So vermeiden Sie Objekte, wenn Sie mit einer Lichtgeschwindigkeit von mehr als 0,75 reisen. oder wie man nicht SPLAT geht?

Nachdem ich meine Frage über das Sehen von schwarzen Löchern auf Ihrem Weg zwischen den Sternen gestellt hatte, fragte ich mich auch nach anderen, weltlicheren Objekten. Schwarze Löcher wirken sich auf große Bereiche des Weltraums aus. Selbst wenn Sie nicht „in die Nähe“ kommen, kann dies Ihre Flugbahn beeinflussen. Die Antworten dort sind gut für Schwarze Löcher.

Nehmen wir nun an, wir reisen mit sehr hohen Geschwindigkeiten. Wie halten wir uns davon ab, zu platschen? Ich denke, es wäre katastrophal, mit etwa 0,75 Lichtgeschwindigkeit auf fast alles zu stoßen. Selbst etwas von der Größe einer Murmel hätte verheerende Folgen. (Möchte jemand rechnen?)

Ich weiß, der Weltraum ist riesig und es ist eigentlich ziemlich unwahrscheinlich, dass Sie jemals etwas zwischen Planeten treffen würden, geschweige denn zwischen Sternen, aber ...

Ich schätze also, wir müssten eine Art Deflektorschild für kleine Objekte haben, vielleicht sogar eine Möglichkeit, die Einschläge in Energie für das Schiff umzuwandeln. Aber irgendwann werden die Objekte gefährlich zu groß und Vermeidung wäre die bessere Idee. Wie können wir bei diesen Geschwindigkeiten Objekte von der Größe eines Pickups (oder größer vielleicht eines kleinen Berges) erkennen und vermeiden? Oder bestimmt unsere Reaktionszeit (Licht, das vom Objekt abprallt und zurückkehrt, um beobachtet zu werden + die Zeit, die das Schiff benötigt, um den Kurs anzupassen), wie schnell es sicher reisen kann?

Ich nehme an, das Schiff würde die Überwachung und Kursanpassungen vornehmen. Diese Frage bezieht sich auf herkömmliche Linearbewegungen. Ich möchte später eine Frage zu 'Alcubierre-Antrieben' stellen.

Wenn Sie innerhalb der Grenzen der Physik bleiben möchten, wie wir sie heute kennen, können Sie nicht auf 75% von SL beschleunigen und auf 0 verzögern - die Masse des benötigten Kraftstoffs wäre zu hoch. Wenn Sie über die aktuelle Physik hinausgehen möchten, sind Hyperraumsprünge meiner Meinung nach eine viel elegantere Antwort. Was Sie fragen, ist also kein Problem, aber es ist möglicherweise nicht offensichtlich.
@PeterMasiar Der eigentliche Punkt war, wie wir vermeiden, von kleinen, mittleren und großen Objekten getötet zu werden, die sich mit Geschwindigkeiten bewegen, die wirklich jenseits des menschlichen Verständnisses liegen. Selbst das Reisen mit 0,1 Licht ist verdammt schnell und gefährlich, wenn Ihnen etwas in die Quere kommt.
Aber bei 0,1 Licht hat man viel mehr Zeit, sich damit auseinanderzusetzen, und man ist nicht in relativistischer Physik. Deshalb sage ich, dass es wie gesagt kein Problem ist (innerhalb der Grenzen unseres aktuellen Verständnisses der Physik), und die richtige Antwort ist "mu".
Ihr einziges Argument, warum wir nicht so schnell fahren können, ist, dass wir nicht genug Treibstoff aufnehmen können, um langsamer zu werden. Zumindest laut Wiki ist .1 die Lichtgeschwindigkeit relativistisch. Können wir es auf 0,2 oder 0,5 Licht schaffen?
Bei 0,1 SL sind relativistische Effekte winzig. Und Sie haben Recht, Sie können so schnell fahren, wenn Sie nicht vorhaben, langsamer zu werden. Mit einem größeren Kraftstoffanteil können Sie auf 0,2 oder sogar 0,5 beschleunigen, wenn Sie nicht vorhaben, jemals langsamer zu werden . Wenn Sie die Geschwindigkeit erhöhen, ist es aufgrund relativistischer Effekte zunehmend schwieriger zu beschleunigen (oder zu verzögern), sodass Sie ein größeres Kraftstoffbudget benötigen. Deshalb sage ich, dass es nicht innerhalb der Grenzen der aktuellen Physik liegt.
@PeterMasiar: Denken Sie daran, dass das "größere Kraftstoffbudget" und die Sache mit der erhöhten Masse nur für einen externen Beobachter wahr sind. Im Inneren des Schiffes ändert sich nichts .
Es gibt "einige" relativistische Effekte selbst bei einer einfachen Orbitalgeschwindigkeit von 10 km/s (was zB bei der Verwendung von GPS berücksichtigt werden muss), aber sie sind klein genug, um irrelevant zu sein. Fragen Sie bei der Physikbörse nach genauen Formeln, meine Physikkenntnisse sind nach langer Nichtbenutzung aus der Form.
@Zan Lynx - ein kniffliger Teil der Relativitätstheorie ist, dass beide Berechnungen korrekt sind (Beobachter in der Rakete und auf dem Quellplaneten). Was aufgibt, ist die Geschwindigkeit der Zeit und das Konzept gleichzeitiger Ereignisse (die keinen Sinn ergeben, wenn Sie nicht sagen, wer beobachtet), die nicht "absolut" sind.
Ich habe meiner Antwort einige Zahlen hinzugefügt - der Physik ist es egal, was Sie denken oder fühlen, wie es funktionieren sollte.
@PeterMasiar - Es ist wichtig, dass Sie die richtigen Gleichungen und die richtigen Zahlen verwenden, was Ihnen jedoch nur teilweise gelungen ist.
Ich werde gerne jede Antwort mit besseren Zahlen positiv bewerten. Bisher haben wir keine. Bisher ist @Jason Patterson am nächsten, aber alle Antworten ignorieren die Tyrannei der Raketengleichungen - Sie brauchen viel Treibstoff, um eine kleine Menge Treibstoff schnell in Bewegung zu bringen. Getränkedose besteht zu 94 % aus Kraftstoff, zu 6 % aus Dose. Und keine der Antworten (auch meine) berechnet den Kraftstoffbedarf für die Rückfahrt.
@PeterMasiar +1 für "mu". Bist du ein Fan von GEB?
Black holes affect large areas of space so even if you didn't get 'close' it could still affect your trajectory.Denken Sie daran: Ein Schwarzes Loch beeinflusst den Weltraum nicht mehr als ein normaler Stern gleicher Masse. Wenn sich unsere Sonne in ein Schwarzes Loch verwandeln würde, gäbe es keinen Unterschied zur Erdumlaufbahn. Ohne zu sagen, dass sich auf natürliche Weise ein Schwarzes Loch mit 1,0 Sonnenmassen bilden könnte; Ich sage auch nicht, dass Schwarze Löcher nicht wesentlich massiver als 1,0 Sonnenmassen werden können. Nur auf die Grundlagen hinweisen.
@Lakey Ja, aber die Sonne beeinflusst immer noch einen sehr großen Bereich des Weltraums, und wenn Sie sich nähern (vielleicht nur innerhalb der Heliosphäre), könnte dies immer noch Ihre Flugbahn beeinflussen. Die meisten Schwarzen Löcher bestehen aus größeren Sternen, daher wäre eine große Fläche betroffen und sie fallen nicht annähernd so leicht auf wie der Stern, aus dem sie gemacht wurden. Das war mein Punkt.
Ja du hast vollkommen recht. Die meisten Schwarzen Löcher haben mehr Schwerkraft als die Sonne (wenn nicht sogar deutlich mehr), daher werden ihr Planetensystem (auch bekannt als "Sonnensystem"), ihre Oortsche Wolke und ihre Heliosphäre alle größer sein als die der Sonne. Der einzige Grund, warum ich meinen Kommentar abgeben wollte, ist, dass viele Menschen die Beziehung zwischen der Masse eines Schwarzen Lochs und seinem Gravitationseinfluss nicht verstehen; Die Leute denken oft, dass ein Schwarzes Loch eine unendliche Schwerkraft hat, was nicht der Fall ist. es hat eine unendliche Dichte.
Randall Munroe hat vor langer Zeit etwas "Mathematik" für ein ähnliches Problem gemacht: relativistischer Baseball

