Enter Iaeptus - Eine Millionen-Mann-Mission, die auf einer Flotte von zehntausend Schiffen zum äußeren Sonnensystem geboren wurde. Ihr Kommandant: Minevera, ein Gehirn-in-einem-Tank-Supercomputer. Mit einem Gewicht von 5 Tonnen, einer Neuronendichte, die 12-mal so hoch ist wie die eines sterblichen Menschen, und 3,4 x 10^25 Synapsen ist es das leistungsstärkste Rechengerät, das es im Sonnensystem gibt. Ihre Mission: Bauen Sie den Atlas Prime, das bald größte Raumschiff der Menschheitsgeschichte. Ein riesiger, selbstfahrender Gravitationsschlepper und Trägheitsdieb , der gebaut wird, um die Umlaufbahnen von Objekten im Transneptun und im Kuipergürtel zu verändern.
Da größer besser für einen Gravitationsschlepper ist, wie massiv kann Atlas Prime sein?
Einschränkungen
Es muss selbstfahrend sein
Sein Antriebssystem muss nachweislich möglich sein
der Name des Laufwerks darf nicht die Wörter „Wurm“ oder „Warp“ enthalten
die Massenutzlast muss ~50% oder mehr der Summenmasse ausmachen (wenn möglich)
Das Fahrzeug muss auf mindestens 1,0 m/s^2 beschleunigen können
Was ist angesichts dieser Spezifikationen die Obergrenze für die Masse von Atlas Prime?
Anmerkungen
Zur Verdeutlichung frage ich angesichts der Parameter, welcher Antrieb die meiste Masse antreibt und was das am meisten wäre
Atlas Prime kann alles sein, von einem O'Neil-Zylinder bis hin zu einer Masse Blei mit einer daran befestigten Rakete. Der wichtigste Teil von Atlas Prime ist seine tragbare Masse
Es entspricht möglicherweise nicht Ihren Beschleunigungsanforderungen, aber Sie sollten sich Fusionskerzen ansehen . Sie können nicht viel massiver als das sein, außer einem Shkadov-Triebwerk, das für Ihre Bedürfnisse viel zu viel des Guten wäre.
Im Allgemeinen ist der einfachste Weg, einen massiven Gravity-Traktor zu bauen, wahrscheinlich:
Aber wie Slarty erwähnt, sind Schwerkrafttraktoren nur dann notwendig, wenn Sie einen Motor nicht direkt auf das Zielobjekt montieren können.
Theoretisch kann ein Raumschiff beliebig groß sein und trotzdem mit 1m/s beschleunigen. Betrachten Sie dieses Gedankenexperiment: Nehmen Sie zwei Saturn-V-Raketen und verbinden Sie sie nebeneinander im Weltraum. Diese Einheit hätte immer noch die gleiche Beschleunigung wie ein einzelner Saturn V, aber die doppelte Masse. Abgesehen von technischen Stabilitätsproblemen kann dieser Vorgang so oft wiederholt werden, wie Sie möchten. Wenn die Nutzlast mindestens die Hälfte des Gewichts einnehmen muss, nehmen Sie an, dass die zweite und dritte Stufe der Saturn V durch gleiche Massen der erforderlichen Nutzlast ersetzt werden.
Ein besseres Maß für die Raketenleistung ist die Geschwindigkeitsänderung, die sie erreichen kann, die durch die Raketengleichung gegeben ist:
Geschwindigkeitsänderung = Abgasgeschwindigkeit * natürlicher Logarithmus (Anfangsmasse / Endmasse)
Die Anfangsmasse ist das Fahrzeug plus die Masse des Treibmittels
Die endgültige Masse ist einfach die Fahrzeugmasse
Die Abgasgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit der treibenden heißen Gase, wenn sie das Raketentriebwerk verlassen
Wenn die Nutzlast die Hälfte der Masse ist, dann vereinfacht sich dies zu Geschwindigkeitsänderung = Abgasgeschwindigkeit * 0,69. Der Hauptmotor des Space Shuttles hat eine Abgasgeschwindigkeit von 4,4 km/s im Vakuum
Ionenmotoren haben eine Abgasgeschwindigkeit von etwa 20–50 km/s
Fusionsraketen könnten möglicherweise eine Austrittsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 100 km/s haben
Wenn Sie die Umlaufbahn eines Transneptun- oder Kuipergürtel-Objekts ändern möchten, wäre es besser, ein großes Ionentriebwerk zusammen mit einem großen Kernkraftwerk und Verarbeitungsanlagen darauf zu landen. Verarbeiten Sie einen Teil des Körpermaterials zu Gas und verwenden Sie dieses Gas dann in dem Ionenmotor, der vom Kernkraftwerk angetrieben wird.
Cort Ammon
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