Wie lange würde ein Grey-Goo-Szenario brauchen, um einen erdgroßen Planeten fertig zu beschichten?

Ein Nanobot liegt im Allgemeinen irgendwo im Größenbereich von 0,1–10 μm. Der Einfachheit halber gehe ich davon aus, dass sich Ihre Nanobots mit einem Querschnitt von etwa 1 μm ^ 2 irgendwo in der Mitte befinden. Angenommen, Sie beginnen mit 1 Billion Nanobots, bedeutet dies, dass Ihr anfänglicher Abdeckungsbereich höchstens ein Bereich mit einem Durchmesser von etwa 64 cm und einer Dicke von Nanobots sein wird.

Während die Logik uns sagt, dass das Wachstum exponentiell sein sollte, ist dies nicht unbedingt wahr, je nachdem, wie sich die Schmiere verteilt.

Nehmen wir zunächst einmal an, dass er sich wie eine Bakterienkolonie ausbreitet: Auch wenn er in allen 3 Dimensionen wächst, können sich zu jedem Zeitpunkt nur die Nanobots vermehren, die mit den Rohstoffen des Bodens Kontakt aufnehmen können. Zunächst können Ihre Nanobots, die in der Mitte einer Gänsehaut repliziert werden, an den Rand kriechen, sodass eine Expansion nach außen exponentiell erscheint, da Sie nur eine minimal dünne Schicht von Bots unterhalten, sodass alle Bots die ganze Zeit replizieren können, aber schließlich Sie wird eine maximale Expansionsrate erreichen, die dadurch begrenzt ist, wie schnell Ihre Bots crawlen können.

Die schnellsten einzelligen Organismen scheinen in der Lage zu sein, sich mit Geschwindigkeiten von etwa 1 mm/s fortzubewegen . Wenn sie sich mit einer Rate von einmal pro Minute reproduzieren können, bedeutet dies, dass nur die äußeren 60 mm einer bestimmten grauen Gänsehautkolonie sinnvoll zur Expansionsrate der Kolonie beitragen können. Das bedeutet, dass Sie die Zeit, die benötigt wird, um einen Planeten zu umrunden, als die Hälfte seines Umfangs in mm/s abschätzen können. Eine erdgroße Welt hat einen Umfang von ~40.000 km; Das bedeutet also, dass Ihr grauer Schleim aus eigener Kraft etwa 634 Jahre braucht, um sich auf dem ganzen Planeten auszubreiten.

Aber diese Mathematik erzählt hier nicht die ganze Geschichte ... Wenn Ihr Planet Wind und Flüsse hat, könnten diese Nanobots aufnehmen und sie viel schneller verbreiten, als sie kriechen könnten. Ein großer Fluss könnte Nanobots in nur wenigen Monaten über Tausende von Kilometern verbreiten. Ein großer Sturm wie ein Hurrikan könnte sogar innerhalb weniger Tage Bots über das Gebiet eines kleinen Landes verbreiten. Diese Wetterereignisse stellen sicher, dass Sie statt nur einem sich langsam ausdehnenden Blob Milliarden winziger Kolonien haben, die sich über ein größeres Gebiet verteilen.

Wenn ein Wetterereignis irgendwo nur 1 Nantit ablagern würde, könnte es innerhalb von 30 Minuten auf einen Radius von 60 mm anwachsen und seine maximale Expansionsrate von 1 mm/s erreichen. Das bedeutet, dass das Wetter den Prozess bis zu dem Punkt beschleunigen könnte, dass große Teile eurer Welt innerhalb der ersten paar Jahre vollständig bedeckt sein könnten. Je mehr Wetter Ihre Welt hat, desto schneller können sich die Bots ausbreiten.

