Könntest du Steine ​​vom Mond auf die Erde schießen?

In dem Roman von Robert A. Heinlein, The Moon is a Harsh Mistress , dreht sich die Handlung bekanntermaßen darum, Steine ​​​​vom Mond zur Erde zu schicken, die mit einer elektromagnetischen Schienenkanone abgefeuert werden, und die Einschläge sahen aus wie atomare Kraft.

Ist dies aus technischer Sicht plausibel? Müssen wir in Zukunft Angst vor einer Mondkolonie haben, die uns mit „Steinen bewirft“?

Soweit ich weiß, könnten Sie, wenn Ihre Geschwindigkeit nur um 20 Meilen pro Stunde abweicht, einen atmosphärischen Rückprall bekommen oder beim Wiedereintritt verbrennen. Angesichts der Erdatmosphäre, der beträchtlichen Entfernung zur Erde und der einfachen Größe der Erde im Verhältnis zu der kleinen Fläche von Städten und anderen effektiven militärischen Zielen scheint der Plan purer Wahnsinn zu sein?

Plausibel? Sicher, irgendwann wird die Menschheit die Technologie dazu haben. Müssen wir uns darüber Sorgen machen? Ja, wir haben bereits Atomwaffen, die in der Lage sind, Städte auszulöschen, sobald der Mond kolonisiert ist, werden sich Politik und Krieg wahrscheinlich dort draußen ausdehnen.
Dies scheinen 3 Fragen zu sein: 1) Können Sie sie mit der verfügbaren Technologie starten, 2) Können Sie sie so anvisieren, dass sie in die Atmosphäre gelangen, 3) Können Sie sie genau genug anvisieren, um Städte zu treffen. Ich schlage vor, dass Sie drei Fragen stellen und nur dann mit der nächsten Frage fortfahren, wenn die vorherige Frage mit „Ja“ beantwortet wurde.
Ja, aber die erforderliche Geschwindigkeit (ca. 1,5 - 2 km/s) erfordert größere Geschütze.
Die V3 -Kanone des Zweiten Weltkriegs war für 1500 m/s ausgelegt, aber in der Praxis lag die Geschwindigkeit bei knapp über 1000 m/s.
Das ist ein Problem für den Partikelsimulator von @Hohmannfan!
Hinweis: In dem Roman wurde die Erde vom Mond aus auf eine Weise bombardiert, dass zuerst künstliche Satelliten vom Mond zu LEO gesendet und dann von dort aus auf verschiedene Erdziele gerichtet wurden. Es ist nicht so einfach wie die einfache Waffenlösung, sie brauchten auch ein komplexes orbitales Manövriersystem (sie könnten dies tun, indem sie eine bereits bestehende logistische Mond -> Erde-Infrastruktur hacken).
Ein besonders unangenehmer, ekelhafter Teil des Romans ist sein stinkender kommunistischer Geruch. Henlein beschreibt im Wesentlichen eine „proletarische Diktatur“ auf dem Mond, genauer gesagt eine „proletarische Diktatur“, wie sie mit den Augen eines kompromisslosen Kommunisten betrachtet wird. Aber er nennt es nicht. Wenn man den Mut dazu hat, ist es ein unterhaltsamer Roman.
@peterh Als lebenslanger Heinlein-Fan höre ich ihn vielleicht zum ersten Mal als Kommunisten! Kommentar positiv bewertet, weil er mich zum Lachen bringt!
@OrganicMarble Ich weiß nicht, was Heinlein persönlich gelehrt hat. Er hat den Kommunismus nicht mit eigenen Augen gesehen, aber er hat damals die USA gesehen, das ist imho ein starker mildernder Umstand. Auf der SciFi SE wird über ihn gesprochen, was schon im Titel eine manipulative Lüge ist, denn Henlein war sicher kein Antikommunist. Hier heißt es, er sei vom Sozialisten zum Rechtsliberalen geworden.
@perterh Sie sollten sein Reisebuch lesen, zumindest den Teil, in dem er die Sowjetunion besuchte. Er war, um es milde auszudrücken, nicht positiv beeindruckt.
@OrganicMarble Hier ist seine Bibliographie, welches Buch war dieses Reisebuch?
@peterh Tramp Royale Aber ich habe mich falsch erinnert, sein Artikel über den Besuch der UdSSR ist im Expanded Universe. Es heißt „Inside Intourist“. Hier ist ein Zitat: „Ich wünschte, eine Million von uns würden die UdSSR besuchen; die Dollars, die der Kreml ernten würde, würden mehr als ausgeglichen durch den Gewinn, den wir daraus ziehen, dass so viele freie Männer mit eigenen Augen sehen, was der Kommunismus ist.“

Antworten (2)

Du könntest, aber es wäre nicht super einfach.

