Sie____ nicht

Stattdessen ist die optimale Antwort, ein unbemanntes Schiff von der Erde (oder LEO) so zu beschleunigen, dass es irgendwann der Geschwindigkeit der entgegenkommenden Rückkehrer entspricht, auszuladen, das Rettungsschiff umzudrehen.

• Warum unbemannt? Weil g. Sie können ohne fleischige matschige Dinge an Bord schneller beschleunigen, also kreuzen Sie vielleicht sogar innerhalb der eigentlichen Sol, was bedeutet, dass unsere Rückkehrer schneller nach Hause kommen, weniger Lebenserhaltungsmasse zum Leben benötigen usw.
• Warum nicht etwas mit dem Schiff selbst machen? Da die Erde ein BIP hat, verschiffen Sie nicht so viel.

Höchstwahrscheinlich ist dies einer von Hunderten von Missionskontingenten, die von der Planetary Space Agency geprüft wurden, bevor das Schiff überhaupt entworfen, geschweige denn ausgesandt wurde. Eine solche Mission würde nach unseren derzeitigen Maßstäben wahrscheinlich Hunderte von Billionen Dollar kosten, so dass angesichts der Kosten jedes mögliche Ergebnis im Voraus sorgfältig geprüft wurde. Die Bohrkernhalde hätte dem etablierten Protokoll gefolgt, und Trennbolzen hätten im Voraus installiert werden müssen. Dies macht es wahrscheinlich, dass ein Abfangschiff, das die Höchstgeschwindigkeit der Hauptmission erreichen kann, wahrscheinlich bereits im Dock liegt und darauf wartet, dass der Notfall ausgelöst wird.

Welche Methode auch immer verwendet wird, um das Schiff zu verlangsamen, die Energiequelle kann nicht in angemessenem Umfang aus dem Inneren des Schiffes stammen. Die Menge an Energie, die mit relativistischen Geschwindigkeiten verbunden ist, ist enorm.

Selbst unter der Annahme, dass der Rest des Schiffes verlassen wird und die gesamte Besatzung eine kleine Kammer betritt (die dann selbst abgebremst wird), liegt die kinetische Energie eines 1-Tonnen-Objekts (1/5 der Masse des Apollo-Kommandomoduls ) bei 0,6 c ist 2E19J .

Dies entspricht etwa 5 Gt TNT , was 100 Tsar Bombas entspricht . Wenn die Besatzung nicht über eine Backup-Energiequelle verfügt, die in der Lage ist, die erforderlichen 2E19J bereitzustellen, verhindert die harte Physik, dass das Schiff langsamer wird, es sei denn, diese Energiemenge wird bereitgestellt, um dem Schiff zu ermöglichen, ein ausreichendes Delta-V von 0,6c zu erreichen.

Daher muss jede Rettung für die Schiffsbesatzung aus externen Quellen kommen. Gute bereits erwähnte Lösungen umfassen das Bereitstellen von Treibstoff und eines neuen Reaktors entlang der Schiffsroute, das Entsenden eines unbemannten Rettungsschiffs oder das anderweitige Bereitstellen der erforderlichen Energie von einer externen Quelle.

Zusätzlich müssen die Antriebsquellen relativ große Beschleunigungsbeträge bereitstellen. Die Besatzung wird innerhalb von 5 Jahren ohne Vorräte sterben, also muss das Schiff bis dahin zur Erde zurückkehren (oder zumindest wieder versorgt werden). Um innerhalb von 5 Jahren auf Geschwindigkeit 0 abzubremsen, muss das Schiff mit einer konstanten Rate von 0,116 g abbremsen , und mehr, wenn das Schiff über die Erde hinausschießt. Damit ist eine Verzögerung durch impulsarme Quellen wie Lichtsegel oder Gaswolken ausgeschlossen, es sei denn, das Schiff wird ebenfalls versorgt.

Ein paar Optionen, mit freundlicher Genehmigung von Isaac Newton und seinem dritten Bewegungsgesetz:

1. Das Antriebssystem mit sehr hoher Geschwindigkeit in Fahrtrichtung abwerfen (wie hoch, hängt von den relativen Massen des Schiffes und des Antriebssystems ab; dies ist möglicherweise überhaupt nicht möglich).
2. Lassen Sie alle an Bord eines Shuttles steigen und es sehr schnell in die entgegengesetzte Fahrtrichtung starten (und es in den Orbit moonwalken, Sie glatter Verbrecher).

Obwohl ich darüber nachdenke, wäre eine Verzögerung von relativistischen Geschwindigkeiten auf Orbitalgeschwindigkeiten über die Länge der Länge eines Raumschiffs mehr als tödlich für die Besatzung und wahrscheinlich das Schiff / die Rettungskapsel.

Der Zeitrahmen macht dies sehr unwahrscheinlich, aber wenn die ankommende Spur des Raumfahrzeugs mit hoher Sicherheit bekannt ist, könnte eine Wolke aus Gas oder sogar Plasma vor das Fahrzeug gelegt werden. Das Raumschiff wird so ähnlich wie ein zeitgenössisches Raumschiff in die Erdatmosphäre einpflügen, und die Reibung, die durch die Wechselwirkung des Raumschiffs mit dem Medium entsteht, wird es verlangsamen.

Wenn wir nun annehmen, dass eine Zivilisation, die ein interstellares Raumschiff schaffen kann, das sich bei 0,6 ° C bewegen kann, keine großen Schwierigkeiten haben wird, Tanker-Raumschiffe zum Auffüllen mit Gasen aus der Atmosphäre von Gasriesenplaneten zu bringen und sich in Position zu bringen, um die Gase auszustoßen in den Weg des entgegenkommenden Raumschiffs, um es abzubremsen.