Außerdem stellt sich die Frage, wie intelligent diese Nanobots zusammenarbeiten können. Makroskopische Organismen können sich viel schneller bewegen als Mikroben, weil wir die zusammengesetzte Fortbewegung von verketteten Zellen nutzen. Wenn Sie also tausend Nanobots haben, die alle in einer Kette mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/s schieben, bewegen sich die äußeren Bots tatsächlich mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s auseinander. Dies bedeutet, dass eine Kolonie, die darauf ausgelegt ist, sich selbst auseinanderzudrücken, tatsächlich Platz für ihre zentralen Bots zur Replikation schaffen kann, sodass sie mit einer Geschwindigkeit wachsen kann, die nur durch die Zähigkeit Ihrer Nanobots und die Geschwindigkeit, mit der sie ihre Teile bewegen kann, begrenzt wird. Während sich Mikroben nur mit sehr geringen Geschwindigkeiten fortbewegen können, können sich einige bei Beschleunigungen von bis zu 200 m/s^2 ausdehnen und zusammenziehen... also ist die einzige wirkliche Grenze hier, wie viel Querschnittsbelastung die Bots ertragen können, wenn sie expandieren. Dies wird viel schwieriger abzuschätzen, aber wenn wir davon ausgehen, dass diese Bots in etwa mit der Zähigkeit makroskopischer Organismen vergleichbar sind, dann können wir davon ausgehen, dass sie sich wahrscheinlich so schnell auseinanderdrücken können, wie ein makroskopischer Organismus sich vom Boden abstoßen kann, um zu rennen ... Nach diesem Modell wäre es also nicht unmöglich anzunehmen, dass die Wachstumsrate der Gänsehaut bei Raten von über 100 km/h begrenzt werden könnte.

Wenn dies der Fall ist, könnte sich Ihr Schleim aus eigener Kraft in etwa 8-9 Tagen über den ganzen Planeten ausbreiten, vorausgesetzt, die Technologie dahinter kann tatsächlich die ganze Zeit über eine Replikationsrate von 1 Minute pro Generation aufrechterhalten. Allerdings bringt MolbOrg einen guten Punkt in den Kommentaren, dass Strom- und Ressourcenknappheit eine Replikation von 1 Minute pro Generation mit jeder Art von Technologien der nahen Zukunft so gut wie unmöglich machen werden.

Damit dies funktioniert, müssen Sie davon ausgehen, dass Ihre Naniten von einer Art Handwavium angetrieben werden und dass sie sich aus so ziemlich jeder Form von Materie replizieren können.

Um diese Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, muss die Nanobot-Kolonie einen Radius von etwa 1,7 km erreichen und sich in einem Wellenmuster über den Boden bewegen, sodass kein Querschnitt tatsächlich das seitliche Gewicht des gesamten 1,7 km langen Nanobot-Körpers tragen muss. Da es sich hier um Terraforming-Schleim handelt, ist es auch erwähnenswert, dass die große sich bewegende Masse der Replikatoren nicht den gesamten Planeten bedecken muss. Stattdessen bilden sie etwas, das wie ein Tsunami von Bots aussieht, der sich in einem 1,7 km langen Ring um die Welt ausbreitet, nur genug Bots zurücklässt, um das Terraforming durchzuführen, und den Rest wiederverwertet, um das wieder aufzufüllen, was dem Boden entnommen wurde, um Ihren grauen Schleim zu machen.

Es gibt eine gute Skeptoid- Episode über Nanobots, die einen Link zu einer wissenschaftlichen Abhandlung mit dem wunderbaren Titel Some Limits to Global Ecophagy by Biovorous Nanoreplicators mit Public Policy Recommendations enthält, die sich ausführlich mit der Frage befasst. Der Autor zieht eine Reihe möglicher Szenarien in Betracht, die alle unterschiedlich vorgehen würden, aber die Zusammenfassung liefert eine ziemlich gute Gesamtantwort auf Ihre Frage:

Die maximale Rate globaler Ekophagie durch biovore selbstreplizierende Nanoroboter wird grundsätzlich durch die angewandte Replikationsstrategie eingeschränkt; durch die maximale Ausbreitungsgeschwindigkeit mobiler Replikatoren; durch Betriebsenergie und Anforderungen an chemische Elemente; durch die homöostatische Resistenz biologischer Ökologien gegen Ekophagie; durch ökophagische Grenzwerte für thermische Verschmutzung (ETPL); und vor allem durch unsere Entschlossenheit und Bereitschaft, sie zu stoppen. Unter der Annahme aktueller und vorhersehbarer energiedissipativer Designs, die ~100 MJ/kg für chemische Umwandlungen erfordern (höchstwahrscheinlich für biovore Systeme), wird die Ökophagie, die langsam genug vor sich geht, um ~4°C zur globalen Erwärmung hinzuzufügen (nahe der aktuellen Schwelle für eine sofortige klimatologische Erkennung), dies tun benötigen ca. 20 Monate bis zur Fertigstellung; schnellere ökophage Geräte werden heißer, was eine schnellere Erkennung durch die Polizeibehörden ermöglicht.

