Weltraumwale, wie bewegt man sich?

1. Das Vakuum überleben. Insekten haben Exoskelette, die sie bereits widerstandsfähiger gegen das Verdampfen ihrer inneren Flüssigkeiten im Vakuum machen (wie in diesem Video zu sehen ist, wo eine Spinne und eine Fliege einen Aufenthalt im Vakuum überleben.

Glücklicherweise fanden diese Forscher heraus, dass die Behandlung des Exoskeletts mit einem Elektronenstrahl eine ganze Reihe von Insekten vakuumresistenter macht. Sie nannten es Nanosuit-Exoskelett .

von http://phenomena.nationalgeographic.com/2013/04/19/nanosuits-allow-insects-to-survive-in-space-like-vacuum/

Wenn Sie ein Insekt in ein Vakuum legen, stirbt es normalerweise. Seine Körperflüssigkeiten werden schnell aus seinem Körper gesaugt, der dann nach innen zu einer zerknitterten Hülle zusammenfällt. Aus diesem Grund werden REMs an bereits toten Exemplaren verwendet, die speziell konserviert wurden. Aber Takahiko Hariyama von der Hamamatsu University School of Medicine fand heraus, dass Fruchtfliegenmaden diese harten Bedingungen überleben können.

Seltsamerweise stellte Hariyama fest, dass der Elektronenstrahl des Mikroskops die Maden irgendwie schützte. In der Tat, wenn er den Strahl ausschaltete, bevor er die Insekten in die Vakuumkammer legte, zerknitterten ihre Körper auf die übliche schreckliche Weise.

Hariyamas Vermutung war, dass die energiereichen Elektronen Moleküle in der Kutikula (der äußeren Schicht) der Larven zu einer Schutzschicht verschmelzen und so eine harte, aber flexible Barriere über ihren Körpern bilden. Diese Barriere ist nur 50 bis 100 Nanometer (Milliardstel Meter) dick, reicht aber aus, um Gase und Flüssigkeiten daran zu hindern, den Körper der Larve zu verlassen. ... Diese Technik schützte Ameisen, Mückenlarven, Honigbienen und Fliegenmaden in der Vakuumkammer eines SEM. Es funktionierte sogar bei einem Plattwurm mit weichem Körper. Die Tiere überlebten ihr Erlebnis, und die meisten Mückenlarven verwandelten sich später sogar in erwachsene Tiere.

Das haben auch die Weltraumwale.

2. Sauerstoffversorgung an Bord . Im Weltraum gibt es nichts zu atmen. Unter Wasser gibt es auch nichts, und so kommt diese Taktik direkt aus dem echten Walrepertoire. Wale verwenden ein Hämoglobin-ähnliches Molekül namens Myoglobin, um riesige Mengen an Sauerstoff zu speichern und sie für ihre tiefen Tauchgänge zu versorgen. Ihre Weltraumwale werden noch mehr Myoglobin haben – stark fettleibig mit riesigen inneren Seen davon – um sie auf ihren Reisen durch die Leere zu unterstützen. Erschöpftes Myoglobin kann dann zu Energie verstoffwechselt werden.

3. Wärmeverlust . Dinge, die innere Wärme erzeugen (wie Maschinen oder diese exothermen Weltraumwale), werden im Weltraum heiß. Es ist ein Problem. Die einzige Möglichkeit, Wärme loszuwerden, besteht darin, sie abzustrahlen: Ohne umgebende Materie sind Konvektion und Leitung nicht möglich. Oder: Sie können Ihre Hitze in entbehrlicher Materie konzentrieren und die Materie mit der Hitze über Bord werfen. Das machen die Wale mit Stoffwechselprodukten und Abfall. Was uns zu führt

4. Antrieb . Jede Aktion hat eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion. Um sich vorwärts zu bewegen, während du im Weltraum schwebst, musst du Materie hinter dich werfen. Dies tun die Wale, indem sie heiße Abfälle (die möglicherweise in einen gasförmigen Zustand erhitzt werden) für den Strahlantrieb ausstoßen.

