Verzögerung der Ankunft eines Generationenschiffs durch einen Unfall

Ein Raumschiffingenieur namens Kaylee? Glänzend.

Hier braucht man eigentlich nicht viel. Nehmen wir an, dass Kaylees Triebwerk ein äußeres ist. Sie müssen es nicht einmal auswerfen, sondern nur unbrauchbar machen. Das bedeutet, dass das Abfeuern aller anderen Triebwerke das Schiff aus dem Gleichgewicht bringen und vom Kurs abbringen würde. Es ist also nicht nur die Auswirkung, wenn man eine verliert – man verliert tatsächlich mindestens zwei der Antriebseinheiten. Nehmen wir an, dies verringert die effektive Spitzenbeschleunigung des Schiffes um etwa 20 %.

Sagen wir, damit sie sich den Asteroiden nähern (um sie abzubauen), mussten sie die Geschwindigkeit verringern und leicht vom Kurs abweichen. Dies sind keine großen Anpassungen, aber sie werden von Bedeutung sein, da ein Verlust von 20 % der maximalen Beschleunigung des Schiffes danach bedeutet, dass sie ihr nächstes molekulares Wolkenziel nicht direkt treffen können. Stattdessen können sie es einfach abschöpfen, und das wird die Menge, die sie beim nächsten Mal ernten können, um über 50 % reduzieren. Und dies wird die Verzögerung verursachen, weil sie gezwungen sind, ihre Route über diesen Punkt hinaus zu ändern, da sie danach das nächste Ziel nicht erreichen können. Sie müssen eine neue Cloud auswählen und sich irgendwie zurechtfinden.

Der Unfall selbst hängt von Ihren genauen Antriebsmethoden ab. Ich würde den Asteroiden eine wichtige, unersetzliche Komponente zerstören lassen. Wenn sie zum Beispiel einen Fusionsantrieb betreibt, zerstört der Aufprall vielleicht eine perfekt geformte Eindämmungseinheit, etwas, das nur in einer spezialisierten Fabrik gebaut werden kann. Es geht weit über die Möglichkeiten des Generationsschiffs hinaus, es zu ersetzen oder umzubauen, und kann nicht von der Jury manipuliert werden.

Warum sie sich entschieden haben, das Schiff mit Komponenten auszusenden, die es nicht ersetzen kann – vielleicht hatten sie einfach keine Wahl. Oder möglicherweise hatte das Schiff einige Ersatzteile, aber sie wurden in früheren Fusionseinheiten verwendet, die ausgefallen sind, oder vielleicht stellt sich heraus, dass die Ersatzteile von einem Niedrigbietenden gebaut wurden und versteckte Fehler aufweisen.

Da ein Raumfahrzeug im Allgemeinen ausrollen kann, sobald es seine Reisegeschwindigkeit erreicht hat, wirft diese Frage tatsächlich viele andere auf.

Sie schlagen vor, dass der Unfall passiert, wenn das Schiff versucht, einige Asteroiden nach Ressourcen abzubauen, was bedeutet, dass das Schiff von seiner interstellaren Reisegeschwindigkeit abbremsen musste, um die Geschwindigkeit mit der Geschwindigkeit der Asteroiden (die sich im Allgemeinen nicht mit Geschwindigkeiten bewegen, die als Bruchteile gemessen werden können) anzupassen von c ). Dies bedeutet, dass das Schiff entweder ziemlich starke Motoren und viel Treibstoff an Bord hat, so dass es möglich ist, langsamer zu werden, etwas Bergbau zu betreiben und dann wieder auf Reisegeschwindigkeit zu beschleunigen. Sehr wenige Systeme, die bekannte Physik verwenden, erlauben dies, abgesehen von gepulsten Nuklearsystemen wie ORION oder gepulsten Fusionssystemen wie dem für das Projekt Daedalus vorgeschlagenen.

Das schränkt einige der Katastrophenszenarien ein, aber das Fusionssystem hat Teile wie magnetische Induktionsspulen und die Zündlaser (oder Spiegelsysteme, um die Laserstrahlen auf die Fusionsziele zu fokussieren), die das Schiff sicherlich bis dahin an Ort und Stelle stecken lassen würden Geräte wurden repariert. Ein funktionierender Impulsfusionsmotor würde auch große Kühler benötigen, um die Abwärme abzuführen, was eine weitere Schwachstelle für das Schiff darstellt.