Obwohl es viele Variablen gibt, fallen zwei Dinge sofort auf: Sie kommen mit sehr hoher Geschwindigkeit herein, sodass das Raumschiff stark erhitzt und erodiert wird. Wir können davon ausgehen, dass die Front des Raumschiffs als Teil des Designs eine Abschirmung zum Schutz vor Erosion und Strahlung hat (das Schiff wird während seines Fluges selbstverständlich Gasen und Staub begegnen), sodass ein Schutzniveau eingebaut wird in. Die Besatzung muss sicherstellen, dass das Schiff während der Verzögerung nicht stürzt (ich gehe davon aus, dass sich an Bord des Besatzungsmoduls noch ein funktionierendes RCS befindet).

Während es höchst unwahrscheinlich ist, dass durch das Fliegen durch Gaswolken eine ausreichende Verzögerung erreicht werden kann, um das ankommende Schiff tatsächlich zu stoppen, kann es eine ausreichende Verzögerung geben, um eine Rettungsmission zu starten und das verkrüppelte Schiff danach einzuholen hat genug gebremst.

Schicken Sie einen Motor und streuen Sie Kraftstoff auf ihren Weg.

Wie Sie vielleicht wissen, braucht es viel Energie, um auf relativistische Geschwindigkeiten zu beschleunigen oder von diesen abzubremsen, und dass die Energie proportional zur Masse dessen ist, was beschleunigt oder abgebremst wird. Vergessen Sie auch nicht, dass Ihr Kraftstoff auch Masse hat, sodass jeder Kraftstoff, den Sie mit sich führen, zu Ihrer Masse beiträgt und es Ihnen erschwert, zu beschleunigen oder abzubremsen.

Das Ideal wäre also, einen Motor hochzuschicken und Kraftstoff auf seinem Weg zu verteilen, sodass sie gerade genug Kraftstoff erhalten, um ihren Motor mit maximaler Leistung laufen zu lassen (der Motor hat nur minimalen zusätzlichen Schub, um seine Masse zu minimieren). . Beachten Sie, dass der Kraftstoff auf fast die gleiche Geschwindigkeit beschleunigt werden muss, mit der das Schiff fährt, wenn das Schiff den Kraftstoff erreicht, da sonst die Kollision mit dem Kraftstoff unangenehm wird.

Die Besonderheiten des Motors und des Kraftstoffs hängen von der verfügbaren Technologie ab, aber diese Grundidee kann an eine Reihe verschiedener Arten von Motoren und Kraftstoffen angepasst werden. Zum Beispiel:

Ein Sonnensegel und eine Railgun:

Unter Verwendung eines strahlbetriebenen Antriebs würden ein Sonnensegel (wenn das Schiff nicht bereits eines hatte, was es aufgrund seiner Nützlichkeit leicht könnte) und eine Railgun auf einen Weg geschickt, um eine Gravitationsschleuder um Jupiter herum auszuführen (weil die Mission war zeitlich so eingestellt, dass Jupiter im Notfall eingesetzt werden konnte), dann beschleunigt, um der Geschwindigkeit des Schiffes zu entsprechen. Das Sonnensegel würde eingesetzt, um das Schiff zu verlangsamen und Sonnenlicht zu sammeln, um Strom für die Railgun zu erzeugen. Der Strahl, der beim Beschleunigen der Railgun half, würde auch auf das Sonnensegel trainiert werden, um zusätzliche Kraft und Verzögerung bereitzustellen.

Dann würde die Railgun so schnell wie möglich abgefeuert. Es wird so flexibel wie möglich als Munition ausgelegt sein, also wird es zu Beginn alles Mögliche aus dem Schiff selbst verwenden. Ungenutzter Teil des Schiffes? Es wird aufgebrochen und für die Ankunft der Railgun vorbereitet worden sein. Ersatzteile? Sie gehen auch rein. Alles Unnötige wird in die Railgun eingespeist, um gleichzeitig die Masse des Schiffes zu reduzieren und das Schiff abzubremsen. Es gibt wahrscheinlich ziemlich viel Masse, die sie auf diese Weise über Bord werfen können - das Schiff brauchte erheblich mehr für interstellare Reisen als nur für Reisen im Sonnensystem.

Dank sorgfältiger Berechnungen erreicht das Schiff den "Treibstoff"-Pfad genau dann, wenn ihm die Ersatzteile zum Abwerfen ausgehen. Für die Railgun können dies nur Brocken von was auch immer sein, wahrscheinlich ein Asteroid, der zerbrochen und auf den Weg verstreut wurde (um den kostspieligen Prozess zu vermeiden, so viel Masse aus der Schwerkraft der Erde zu treiben). Es werden genügend Brocken vorhanden sein, damit die Railgun weiterhin mit ihrer maximalen Rate feuern kann, aber das Schiff wird nicht mehr sammeln, als es benötigt, um diese Rate aufrechtzuerhalten.

All dies dient lediglich dazu, das Schiff so weit wie möglich zu verlangsamen. Sobald das Schiff nicht mehr mit relativistischer Geschwindigkeit fährt, sind andere Optionen viel praktikabler - eine Ersatzantriebssektion, ein Nachschub- oder Rettungsschiff usw.

Ich denke, das Design eines Schiffes würde alles tun, um den Kraftstoffbedarf zu senken, und es lohnt sich, verschiedene Systeme zum Bremsen zu verwenden . Es kann ein Sonnensegel, ein Magnetsegel oder verschiedene Dinge einsetzen, um einen Luftwiderstand zu verursachen.

Selbst wenn es vorgehabt hat, den Hauptantrieb für eine Verzögerungsstufe zu verwenden, bevor diese anderen Mittel verwendet werden, könnte es trotzdem die Bremse mit einem nützlichen Effekt verwenden. Es könnte allmählich weiter bremsen, sogar weit über die Sonne hinaus und weiter in den wahren interstellaren Raum.

So ist eine Folge- oder Rettungsmission möglich , wobei die nächste Mission in Rendezvous geändert wird.

Als Variante könnten sie das Schiff ausschlachten und alles abschneiden, was nicht der Bremsmechanismus und eine minimale Rettungskapsel sind, und mit der stark reduzierten Masse zum Stillstand kommen.