Ich überlege, ob ein Gaswirbel im Weltraum möglich wäre - ich denke an jene Rauchwirbelkanonen, in denen sich die ausgestoßenen Rauchringe auf Distanz zusammenhalten. Wenn man im Weltraum einen Gaswirbel erzeugen kann, dann werden diese Wale das definitiv tun. Natürlich zu Kommunikationszwecken; im Weltraum kann dich niemand singen hören.

Wie bewegen sich Weltraumwale? Mit großer Mühe ist die einfache Antwort. Das Medium des Weltraums hat eine zu geringe Dichte, als dass ein Astrowal in irgendeiner Weise schwimmen könnte, die der Bewegung eines Wals im Ozean ähnelt. Unter Berufung auf konventionelle Physik führt dies nur zum Raketenantrieb.

Je höher die Geschwindigkeit, die ein Weltraumwal erreichen möchte, muss er große Mengen an Reaktionsmasse ausstoßen oder seine Ausstoßgeschwindigkeit muss ausreichend hoch sein. Wenn ein Weltraumwal eine bestimmte Geschwindigkeit erreichen möchte, die seiner Austrittsgeschwindigkeit entspricht, dann ist sein Massenverhältnis, das das Verhältnis der ausgestoßenen Reaktionsmasse zu seiner endgültigen Masse ist, ungefähr ein Faktor von zwei. Hinweis: Dies ist ein Näherungswert, der zu Veranschaulichungszwecken verwendet wird, wenn keine Genauigkeit erforderlich ist.

Chemische Raketen haben Abgasgeschwindigkeiten von etwa vier (4) km/s; eine Fusionsrakete etwa 0,1 c (oder 30.000 km/s); Photonenraketen ist 1 c.

Damit sich ein Weltraumwal fortbewegen kann, muss ein Antriebssystem in seinen Körper integriert sein. Chemische Raketen sind für ein Lebewesen mäßig machbar (aber mit Einschränkungen). Der Hauptnachteil besteht darin, dass ein Weltraumwal extrem lange Zeit braucht, um irgendwohin zu reisen, selbst in einem Planetensystem, ganz zu schweigen von interstellaren Entfernungen, wo das Massenverhältnis massiv unerschwinglich wäre.

Ein chemisch angetriebener Weltraumwal könnte mit der Masse eines Blauwals starten, aber er würde auf die Größe einer Sardine reduziert werden, nachdem er seine Reisegeschwindigkeit für eine bescheidene interstellare Reise erhöht hätte. Viele interplanetare Exkursionen wären nicht viel besser.

Fusionsantrieb bedeutet, dass Weltraumwale Fusionsreaktortechnologie in ihren Körper integrieren müssten. Ein Weltraumwal ähnelt jetzt dem, was er sein soll, nämlich einem Cyborg-Raumschiff. Der Fusionsantrieb wird niedrige Beschleunigungsraten beinhalten. Ungefähr ein Zentimeter pro Quadratsekunde. Interplanetare Reisen sind machbar, während interstellare Reisen an ihre Grenzen stoßen und wahrscheinlich nicht machbar sind.

Der photonische Antrieb erfordert den Einbau ernsthafter Technologie in einen Cyborg-Weltraumwal (es ist unwahrscheinlich, dass es eine andere Art geben wird) und ist außerdem extrem gefährlich. Sie brauchen effektiv Antimaterie-Energiesysteme, damit sie gut genug funktionieren, um nützlich zu sein. Solange also niemand bereit ist, Weltraumwale mit Antimaterie zu füttern, ist dies unwahrscheinlich.

Weltraumwale sind Teil einer hochentwickelten galaktischen Zivilisation. Zweifellos würden sie aus einer Kombination von synthetischer Biologie und Cyborgisierung entstehen. Diese Zivilisation verfügt über eine schnelle FTL-Reisetechnologie. Möglicherweise haben die Schöpfer der Weltraumwale ihre Weltraumwale mit FTL-Antriebssystemen ausgestattet. Wieder einmal müssen alle Energiesysteme, die benötigt werden, Teil ihres Körpers sein.