Das einzige andere System, das mir einfällt, das große Abweichungen von einer einfachen geraden Flugbahn zulassen würde, wäre eine Form von Strahlleistung vom Heimatsystem. Da Sie es mit einem Leistungsstrahl im Terrawattbereich zu tun haben, der über viele Lichtjahre geliefert wird, wird der Empfänger groß sein, vielleicht mehrere hundert Kilometer im Durchmesser oder mehr. Offensichtlich hat ein Asteroidenbrocken, der den Strahlempfänger trifft, schwerwiegende Folgen, zumal Sie nicht einfach schnell zu Hause anrufen und den Strahl ausschalten können. Das von Robert Forward vorgeschlagene Lasersegel ist ein gutes Beispiel für diese Art von Raumschiff, obwohl zum Verlangsamen des Raumschiffs tatsächlich ein Teil des Segels ausgeworfen werden muss (das zu einem Spiegel wird, um das Laserlicht auf die Fläche des verbleibenden Segels zu fokussieren).

Die Antwort hängt vom Geschmack des beteiligten Generationsschiffs ab. Einige Generationsschiffe könnten mit X "Verwaltungsreserven" gebaut werden, auf die zurückgegriffen werden kann, wenn sie langsamer werden. Sobald Sie diese Reserven verbraucht haben, sind Sie tot im Wasser. Eine andere Antwort besteht darin, die Hardware so zu konstruieren, dass sie widerstandsfähiger gegen Ausfälle ist, wie es organische Körper tun. Wenn Sie in diesem Fall die Reserven sparen, wechselt das Generationenschiff zu einer konservativeren Form, wird immer weniger effektiv beim Erreichen seines Ziels, hört aber nie auf.

Sie erwähnen eine Region des Weltraums, in der diese Antriebsmethoden nicht helfen. Das Komische ist, dass die effektivste Methode, sich für ein Generationenschiff durch eine Region des Weltraums zu bewegen, Trägheit ist. Wenn es auf eine dieser Regionen stieß, würde es einfach ruhig weitergehen, bis es wieder herauskam. Das sagt mir, dass etwas im Weg ist (wie ein massiver Widerstand von Materie vor dem Schiff), oder wir modellieren etwas Seltsames, dass die Antwort wahrscheinlich davon abhängt, welches Plot-Tool Sie hier verwenden möchten .

Ich persönlich würde mehr kontinuierliche Schubquellen wie Ionenjets und weniger diskrete Quellen wie Kernpulse erwarten. Ich komme zu dieser Antwort aus logistischer und psychologischer Sicht. Die Schiffsbesatzung hat die wahnsinnige Aufgabe, Tausende von Jahren am Stück zu versuchen, ein Schiff zu steuern. Kontinuierliche Quellen erschöpfen oft gut bekannte Brennstoffquellen (die wahrscheinlich unterwegs abgebaut werden). Dinge wie Nuklearpulse werden den Verbrauch von selteneren Materialien beinhalten, auf deren Entdeckung sich das Generationsschiff Jahrzehnt für Jahrzehnt nicht verlassen konnte. Können Sie sich auch die mentale Belastung vorstellen, wenn Sie sagen: "Wir werden diese Schiffsgeneration vorantreiben, indem wir wiederholt Sprengstoff in der Nähe des Schiffes explodieren lassen?" Es ist das Gräuel jedes Kapitäns, Piloten oder Ingenieurs, der auf einem Schiff arbeiten muss, dessen jahrtausendelanges Überleben wichtig ist. Bedenken Sie, wenn eine Nutzungsdauer der Motoren für einen ganzen Monat nur 0,00001 % Schaden am Schiff verursacht, sieht es tatsächlich aus wie ein Fehler, einen Motor zu verwenden. Motoren mit weniger beweglichen Teilen und weniger Überraschungen wären bevorzugt.

Und so sehe ich jetzt, nur wegen Ihrer Charakterwahl, gelbe Strähnen von Ionenantrieb, die hinter dem Schiff austreten, bevor es zu neuen Grenzen abhebt.