Oder, wenn der Antriebsmechanismus nicht funktioniert, sie aber noch die Treibstoffversorgung haben (z. B. Anti-Materie und Reaktionsmasse), dann könnte nach etwas Verlangsamung und fortgesetztem Bremsen auf dem Weg nach draußen eine Rettungs-Nachschubmission gestartet werden, um sie einfach einzuholen mit kritischen Komponenten, die (zu ihnen) leer ankommen.

Die meisten Antworten hier sind völlig daneben, also werde ich sie in großen Mengen ansprechen.

Betrachten wir zunächst die Mechanik des Abfangens des Schiffes. Angenommen, wir wollen die Beschleunigung der Rakete auf 1 g halten (und das tun wir mit ziemlicher Sicherheit - eine langfristige Exposition gegenüber hohen g wird ziemlich gefährlich sein), müssen wir sie 7 Monate im Voraus abfangen (Hinweis: Ich verwende Newton Mathe, Einstein würde die Dinge nur noch schlimmer machen.) Sie haben nur 16 Monate für die Mission, also haben Sie jetzt 9 Monate Zeit, um diese Rakete in Position zu bringen. Sie brauchen ein absolutes Minimum von 4 Monaten, um in Position zu kommen, und da Sie Ihr bemanntes Schiff nur auf 0,6 c gebracht haben, würde ich denken, dass der Abfangjäger ähnliche Grenzen hat, also mit einer Driftzeit von 7 Monaten. Hoppla, Sie haben nur noch 2 Monate Zeit, um zu bauen und zu brennen (sowohl die Startverbrennung als auch die Geschwindigkeitsanpassungsverbrennung) - selbst wenn Sie eine Rakete mit einem Replikator im Handumdrehen aufpeitschen können, wird sie mit mehr als 10 g brennen. Ich bezweifle, dass sie die Technologie haben. Selbst wenn Sie irgendwie wesentlich mehr Delta-V zur Verfügung haben, haben Sie immer noch weniger als 5 Monate zum Erstellen und Brennen. Das wird nicht passieren.

Zweitens Staub im Weg. Dies vermeidet die Notwendigkeit, Geschwindigkeiten anzupassen, und macht es somit etwas einfacher. Es wird auch mit ziemlicher Sicherheit das Schiff zerstören - das Deflektorsystem wird überlastet und das Schiff wird entweder zerstört oder gebraten. (Stellen Sie sich vor, wie es jedem Raumschiff ergehen würde, wenn sein Motor darauf gerichtet wäre. Die Energiedissipation in der Staubwolke ist erheblich höher als ihre Motorleistung, da sich die Wolke mit relativistischer Geschwindigkeit herausbewegt.)

Damit bleibt nur ein Ansatz, der möglicherweise funktionieren könnte: Starten Sie Ihr Rettungsschiff in die entgegengesetzte Richtung. Sie haben 13 Monate Zeit, um es auf den Weg zu bringen, und es gibt keine Designzeit – es ist ein gewöhnliches Schiff. Vielleicht haben Sie sogar einen in der Nähe. Die außer Kontrolle geratene Rakete fliegt planmäßig durch das System, 4 Monate später passt das Rettungsschiff dazu und hebt die Besatzung ab.

Edit: Ein weiteres Problem fällt mir ein. Die Berechnung eines Abfangens und der Rückkehr zur Erde setzt voraus, dass die Rakete genug Treibstoff trägt, um viermal auf 0,6 °C zu beschleunigen. Dies ist die Art von Kraftstoff, die es benötigen würde, wenn es ausgefahren wäre und ohne Nachtanken zurückgekommen wäre. Diese Frage hat jedoch das Etikett "wissenschaftlich begründet" - und das ist eine unglaubliche Menge an Delta-V. Bei 0,6 °C tragen Sie 80 % der kinetischen Energie als Ruhemasse. Unter der Annahme einer theoretisch perfekten Umwandlung von Energie in kinetische Energie (mindestens würde dies einen reaktionslosen Antrieb erfordern) und für jeden Schub benötigen Sie fast die Hälfte der Rakete als Treibstoff, ohne den Treibstoff zu zählen, der zum Steigern des Treibstoffs benötigt wird. (Und dieser Treibstoff wird beträchtlich sein, aber mein Kalkül ist zu eingerostet, um es jetzt anzugehen.) Nach 4 Boosts hast du'

Es gibt einen Grund, warum die meisten Science-Fiction-Autoren die Energiequelle ihrer Sternenantriebe von Hand bewegen!

Wenn die Rakete am Zielort betankt wird, ist das Verhältnis nicht so brutal hoch, aber das bedeutet, dass Sie im Weltraum nicht umdrehen können. Das Szenario "Abfangen vor der Erde" ist überhaupt nicht auf dem Tisch, das Szenario "Abfangen nach der Erde" funktioniert immer noch, aber die Rakete muss zu einem anderen Stern fliegen, anstatt nach Hause zu kommen.

Ja, es gibt viele gute Antworten, aber entweder habe ich es übersehen oder niemand ist darauf gekommen, also eine andere Option: Laser .

Es ist plausibel für den Zeitrahmen; sie denken darüber nach, dies jetzt zu tun. Okay, es wird viel kleinere Schiffe (unbemannt) verwenden, aber es heißt, Sie könnten innerhalb einiger Jahre eine kleine Sonde zum nächsten Stern schleudern.

Nehmen wir also an, sie haben über ein Szenario nachgedacht, in dem das Schiff zurückkommt, ohne zerbrechen zu können. Nehmen wir weiter an, sie entschieden, dass die Verwendung der Laser-Option zum Abbremsen von Anfang an in das Schiffsdesign aufgenommen wurde.

Alles, was Sie tun müssen, ist in die richtige Richtung zu zielen (auf beiden Seiten). Wenn ich darüber nachdenke... etwas zu treffen, das mit 0,6c ankommt, mit einem Laser, der über ein halbes Lichtjahr von der Größe eines kleinen Raumschiffs ist, wird... nun, dafür muss man wirklich gut zielen. Ehrlich gesagt bin ich mir nicht sicher, ob das überhaupt möglich ist.

