Project Starshot-Beschleunigung

Eine kürzlich gestellte Frage zur Kommunikation von Project Starshot fragt nach einem der scheinbar unüberwindbaren Probleme bei diesem Projekt.

Es gibt jedoch ein anderes Problem, das mich nervt, seit ich zum ersten Mal von dem Projekt gehört habe. Uns wurde gesagt, dass das Fahrzeug aus einem Elektronikmodul mit einer Masse von etwa 1 g bestehen wird, das an einem Segel von etwa 1 m^2 befestigt ist, das nur wenige Atome dick ist. Dann beschleunigen wir das gesamte Fahrzeug mit einem Laser und bringen es in wenigen Minuten auf 20 % der Lichtgeschwindigkeit.

Eine schnelle Berechnung zeigt, dass wir in der Größenordnung von 60.000 G benötigen, um diese Geschwindigkeit zu erreichen. Während der Beschleunigung wird unsere Masse von 1 g also 60 kg wiegen.

Welche Art von Technologie stellen sie sich vor, um ein Segel herzustellen, das dieses Gewicht aushält, ohne zu reißen oder unter der Belastung einfach zusammenzubrechen?

Es ist Fantasie. Auf der WP-Seite heißt es: „Mindestens ein Dutzend Standardtechnologien müssen um Größenordnungen verbessert werden.“
@Russell, aber gibt es überhaupt eine vorstellbare Technologie, die dies tun kann?
Vorstellbar @hdhondt? Sicher, ich kann mir einige erstaunliche Dinge vorstellen. Ein Teil des Ziels von Starshot ist es, die Leute zum Blau-Himmel-Denken zu bringen, das zu einigen Durchbrüchen führen könnte, Fantasie spielt sicherlich eine Rolle. Es in die Praxis umzusetzen ist die harte Arbeit.
Geben Sie ihnen einfach ein paar Milliarden an Finanzmitteln und sie werden all diese lästigen Probleme lösen. Sie versprechen.
Ein 1-Gramm-Paket in der Mitte eines 1-Meter-Segels stellt eine nahezu unüberwindbare strukturelle Herausforderung dar. Wenn Sie jedoch das gesamte Segel von 1 m ^ 2 wie eine große Leiterplatte behandeln, können Sie (wohl) Komponenten im Wert von 1 g auf seiner Oberfläche verteilen. Andere Spekulationen: Ein zusammengesetztes Sandwich mit zwei starken (Graphen?) Schichten, die durch einen Aerogel-Füllstoff getrennt sind, würde eine Struktur steif genug machen, um einer Verformung unter den Belastungen zu widerstehen, die von einigen Dutzend Milligramm-großen diskreten Komponenten ausgeübt werden, die über eine Fläche verteilt sind. Spekulation, aber die Art von Dingen, die Sie sagen lassen: "Es lohnt sich, weiter zu forschen."
My 2C (Cent): Versuchen Sie für ein Modell, eine stark reflektierende Kugel (0,7 - 1,6 mm Durchmesser) ohne Spin und spinstabilisiert zu beschleunigen - inkrementell auf 0,2C
Ein Stoff aus Nanoröhren - meine Berechnungen auf der Rückseite des Umschlags besagen, dass er eine Redundanz von gut 2 Größenordnungen aufweisen könnte, wenn eine Struktur gegeben wäre, die nicht die gesamte Last an einer Stelle platziert.

Antworten (1)

Du siehst es falsch.

Ja, das Ziehen von 1 g Nutzlast mit einer Beschleunigung von 60.000 g wäre eine enorme technische Herausforderung. (Ich würde es jedoch nicht als unmöglich bezeichnen – das geht nicht weit über die Beschleunigung von Waffen hinaus, und wir feuern routinemäßig Elektronik aus Waffen ab.)

Allerdings macht man so etwas nicht. Sie wollen keine Nutzlast ziehen!! Vielmehr muss Ihre Sonde über die Segeloberfläche verteilt werden. Wenn Sie die Sonde irgendwie völlig gleichmäßig über das Segel verteilen könnten, wäre die einzige Kraft eine Druckkraft, und da sie unglaublich dünn wäre, ist das selbst angesichts der fraglichen Beschleunigung nicht so viel Kraft.

In der Praxis liegt die Grenze darin, wie dünn Sie die Sonde spreizen können.

Ich denke: "Du siehst es falsch." ein bisschen stark ist, bin ich mir nicht sicher, ob es richtige und falsche Sichtweisen auf etwas so Hypothetisches gibt. Es ist oft wichtig, Dinge aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten, wenn etwas so neu und anders und unerforscht ist. Können Sie Ihre Behauptung untermauern, dass die Verbreitung der Masse der „richtige Weg“ dazu ist? Bei 0,2c kann jede Wasserstoffatomkollision viele andere Atome durch Sputtern herausnehmen und strukturelle Schäden hinterlassen. Ich habe eine Ahnung, dass etwas Dicke für die wichtigen Bits notwendig sein könnte.
@uhoh Ich nehme an, das ist dann eine weitere Herausforderung: Komponenten herzustellen, die nur ein paar Atome dick sind und gleichmäßig über jeden Quadratmikrometer des Segels verteilt sind (um Stellen zu vermeiden, an denen G-Kräfte konzentriert würden). Aber zumindest ist dies ein möglicher Ausweg.
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