Zuerst müssen Sie den Mond verlassen. Die Fluchtgeschwindigkeit des Mondes beträgt etwa 2,38 km/s, was eine gute Schätzung dessen ist, was Sie benötigen würden, um den Einflussbereich des Mondes zu verlassen. Etwa 700 m/s davon ist die Umlaufgeschwindigkeit. Wenn Sie in die richtige Richtung starten, würden Sie nur weitere 300 m/s Geschwindigkeit benötigen, um die Umlaufgeschwindigkeit des Mondes um die Erde, die etwa 1 km/s beträgt, vollständig aufzuheben. Somit beträgt die Mindestgeschwindigkeit 2,68 km/s. Es gibt einige Nuancen, die diese Geschwindigkeit leicht verringern könnten, aber sie sollte nahe genug sein, um eine ungefähre Schätzung zu erhalten.

Okay, ist das überhaupt möglich? Es gibt Railguns , die 2,4 km/s demonstriert haben, wenn sie eine 3-kg-Kugel auf die Erde geschossen haben. Bei geringer Schwerkraft und ohne Atmosphäre kann das für den Einsatz auf dem Mond wahrscheinlich etwas höher skaliert werden. Artillerie auf der Erde ist normalerweise etwas langsamer und erreicht eine maximale Geschwindigkeit von etwa 1 km/s für eine größere Runde und 1,5 km/s für eine kleinere Runde.

Abgesehen davon ist es einfacher, eine Kanone auf dem Mond zu bauen. Die größten Kanonen der Erde, wie das Projekt Babylon , benötigen Stützen, um zu verhindern, dass sich der Lauf in der Mitte verbiegt, was dazu führen würde, dass das Projektil vom Kurs abkommt.

Als nächstes ist die Genauigkeit zu berücksichtigen. Eine Differenz von nur 1 m/s über die 3 Tage, die die Apollo-Mission brauchte, um von der Erde zurückzukehren, ergibt eine Gesamtentfernung von über 250 km, ohne Berücksichtigung der Schwerkraft und der Erdrotation. Realistischerweise ist zumindest eine gewisse Fähigkeit erforderlich, den Pfad im Flug abzustimmen.

Als nächstes würde es überleben? Wenn ein Stück raffiniertes, dichtes Material wie Wolfram verschickt würde, könnte es überleben. Titan ist auf dem Mond ziemlich verbreitet und würde wahrscheinlich überleben. Aluminium, das häufigste Element auf dem Mond, würde nicht überleben, es sei denn in einem sehr großen Stück.

Schließlich, wie viel Kraft würde es verleihen? Die Geschwindigkeit auf der Erde variiert, wird aber etwa 11 km/s betragen. Nehmen wir an, eine kleine Atomwaffe ist unser Maßstab, 20 Kilotonnen. 1 Kilotonne sind etwa 4,18 GJs. Die kinetische Energie ist 1 2 m v 2 . Bei der angegebenen Geschwindigkeit wäre also ein Gestein von etwa 1380 kg erforderlich, um die Kraft einer Atomwaffe zu haben. Das ist größer als jedes kanonenartige Projektil, das wir auf die Erde abgefeuert haben, aber es ist nicht völlig außerhalb des Bereichs der Möglichkeiten.

Fazit: Wenn Mondbewohner wirklich die Erde bombardieren wollen, könnten sie dies mit einer Art Kanone oder einer elektromagnetischen Schiene tun. Höchstwahrscheinlich würden die Projektile zumindest ein wenig Führung erfordern und aus sehr dichten Metallen bestehen. Es würde auch eine beträchtliche Berechnung erfordern, damit es wie beabsichtigt funktioniert.

