötig. Die Sache mit dem Weltraum ist, dass Sie sich nicht so viele Gedanken über die Bautechnik gegen die Schwerkraft machen müssen. So können Sie sehr dünne, lose unterstützte Strukturen haben, die sich bei Bedarf ausbreiten können.

Derzeit wird dies im Weltraum ständig ausgenutzt. Wenn ein Satellit in die Umlaufbahn gebracht wird, werden in den meisten Fällen seine Solarpanels ausgerollt. Wenn eine Sonde ihr Ziel erreicht, werden ihre Antennen ausgefahren. Ein Radioteleskop unterscheidet sich kaum von einer Antennenschüssel. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass es beschädigt wird.

Dies scheint . . . irgendwie kompliziert. Gerichte müssen präzise sein, und der Versuch, jedes Mal alles in Einklang zu bringen, scheint problematisch zu sein.
Das ist es wirklich nicht, es gibt Sonden, die die ganze Zeit Funkschüsseln einsetzen. Es ist nur Raketenwissenschaft.
Sie setzen nichts von 100 Metern Größe aus und brauchen diese Präzision nicht. Ich glaube, Sie unterschätzen, was das für ein Instrument ist. Eine Funkantenne zur Kommunikation und ein Radioteleskop zur Beobachtung sind völlig unterschiedliche Dinge.
Die Sonnenkollektoren auf der ISS sind 73 Meter lang, wir haben die Technik, um eine flexibel erweiterbare parabolische Struktur herzustellen, die in Radioantennen verwendet wird, die auch in Radioteleskopen verwendet werden (mit größerer Präzision). Wir haben also die Basis dafür. Wenn wir einen FTL-Motor bauen können, können wir das verdammt noch mal machen.
Auch hier müssen Sonnenkollektoren nicht die gleiche Ausrichtung haben. Ich bin auch nicht davon überzeugt, dass FTL bedeutet, dass die Zivilisation alles tun kann, was sie will.
Mein Punkt ist, wir haben noch lange nicht die technische Basis für einen FTL-Motor, wir haben bereits die technische Basis dafür. Deshalb ist dies wahrscheinlich.
Ich sollte das wirklich löschen, mir ist klar, dass die Menge an Inhalten hier riesig ist und das Verlinken auch riesig sein wird.
@HDE226868. Sehen Sie sich die IR-Schüssel auf JWST an : 6,5 m breit (nicht 100 m, muss aber auch viel genauer sein). Es besteht aus 18 Panels, von denen jedes separat fokussiert werden kann. Die Rückseite ist ein ziemlich komplexer, aber leichter Rahmen. Angesichts der Existenz der FTL-Technologie wäre es keine große Herausforderung, einen vollständig zusammenklappbaren Rahmen zu haben, der in der Lage ist, Dutzende oder Hunderte von kleinen Schüsselsegmenten zu tragen.
@ HDE226868, eine Parabolantenne muss ihre Krümmung auf etwa ein Zehntel einer Wellenlänge genau haben. Für ein 1-GHz-Signal entspricht dies keinen Abweichungen von mehr als etwa 30 mm, was durchaus innerhalb der Möglichkeiten der derzeitigen Technik liegt.

Röntgenpulsare

Von https://www.seeker.com/how-to-use-a-pulsar-to-find-starbucks-discovery-news-1766499711.html

Anscheinend sind Röntgenpulsare leichter zu sehen

Oder Sie könnten nach Pulsaren suchen, die Röntgenstrahlen aussenden, ein viel helleres Signal. Auch Röntgenantennen seien kleiner und leichter, sagt der Physiker Richard Matzner von der University of Texas at Austin. Ihr Nachteil ist die Überempfindlichkeit gegenüber Elektronen, die die Erde umgeben.

Aber ein röntgenbasiertes Ortungssystem könnte ein Objekt auf 10 Meter genau lokalisieren, eine Verbesserung gegenüber der 100-Meter-Genauigkeit des Funkpulsarsystems.