Aber es bietet Ihnen einen guten Handlungspunkt, wenn Sie daraus eine Geschichte machen wollen: Diese Laseroption war ursprünglich nicht geplant, aber jemand erinnerte sich daran, wie sie vor Ewigkeiten Sonden nach Alpha Centauri geschickt hatten, also installieren sie einen behelfsmäßigen Spiegel an ihrem Schiff, während die andere Seite (Erde) die feine Aufgabe hat, innerhalb eines Jahres oder weniger einen für diese Aufgabe geeigneten Laser zu entwickeln.

Aber am Ende ... alles, was Sie erreichen müssen, ist, das Schiff langsam genug zu machen, damit es die Sonne halb umkreist ... Wie soll ich das erklären ... eine Kehrtwende um die Sonne machen, und die Erde kann all das senden Sachen, die einige der anderen Antworten genannt haben (insbesondere eine neue Engine).

Schließlich würde kein Laser, der das Schiff nicht beim ersten Treffer zerstören würde, in der Lage sein, all die überschüssige Geschwindigkeit wegzufressen. Es nur langsam genug zu machen, damit es nicht auf der anderen Seite aus dem Sonnensystem herausgeschleudert wird. Das bringt leider keine Pluspunkte.

Und um ehrlich zu sein: Diese ganze Situation klingt nach einem Job für Jeb und das Kerbal Space Program :) Aber sie würden ein Seil benutzen und Fallschirme befestigen, als einen Airbreak am Jupiter zu versuchen. Nun... wenn alles andere fehlschlägt... immer noch nein.

Post Scriptum: Im Ernst, versuchen Sie nicht, mit dieser Geschwindigkeit eine Atmosphäre für eine Luftbremse zu treffen - Sie könnten auf eine Betonwand zielen, das würde keinen Unterschied machen.

EDIT: Moment mal, nur eine zufällige Idee, die mir im Hinterkopf gelockt hat, seit ich die Jupiter-Fallschirm-Idee niedergeschrieben habe:

Sonnensegel Es ist das gleiche wie der Laser: Allein wird es das Schiff nie rechtzeitig stoppen, aber Sie könnten versuchen, es wie die Raumfähren bei der Landung zu benutzen, um einen Teil Ihres Schwungs aufzufressen, bevor Sie die Sonne erreichen System. Nun ... Sie würden ein unglaublich großes Sonnensegel brauchen, und es würde Spaß machen, durch die Oorth'sche Wolke zu fliegen ... zumindest würden Sie es leichter machen, für die Laser-Jungs zu erkennen ...

Bei .6c werden Sie nicht viel bekommen, was es in nur einem Jahr verlangsamen wird.

Sie können Laser ausprobieren, wenn Sie sie bereits installiert haben, da dies ein oder zwei Prozent einsparen könnte, aber wenn Sie in Erwägung ziehen, dass ein Laser ein Raumschiff auf 0,6 c bringt, würde dies eine Menge Zeit in Anspruch nehmen, 1 Jahr wird nicht reichen viel tun.

Sie können versuchen, einige riesige Triebwerke zu bekommen und sich mit ihnen zu kreuzen, aber nur die Geschwindigkeit anzupassen, wird ziemlich schwierig sein. Sie müssten sie im Wesentlichen aus dem Sonnensystem in die Richtung starten, in die sie gehen, und hoffen, ihre Geschwindigkeit zu erreichen, bevor sie vorbeischießen.

Ehrlich gesagt wäre es bei dieser Geschwindigkeit am besten, durch die Sonne zu fliegen. Bei 0,6 ° C werden sie nicht lange genug in der Sonne sein, damit sich das Schiff zu stark aufheizt, obwohl die Turbulenzen ziemlich schlimm sein werden, also sollten Sie dies nur versuchen, wenn das Schiff strukturell in Ordnung ist und die Verzögerung wäre auch ziemlich grob, also können Sie ein paar Leute verlieren, wenn ihre Organe reißen, selbst mit Crash-Couches.

Bearbeiten:
Außerdem wäre das EM-Feld wahrscheinlich intensiv, stellen Sie also sicher, dass Ihr Computer und andere Komponenten abgeschirmt sind, und haben Sie möglicherweise Backups in Lead-Cases gespeichert, die gegen überlastete ausgetauscht werden können.

Abhängig von der Größe und den Fähigkeiten der Shuttles können Sie sie an der Vorderseite des Schiffes montieren und ihre Motoren zum Verlangsamen verwenden. Es bringt Sie vielleicht nicht ganz an Geschwindigkeit, aber selbst wenn es Ihre Geschwindigkeit halbieren kann, macht es es für ein Rettungsfahrzeug einfacher, Sie zu erreichen, und verdoppelt die Zeit, die die Erde für eine Rettung benötigt. Denken Sie daran, dass das Schiff mit abgeworfenen Triebwerken weniger Masse hat, was zu Ihren Gunsten wirkt.

Je nachdem, wie Ihre Technologie funktioniert, können die Schiffsingenieure möglicherweise auch den Inhalt des Hauptschiffs als Teil des Treibmittels verwenden, das von den Shuttles verwendet wird, um ihren Treibstoff zu verlängern. Mischen Sie beispielsweise alle Gase, die das Primärschiff zur Verfügung hat (O2, Argon, was auch immer zur Feuerunterdrückung verwendet wird, usw.) in die Mischung. Jedes Bisschen hilft. Oder noch besser, wenn die Shuttles und Haupttriebwerke die gleiche Art von Treibstoff oder Treibmittel verwenden, während die Shuttles wahrscheinlich schwächer sind, haben sie einen riesigen Vorrat zum Nachladen.

Ein paar Dinge, die beim Manövrieren helfen:

• RCS,
• die Shuttle-Motoren,
• die Crew-Jetpacks,
• Raketen feuern einfach, ohne sie abzufeuern,
• schießen, was auch immer Sie andere Waffen haben,
• oder sogar Luft ablassen

Sie können sogar Sonnensegel haben, wenn Sie für eine lange Reise gegangen sind.