Antworten (13)

Im wirklichen Leben würde es sich nicht um Gestein oder gar Staubpartikel handeln, sondern um einzelne Atome. Das Vorhandensein einer kleinen, aber nicht unerheblichen Anzahl von Atomen/Ionen/Molekülen in einem beliebigen Volumen des Weltraums würde für jedes Schiff, das sich mit dieser Geschwindigkeit bewegt, enorme Mengen an Reibung und Strahlung erzeugen.

Die beste Lösung, die ich gesehen habe und die physikalisch realistisch ist, ist ein großes Magnetfeld (Ausdehnung von Tausenden von Kilometern) und ein Laser- / EM-Strahl, der stark genug ist, um jede Materie vor dem Schiff zu ionisieren. Sobald es ionisiert ist, wird das Gas/der Staub durch das Magnetfeld beeinflusst und kann entweder A) in die Schiffsmotoren für Treibstoff geleitet werden, wie im Bussard-Staustrahl , oder B) um das Schiff herum.

Größere Objekte sind im Universum äußerst spärlich und wenn Sie zufällig auf eines stoßen, sind Sie realistisch gesehen tot. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie es tun werden, aber nicht unmöglich. Sehr große Objekte konnten mit einem Teleskop gesehen und herumnavigiert werden.

Gut, +1, aber jetzt brauchen Sie zusätzliche Masse, um den Magnetfeldgenerator und den Superlaser anzutreiben. Und die Frage, wie viel sichere Reise Sie haben möchten (Möglichkeit einer tödlichen Kollision mit einem Schurken-Asteroiden / Kometen, der von seinem Sonnensystem weggeschleudert wird), bleibt offen.
@PeterMasiar Die Kraft / der Kraftstoff kommt aus dem Gas selbst, sodass Sie nicht mehr Masse mitbringen müssen. Mit demselben Magnetfeld, das es vom Besatzungsbereich ablenkt (und eigentlich von jedem Bereich des Schiffes, den Sie nicht vollständig vernichten möchten, bevor Sie sehr weit kommen), leiten Sie es in einen Fusionsreaktor. Es besteht fast ausschließlich aus einatomigem Wasserstoff und Helium da draußen, also ist es im Grunde ein Fusionsbrennstoff, der darauf wartet, geschehen zu können. Je schneller Sie fahren, desto einfacher ist es, den Kraftstoff zu sammeln. Es besteht definitiv die Möglichkeit, auf etwas zu stoßen, und es ist keine, die ich eingehen möchte.
Project Rho hat hier eine lange Beschreibung relativistischer Raketenstrategien: projectrho.com/public_html/rocket/slowerlight.php#id--Go_Fast . Dies besteht hauptsächlich aus mehr Details, als Sie jemals über den Bussard Ramjet (und verschiedene Derivate) wissen wollten, aber sie beschreiben auch ein Konzept namens Valkyrie, das eine Materie-/Antimaterie-Rakete vorne platziert und eine Tröpfchenwolke als Kühlmittel und Abschirmung verwendet . Natürlich verwenden sie auch einen festen Block aus unterkühltem Antiwasserstoff als Teil des Treibmittels, also ...
@JasonPatterson Ich glaube nicht, dass Ihr System verlustfrei sein wird. Denken Sie, dass die Zerstörung eines Objekts weniger Energie kostet, als Sie gewinnen, wenn Sie es als Treibstoff aufheben? Möglicherweise können Sie einen Teil der Energie zurückgewinnen, aber das meiste wird wahrscheinlich verloren gehen. Nicht zu sagen, dass es nicht funktionieren kann; nur um darauf hinzuweisen, dass man Energie nicht einfach so umsonst bekommt.
@Aaron Ich habe nie erwähnt, etwas zu zerstören. Tatsächlich sagte ich ausdrücklich, dass die Begegnung mit irgendetwas von beträchtlicher Größe wahrscheinlich zur Zerstörung des Schiffes führen würde. Ein System muss nicht verlustfrei sein – der 2. Hauptsatz der Thermodynamik verhindert das sowieso. Ein Bussard-Staustrahl verwendet interstellaren Wasserstoff als Treibstoff, also ja, Sie erhalten Energie kostenlos, solange Sie Ihren eigenen Fusionsreaktor mitbringen, um die dort herum schwebenden H-Atome zu nutzen.
@JasonPatterson In Bezug auf die Zerstörung: Sie haben jedoch einen Laser erwähnt, um mit Materie vor dem Schiff umzugehen. Ich kannte die Methoden der Ionisierung nicht und nahm an, dass der Laser zum Zerstören da war. Entschuldigung für meine Naivität.
@JasonPatterson Konz. Verlustfreiheit und Thermodynamik: Es gibt nichts, was besagt, dass ein System nicht in sich verlustfrei sein kann, wenn es kein geschlossenes System ist. Sonnenkollektoren mit Batterien sind so ein System, solange man ihren Verfall nicht berücksichtigt (alles muss gewartet werden; das ist nebensächlich); ihre Energiezufuhr (aus der Umwelt) kann größer sein als ihre Energieabgabe. Ich bin skeptisch gegenüber Ideen wie dem Bussard-Staustrahltriebwerk. Es könnte helfen, aber ich denke, dass die eigene Betriebsleistung des Staustrahltriebwerks die Eingabe übersteigen wird, insbesondere. wenn es wie hier erwähnt verwendet wird. Sicherheit ist wahrscheinlich. bessere Verwendung als Kraftstoff.
Sie können ein Magnetfeld in einen Kegel vor sich projizieren. dann ionisieren Sie alles innerhalb dieses Kegels und ziehen es in die Mitte. An der Spitze des Magnetkegels vor dem Schiff befindet sich ein Gerät, das ein starkes Magnetfeld erzeugt. Diese ist stark genug, um die Flugbahn atomarer Teilchen zu verändern, um sie auf einen Schacht zu lenken, wo sie dann mit hoher Geschwindigkeit nach hinten ausgestoßen werden. Größere Objekte könnten ihre Flugbahn nicht so leicht ändern und würden zur Seite geschleudert. so stelle ich mir dein Gerät vor.