Es ist ein interessanter Gedanke. AFAIK, dies würde die Anzahl der verfügbaren Pulsare verringern, aber ich kann nicht sagen, um wie viel. Ich habe eine Frage: Welche Art von Instrument würde das Schiff brauchen? Mein Wissen über Röntgenteleskope ist nicht fantastisch.
@ HDE226868 - Es sieht so aus, als ob viele Röntgenteleskope in Satelliten für das atmosphärische Elektronenproblem eingesetzt werden. Zwei Referenzen, die ich schnell gefunden habe, sind: Imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/xray_telescopes1.html Imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/… Haftungsausschluss: Ich bin kein Experte.
@HDE226868 -- das NICER HW-Paket sollte in der Lage sein, die Herausforderung zu bewältigen (und es ist bereits weltraumtauglich)

Die körperliche Belastung durch Bewegung wird kein Problem sein.

Jedes Teleskop auf der Erde ist so gebaut, dass es eine Beschleunigung von 9,8 m/s 2 auf unbestimmte Zeit aushält .

Eine Beschleunigung auf 0,01 °C (299.792,4,58 m/s) im Laufe von 2 Wochen (1209600 s) kann mit einer konstanten Beschleunigung von 2,48 m/s 2 erreicht werden .

Da dies viel niedriger ist als das, was wir Teleskope auf der Erde konstruieren, sollte es einfach sein, ein Teleskop so zu konstruieren, dass es dieser Beschleunigung standhält.

Kann ein Teleskop Einschläge von Mikrometeoriten überleben?

Daten über die Dichte von Mikrometeoroiden sind ziemlich spärlich, und ich konnte keine finden. Ich halte es jedoch für sinnvoll, die Partikeldichte als Proxy zu verwenden. Wir können verschiedene Partikeldichtezahlen aus diesem Beitrag auf Space.SE, diesem Artikel von NASA/Goddard und einer Auswahl von Zitaten über den interstellaren Raum hier erhalten. Der Schlüssel hier wird die Umrechnung von Einheiten sein. Lassen Sie uns alles in kg/m ausdrücken 3 .

Aus dem Space.SE-Diagramm haben wir ungefähr 2 × 10 − 13 kg/m 3 in einer Umlaufbahn von 550 km, wo sich das Hubble-Teleskop befindet. Die Sonnenwinddichte in Erdentfernung kann aus Partikeln pro cm umgerechnet werden 3 zur Dichte durch die Annahme einer Partikelmasse von .002 / 6.02 × 10 23 k g . Die Schätzung von 0,002 ist darauf zurückzuführen, dass die meisten Teilchen im Weltraum Wasserstoff oder Helium sind. Dies gibt uns eine erdnahe Teilchendichte von 3 × 10 − 14 kg/m 3 . Dies stimmt auch weitgehend mit den Zahlen von Space.SE in 1000 km Höhe überein. Schließlich für die interstellare Dichte Schätzungen von 0,1-1000 Atome / cm 3 , wandeln wir mit der gleichen Methode in einen Bereich von um 1 × 10 − 16 - 1 × 10 − 12 kg/m 3 . Beachten Sie, dass wir das obere Ende des Bereichs nur in Molekülwolken sehen sollten . Angenommen, wir können unser Teleskop von ihnen fernhalten, sollten wir am unteren Ende des Spektrums durch den Weltraum reisen.

Masse ist nicht das einzige, was das Kollisionspotential antreibt; Geschwindigkeit ist auch. Was wir wirklich messen sollten, ist der Massenfluss, die Masse der Teilchen, denen wir pro Flächeneinheit und Sekunde begegnen. Hier wird es schwierig sein, die Geschwindigkeit von Partikeln in Richtung eines durch den Raum rasenden Objekts sicher zu bestimmen, da dies ein Vektorproblem ist. Wir werden also einige Annahmen für den besten Fall für Hubble und den schlechtesten Fall für unser Teleskop treffen.