Die Hauptfaktoren hierbei sind die Bewegungsgeschwindigkeit der Nanobots und ihre Effizienz bei der Umwandlung von Fremdstoffen.

Dies wurde natürlich von den Schöpfern des Nanobots wahrscheinlich berücksichtigt. Ein einzelner Nanobot oder die kleinste lebensfähige Nanobot-Gruppe (sie müssen wahrscheinlich zusammenarbeiten, um sich zu reproduzieren – auf keinen Fall kann ein einzelner Nanobot einen Von-Neumann-Replikator instanziieren) wird sicherlich in der Lage sein zu kriechen.

Größere Ansammlungen von Nanobots könnten in der Lage sein zu fliegen , indem sie sich in großen dünnen Schichten organisieren und schlagen; rollen , zu Rädern organisieren; oder laufen , indem Sie stabartige "Bein" -Konfigurationen bilden und sich auf diese Weise bewegen. Die Höchstgeschwindigkeit wird wahrscheinlich unter 50 km/h liegen, außer vielleicht auf Autobahnen oder steilen Abfahrten (das "Rad" wird wahrscheinlich in Nanobot-Gruppen zerfallen, aber das ist in Ordnung - es könnte sogar ein Feature sein).

Ich würde erwarten, dass sich die Grey Goo-Infektion mehr oder weniger mit dieser Geschwindigkeit ausbreitet, die "Infektoren" Replikatorgruppen verbreiten. Um zu verhindern, dass diese Gruppen zu klein werden, um die lokomotorische Phase fortzusetzen, würden zumindest die bodennahen Infektoren wahrscheinlich Material auf der Flucht verschlingen, es intern ansammeln (zum Beispiel in der "Nabe" des "Rads") und es verwenden neue Replikatorgruppen erzeugen. Wenn ein benötigtes Material (seltene Erden, einige Metalle usw.) nicht gefunden wurde, hielten die mobilen Gruppen entweder an und blieben so lange wie nötig sesshaft oder kehrten zurück und jagten.

Dies könnte auch eine Möglichkeit sein, die Infektion einzudämmen oder sie von einigen Bereichen fernzuhalten: eine große Menge an Material, das für die Replikation nutzlos ist (z. B. Salzwasser, um eine schwimmende Insel herum – der schwimmende Teil ist gegen eingrabende Nanobots), das dennoch eine Annäherung ermöglichen könnte Infektoren. Die Nanobots würden dann zu passiven schwebenden Gruppen wechseln, einer Art „Samen“, die darauf warten, mit dem verwundbaren internen Volumen in Kontakt zu treten. Dies könnte mit etwas verteidigt werden, das in der Lage ist, die Samen zu deaktivieren oder für ihren Angriff undurchlässig ist (hartes UV-Licht, EMP-Panzerung, Bornitridkeramik).

Es hängt von der Logistik ab, aber wahrscheinlich ein paar Jahre.

Ihre Naniten befallen ziemlich generische Siliziumplaneten. Ich nehme an, dass die Oberfläche ohne Wasser hauptsächlich aus SiO2 besteht, und das ist alles, was die Naniten interessiert. Sie erzeugen eine O2-Atmosphäre mit einem Standarddruck von 101,325 J/L = 101325 N / m^2 = 10,1325 N/cm^2. Für erdähnliche Planeten (fast 10 m/s^2 Gravitation) sagen wir, das ist 1 kg/cm^2. Siliziumdioxid besteht aus 2,3 g/cm^3, davon sind 1,2 g/cm^3 Sauerstoff, also müssen wir 830 cm tief graben, um ein Kilogramm Sauerstoff zu gewinnen. Dabei setzen wir fast ein Kilogramm Silizium als Naniten frei. Die Erde hat eine Fläche von 5E+8 km^2 = 5E+18 cm^2, also müssen wir 5E+18 kg Naniten herstellen. (Technisch gesehen könnten wir das meiste Silizium einfach wegwerfen, aber es wird sich nicht selbst herauswerfen, es sei denn, es handelt sich um Naniten.)