-2Dies ist ein 3-Körper-Problem, 4, wenn Sie die Sonne einbeziehen, was Sie bei einer siebentägigen (oder längeren) ballistischen Flugbahnlösung tun müssen. " Δ v Algebra" ist einfach nicht ausreichend. Bei einem Mehrkörperproblem braucht man die Fluchtgeschwindigkeit überhaupt nicht, das ist völlig falsch. Die Umlaufgeschwindigkeit des Mondes ist dreimal größer als Ihre Zahl,
Ich habe einen Taschenrechner verwendet, es auf Wikipedia überprüft usw. Die Geschwindigkeit des Mondes um die Erde beträgt etwa 1 km / s. Und die Frage ist nicht "Beschreiben Sie die gesamte Physik, damit ich einen Stein vom Mond zur Erde schlagen kann", sondern eher zu liefern, ob dies möglich ist. Ja, es gibt eine etwas komplexere Antwort, um präzises Targeting durchzuführen, aber die Antwort ändert sich nicht um mehr als ein paar hundert m / s, was die Antwort überhaupt nicht grundlegend ändert.
Der Satz "Die Fluchtgeschwindigkeit des Mondes beträgt etwa 2,3 km/s, was das Minimum ist, das Sie benötigen würden, um die Mondoberfläche zu verlassen." ist absurd. Es ist nicht nur nicht wahr , dass die Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um ins Unendliche zu entkommen, nicht unbedingt erforderlich ist, um einen nahe gelegenen Körper mit einer Masse zu erreichen, die 81-mal größer ist als die des Mondes, es ist sicherlich nicht erforderlich, um überhaupt von der Oberfläche zu entkommen .
Fair genug, ich habe entsprechend bearbeitet.

Heinleins Plan postuliert regelmäßige Getreidetransporte von Luna nach Terra in Chargen von 100 (metrischen) Tonnen über ein "elektromagnetisches Induktionskatapult" - was wir heute als Massentreiber bezeichnen könnten. Das Katapult der Lunar Authority wurde als "fast 100 Kilometer lang" mit einer Beschleunigung von 3 g angegeben. Ein zweites Katapult, gebaut von den Loonies als Ass im Ärmel – „Little David's Sling“ war ein 30 km langer, 10 g-Job.

Besagte Getreidelieferungen erfolgen in zylindrischen Stahlbehältern ("Lastkähnen"), da "ein Induktionsfeld keinen nackten Fels greift". Jeder Getreidekahn war mit Manövrier- und Bremsstrahlrudern sowie einem Transponder ausgestattet; Die Bremsdüsen wurden entfernt und für andere Felsen umfunktioniert, als die Lastkähne zu Waffen wurden. Heinleins Berechnung für die KE eines 100-Tonnen-Getreidekahns bei 11 km/s beträgt 6,25 x 10^12 Joule, was „an die Wirkung einer 2-Kilotonnen-Atombombe heranreicht“.

Ist das machbar? Gerard O'Neill und seine fröhliche Gruppe von Experimentatoren am Space Studies Institute bauten Ende der 1980er Jahre einen Prototyp eines Massentreibers mit 10 g Beschleunigung auf einer Tischplatte.

Die Bedenken des Fragestellers in Bezug auf den Rückprall und die Genauigkeit der Geschwindigkeit haben eher mit der Physik des flachen Wiedereintrittswinkels (z. 100 Tonnen Gestein sollen die kurze Reise durch die Atmosphäre weitgehend unbeschadet überstehen.

Aus der Perspektive des Buches hängt es ganz davon ab, ob terranische Regierungen die Kolonie ausbeuten und das Problem erzwingen werden, ob Sie eine zukünftige Mondsiedlung befürchten müssen, die Steine ​​​​wirft. (Wählen Sie mit Bedacht!) Außerdem sollte beachtet werden, dass die Doktrin für die Operation Hard Rock darin bestand, niemanden zu töten (außer, wie beschrieben, die „leerköpfigen Schwärme“, die auf dem drei Tage zuvor angekündigten X saßen). Städte waren ausdrücklich NICHT Ziel:

„Wenn wir ganz Terra beweisen könnten, dass wir einen anhaltenden Angriff auf das stärkste Gibraltar ihrer Weltraumverteidigung nach Hause bringen könnten, würde es uns ersparen, dies durch die Zerschlagung von Manhattan oder San Francisco beweisen zu müssen.

Was wir nicht tun würden, selbst wenn wir verlieren würden. Warum? Harter Sinn. Wenn wir mit letzter Kraft eine größere Stadt zerstören würden, würden sie uns nicht bestrafen; Sie würden uns zerstören. Wie Prof es ausdrückte: ‚Wenn möglich, lass deinem Feind Raum, damit er dein Freund wird.'“