Hubble bewegt sich mit ungefähr 8 km/s. Unter der Annahme, dass sich die Teilchen nicht bewegen, multiplizieren wir Hubbles Geschwindigkeit mit der Massendichte der LEO-Teilchen, um zu erhalten 8000 ⋅ 2 × 10 − 13 = 2 × 10 − 9 kg m 2 s . Für unser Teleskop, das im Sonnenwind in der Erdumlaufbahn stillsteht, wo der Sonnenwind eine Geschwindigkeit von etwa 500 km/s hat, für einen Fluss von 500000 ⋅ 3 × 10 − 14 = 2 × 10 − 8 kg m 2 s . Für unser Teleskop, das sich bei 0,01 c relativ zum interstellaren Medium bewegt (niedrige Schätzung, da wir beobachten, wohin wir gehen), ist der Fluss 3000000 ⋅ 1 × 10 − 16 = 3 × 10 − 10 kg m 2 s .

Unser Teleskop sieht also innerhalb einer Größenordnung den Teilchenfluss, den Hubble seit 1993 sieht. Die operative Frage lautet also: Wurde Hubble durch Mikrometeroide beschädigt? Nun, Hubble hatte 1993 einen Spiegelaustausch, aber seitdem wurde der Spiegel, soweit ich das beurteilen kann, nicht repariert oder durch eine nachfolgende Wartungsmission ersetzt, und Hubble funktioniert heute offensichtlich einwandfrei. Das bedeutet, dass Hubbles feine optische Ausrüstung seit fast 25 Jahren im Weltraum nicht (wesentlich) beschädigt wurde. Daraus lässt sich schließen, dass die Bedrohung durch Partikel für einen riesigen Weltraumspiegel nicht wesentlich höher ist als für Hubble, und wir können eine Lebensdauer von mindestens 25 Jahren erwarten.

Kann das Teleskop die Beschleunigung überstehen?

0,01c sind 3.000.000 m/s. Geteilt durch zwei Wochen ergibt das 2,5 m/s 2 . Da dies weniger als 1 g ist, versteht es sich von selbst, dass alles, was strukturell überleben kann, auf dem Planeten Erde zu sein, auch diese Beschleunigung überleben wird. Es gibt viele Strukturen, die mindestens 100 m breit sind. Am geeignetsten ist vielleicht, dass einige Airbus A380- Varianten eine Spannweite von 90 m haben. Wenn es also mit Luft- und Raumfahrtmaterialien (z. B. Aluminium) machbar ist, dann ist es auch im Weltraum praktikabel. Ohne Turbulenzen im Weltraum sehe ich keine Möglichkeit, dass ein Teleskop stärker sein müsste als ein großer Flugzeugflügel.

Irgendwelche anderen Überlegungen?

Ich kann mir keine vorstellen. Im Allgemeinen denke ich, dass wir das Schicksal unserer Sonden auf den äußeren Planeten betrachten sollten. Von Pioneer 10/11, Voyager 1/2, Galileo, Cassini und New Horizons hat genau keiner von ihnen etwas getroffen. Soweit ich das beurteilen kann, waren die Hauptschwierigkeiten (mit Voyager 2 und Galileo, wenn ich mich nicht irre) strahlungsbedingt. Aber diese Schwierigkeiten traten in der Nähe von riesigen Strahlungsfeldern auf. Eine gute Kartierung des Sonnensystems sollte es Ihnen ermöglichen, Ihr Teleskop in den Weltraum zu schicken, ohne auf unerwartete Strahlung zu stoßen.

Fazit

Aus den Beweisen, die ich habe, schließe ich, dass ein großes Radioteleskop ohne nennenswerte Schäden in den Weltraum gebracht werden könnte und mindestens jahrzehntelang betrieben werden könnte, nicht einmal berücksichtigt die verschiedenen Verbesserungen in der Weltraumtechnologie, die in naher Zukunft erwartet werden könnten Zukunft.

Könnte ein großes Radioteleskop einen interstellaren Raumflug überleben?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v