Die Naniten sind gut strukturiertes Silicen mit einer "vernachlässigbaren" Menge an Sauerstoff, um Schaltkreise zu isolieren. Sie sind sehr lang und schmal und nehmen Sonnenenergie als basale Energiequelle auf. Sie können auch Licht in kohärenten Strahlen aussenden, die als Kommunikations- und Energiequelle aufeinander gerichtet sind.

Sie treiben sich selbst an und nehmen durch "Elektropulsion" zusätzliche Energie auf. Jeder Nanit hat die Fähigkeit, ein Elektron aus seiner Halbleitermatrix auszustoßen und es entlang der Längsachse zu beschleunigen. Diese sich schnell bewegenden Elektronen dienen als Reaktionsmasse und passieren kurze Strecken, wo sie fast immer von einem anderen Nanit absorbiert werden.

Die Kontrolle des elektrischen Potentials durch das Senden oder Empfangen von Elektronen (sie können sie über ihr lichtbasiertes Internet anfordern) bedeutet, dass sie elektrostatische Strukturen erzeugen können, die sich durch Ladung auseinander drücken. So können sie beispielsweise schnell in die Ionosphäre aufsteigen, um deren Energie zu schöpfen. Es ermöglicht ihnen auch, einen "Elektroschwebezug" zu schaffen, mit dem Naniten mühelos lange Strecken in Luftströmungen zurücklegen können, die durch Ladungsunterschiede kontrolliert werden.

Wenn sie auf Sonnenenergie beschränkt sind, können die Naniten nur (ungefähr) 1000 W/m^2 oder 0,1 J/s cm^2 absorbieren. Ich werde möglicherweise die Bildungswärme von -910 kJ / mol missbrauchen, um anzunehmen, dass wir etwa 15 MJ benötigen, um die Naniten herzustellen, die wir benötigen, oder 1,5 E + 8 Sekunden Sonnenlicht oder 4,8 Jahre. Autsch! Nun, wenn Solarenergie das Gestein leicht von einem Planeten abtragen könnte, wären wir alle in großen Schwierigkeiten, denke ich. Auf dieser Grundlage nehme ich an, dass die anderen Statistiken zur Replikation irrelevant sind.

Die Antwort hängt also wirklich davon ab, welche Energiequellen sie herausziehen können. Wind ist offensichtlich – auf jeder Ebene und zu jeder Zeit geerntet, könnte er sehr beträchtlich sein, aber wie gut Sie das mit einem elektrostatischen Netzwerk von Naniten machen können, ist mir nicht klar.

Es ist möglich, dass die Naniten elektrisches Potential in der Atmosphäre , der Ionosphäre, sogar in Van-Allen-Strahlungsgürteln absorbieren können , indem sie Elektronen weiterleiten; Dies effektiv zu tun, ohne zu viel Energie im Widerstand zu verlieren, ist jedoch keine leichte Designleistung.

Der Planet könnte einige eingebaute Quellen chemischer Energie bieten, obwohl ich bezweifle, dass sie viel ausmachen werden. Trotzdem können Naniten graben und nach Bodenschätzen suchen. Aber mit dem Sauerstoff als Endprodukt würde das Verbrennen von abiotischem Erdöl, falls vorhanden, nichts nützen!

Ich werde hier mit "ein paar Jahren" gehen.

Nanomaschinen, Sohn

Die allgemeine Darstellung der apokalyptischen Szenarien von GG lässt 2 oder 3 wichtige Punkte außer Acht.