Nur um zu beantworten, wie katastrophal die Murmel wäre:

Marmorgröße = 1  cm
Glasdichte = 2.65  g/cm 3
Volumen Marmor = 4 / 3 × π × 1  cm 3 4.2  cm 3
Marmormasse = 11.13  g = 0,01  kg
β = 0,75
Lorentzfaktor = 1 1 β 2
Lorentzfaktor 1.5
traditionelle Energie = 0,01  kg × ( 224844343 m s ) 2 5.05549788  PJ
tatsächliche Energie = 0,01  kg × 1.5 × ( 224844343 m s ) 2 7.58324682  PJ
Bombe von Hiroshima = 67  TJ
marmor energie   7583  TJ
Verhältnis 113

oder alternativ z 0,2 c :

β = 0,2
Lorentzfaktor = 1 1 β 2
Lorentzfaktor = 1.0206
Handel. Energie = 0,01  kg × ( 59958491 m s ) 2 = 35.950206429  TJ
tatsächliche Energie = Handel. Energie × 1.0206 = 36.690780682  TJ
Verhältnis = nur etwa die Hälfte : (

Das bedeutet, dass Murmeln, die Ihr Raumschiff / was auch immer mit 75% Lichtgeschwindigkeit treffen, die äquivalente Energie des 113-fachen der Hiroshima-Bombe liefern würden, aber bei 20% Lichtgeschwindigkeit wird sie erheblich reduziert, auf etwas mehr als die Hälfte der Hiroshima-Bombe Bombe. Es kann etwas weniger oder mehr sein, da diese ziemlich grob sind und Ihre eigentliche Frage nicht beantworten, aber los geht's. Ich habe mich nur gefragt.

Ich habe mich auch gewundert! Eine hervorragende Ergänzung zu den Antworten. Es zeigt auch, dass Sie keinen tatsächlichen physischen Schutzschild wünschen. Willst du die Energie auch mit 0,2 Geschwindigkeit machen? :)
Ersetzen Sie einfach alle "0,75" durch "0,2" und geben Sie sie in einen Taschenrechner ein. Ich werde es jedoch der Antwort hinzufügen!
Lassen Sie uns nur erwähnen, dass die Murmel nicht nur 113-mal mehr Energie hat als eine Hiroshima-Bombe, sie verteilt sich auch über viel weniger Masse.

In wahrer Sci-Fi-Manier hat jemand daran gedacht!

In Star Trek wird der Navigational Deflector für alles Mögliche als Schild für genau diesen Zweck verwendet , um kleine Trümmer abzulenken, die sonst das Schiff beschädigen könnten. Es funktioniert zusammen mit dem Deflektorschild .

Die Funktionsweise ist wie folgt:

Der Navigationsdeflektor

Um einen Zusammenstoß mit Trümmern zu vermeiden, kann ich mir vorstellen, dass so etwas sehr wünschenswert wäre. Jede Art von Schild sollte jedoch ausreichen.


Was ist mit größeren Sachen?

Star Wars verwendet den Navicomputer und Astromech-Droiden , um die umfangreichen Berechnungen durchzuführen, die für die Planung einer komplexen Reihe von Sprüngen durch den Weltraum erforderlich sind. Das anfängliche Plotten wäre mit akribisch kurzen Sprüngen erfolgt, um langsam die ungefähren Positionen großer Sternkörper zu zeichnen. Um bei großen Körpern zu helfen, die sich in gewöhnliche Hyperraumspuren bewegen (oder von Piraten bewegt werden!) Hier geht es natürlich nicht nur um Kollisionsvermeidung, aber das ist hier außerhalb des Rahmens, denke ich.

Star Wars hat auch einen eigenen Deflector Shield , der scheinbar Kollisionen oder Schäden jeglicher Art verhindern soll. Es gibt ein paar Hinweise darauf, dass Meteorschutz ein Vorteil ist, insbesondere die Sorte Particle Shield .