All dies zusammen könnte Ihnen helfen, Gravitationsunterstützungen auf allen Planeten und Planetoiden, denen Sie begegnen, zu planen und dann die Luftbremsung durchzuführen.

Sie können sogar beides kombinieren, indem Sie in Jupiter aerobremsen. (Stell einfach sicher, dass du da rauskommst)

Oder gegen die Ringe des Saturn (vorausgesetzt, Ihr Schiff kann den Einschlägen standhalten, und dann gibt es den Asteroidengürtel, bevor Sie den Mars erreichen)

Also zusammenfassend:

• Auf dem Schiff befinden sich noch verschiedene kleine Ressourcen.
• Treffen Sie Kometen, Asteroiden, Ringe, ...
• Bremsen Sie in jedem Gasriesen, den Sie überqueren, und in jeder Atmosphäre, auf die Sie stoßen
• Die Schwerkraft hilft

Es wird eine harte Fahrt. Viel Glück!

Du kannst nicht

Sie haben ein Schiff, das jahrelang Menschen transportieren kann. Das heißt, es ist RIESIG, wie Project Orion riesig. Mindestens 10 Kilotonnen Masse. Geht bei 0,6c. Sie haben also derzeit 2,247 × 10 ^ 23 Joule in diesem Schiff.

Wolfram Alpha gibt uns einige Schätzungen , wie viel das ist. (z. B. übersteigt es die Menge an Energie in fossilen Brennstoffen, die wir auf dem Planeten Erde haben, ~6-mal)

Wenn Sie das verhindern wollen, indem Sie Sachen auf das Schiff werfen, müssen Sie so viel Energie hineingeben und es so wegkochen. Egal ob Photonen, Staub oder Betonwände. Ihr Schiff wird nicht so viel Energie vertragen (das wären 6,3118*10^20 Jul pro Tag. Vergleichen Sie: die USA verbrauchen 0,94*10^20 Jul pro Jahr). Sie müssten also jeden Tag die Wärme von etwa 6 USA/Jahr abstrahlen. Das wird nicht funktionieren.

Wenn Sie ein Antriebssystem haben, das halb so effizient ist wie der ideale Masse:Energie-Wandler (was in einem harten Science-Fiction-Szenario für das Jahr 2100 nicht realistisch ist), benötigen Sie 5 kt Material, mit dem Sie reagieren können. Das war die Menge an Material, die Sie gerade abgeworfen haben, weil es Ihr Antriebssystem war (plus ein wenig für den Motor).

Um ein Rettungsboot mit einem ähnlich effektiven System zu schicken, benötigt es 5 kt Treibstoff, um Sie aufzuhalten. Es wird auch 1,25 kt zusätzlichen Treibstoff benötigen, um diesen Treibstoff auf 0,6 ° C zu beschleunigen, um Sie abzufangen. Aber jetzt befindest du dich irgendwo im mittleren Weltraum, außerhalb des Sonnensystems. Um zurückzukommen, braucht man weitere 5 kt, um das Schiff zurück zu beschleunigen und 5 kt, um es im Sonnensystem wieder zu brechen. Aber diese zusätzlichen 10.000 t müssen auch zu Ihnen gebracht werden, also müssen Sie ~ 24 kt mit dem Rettungsschiff (plus Motor) starten. Wie Sie sagten, Ihr Treibstoff fing schon vorher an, eine Fusionsbombe zu werden, also ist er radioaktiv. Diesmal schicken Sie Uran. Das sind 1,463 Milliarden $ für den Treibstoff. (Dies sind alles Back-on-the-Envelope-Berechnungen, planen Sie Ihre Weltraumreise nicht darauf)

Und das ist nur das Grundlegende. Wir hatten keine Ersatzrakete, um die Apollo-Missionen zu retten, falls sie schief gegangen wären, also gibt es keinen Grund anzunehmen, dass wir einen Ersatzmotor für unser einziges Raumschiff bereit haben werden, wenn es kaputt geht. Wir müssen also nicht nur ein Jahr des Wissenschaftsfonds nur für den Treibstoff aufwenden, sondern haben auch ein Vielfaches davon, um einen weiteren Motor zu bauen und auf Kurs zu bringen. Dies wird nicht passieren.

Was eigentlich passieren würde

Ihr Präsident wird für diese Situation eine Rede parat haben.

Ok, holen wir uns die Bonuserfolge:

• Mit "gerettet" meine ich, dass das Schiff in eine Sonnenumlaufbahn verlangsamt werden muss, wo es von Rettungsschiffen erreicht werden kann.
• Bonuspunkte für den Flug zur Erde oder in eine Erdumlaufbahn, sodass die Besatzung nur noch in die Shuttles einsteigen muss.
• Es darf keinerlei Antrieb vom Schiff selbst kommen, es sei denn, Sie entschließen sich, einen neuen Kernreaktor und ein Antriebsmodul für ein Rendezvous mit relativistischen Geschwindigkeiten zu schicken.
• Sie können alles andere verwenden, solange es im Jahr 2100 in einer harten Sci-Fi-Umgebung möglich ist.

Die Erde des 22. Jahrhunderts verfügt über die Technologie, um Schiffe auf 0,6 ° C zu bringen (sonst wäre unser Shuttle nicht in dieser Geschwindigkeit). Es ist also keine entmutigende Aufgabe, ein Schiff zu finden, das der Geschwindigkeit und dem Vektor des ankommenden Fahrzeugs entspricht. Aber es bedeutet auch, dass die Erdtechnologie Mittel hat, um die Auswirkungen der ultrahohen G-Kraft auf „matschige Fleischdinge“ wie Menschen zu reduzieren. Ich würde ein solches Anti-G annehmen

Und die Antwort ist... SPACE NET

Schicken Sie ein Schiff, das aus mehreren Antriebseinheiten besteht, die an einem gefalteten Netz festgebunden sind, in das Innere des Schiffes. Es würde sich selbst außerhalb des Sonnensystems (mindestens über die Plutobahn hinaus) in den Weg des ankommenden Shuttles bewegen, den Vektor und 99,99999 ~% der Geschwindigkeit (1) anpassen und das Netz mit der Reihe von Antriebseinheiten entfalten. Das Timing dieser Operation wäre so, dass ich das Shuttle ein paar Wochen nach dem Einsatz erwischen würde.
_{(1) genug, um das Shuttle und die Passagiere nicht zu beschädigen oder zu zerquetschen}

Sobald das Netz sicher mit dem Shuttle verriegelt ist, werden die Antriebseinheiten aktiviert und beginnen mit der Verzögerung. Sie würden auch so steuern, dass die Schwerkraft der Planeten genutzt werden könnte, um weiter zu verlangsamen und das Schiff auf einen Abfangweg zur Erde zu bringen.