1. Nicht jedes Material kann für den Bau von Nanomaschinen verwendet werden - Materialliste
2. Bau, Extraktion usw. erfordern Energie, die aus der äußeren Umgebung gewonnen werden muss, und nein, es kann keine Magie sein, Wärme abzusaugen, nur weil das Nanomaschinen sind, Sohn - keine solche Aktivität kann gegen Regeln verstoßen, die wir auf makroskopischer Ebene gut kennen skalieren, nur weil es sich um einige Nanomaschinen handelt.
3. Dies kann der Trägheit des Denkens zugeschrieben werden, wenn Menschen die Idee von Nanomaschinen in die Finger bekommen, versuchen sie, alle und alle Probleme damit zu lösen, wobei sie völlig die Tatsache übersehen, dass sie ein gutes Mittel sind, um makroskopische Konstruktionen zu erstellen - Maschinen, Werkzeuge , etc - Dinge, mit denen wir vertrauter sind, insbesondere wenn es für eine Aufgabe besser geeignet ist. Was sie als Werkzeug, die Nanomaschinen, wirklich hinzufügen, ist die Flexibilität und Leichtigkeit, dies auf allen Skalen von Nano bis Makro zu tun.

Was das bedeutet

Beim Lesen der derzeit vorliegenden Antworten scheint jeder Punkt 2 verpasst zu haben und beginnt, "ein Problem" der Fortbewegung zu betrachten, was aufgrund von Punkt 3 kein Problem ist.

Eine Antwort versucht, ein gewisses Maß an Zusammenarbeit vorauszusetzen, aber lassen Sie uns einige Sätze darüber sagen, wie es wirklich sein sollte.

Sie machen keine Nanomaschinen, um sie zu reproduzieren, es hat keinen Sinn, dass sie einige Materialien in sich umstrukturieren, um sie umzustrukturieren. Ich meine, wenn Sie das zum ersten Mal machen – sicher ist es cool und so, aber der nächste Schritt (eigentlich lange bevor Sie mit dem ersten erfolgreich sind) besteht darin, Dinge so zu betrachten und zu gestalten, wie Sie sie praktisch verwenden können. GG muss also einen praktischen Nutzen haben, und es ist keine so schlechte Idee, diese bestehenden nützlichen Anwendungen für Planeten-Terraforming anzuwenden, wie im Fall von OP.

Idk, lassen Sie uns einige einfache Beispiele geben, was Nanomaschinen für nützliche Dinge tun können, wie praktische Dinge aussehen können und gleichzeitig weniger wie universelle Materiereplikatoren sind (was sie sowieso nicht sein können).

Ich denke, viele sind mit den Begriffen additive und subtraktive Fertigung vertraut - additiv ist Ihr normaler 3D-Drucker (und andere eher fabrikartige Ansätze wie dieser), subtraktiv ist es im Grunde das Schneiden und die Herstellung von Metallspänen.

Nanomaschinen können beides kombinieren, indem sie nur ein subtraktives Herstellungsverfahren sind.

• was nicht bedeutet, dass sie nicht auch additiv sein können, und es ist im Allgemeinen, denke ich, die Vorstellung, dass sie nur additiv sind, aber sie müssen es nicht sein, und es gibt alle möglichen Probleme für sie, additiv zu sein. Aber als bessere und flexiblere Cutter können sie wirklich etwas verändern, viel Energie sparen, viele Probleme lösen.

Alles, was wir heute in 3D drucken, kann von Nanomaschinen herausgearbeitet werden. Sie müssen nicht viele Späne produzieren, um Rohlinge zu Teilen zu formen, wie eine EDM-Maschine können sie mikroskopische Schnitte jeder Konfiguration ausführen (EDM ist ein guter 0,2-mm-Schnitt, aber nm kann mit jeder Konfiguration der Schnittfläche um 2 Größenordnungen besser abschneiden was EDM nicht kann, wie es keine andere Technologie kann). Dies könnte ein ziemlicher Prozess sein, der alle (99%) der derzeitigen Herstellungsprozesse ersetzen könnte, ohne sich auf eine magische Nanoskalen-zu-Nanoskalen-Interaktion eines Werkzeugs (Nanomaschinen, gg, nm) und der Rohstoffe, Rohlinge usw. zu verlassen.

Es ist also nichts Ungewöhnliches an Zielen wie dem Aushauen von Zahnrädern und Rädern aus Stein und der Herstellung von Reflektoren und Stirlingmotoren, um das Fortbewegungsproblem frühzeitig anzugehen - ich meine, meistens gibt es unzählige Möglichkeiten, dieses "Problem" zu lösen - Flugzeuge, Boote, U-Boote, Zeppeline usw. usw. Ein Flugzeug, das die Größe und Masse eines typischen Schaummodells haben und ein großes Territorium besäen kann, oder es kann eine Zeppelinflotte mit tausend Tonnen Ladung sein - wie große flache Blasen, die schweben und Energie absorbieren.