Gute Antwort, aber die Erkennung dieser Objekte erscheint mir ziemlich schwierig. Wenn sich das Schiff mit 0,75 Lichtgeschwindigkeit bewegt und Sie eine auf Lichtgeschwindigkeit beschränkte Erkennungsmethode verwenden, sind Sie dann wirklich in der Lage, auf Sie zukommende Objekte zu erkennen, um sie abzulenken? Bis Ihr Erkennungsstrahl das Objekt gefunden hat, wie lange müssen Sie es wirklich ablenken, bevor Sie es treffen? Welche Reichweite würde dieser Ablenkstrahl benötigen, um ein Objekt abzulenken, bevor Sie es treffen, vorausgesetzt, der Strahl ist auch durch die Lichtgeschwindigkeit eingeschränkt?
Ich bevorzuge bisher die Star Trek-Lösung, sie haben ihre Hausaufgaben besser gemacht. Star Wars klingt besser, aber sie erklären nicht sehr viel, wie ihre Technologie funktioniert. Dunes Gewürz ist zu magisch. Lassen Sie den Realitätscheck beiseite, für eine Action-Storyline/einen Film/ein Videospiel kann nichts den Jedi-Ritter schlagen.
@HatoruHansou: In Star Wars respektieren sie, dass man nicht mit Lichtgeschwindigkeit fahren kann: Sie fahren super super super super schnell und schalten dann den Realspace aus und überspringen die Lichtgeschwindigkeit. Das Prinzip ist natürlich, dass Sie das Problem vermeiden. Gravitationsbrunnen sind ein Grund zur Besorgnis, da sie dazu neigen, Schiffe aus irgendeinem Grund auseinanderzureißen. Dadurch ist die C-Canon Kessel Run-Erklärung, da es sich um einen Haufen schwarzer Löcher handelt. G-Canon wollte nur "Parsecs" verwenden, denke ich.
@Zwölfter: In Star Trek ist es ein konstanter Strahl zur Abschirmung, und ich bin mir nicht 100% sicher, wie sie die Geschwindigkeitsprobleme umgehen. In Star Wars beschreiben sie nicht viel, woran ich mich erinnere: Hyperantriebe wissen es anscheinend einfach. Sobald es die (äußere) Schwerkraft spürt, schaltet sich der Antrieb ab. Ich weiß, dass C-Canon von sehr, sehr alten Versionen der Technologie spricht, die sich auf die Macht verlassen, also ... MAGIE.
Wir könnten auch den Halo-Ansatz wählen. Im Halo-Universum erreichen Schiffe FTL, indem sie einen Weg im Windschattenraum öffnen, der dieses Problem insgesamt vermeidet.
@Thebluefish: Das ist natürlich eine praktikable Option, obwohl ich mir nicht sicher bin, wie Hyperspace in Star Wars funktioniert, also ist es vielleicht schon abgedeckt (leider ... ich mag, wie Halo es macht). Das Wiki schlägt vor, dass sie aus unserem "Realspace" herausrutschen, und einer der Romane, die ich gelesen habe, könnte dies bestätigen; Sie werden jedoch in gewissem Sinne immer noch von der Schwerkraft beeinflusst, indem sie sie in die Luft jagen. Futuristische Raumfahrt ist hart.
Das ist wirklich umfassend, aber nicht wirklich wissenschaftlich fundiert; es ist mehr Sci-Fi-basiert.
@ HDE226868 Reisen Sie also bei 0,75 ° C in einem Schiff durch den Weltraum, oder? Ich verstehe jedoch Ihren Punkt.
@Cragor, im Drehbuch für ANH: „Ben reagiert auf Solos dummen Versuch, sie mit offensichtlichen Fehlinformationen zu beeindrucken.“ Die wahre Antwort ist, dass Han wie ein Idiot aussehen sollte.
@Cragor Ah, der Geschwindigkeitspunkt ist gut.

Ich denke, dies könnte einer der Fälle sein, in denen „Schifffahrtswege im Weltraum“ tatsächlich Sinn machen, da wir in der Lage wären, eine Raumlinie freizugeben und sicherzustellen, dass keine großen Objekte im Weg sind. Die beste Theorie, die ich mir vorstellen kann, ist die Deflektorstrahl-Theorie ... erkennen Sie das Objekt vor Ihnen und verwenden Sie eine Art Strahl, um es aus dem Weg zu schieben.

werde annehmen:

  • Nichts kann für diese Antwort schneller als Lichtgeschwindigkeit sein, da es das Beste ist, was wir derzeit wissen.

  • Wir können ablenken. Wenn sich ein Objekt direkt auf das Schiff zu bewegte, könnten wir es wirklich ablenken oder würden wir es einfach mit einem Deflektorstrahl zurückstoßen?

Nehmen wir an, ein Objekt ist 1 Lichtminute vor uns. Das würde bedeuten, dass wir es in 1 Minute mit einem Detektionsstrahl treffen könnten. Bei 75 % der Lichtgeschwindigkeit wären wir 45 Sekunden auf dem Weg dorthin, wobei 15 Sekunden verbleiben, bis der Detektionsstrahl auf das Objekt trifft. Wenn sich der Erkennungsstrahl umdreht und zurückprallt, sind wir ungefähr 51,5 Sekunden auf ihn zu (8,5 Sekunden entfernt). Wenn ein Lichtstrahl mit Lichtgeschwindigkeit sofort erzeugt werden könnte (angenommen, eine Zeit von null), haben wir dann 2,125 Sekunden Zeit, um ihn abzulenken ... was ich für unwahrscheinlich bis unmöglich halten werde. Natürlich können wir dies erweitern, sodass wir weiter als „eine Lichtminute“ vor uns erkennen, und ich müsste den Pfad hinuntergehen, wie lange es dauern würde, bis ein solcher Körper von unserem Pfad abweicht, um eine Vorstellung davon zu bekommen wie viele '

Beachten Sie auch, dass das Erzeugen dieses Strahls und das Projizieren nach vorne das Schiff, das ihn erzeugt, verlangsamt und mehr Antrieb benötigt, um das Fahrzeug auf 75% der Lichtgeschwindigkeit zu halten.

Ich würde denken, dass dies letztendlich zu dem Schluss führt, dass es zwei sehr unterschiedliche Reisestile geben würde ... einen, der mit deutlich langsamerer Geschwindigkeit ins Unbekannte geht, und einen, der bekannte Routen befährt, die absichtlich freigehalten werden (Weltraumautobahnen?), Wo Geschwindigkeit könnte deutlich schneller sein (dann kommen Sie in das Problem, dass ein langsameres Raumschiff Ihnen im Weg steht)

Als Erweiterung wäre ich neugierig, welche Art von Kraft erforderlich wäre, um die Richtung zu ändern, da einige Objekte vollständig vermieden werden müssten (sagen wir, es ist ein Komet, der in den Weg kommt).