Nach Erreichen der Erdumlaufbahn würde das Netz das Schiff freigeben, und die Besatzung könnte die Shuttles besteigen und mit einer Einrichtung leicht andocken.

Installieren Sie einige Reaktoren, Motoren und fette Elektromagnete auf vielen sehr großen, knochigen Asteroiden, die Sie nicht wollen, und schieben Sie sie in die Nähe der Stelle, an der das Schiff vorbeifahren wird. Schalten Sie sie ein, umgekehrter Railgun-Stil. (Das Schiff ist die Kugel in der Metapher).

Eines von zwei Dingen passiert: Ihr Schiff fliegt durch das Magnetfeld und wird langsamer und hinterlässt einen sich langsam bewegenden Asteroiden, oder wenn Ihr Magnetfeld GROSS genug ist (unwahrscheinlich), beschleunigen Sie den Asteroiden, um sich der Geschwindigkeit des Schiffes anzupassen. Masse erhöhen und Geschwindigkeit verringern.

Ich behaupte überhaupt nicht, eine Vorstellung davon zu haben, wie Magnetfelder mit einem großen relativistischen Differential funktionieren (danke Einstein), aber es scheint auf jeden Fall so, als würde es funktionieren. Sie könnten möglicherweise sogar etwas Interessantes mit einer Variation dieser Idee (Metallobjekt, das sich durch Magnetfelder bewegt) machen und einen Teil der Energie des sich schnell bewegenden Projektils zurückgewinnen. Das wäre schön, da die Energie, die nötig wäre, um die Asteroiden rechtzeitig an Ort und Stelle zu bringen, ebenfalls groß wäre. Es könnte Ihre Zeit mehr wert sein, sie so weit zu verlangsamen, dass die Physik funktioniert, sie dann zu Ihrem Asteroidengürtel umzuleiten und sie dann langsam zum Stillstand zu bringen, indem Sie Ihre Magnetfelder verwenden, um sie zu führen.

An diesem Punkt Ihrer Geschichte ist es Zeit für die Star Trek-Antwort. Wählen Sie 1 oder mehrere aus:

• Kehren Sie die Polarität der Umlenkschale um
• Kehren Sie die Polarität des Traktorstrahls um
• Invertieren Sie die Polarität des Schildgenerators
• Irgendwas mit Warpfeldstabilisatoren

Es scheint, dass eines dieser 4 Dinge fast alles reparieren kann, was auf einem Sternenschiff schief geht. Probieren Sie es aus.

Mit anderen Worten, es ist an der Zeit, die fast magische, aber irgendwie nur vage genug Technologie auszubrechen, um die Geschichte zum Laufen zu bringen.

Der schwierige Teil besteht darin, so viel Masse in so kurzer Zeit abzubremsen. Ich denke, ich würde vorschlagen, die gesamte Masse des ursprünglichen Schiffes loszuwerden.

Sie beginnen also mit einem sehr leichten unbemannten Rettungsschiff – so leicht wie möglich. Dieses Schiff wird während seiner gesamten Lebensdauer eine nahezu konstante maximale Beschleunigung erfahren.

Als das schrecklich leichte unbemannte Rettungsschiff eine gewisse Entfernung zwischen dem außer Kontrolle geratenen Schiff und der Erde erreicht, muss es umdrehen und genauso schnell in die entgegengesetzte Richtung beschleunigen, damit es das große Schiff treffen kann. Es muss die gesamte angesammelte Beschleunigung rückgängig machen UND dann erneut auf 0,6 Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, um mit dem Hauptschiff übereinzustimmen. Dazu muss es fast nichts als ein riesiger Haufen Kraftstoff auf einem Motor sein.

Es sollte so schnell wie möglich Geschwindigkeit und Position mit dem ursprünglichen Schiff abgleichen – jetzt zum wirklich kniffligen Teil. Damit die Verzögerung nicht Jahre dauert, friert man die matschigen Teile ein, damit sie nicht platzen (Cryonics sollte für diesen Zeitraum gültiges Sci-Fi sein), dreht das Rettungsschiff erneut um und feuert die Motoren zum letzten Mal voll . An diesem Punkt hat das Rettungsschiff den größten Teil seines Treibstoffs verbraucht und unnötige Hardware für die endgültige Verzögerung über Bord geworfen, sodass es nur noch ein Eiswürfel ist, der auf einem Isolator sitzt, der auf einem Kraftstofftank sitzt, der auf einem Motor sitzt.

Die Isolierung soll verhindern, dass der Eiswürfel schmilzt, solange er keine Sichtlinie zur Sonne hat. Unter der Annahme, dass Karbonit keine Option ist, könnte eine dünne Wand aus starkem, leichtem Material um das Eis verhindern, dass es bei Beschleunigung bricht, also halten Sie das Schiff einfach auf die Sonne gerichtet und wieder die Feuerwehrautos voll. Als das Schiff zum letzten Mal bremst, sollte es auf ein besser ausgerüstetes Schiff treffen, das die Insassen wiederbeleben kann.

Es wäre jedoch schlimm, wenn Sie beim Abbremsen über die Sonne hinausschießen und die Nutzlast der Sonnenwärme aussetzen würden ...

