Welchen Stern könnte Starship am ehesten erreichen?

Wir haben Starship verspottet, weil es nicht zu einem anderen Stern fliegen wird, aber laut dieser Delta-V-Karte des Sonnensystems braucht es nur 5,63 km/s von einer Mondtransferbahn bis zur Fluchtgeschwindigkeit der Sonne. Ein 130 t trockenes (mit 10 t Nutzlast) und 1330 t nasses Starship mit 380 s Isp hat 8666 m/s, also hätte es 3036 m/s Übergeschwindigkeit. Es könnte auch für zusätzliche Geschwindigkeit und / oder einen Flugzeugwechsel an Jupiter vorbeifliegen.

Zu welchem ​​Stern könnte Starship am ehesten fliegen? Passieren Sie nicht einfach seine Hügelkugel, sondern fliegen Sie bei 1 AE vorbei (oder kollidieren Sie theoretisch damit). Proxima centauri ist etwa 4,2 ly entfernt. Bei 3 km/s würde es 420 ka (Kiloanni) dauern, um 4,2 Lj zurückzulegen. In 420 ka sind alle gegenwärtig nahen Sterne längst verschwunden ( nächste vorbeifliegende Sterne ). Die Frage ist also, zu welchem ​​Stern Starship realistischerweise fliegen könnte, um dort zu sein, wenn Starship dort ist. Bonusfrage: Wie hoch ist die relative Geschwindigkeit in der Begegnung?

PS: Jemand schlug vor, das Raumschiff auf dem Weg zum Jupiter mit Verbrauchstankern aufzutanken und mit einer Verbrennung am Jupiter 20 km / s zu gewinnen. Viel teurer, aber das ist nur theoretisch und liegt innerhalb der Spezifikationen von Starship und es scheint uns innerhalb des Zeitrahmens des Passing-Stars-Diagramms zu bringen, also können wir diese Variante auch in Betracht ziehen.

+1 für eine unerwartet interessante Frage!
Ratten! Ich hätte nie daran gedacht, Starship zu verspotten, und jetzt ist es zu spät! +1:-)
New Horizons wurde am 19. Januar 2006 mit dem damals größten C3 aller Zeiten gestartet. Nach einer Gravitationsunterstützung von Jupiter gewann es etwa 2 weitere Meilen / Sekunde. Trotzdem erreichte er Pluto erst am 15. Juli 2015. Zu diesem Zeitpunkt war Pluto 4,5 Lichtstunden von der Sonne entfernt. Also 9,5 Jahre bis 4,5 Lichtstunden. Der nächste Stern, Proxima Centari, ist etwas weniger als 4,3 Lichtjahre entfernt, sodass die Reisezeit (~ 83.000 Jahre) etwa viermal länger ist als die aufgezeichnete Geschichte. Wir brauchen viel schnellere Fortbewegungsmittel, bevor wir an Reisen zu den Sternen denken können.
@uhoh: Vielleicht denkst du " Morgen spielt heute Abend keine Rolle ", aber Elon denkt " Nichts wird uns jetzt aufhalten ". "Es ist nicht genug", um nur die Umlaufbahn zu erreichen; Sie brauchen das Delta-V, um "wieder rauszukommen", um der Geschwindigkeit zu entkommen. Alles, damit Elon eine Kolonie bauen und sagen kann: „ Wir haben diese Stadt gebaut “.
@DrSheldon liebe es!
Ich werde der Konträr sein. Robert Zubrin hat sich sehr stark und mehrfach dafür eingesetzt, Menschen zum Mars zu schicken. Er hat sich jedoch auch sehr stark und mehrfach dafür ausgesprochen, dass, wenn etwas, das im Weltraum getan wird, länger als 50 Jahre dauern wird, es nicht (jetzt) ​​tut. Das Problem ist, dass die Zukunftstechnologie alles, was wir jetzt tun, in 50 Jahren überholen wird. In 420000 Jahren? Von einer Tennisschuhfirma stehlen: Tu es einfach nicht .
Mit diesen 5,63 km/s würden Sie am Tag nach dem Ende des Universums zum nächsten Stern gelangen. Sagen wir, 14,3 unendliche Jahre + ein Tag. Wenn Sie es schaffen, 1 km/s mehr zu knacken, verkürzt sich die Reise auf „nur“ 300.000 Jahre. Wenn Sie es schaffen, zusätzliche 200 km/s zu überwinden, dauert die Reise immer noch 1500 Jahre. Und wenn Sie nach Proxima Centauri wollen, müssen Sie zuerst die Melodie von 22,2 km / s einholen, was die Geschwindigkeit ist, mit der sie die lokale Szene verlässt.
Lassen Sie uns die Frage umformulieren: Mit einem Fahrrad, in welches Flugzeug können Sie während des Fluges einsteigen? Das Problem der herumfliegenden Flugzeuge mit wechselnden Positionen ist nicht das Problem, das Problem ist, dass sie sich alle schneller als Ihre maximale Geschwindigkeit bewegen, an Orten, die Sie überhaupt nicht erreichen können.
@PcMan, wenn ich es richtig gelesen habe, zeigt die in OP bereitgestellte Grafik, dass Alpha Centauri derzeit näher kommt und sich in den nächsten ~ 27000 Jahren nicht von der Sonne entfernen wird. Was oder wann sind diese 22,2 km / s Abfahrgeschwindigkeit, die Sie erwähnen?
@DavidHammen es gibt einen Namen für das "wann starten?" Problem und ich glaube, es gibt hier ein paar Posts, die sich darauf beziehen, aber ich kann nicht herausfinden, wie es heißt, und kann sie gerade nicht finden. Update: Eins gefunden! Forschungsarbeit zur „Wartezeitberechnung“ für interstellare Reisen
@DavidHammen Ich stimme zu, tu das nicht. Es ist nur ein Gedankenexperiment, um den Namen "Raumschiff" zu legitimieren. Es sieht sehr wahrscheinlich aus, also ist es nur Neugier, herauszufinden, welchem ​​Stern man begegnen soll.
@PcMan, wenn Sie eine Analogie wünschen, schlage ich vor, dass Sie lange vor dem Abflug des Flugzeugs ein Luftschiff starten, um bei der Begegnung zu sein, wenn das Flugzeug auch dort ankommt. Dies ist eine nahe Mission, also steigen wir nicht in das Flugzeug, wir machen nur Fotos davon.
@qqjkztd elementare Kinematik. Es spielt keine Rolle, ob etwas auf Sie zu oder von Ihnen weg rast, Sie müssen die gleiche übermäßige Beschleunigung ausüben, um die Geschwindigkeiten anzupassen.
@PcMan ok, aber es geht darum, Flugbahnen abzufangen, nicht um Geschwindigkeiten anzupassen.
@PcMan OP ist sich dessen bewusst und fragt als Bonusfrage nach der relativen Geschwindigkeit bei der Begegnung.
Die andere Seite der Medaille: Wie viel zusätzliche Zeit benötigt der SV, um eine Nachricht zurück zur Erde zu senden, und wer auf der Erde wird daran denken, darauf zu hören (oder sogar noch am Leben zu sein, um darauf zu hören ? )
Es ist bisher nur 12 km gerade nach oben geflogen. Der Besuch anderer Sterne ist ein wahrer Riesensprung.