Glänzend

Nichts für ungut, aber ich sehe einige mögliche Probleme mit den Ideen, die Sie vorgestellt haben.

Erstens: Es ist sehr unwahrscheinlich, dass ein Schiff der Bussard-Ramjet-Generation mehr als einen einzigen Backup-Triebwerkstyp haben würde. Es würde definitiv große Wasserstoff- (oder Deuterium / Tritium-) Kraftstofftanks geben, die vom Hauptmotor verwendet werden, wenn die Geschwindigkeit unter die erforderliche Mindestgeschwindigkeit fällt, die zur Erleichterung der Fusion erforderlich ist. Ihr Ramscoop wird riesig sein, irgendwo in der Nähe von 10 km oder mehr im Radius. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie etwas so Großes ein- und ausrollen, um ein Sonnensegel zu verwenden - das wäre einfach zu viel Masse, um weiter damit herumzuspielen. Es ist wahrscheinlicher, dass Sie sich der Sonne selbst oder einem Gasriesen nähern und die erhöhte Partikeldichte verwenden, um Geschwindigkeitsanpassungen vorzunehmen.

Viele der Gleichungen für Bussard-Staujets finden Sie hier: http://www.dangermouse.net/gurps/science/ramjet.html

Der Grund, warum ich sage, dass Sie wahrscheinlich nicht mehr als einen Motortyp haben, ist einfach das Verhältnis von Schub zu Gewicht (Link ist hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Thrust-to-weight_ratio). Das heißt - Sie haben bereits eine begrenzte Menge an Gewicht, die Sie mit Ihrem RamJet schieben können. Das Hinzufügen weiterer Motoren bedeutet noch mehr Gewicht für ein System, das normalerweise nicht verwendet wird. Sie sind mit Ersatzteilen für Ihren Bussard Ramjet besser dran, als einen völlig neuen Triebwerkstyp zu implementieren (und dann mit sich führen zu müssen). Ich meine - du wirst Leute an dieser Sache haben, richtig? Sie brauchen Lebensunterstützung. Hydroponik. Luftwäscher. Großbildfernseher. Wasser. Essen. Mehr Wasser. Computers. Twinkies. Comic-Bücher. Die Liste ist endlos. Das möchten Sie nicht für weitere Laufwerke verschwenden – zumal Sie diese (hoffentlich) während des Fluges nicht verwenden werden.

Zweitens - die Entfernung zwischen den Sternen ist ... riesig. Es wird aus gutem Grund ein Generationsschiff genannt; Abhängig von Ihrer Effizienz wird es Hunderte von Jahren dauern, bis Sie zum nächsten Stern gelangen. Es gibt kein „in dieser Region des Weltraums“. Es gibt nur 'enorm riesige verdammte Distanz zwischen Stern A und Stern B'. Was ist zwischen diesen beiden Sternen? Gar nichts. Nada. Erst wenn man die Oortschen Wolken dieser Sterne bei etwa 50.000 AE trifft, sieht man Felsen … und die sind auch wirklich weit voneinander entfernt. (Dies setzt voraus, dass Sie sich zwischen Sternen der G-Klasse bewegen, andere Sternsequenzsterne haben andere Radien). Was' Am wahrscheinlichsten passiert es, dass das riesige Mutterschiff in ein Sternensystem kommt und dann Dutzende von Fabrik- / Extraktionsschiffen ausspuckt, die das Gebiet nach weiteren Rohstoffen absuchen, um sie zum nächsten System zu bringen (vorausgesetzt, dieses hatte keine Erde). wie Planet). Diese Fabrik / Scouts würden sich dann wieder anbringen und Sie würden in Richtung Sonne fallen, um die nächste Reise zum nächstnächsten Stern zu beginnen.

Nun - davon abgesehen - all dies fällt aus dem Fenster, wenn wir einen Weg finden, masselose Motoren wie den EMDrive zu verwenden (Link hier: http://en.wikipedia.org/wiki/EmDrive )

Fragment traf einen Kraftstofftank. Der Tank war "tot" oder "in kritischem Zustand", musste also ausgeworfen werden. Zusätzliche Zeit für die Beschaffung von mehr Kraftstoff. (Xenon, Uran-238 usw.) Danke Michael.