EROEI ist ein Schlüssel in jeder Bootstrapping-Erweiterung.

EROEI ist ein wichtiger Aspekt jeder Erweiterung. Es ist wirklich sinnlos, eine Replikationszeit von 2 Minuten einzustellen, und übrigens schaffen ziemlich schnelle Bakterien das in einer halben Stunde, und es ist eine vernünftigere Zahl, wenn Sie die Zeit per Hand winken möchten.

Eine wichtige Frage ist, wie viel Energie es in die Materialverarbeitung und den Bau von Nanobots investieren muss und wie viel Energie es zurückbringen kann.

Leider hängt es von der Technologie dieser Nanobots ab, und daher müssen wir Annahmen treffen, wenn wir keine praktischen Spezifikationen für diese Technologie erhalten. Diese Annahmen müssen jedoch nicht zwangsläufig unvernünftig sein. Und es ist sehr hilfreich, diese Mentalität zu durchbrechen, dass alles von Nanomaschinen erledigt werden muss, und die Vorstellung anzunehmen, dass Nanomaschinen das Fett in den Prozessen sind und wie Makroprozesse aussehen oder sein können, die wir kennen.

Wenn wir das auf die richtige Art und Weise tun (Breaking the Box), landen wir immer noch im Bereich der Annahmen, auch wenn wir vorhandene Technologien verwenden möchten, um Obergrenzen der Prozesse abzuschätzen, am Beispiel der Photovoltaik, weil es schwierig ist, echte Zahlen darüber zu finden und es kommt darauf an.

Aber im Allgemeinen gibt es Zahlen, nach denen wir die Energieproduktion von Kraftwerken steigern und in 2-3 Jahren verdoppeln können. Aus mehreren Gründen, wie weniger Abfall beim Schneiden von Wafern (2-3-4-fache Verbesserung allein hier), weniger Metallverbrauch, höhere Nutzung von herumliegenden Materialien, weniger Energie zur Herstellung von Ziegeln (nur aus Mangel an besseren Worten und Beispielen) Materialien mit weniger Energie, weniger Energie zur Herstellung von zementähnlichem Material, bessere Wiederverwendung dieses zementähnlichen Materials (fast 0 Energie dafür), keine Vorschriften aufgrund unterschiedlicher Ziele usw. Es kann durchaus vernünftig sein, diese Anzahl von 2 anzunehmen -3 Jahren deutlich gesenkt werden kann, aber um wie viel genau ist unbekannt, ich würde die Größenordnung leicht erraten, würde mich nicht über zwei Größenordnungen wundern.

Trotzdem viele Gastimulationen unterwegs, hoffen wir, dass OP dies auf interessante Weise alleine oder durch weitere Fragen zu WB schafft.

Potenzial, sinnvolles Szenario, Obergrenze und Stückliste

• Es ist meiner Meinung nach sicher, unter Berücksichtigung einer bestimmten Technologie, 2D-Nanomaschinen, die sie außerhalb des Geltungsbereichs spezifiziert.
• auch um das Stücklistenproblem zu erwähnen, das ich vorher vergessen hatte

Die Technologie der Nanomaschinen, die ich im Hinterkopf habe, verwendet hauptsächlich Kohlenstoffnanoröhren und kann mit einigen anderen Materialien dotiert sein, aber nichts Exotisches wie Seltenerdmaterialien, sondern eher wie Ihr typisches Silikonzeug.

• diese Vorstellung, dass Nanomaschinen aus jedem Material hergestellt werden können, einen ganzen Planeten in Nanomaschinen einhüllen oder umwandeln können, indem sie 100 Prozent davon verwenden – es hat keine Bedeutung in der Realität – ein Hinweis? Chemie.

Basierend auf einer weltraumbezogenen Schätzung, bei der ich vorhandene Technologien verwendet habe, passiert irgendwo in meinen Antworten das Doppelte in 3-5 Tagen (ohne Nanotechnologie), eine Obergrenze, die viel zu großzügig ist, wie die Dinge heute auf dem Planeten rollen, eine Verdoppelung in 2 -3 Jahre.