Bisher denke ich, dass dies die beste Antwort ist, wobei Jason knapp an zweiter Stelle kommt.
Ich habe versucht, die Frage zu erweitern, „wie viele Lichtminuten wir brauchen, um ein Objekt auf unseren Weg abzulenken“ ... es funktioniert nicht schlecht, wenn sich das Objekt bereits bewegt, aber es ist nicht so einfach, wenn der Impuls des Objekts vorhanden ist niedrig oder fast stationär, da Sie keinen Schwung haben, mit dem Sie arbeiten können (dh ablenken) und eher versuchen, ihn aus dem Weg zu schieben, was nur mehr Zeit in Anspruch nimmt.
Können Sie diese "Ablenkung" bei größeren Objekten verwenden, um Ihren Kurs um sie herum zu ändern? Ich denke, das würde ein bisschen helfen.
@bowlturner - guter Punkt ... die Verwendung des Deflektors in eine andere Richtung würde Ihre Flugbahn bis zu einem gewissen Grad ändern ... noch mehr, wenn Sie ihn von einem Mond und zurück zu sich selbst abprallen lassen könnten, um sich wieder wegzudrücken (doppelter Effekt des Schub, während Sie erzeugen und der Schub, wenn er Sie trifft?) ... aber das wäre äußerst schwierig, was die Implementierung angeht, ich würde denken, dass gerichtete "Triebwerke" oder etwas in diesem Ausmaß sinnvoller wären ... Ich Ich habe auch Probleme damit, 2 Objekte gleichzeitig abzulenken.
Ich denke, ich bin davon ausgegangen, dass, wenn Sie genug Kraft senden, um ein Objekt auf Ihre Weise zu "bewegen", diese Kraft nicht auch auf Sie zurückdrücken sollte? Sie würden also die großen Gegenstände „abschieben“?
@bowlturner - Das habe ich auch gedacht, aber warum brauchst du ein Objekt zum Abschieben? Diese Energie einfach in den Weltraum zu schicken, sollte den gleichen Effekt erzielen, unabhängig davon, was sie trifft, oder? Der einzige Vorteil, ein Objekt zum Schlagen zu haben, wäre, dass der Strahl dann abprallt und Sie erneut trifft, was theoretisch den Schub verdoppelt, den er erhält. Ich denke?
Wenn Sie genug Energie aussenden, um etwas aus Ihrem Weg zu „bewegen“, sollte es Sie auch „zurück“ bewegen. Stellen Sie sich den „Kraftstrahl“ wie einen langen Stock vor. Sie drücken an einem Ende und es beeinflusst die Dinge am anderen (und es drückt auch mit dem Widerstand zurück, auf den es trifft. Ich dachte, dies könnte verwendet werden, um ein Schiff um ein Objekt herum umzuleiten. Dies setzt auch voraus, dass ich meine Physik richtig verstehe .

Viel sicherer und schneller ist es, Hyperraumsprünge zu machen, bei denen Sie alle Bereiche mit Trümmern überspringen (diskontinuierlich bewegen). Um Hyperraumsprünge zu berechnen, müssen Sie natürlich in die Zukunft sehen (weil Sie dort früher ankommen als das Licht es kann), also brauchen Sie Gewürze von Dune :-)

Vermeiden Sie das Problem ganz, großartig! :P

Wie erkenne ich Dinge, die mit 75 % Lichtgeschwindigkeit auf dich zukommen? Radar.

WIRKLICH LEISTUNGSSTARKES RADAR

Eine Scifi-Serie, die ich gelesen habe, hatte Schiffe mit Radar, Lidar und anderen Sensoren, die so leistungsfähig waren, dass sie auf kürzere Distanzen tatsächlich als Waffen fungieren würden. Dies ist notwendig, da Sie eine wirklich große Reichweite benötigen, um Objekte zu erkennen, damit Sie ausweichen können. Und das nur bei 20% Lichtgeschwindigkeit.

Die Mathematik ist schlecht. Sie müssen einen Kegel vor Ihrem Schiff mit genügend HF besprühen, um ein Rücksignal von allem zu garantieren, das groß genug ist, um Sie zu verletzen, und weit genug entfernt ist, um zu reagieren. Dinge, die groß genug sind, um dich zu verletzen, sind ziemlich klein und du näherst dich ihnen sehr schnell.

Ich werde das jetzt nicht nachrechnen, aber ich vermute, dass das Schiff keine zusätzlichen Laserwaffen benötigt. Jeder, der dumm genug ist, sich ihm zu nähern, kann seine einzelnen Atome in Plasma blasen lassen, indem er einfach gescannt wird.

"Sie scannen uns Capta--" -Unidentifizierter Ball aus energetisiertem Schleim, der im Weltraum schwebt.
Reden Sie von der Heisenbergschen Unschärferelation?
@thescribe Nein. Wo, glauben Sie, gilt Unsicherheit?
Wie solche Waffen funktionieren, ist, dass sie etwas mit extremer Sorgfalt untersuchen. Gemäß dem Unsicherheitsprinzip führt das Studieren von etwas zu einer unbekannten Energieebene. Je genauer man etwas studiert, desto mehr Energie wird hinzugefügt. Wenn Sie etwas genau genug untersuchen (z. B. indem Sie die genauen Positionen aller seiner Atome aufzeichnen), wird es durch die überschüssige Energie explodieren. Wie @Crabgor es ausdrückte: „‚Sie scannen uns capta--‘ – Unidentifizierter Ball aus energetisiertem Schleim, der im Weltraum schwebt.“

Nur weil es noch keiner angeboten hat...

Wie wäre es mit Larry Nivens Sklavenstasisfeld? Er beschreibt es als eine Raum-Zeit-Blase, in der die Zeit effektiv angehalten wird. In der Blase eingeschlossene Objekte können in keiner Weise von Objekten außerhalb beeinflusst werden.

Für eine lange Reise ins All bringen Sie sich also einfach auf Ihre gewünschte Reisegeschwindigkeit und drehen dann das Feld ein. Ihr jetzt unverwundbares Schiff schießt vorwärts, entlang Ihres gewünschten Kurses, krachend durch das kleine Zeug und bohrt sich durch oder prallt von dem größeren Zeug ab. Dann schaltet sich das Feld zu einer vorher festgelegten Zeit (gesteuert von einer verherrlichten Eieruhr und einem Beschleunigungsmesser, die beide außerhalb des Stasisfeldes in einer stark abgeschirmten Box aufbewahrt werden) aus, sodass Sie "aufwachen" und sehen können, ob Sie es tun irgendwo in der Nähe sind, wo Sie hin wollten. Wenn nicht, drehen Sie das Schiff, erhöhen Sie die Geschwindigkeit und wiederholen Sie den Vorgang.