Dies wird es den Weltraumwalen ermöglichen, schnell von einem für ihr Überleben gastfreundlichen Ort zu einem anderen zu reisen. Andernfalls werden ihre Reisezeiten zu lang für ihr Überleben. Obwohl Weltraumwale während des Transports möglicherweise in einen Zustand der Kryptobiose geraten müssen.

Die nächste Fortbewegungsebene für Weltraumwale erfordert die Berücksichtigung exotischer Physik. Das beste Beispiel dafür ist die Anwendung von negativer Masse .

Obwohl keine Teilchen mit negativer Masse bekannt sind, konnten Physiker (hauptsächlich Hermann Bondi 1957,[5] William B. Bonnor 1989,[11] dann Robert L. Forward[12]) einige der erwarteten Eigenschaften beschreiben solche Partikel haben können. Unter der Annahme, dass alle drei Massenkonzepte äquivalent sind, können die gravitativen Wechselwirkungen zwischen Massen beliebigen Vorzeichens auf der Grundlage der Einstein-Feldgleichungen untersucht werden:

Positive mass attracts both other positive masses and negative masses.
Negative mass repels both other negative masses and positive masses.

Für zwei positive Massen ändert sich nichts und es gibt eine gegenseitige Anziehungskraft, die eine Anziehung verursacht. Zwei negative Massen würden sich aufgrund ihrer negativen Trägheitsmassen abstoßen. Für verschiedene Vorzeichen gibt es jedoch einen Druck, der die positive Masse von der negativen Masse abstößt, und einen Zug, der gleichzeitig die negative Masse zur positiven hin anzieht.

Daher wies Bondi darauf hin, dass zwei Objekte mit gleicher und entgegengesetzter Masse eine konstante Beschleunigung des Systems in Richtung des Objekts mit positiver Masse erzeugen würden, [5] ein Effekt, der von Bonnor als „Runaway-Bewegung“ bezeichnet wird, der seine physische Existenz außer Acht ließ und sagte: „Ich betrachte die außer Kontrolle geratene (oder selbstbeschleunigende) Bewegung […] so absurd, dass ich es vorziehe, sie auszuschließen, indem ich annehme, dass die träge Masse ganz positiv oder ganz negativ ist. ” – William B. Bonnor, in Negative Masse in der allgemeinen Relativitätstheorie.[11]

Ein solches Paar von Objekten würde unbegrenzt beschleunigen (außer einem relativistischen); die Gesamtmasse, der Impuls und die Energie des Systems würden jedoch 0 bleiben.

Dieses Verhalten ist völlig unvereinbar mit einem gesunden Menschenverstand und dem erwarteten Verhalten von „normaler“ Materie; ist aber vollständig mathematisch konsistent und führt keine Verletzung der Impuls- oder Energieerhaltung ein. Wenn die Massen gleich groß, aber entgegengesetzt im Vorzeichen sind, bleibt der Impuls des Systems Null, wenn sie sich beide gemeinsam bewegen und gemeinsam beschleunigen, unabhängig von ihrer Geschwindigkeit:

Das Hauptproblem bei "Runaway Motion"-Antriebssystemen mit negativer Masse besteht darin, die negative Masse zu erzeugen, die zum Antreiben eines Weltraumwals erforderlich ist. Das mag unbekümmert sein, aber eine galaktische Zivilisation, wie sie in dieser Frage postuliert wird, hätte dieses Problem schon vor langer Zeit in ihrer Geschichte lösen müssen. Tatsächlich könnten sie es als kurios altmodisch empfinden.

Zusammenfassend wird der Weltraumwal ein Cyborg-Raumschiff sein. Sie könnten durch Fusionsraketenantriebssysteme (eine machbare Zukunftstechnologie in Bezug auf die aktuelle Wissenschaft und Technik) oder das exotischere Antriebssystem mit negativer Masse (konzeptionell plausibel, aber auf der Existenz der bisher unentdeckten negativen Masse angewiesen) angetrieben werden.