Es muss also geschätzt werden, wie viel Energie 1 kg Nanotechnologie wert sein kann - Chemie ist hier hilfreich, da wahrscheinlich eine Zufallszahl von 12 kWh / kg (im Paar mit Öl) in diesem 1 kg gespeichert ist.

Eines der letzten Dinge, die herauszufinden oder anzunehmen sind, ist die Effizienz der Gewinnung von Energie aus der Umwelt, wie Sonnenlicht, sagen wir 10-20 Prozent, und die Effizienz der Nutzung dieser Energie, um Stücklisten aus der Umwelt zu extrahieren und zu verwenden Speichern/rekombinieren Sie es in Nanomaschinen, nehmen wir die gleichen 20 Prozent.

Die letzte Sache ist, wie viel Energie von diesem 1 kg Nanomaschinen erzeugt werden kann, eine ziemliche Frage, lassen Sie uns es von einem 50 Mikrometer dicken Siliziumwafer mit 10 Prozent Effizienz abschätzen, 2,33 Gramm / cm3, also 1 kg reicht für etwa 400 ml der Ding, und mit einer Dicke von 0,005 cm beschmiert ( warum Google Dinge in g pro cm bekommt, soo falsch, Google verwendet metrische Einheiten, es kg pro Kubikmeter; SpaceX verwendet Meter pro Sekunde ), das gibt uns 80'000 Quadratzentimeter und zurück zu In der metrischen Welt sind es 8 Quadratmeter.

• 50 Mikron ist eine ziemlich großzügige Annahme, 10 könnten ausreichen, aber ....

Das gibt uns eine Investition von 12 kWh, die an sonnigen Tagen etwa 1 kW pro Stunde mit 10 Prozent Effizienz und mit 20 verdoppeln kann. Mit 20 Prozent Effizienz der Energieverbrauchsnutzung, um Bots herzustellen, landen wir bei 30-60 Sonnenstunden, was wahrscheinlich so etwas wie 5-10 Tage für ein Doppelzimmer.

Wenn wir 10 Tage brauchen, beginnend mit 1 m2, haben wir bei einer Planetengröße der Erde (übrigens Wasser ist kein Problem für die Ausbreitung) etwa 49 Zyklen (ln (Oberfläche) / ln (2)) oder 490 Tage. (Oder eine beliebige Anzahl von Tagen (Minuten, Stunden) pro Zyklus multipliziert mit 49)

Aufbau einer 10-Mikrometer-Schicht auf der Oberfläche des Planeten mit 100-prozentiger Abdeckung. Für Terraforming-Zwecke reicht es nicht, aber an dieser Stelle erreicht das System den Engpass der Energiegewinnung. Und wenn es noch genügend Kohlenstoffquellen in der Luft gibt, dann kann sie linear wachsen, nehmen wir diese 50-Mikrometer-Zahl, also 5 Mikrometer pro Tag. In einem weiteren Jahr 1,5 mm Dicke Abdeckung, wenn wir die in Punkt 3 vom Intro erwähnte Box nicht brechen, kann es immer noch nicht genug sein, sonst ist es eine ziemlich mächtige Kraft.

Energiequellen

Unter der Kruste kann Magma eine ziemlich starke Energiequelle sein, und Nanomaschinen können das Werkzeug sein, um es zu erreichen und damit zu arbeiten.

Auf venusähnlichen Planeten kann die Atmosphäre als ziemlich potente Energiequelle genutzt werden.

In beiden Fällen ist es schön, dass es sich um gespeicherte Energie handelt, und es hängt im Wesentlichen von Ihren Fähigkeiten ab, sie zu extrahieren, was bedeutet, den Engpass zu beseitigen, aber gleichzeitig den gesamten Planeten mit wünschenswerten (Venus) oder nicht wünschenswerten Auswirkungen zu beeinflussen (Erde).

Potenzielle organische Materie, die auf einem Planeten vorhanden ist, kann als Energiequelle genutzt werden.

Uranium und Co. kann man verwenden, ist aber nicht so praktisch und lohnt sich auf Dauer nicht, aber wenn man darauf landet, ja warum nicht, am Anfang.