Also meine Antwort auf Ihre Frage, wobei Mr. Niven alle Anerkennung gebührt, ist, dass Sie nicht um die Dinge herum navigieren, die Ihnen im Weg stehen. Du pflügst einfach weiter.

Wenn also ein Stück Weltraumschrott Ihre Eieruhr in die Luft jagt, bleiben Sie für immer in der Luft?
Nein, soweit ich mich erinnere, gibt es 3 Geräte außerhalb des Stasisfeldes: Eieruhr, Beschleunigungsmesser und Feldgenerator. Der Timer soll das Feld nicht ausschalten. Es liefert einen positiven Strom, um das Feld aufrechtzuerhalten, bis die Zeit abgelaufen ist. Der Beschleunigungsmesser funktioniert auf die gleiche Weise und liefert Strom, bis sich das Schiff nicht mehr bewegt. Beide werden zusammen mit einem voll funktionsfähigen Feldgenerator benötigt, um das Stasisfeld aufrechtzuerhalten. Wenn einer der drei zerstört wird, verschwindet das Feld. Wenn also das Schiff angehalten wird oder die Zeit abläuft oder etwas kaputt geht, schaltet sich das Feld aus. Es ist ein absichtlich fehlerhaftes System.
Aber wenn dieses System ausfällt, sind Sie jetzt mit hoher Geschwindigkeit ohne Abschirmung.
ja... PLATZ! Deshalb schlafen Piloten immer mit dem Fuß über dem Bremsblatt ein!

Es ist kein Problem.

Wenn wir in den Grenzen der Wissenschaft bleiben wollen: edit: und Technik

  • Es wird extrem schwierig sein, auf 0,75 SL zu beschleunigen und dann auf 0 abzubremsen. Der Treibstoff müsste 99,999 % des Gewichts der Rakete betragen, selbst bei Stufen. Erwarten Sie also, mit 5-10% von SL zu reisen.
  • Es wird extrem schwierig sein, irgendwelche Kugeln nach vorne zu schießen, irgendwelche Objekte zu zerstören, wiederum wegen der relativistischen Physik, weil sie sich extrem schnell relativ zu unserem Schiff bewegen würden.
  • Und natürlich verlangsamt es dich, irgendetwas nach vorne zu schießen, um Hindernisse zu zerstören. Die Newtonschen Gesetze gelten auch für relativistische Reisen.

Die einzige Möglichkeit, innerhalb der Grenzen der Physik, wie wir sie heute kennen, zu reisen, besteht darin, langsam zu reisen, in einem Mehrgenerationenschiff, in einem gewissen Winterschlaf. Bei einer solchen Geschwindigkeit ist das Erkennen von Hindernissen einfacher und Sie haben mehr Zeit, sie mit einem Laser zu beseitigen (was weniger Einfluss auf Ihren Vorwärtsdrang hat, als eine Kugel abzufeuern, um ein solches Objekt zu zerstören).

Natürlich macht es weniger Spaß, so langsam zu reisen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen neuen physikalischen Ansatz zu entdecken. Wie diskontinuierliche Sprünge im Hyperraum, aber diese liegen nicht innerhalb der Grenzen der Gesetze der Physik.

Wenn Sie sich an die Gesetze der Physik halten wollen, um dies zu lösen, werden Sie nicht in der Lage sein, eine solche Geschwindigkeit zu erreichen, und wenn Sie die Physik ignorieren, können Sie Hindernisse per Hyperjump oder Traktorstrahl überspringen oder was auch immer Ihre Vorstellungskraft will.

Bearbeiten: Zahlen von relativistischer Rakete bereitgestellt

  • Um nach Vega (27 Lj) zu gelangen und dort anzuhalten, benötigen wir 57 kg Kraftstoff für jedes kg Nutzlast bei einem 100 % effektiven Motor.

Siehe auch http://en.wikipedia.org/wiki/Space_travel_using_constant_acceleration

  • Die Getränkedose besteht zu 94 % aus Kraftstoff und zu 6 % aus Konstruktion. Strukturen zu bauen, die solchen Kräften standhalten und riesige Mengen an Treibstoff tragen können, ist sehr schwierig – lesen Sie The Tyranny of the Rocket Equation

Aus diesem Grund behaupte ich, dass es nicht möglich ist, mit solchen Geschwindigkeiten zu reisen (innerhalb der Grenzen der Physik und Technik, wie wir sie heute kennen), sodass Sie für solche Geschwindigkeiten keinen Schutz benötigen. Und ich stimme zu, dass es weniger Spaß macht, als wie in Hollywood-Filmen herumzuzoomen. Harte Bohnen.

Mit anderen Worten: Wenn wir über (jetzt unbekannte) Technologie und Technik verfügen, die in der Lage sind, solche Schiffe zu bauen, wäre der Schutz dieser Schiffe eine relativ einfache Aufgabe. Deshalb sage ich, dass es kein Problem ist.

Edit2:

  • Wenn die Rakete keinen Treibstoff / keine Reaktionsmasse mit sich führt, woher wird sie kommen? Aus dem leeren Raum? Oder wird es von Magie angetrieben? Wunschdenken kann kein Raumschiff antreiben.
  • Natürlich folgt das Schießen in Ruhe und bei 0.7c den gleichen Gesetzen – das, was GENAU die Relativitätstheorie sagt. Problem ist die Lieferzeit. Bei 0,7c sieht das Universum " in der Länge zusammengezogen " aus, so dass entfernte Objekte näher sind. Und sie kommen mit einer Geschwindigkeit von 0,7 ° C auf Sie zu. Selbst wenn Sie das Ziel treffen, haben Sie eine gute Chance, von Trümmern getroffen zu werden, da nicht viel Zeit zum Zerstreuen bleibt.
  • Der Rückstoß des Gewehrs "scheint" die Lokomotive aufgrund des Unterschieds zwischen Masse (und Trägheit) von Gewehr und Zug nicht zu verlangsamen. Aber Newtons Gesetze gelten immer noch, Aktion = Reaktionskraft. Wer glaubt, dass es keine Auswirkungen auf den Zug gibt, indem man das Gewehr aus dem Zug schießt, kann nicht erwarten, dass seine Meinung zur Physik ernst genommen wird.