Vergiss die Shuttles. Laden Sie die Crew in ihre mit dem Slaver-Stasisfeld ausgestatteten Tiefschlafkapseln und feuern Sie sie dann auf einen großen Asteroiden oder einen kleinen Mond ab. Wenn die unzerstörbaren Hochgeschwindigkeitskapseln den viel größeren und vergleichsweise stationären Asteroiden treffen, sollte die Umverteilung der Energien ziemlich spektakulär sein. Sobald die Show nachlässt, sollten sich die stark verzögerten, aber immer noch unzerstörbaren Kapseln viel langsamer bewegen, was ihre Bergung durch Erdkräfte erheblich einfacher macht.

Was die Slaver Stasis Fields betrifft, die in 73 Jahren (2100 - (2016 + 7 Jahre für den Helden, um nach Alpha-Centauri zu gelangen + 4 Jahre für die teilweise Rückreise) in einem harten Wissenschaftsset verfügbar sind), denke ich, dass unsere Entdeckung Wie wir alle atomaren Bewegungen aussetzen können, ist ungefähr so ​​wahrscheinlich wie unser Erreichen von 0,6 °C in den nächsten 7 Jahrzehnten. Um eines der wissenschaftlichen Wunder zu vollbringen, müssen wir schnell viele intensive neue Geheimnisse darüber lernen, wie das Universum funktioniert. Angesichts des Umfangs dieses Lernens glaube ich nicht, dass es viel schwieriger ist, beide Ziele zu erreichen, als eines einzeln zu erreichen.

Nur zum Spaß, es kann möglich sein.

Lassen Sie uns eine kleine Annahme machen, dass Sie das Schiff nicht wirklich anhalten müssen, sondern es nur genug verlangsamen müssen, um eine Art Sonnenumlaufbahn zu erreichen. Dann könntest du ganz normal damit interagieren.

Mit einem Jahr Arbeit müssten Sie konstant 20.818 m / s Delta-V anwenden, um dies zu erreichen. Das wird wahrscheinlich nicht vom Schiff kommen, und es scheint eine Menge zu sein, die die Schwerkraft ausgleichen muss.

Nehmen wir an, Sie haben eine Art Trägheitsdämpfer, was bedeutet, dass Ihre matschigen Fleischsäcke bei einer so schnellen Geschwindigkeitsänderung nicht explodieren.

Wir müssen auch davon ausgehen, dass das Fahrzeug den auftretenden mechanischen Kräften standhalten kann.

Ich würde einen Start von LEO in eine Sonnenumlaufbahn vorschlagen, die das beschädigte Fahrzeug kreuzen wird. Auch hier müssen Sie einige enorme Geschwindigkeiten ziehen, um überhaupt in die richtige Umlaufbahn zu gelangen.

Wenn Sie es richtig gemacht haben, können Sie hinter das beschädigte Fahrzeug kommen, auf seine Geschwindigkeit beschleunigen (das wird weit mehr als 20.000 m / s erfordern) und dann die Besatzung auf das neue Fahrzeug versetzen. Das neue Fahrzeug kann dann zurück in eine Sonnenumlaufbahn abbremsen und schließlich in eine Erdumlaufbahn wechseln und landen (oder was auch immer).

Dinge, an die Sie sich erinnern sollten:

Sie müssen das Fahrzeug nicht bei der engsten Annäherung einfangen, tatsächlich kann es besser sein, das System einzufangen, nachdem das Fahrzeug das System verlassen hat, und dann das Rettungsfahrzeug zu verlangsamen, bis die Sonnengravitation wieder übernimmt und schließlich eine normalisiertere Umlaufbahn erreicht. Sie werden eine Menge Energie verbrennen, um aufzuholen, aber zum Glück brauchen Sie, sobald Sie langsamer werden, so gut wie keine Energie (kompetitiv), um wieder auf die Erde zu landen (zu stürzen).

Ihr großer Motor muss viel mehr Leistung erbringen, um den richtigen Schnittpunkt zu erreichen. Sie können die Schwerkraft ein wenig unterstützen, aber nicht viel.

Wenn Sie tatsächlich erfassen, wird die Geschwindigkeit zwischen den beiden Fahrzeugen gering sein, aber Sie werden immer noch mit einer hohen Geschwindigkeit im Vergleich zu anderen Referenzrahmen reisen. Ein streunender Staubpartikel ist ein großes Problem.

Gehen Sie durch die Sonne

Nur so kann man entschleunigen. Es gibt keine Möglichkeit, Rettungsfahrzeuge mit Antriebssystemen auf eine Flugbahn zu bringen, die angesichts des Zeitrahmens bei 0,6 ° C abfangen kann, nicht ohne lächerliche Handwavium- und Warpmotoren.

Die einzig mögliche Chance besteht darin, durch die Sonne zu fliegen und "Aerobraking" zu machen. Schauen wir uns einige schnelle Zahlen an.

Die Eintrittsgeschwindigkeit wäre 180.000 km/s und die Zielgeschwindigkeit nach dem Bremsen wird alles unter 600 km/s (Austrittsgeschwindigkeit der Sonne) sein. Dies zu erreichen garantiert, dass das Schiff im Sonnensystem verbleibt, und eröffnet Möglichkeiten für späteres weiteres Bremsen (könnte Hunderte von Jahren dauern, das Schiff wäre IMMER NOCH das schnellste Ding im Sonnensystem).

Um von 0,6 °C auf 600 km/s über dem Sonnendurchmesser abzubremsen, müssen Ihr Schiff und Ihre Besatzung einen anhaltenden Durchschnitt von über 1 Million g und die Hitze der Sonne tolerieren.

Das ist das realistischste Szenario, das ich mir vorstellen kann. Viel Glück!

Die eigentliche Frage ist, wie Ihr Schiff überhaupt auf 0,6 c gekommen ist, da die Grenzen des regulären Antriebs eher bei 0,2 c oder 0,3 c liegen, aber vorausgesetzt, Sie könnten es und mit Kernbrennstoff nicht weniger, dann hätten Sie es wahrscheinlich getan viel Treibstoff und Energiereserven. Das Abladen des Atomkerns ist im Weltraum kein Problem, und Sie würden nicht Ihren gesamten Treibstoff und dergleichen verlieren.