Fusion kann sein, wenn die Bedingungen stimmen und die Technologie es zulässt und die Materialliste dafür zugänglich genug ist - es gibt einige interessante Fusionsansätze, die nicht Supraleiter als Beispiel verwenden, Nanomaschinen wie die Fusion, aber es kommt darauf an.

Es dauert nicht so lange, Dinge in den Weltraum zu bringen, eine stadtgroße Struktur, mit Nanomaschinenfett kann das leicht tun, und dann gibt es im Grunde keinen Energieengpass in der Art und Weise, wie es hier erwähnt wurde, Grenzen werden eine komplexere Konfiguration haben , dennoch wird es um Energie gehen. In den Weltraum zu kommen kann bei Zyklus 20 oder so ähnlich vorteilhaft sein (beginnend mit 1 m2), wenn die Doppelzeit in Jahren gemessen wird, kann es etwas Zeit sparen, und es ist nach Zyklus 49 mit einer kurzen Doppelzeit sinnvoll.

Okay, im Moment haben wir noch nicht genügend Informationen für eine "Kugelkuh im Vakuum"-Berechnungen. (Dies würde uns nicht die richtige Antwort liefern. In diesem Fall würden wir die Endmasse der Naniten = die Anfangsmasse des Planeten annehmen.)

Der Grund, warum das nicht funktionieren würde, ist, dass die Naniten nicht die Materialien für ein ungebremstes exponentielles Wachstum haben werden. Im Zentrum der Masse haben die Naniten keinen Zugang zu Material. Nur Naniten am Rande der Masse, wo geeignetes Rohmaterial vorhanden ist, werden sich vermehren können.

Im großen Maßstab werden wir schließlich einen Ring von Naniten am Rand der Nanitenmasse sehen, die nahe genug am Rand sind, dass alle von ihnen produzierten Kind-Naniten es bis zum Rand schaffen, bevor sie sich ausdehnen. Die Dicke dieses Rings wird von dem relativen Verhältnis der Reproduktionsgeschwindigkeit zur Transportgeschwindigkeit abhängen. Wenn die Transportgeschwindigkeit höher ist, können Naniten, die weit von der Grenze entfernt sind, Kinder-Naniten effektiv zur Grenze der Masse beitragen. Wenn die Reproduktionsgeschwindigkeit ausreichend höher ist, werden nur die Naniten am Rand der Masse einen effektiven Beitrag leisten, da bis zu dem Zeitpunkt, an dem andere Naniten den früheren Rand erreichen, diese noch weiter entfernt sein werden.

Im Falle der transportdominierten Situation beträgt die benötigte Zeit etwa die Hälfte des Erdumfangs, dividiert durch die Transportgeschwindigkeit. Der gesamte Prozess wird etwas länger dauern, da die Nanitenmasse ausreichend wachsen muss, damit der Ring der effektiven Reproduktion groß genug ist, um den Umfang zu bedienen.

Im Fall der reproduktionsdominierten Situation ist die benötigte Zeit der halbe Durchmesser des Planeten, dividiert durch die Größe des Naniten, multipliziert mit der Reproduktionszeit.

Wind wird wahrscheinlich die Hauptverbreitungsmethode sein.

Nanobots werden sich nicht so schnell bewegen wie Mikroben, und daher werden sie hauptsächlich von Wind und natürlichen Strömungen bewegt. Sobald sie einen Ort erreichen, explodieren sie schnell in Zahlen und breiten sich wahrscheinlich mit einer Geschwindigkeit von einigen Zentimetern pro Stunde aus.

Der Wind bewegt sich mit etwa 10 Kilometern pro Stunde und die Erde hat einen Umfang von 40000 Kilometern. Es würde also etwa 2000 Stunden oder ein Vierteljahr dauern, um sich an den meisten Orten weltweit auszubreiten. Sobald sie einen beliebigen Punkt erreicht haben, können sie dank ihrer schnellen Replikation alles schnell konvertieren und sich mit sehr langsamer Geschwindigkeit ausbreiten.

Eine Stadt wird sich langsamer umwandeln, weil sie viele Windbarrieren hat. Je nach Größe kann es ein paar Wochen oder Monate dauern, bis man überall hinkommt.