Die Physik funktioniert weiterhin, auch wenn einige Leute meine Antwort lieber ablehnen, wenn ich sie an unbequeme Fakten erinnere.

Bearbeiten: Längenkontraktion - das ist ein cooler Teil der Relativitätstheorie:

  • im Raumschiff: Schiffslänge bleibt gleich, Universum zieht sich zusammen.
  • für externe Beobachter: Entfernungen im Universum bleiben gleich, Schiffsverträge.
Ist eine Antwort auf die Frage, wie man Objekte erkennt, während man mit 0,75 Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist, wirklich gültig, da "wir können nicht so schnell fahren"?
Ist irgendein Versuch, die Frage "Wie kann ich ein Fahrrad entwerfen, mit dem Fische innerhalb der Grenzen der Physik den Mond besiedeln können" zu beantworten, gültig?
Ich gehe davon aus, dass diese Art von Strohmann-Albernheit geschlossen wäre. Die Annahme, dass wir es bis zu dieser Geschwindigkeit schaffen können, ist in der Frage angegeben. Wenn Sie eine Annahme der Frage anfechten möchten, die die Frage ungültig macht, würde ich vorschlagen, dass der Kommentarbereich dafür vorgesehen ist, anstatt wirklich zwei separate Antworten zu veröffentlichen Kommen Sie auf das gleiche Argument "Reisen Sie einfach nicht mit 0,75% der Lichtgeschwindigkeit".
Ich habe Kommentare hinzugefügt, wie Sie vorgeschlagen haben.
Aufgrund der Relativitätstheorie ist es genauso schwer, Kugeln mit 75 % Lichtgeschwindigkeit nach vorne zu schießen wie mit 0 % . Sie werden das Ziel nicht viel früher treffen als Sie, aber sie werden auf jeden Fall vorwärts gehen, und Sie werden sehen, wie sie sich so schnell davon entfernen, als ob Sie in Ruhe wären. Sie haben auch die falsche Linie für Vega kopiert, Sie haben keine 0,75 c Höchstgeschwindigkeit verwendet, der gefundene Link hat nicht 99,999% der Energie angezeigt. Die Idee dieser Antwort ist gut, aber die Qualität ist sehr gering.
99,999 % der Energie gehen von einem realistischen Motorwirkungsgrad von weniger als 100 % aus, die verlinkte Website geht von 100 % aus. Bei 0,75 °C ist die Energie zum Schießen gleich, aber die Entfernung zum Ziel ist kürzer.
Nicht alle Schiffe müssen ihren Treibstoff mitführen. Obwohl ich definitiv zustimmen werde, dass so schnelles Reisen definitiv außerhalb der aktuellen Technologie liegt, ist es nicht außerhalb der aktuellen Theorie. Wenn man zum Beispiel in der Lage wäre, einen Laser eng genug zu fokussieren, könnte man den Laser von einer Station aus in einer engen Umlaufbahn um einen Stern strahlen lassen, der seine Energie aus in Elektrizität umgewandeltem Sternenlicht bezieht. (Dies ist nur eine von vielen Möglichkeiten.)
Es ist lustig, dass selbst diese Antwort mit der @ Twelfth-Antwort (von OP als "beste" angesehen) übereinzustimmen scheint und für jede positive Bewertung etwa 1 Downvote erhält. Ohne Kommentare warum, nehme ich an, weil Downvoter nicht akzeptieren können, dass langsam der einzig praktikable Weg ist.
Ich lehne alle drei Punkte ab. (1) Schiff wird keinen Treibstoff/Reaktionsmasse mit sich führen; (2) Das Schießen einer Kugel ist nicht anders als im Ruhezustand - im Bezugsrahmen des Schiffes ist das Geschütz nicht anders als im Ruhezustand. Was Sie brauchen, ist eine ausreichend lange Vorlaufzeit. (3) Es ist bekannt, dass Leute Gewehre von Lokomotiven abfeuern, und der Rückstoß scheint den Zug nicht merklich zu verlangsamen.
Danke, zumindest habe ich diesmal die Chance, den Downvoter zu widerlegen. Siehe Bearbeiten.
Obwohl ich die Antwort nicht positiv oder negativ bewertet habe (obwohl ich sehe, dass viele Leute stark daran interessiert sind - Sie erhalten keine +5/-4 für nichts!), stimme ich dem zweiten Punkt des (neuesten) nicht zu glaube ich) bearbeiten. Längenkontraktion lässt das Universum nicht kürzer erscheinen; es macht den Körper kürzer. Oh, und Sie möchten diesen Artikel für ein treibstoffloses Schiff lesen. Cool, oder?
Ja, ich habe gelesen und es klingt cool. Aber die Interaktion mit all dem Gas würde einen enormen Luftwiderstand erzeugen, es ist wie Aerodynamik. Also klassifiziere ich es genauso wie Magie oder Hyperraumsprünge (als nicht plausibel, bis sich herausgestellt hat, dass es funktioniert). Ich habe auch eine Erklärung der Längenkontraktion hinzugefügt, die möglicherweise kontraintuitiv ist - aber wie bei so vielen anderen Eigenschaften ist sie auch relativ: Es macht keinen Sinn zu behaupten, "Länge von X ist Y", es sei denn, Sie geben einen Referenzrahmen an: wer beobachtet.

Keines der fiktiven Beispiele ist "harte SF", von der ich annehme, dass die Frage mit wissenschaftsbasiert gemeint ist .

Eine realistische Antwort ist, dass Objekte weit genug entfernt erkannt werden müssen, um etwas dagegen zu unternehmen. Ein echter magnetischer Schild funktioniert für Gas und Weltraumstaub, wenn er nach vorne gerichtet ist; Beim Verzögern macht der Auspuff den Weg frei. Größere Gegenstände, die von Lidar gefunden werden, können auseinander gesprengt oder von einer vorgezogenen Gegenmaßnahme getroffen werden. Ich nehme an, die sollten getroffen werden, um die Debis aus dem Weg zu werfen. Schließlich nimmt ein statischer Schild Einschläge auf. Dies kann Ihr Reaktionsmassenspeicher in Form von Eis oder ein Turm aus Platten mit Lücken dazwischen sein, um Ereignisse vom Schiffskörper zu isolieren.