Eine andere Sache ist, dass Sie offensichtlich eine andere ziemlich große Stromversorgung haben, sonst sind Sie bereits tot von all den Mikrometeoren, die Sie treffen.

Wie verlangsamt man sich also, wenn man davon ausgeht, dass man keinen weiteren Atomkern bekommt und dass man den ganzen Treibstoff und die Energie hat, um seine Waffen anzutreiben und mit dem Zeug fertig zu werden, das einen trifft? Nun ... Sie würden den Treibstoff vor sich auswerfen. Sie würden auch anfangen, Ihr Schiff auseinander zu nehmen und es zu einer größeren reflektierenden Oberfläche umzubauen. Und schließlich feuern Sie so viel wie möglich mit Ihren Waffen, aber nicht genug, dass Ihnen die Munition ausgeht, bevor Sie auf die Erde kommen ...

Das sollte Sie stark verlangsamen, Trägheit wird Sie stark verlangsamen, aber auf der reflektierenden Oberfläche werden Sie von Menschen unterstützt, die Laser auf Sie richten, wenn Sie sich der Erde nähern.

Sobald Sie sich der Erde nähern, blasen Sie die reflektierende Oberfläche und alles andere werfen Sie einfach aus, was Sie noch mehr verlangsamt ... Wenn dies nicht ausreicht, sollte es ein anderes Schiff geben, das Sie einholen und angreifen und Sie dann verlangsamen könnte nach unten, aber vorausgesetzt, dass es sich nicht an Sie "anheften" oder aufholen kann ... Sie müssten das wahnsinnige Verlangsamungsmanöver durchführen, um Atomwaffen zu starten, die vor dem Schiff detonieren sollen. Dies kann das Schiff verlangsamen, solange es nicht zu nahe an der Erde ist, weil es dann zu Fallout und all dem kommt. Es ist riskant, aber so müsste man es mit moderner Technologie machen ... obwohl man auf .3c oder .4c herunterkommen müsste, um in das zu kommen, was mit moderner Technologie möglich ist, und als ich von dieser Strategie hörte, war es so Es wird als verrückt angesehen, dies zu versuchen, aber hey, es kann laut Mathematik funktionieren ...

Robinson behandelte eine sehr ähnliche Situation in Aurora , zumindest vom Standpunkt eines „großen Objekts, das sich zu schnell bewegt“. Kurz gesagt, so viel Antrieb wie möglich zusammenschustern und damit so wenig Masse wie möglich aufhalten (Shuttles).

Einfach gegen das Schiff schießen. Wir schreiben das 22. Jahrhundert und das Schiff sollte einigen relativistischen Beschuss standhalten können. Es gibt sowieso viel Weltraumschrott auf dem Weg, mit dem Sie gelegentlich kollidieren.

Wenn Ihre Waffe mit 0,1c schießt, benötigen Sie nur etwa 50 kg Munition pro 1 kg Schiffsgewicht, was möglicherweise machbar ist.

Sie brauchen eine entgegengesetzte Bewegung, um Ihr Schiff zu verlangsamen.

Ich muss davon ausgehen, dass wir auf dem Weg nach draußen durch dasselbe Gebiet gefahren sind, und es wäre sicher praktisch, die gesammelten Sensordaten zu haben, um zu wissen, welche Art von Gaswolke und Rohmaterial uns zur Verfügung stehen.

Wenn sich vor Ihnen große Wasserstoff- (oder andere brennbare/explosionsfähige) Gaswolken befinden, können Sie sie explodieren lassen, um einen Umkehrschub zu erzeugen.

Alles mit außergewöhnlicher Schwerkraft hätte auch nützliche Gravitationseffekte. Sie müssten genau einen Kurs planen, der Sie lange genug nahe genug an den Eintritt der Schwerkraft bringt, damit Sie gerade genug Fluchtgeschwindigkeit haben, um zu entkommen.

1. Vorausgesetzt, wir haben starke Metallkabel oder ähnliches und Rohre.

Zuerst müssen Sie anfangen, so viel Weltraummaterie wie möglich einzusaugen, ohne das Schiff in die Luft zu jagen, mehr Masse, weniger Geschwindigkeit. Vielleicht wie eine Fensterscheibe und dann einen Vakuumschlauch rausziehen, um die Masse einzusaugen.

Dann fangen Sie an, Asteroiden zu harpunieren (Kabel und Rohre, falls nötig), die sich langsamer bewegen als Sie, aber nicht so langsam oder schnell, dass Sie Ihr Schiff zerstören. Es wird ein Spiel des Erstellens von Drag and Release sein, bevor sich eine gefährliche Menge an Kraft aufbaut. Offensichtlich muss sich der Kopf der Harpune ausdehnen, um sich zu fixieren, und sich zusammenziehen, um ihn freizugeben, was innerhalb der Möglichkeiten der Wissenschaft liegen sollte.

Inzwischen hat das Universum eine enorme Menge an Wasserstoff und anderen brennbaren Gasen. Sie können ein rudimentäres System bauen, das das gesammelte Gas aus dem Rohr leitet und vor dem Schiff entzündet. Dies wäre auch eine entgegengesetzte Kraft, die das Schiff weiter verlangsamt.

Vielleicht könnten Sie auch das Gravitationsschleuderschießen im Rückwärtsgang ausnutzen, um Sie zu verlangsamen.

Auch wenn Sie den Rumpf oder eine Kiste, die Sie hinter das Schiff ziehen, magnetisieren könnten, würde dies auf vorbeifahrende Massen einrasten und Ihnen helfen, langsamer zu werden. Sammelt immer mehr Masse. Wenn es zu stark an etwas anhaftet und die erzeugten Kräfte die strukturelle Integrität des Schiffes gefährden, können Sie den Magneten für eine Sekunde ausschalten.

Schließlich hätte ich eine Art Netzsystem, um es zu fangen und zu verlangsamen, wie die andere Person sagte.