Kurz gesagt, Sie haben drei Möglichkeiten: Aus dem Weg gehen, es aus dem Weg räumen oder den Treffer hinnehmen.

Alastair Reynolds hat in seinen Büchern eine ziemlich nette Art, damit umzugehen. Wenn ich mich richtig erinnere, lösten die Schiffe in seinen Büchern das Problem, indem sie den Rumpf in eine sehr dicke (ich glaube, es waren etwa Hunderte von Metern) Eisschicht einwickelten. Alle kleinen Partikel würden auf das Eis aufprallen, ohne das Schiff selbst direkt zu beschädigen. Es schien plausibel, als ich es las, aber ich kann mich nicht wirklich an alle Details erinnern.

Ein interstellares Schiff wäre von einem Kometen nicht zu unterscheiden.
... Und Sie müssen das ganze Eis auf 0,7 ° C beschleunigen. Viel Sprit!
@PeterMasiar: Ja. Wenn ich mich richtig erinnere, war das aber kein Problem, da die Motoren ihre Energie aus einer anderen Dimension oder so bezogen. Ich kann mich nicht an die genauen Details erinnern, aber der Treibstoff war unendlich.
Ah, Magie, es schmilzt einfach alle technischen Probleme weg!

Genau dieses Thema wurde in Orson Scott Card's Serie namens Ender's Game angesprochen.

Genauer gesagt reisen wir in das Buch Ender in Exile.

Nur um ein bisschen Hintergrund zu werfen: Die Erde wurde von einer außerirdischen Rasse namens Formics angegriffen. Sie hatten eine viel bessere Technologie usw.

Achtung: Einige könnten es als Spoiler betrachten.

„All diese alten Videos, die Raumschiffe zeigen, die durch Asteroidenhaufen ausweichen – sie waren nicht wirklich weit weg. Denn wenn man mit nahezu Lichtgeschwindigkeit auf ein Wasserstoffmolekül trifft, wird eine riesige Menge Energie freigesetzt viel langsamer. Zerreißt dich. Jedes Abschirmungsschema, das sich unsere Vorfahren ausgedacht haben, erforderte so viel zusätzliche Masse oder kostete so viel Energie und damit Kraftstoff, dass es einfach nicht praktikabel war. Sie hatten so viel Masse, dass Sie sie nicht tragen konnten genug Treibstoff, um überall hinzukommen."

[...]

"Also, wie haben wir es letztendlich gelöst?" fragte Ender.

„Nun, natürlich nicht“, sagte der Kapitän.

„Das haben die Formics für uns erledigt“, freute sich der Kapitän. „Als sie hier ankamen, ja, haben sie Teile Chinas verwüstet und uns in den ersten beiden Kriegen beinahe verprügelt. Aber sie haben uns auch gelehrt. Die bloße Tatsache, dass sie hierher kamen, sagte uns, dass es möglich war. Und dann gingen sie nachdenklich hinter Dutzenden funktionierender Raumschiffe, die wir studieren können."

[...]

„Bitte sag mir nicht, dass es ein Ei ist“, sagte Ender.

Der Kapitän kicherte. „Sagen Sie es niemandem, außer den Motoren dieses Schiffes und all dem Treibstoff – sie dienen nur dazu, in der Nähe von Planeten und Monden und so weiter zu manövrieren. Und um das Schiff in Gang zu bringen. Sobald wir ein Prozent der Lichtgeschwindigkeit erreicht haben, wechseln wir auf dieses Baby, und von da an geht es nur noch darum, die Intensität und Richtung zu kontrollieren."

"Von was?"

„Vom Antriebsfeld“, sagte der Kapitän. "Es war eine so elegante Lösung, aber wir hatten noch nicht einmal das Gebiet der Wissenschaft entdeckt, das uns dazu gebracht hätte."

"Und welcher Bereich ist das?"

„Starke Kraftfelddynamik“, sagte der Kapitän. „Wenn die Leute davon sprechen, sagen sie fast immer, dass das starke Kraftfeld Moleküle auseinanderbricht, aber das ist nicht die wahre Geschichte. Was es wirklich tut, ist die Richtung der starken Kraft zu ändern. Moleküle können einfach nicht zusammenhalten, wenn die Kerne aller konstituierenden Atome beginnen mit Lichtgeschwindigkeit eine bestimmte Bewegungsrichtung zu bevorzugen."

Ender wusste, dass er über Fachbegriffe redete, aber er hatte das Spiel satt. „Was Sie sagen, ist, dass das von diesem Gerät erzeugte Feld alle Moleküle und Objekte, auf die es trifft, in Bewegungsrichtung nimmt und die starke Kernkraft nutzt, um sie mit Lichtgeschwindigkeit in eine einheitliche Richtung zu bewegen.

Das klingt ein bisschen nach Schneepflug. Aber der Schnee blättert nicht von den Seiten ab.
Was er beschreibt, nennt sich Bussard Ramjet. In Wirklichkeit würde ein Ramjet das Zeug in die Mitte des Schiffes bringen, wo sie dann nach hinten herausgeschossen würden.

Ich hatte gerade eine neue Idee.

Betrachten Sie einen "Löschkanal" beim Senden von Daten. Wenn Sie eine Ressource an ein anderes Sternensystem senden, teilen Sie sie in kleine Lasten auf (z. B. n Lasten) und fügen Sie Redundanz hinzu, indem Sie (n + k) Lasten starten.

Wenn dies eine Seed-Infrastruktur ist, um eine sich selbst reproduzierende Herstellungsfähigkeit aufzubauen, dann kann der Elternteil weiterhin "Pakete" senden, während er sie herstellt.

Es wird mit einem gewissen Transportverlust gerechnet. Nur n (irgendwelche n der Menge) müssen sicher ankommen.

Offensichtlicher Ansatz, wenn er so gestaltet wird. Was ist mit Menschen? Nun, warum senden wir nicht Informationen per Laser (oder was auch immer) und rekonstruieren auf der anderen Seite? Oder die ganze Zeit als reine Software leben.

Wenn es einfacher ist, ein "Sneakernet" zu machen, als einen starken Laser zu strahlen, dann würden die Informationen, aus denen der Passagier besteht, auf die gleiche Weise behandelt und in die Sendungen aufgenommen.

Errichten Sie einfach einen Eisschild vor dem Raumschiff, um Stöße zu absorbieren.