Antworten (1)

Ich denke, die Kommentare haben die Antwort im Wesentlichen zusammengefasst, aber ich möchte der Situation ein paar Zahlen hinzufügen.

Nach den Zahlen, die ich auf Wikipedia finden kann, wird Starship eine Trockenmasse von 120 t und eine Nutzlastkapazität von ~ 100 t haben.

Laut einem Tweet von Musk im Juli 2019 wird ein Raumschiff im Orbit mit 100 t Nutzlast ein verbleibendes Delta-v von 6900 m/s haben . Ich weiß nicht, ob das immer noch so ist, und die Zahlen, die Sie in verschiedenen Foren herumschwirren sehen, sind nicht detailliert genug, um das mit meiner eigenen Mathematik wirklich zu überprüfen.

https://twitter.com/elonmusk/status/1151300180148252674

Nehmen wir also an, dass 100 t Nutzlast auch Treibstoff sind. Lassen wir die Klempnerarbeit für den Moment einfach außer Acht. Wie viel weiter bringt uns diese Schiffsladung Methan und LOx? Nun, gemäß der Raketengleichung, einem Massenverhältnis von 120/220 und einer Abgasgeschwindigkeit von 3700 m/s, erhalten Sie weitere 2242 m/s Delta-V, also insgesamt 8142 m/s. Wenn Sie weitere 5 - 10 km / s von einer Jupiter-Schwerkraftunterstützung hinzufügen, erhalten Sie etwa 13.000 - 18.000 m / s Delta-V

18.000 m/s reichen nicht aus .

Das von Ihnen bereitgestellte Bild veranschaulicht diese Tatsache tatsächlich recht gut:Sternbahnen über die nächsten 100000 Jahre

Dieses Entfernungsdiagramm drückt das Minimum aus , das Sie tun müssen, um zu einem anderen Stern zu gelangen. Die Steigung jeder Linie repräsentiert ihre Geschwindigkeit. Wenn Sie zu einem Stern gelangen möchten, muss sich Ihre Raumschifflinie mit einer der Sternlinien kreuzen.

Wie Sie sehen können, ist die Linie von Voyager 2 bei 17.000 m/s bei weitem nicht steil genug, um einen der Sterne zu schneiden, außer möglicherweise Ross 154, wenn sie auf demselben Kurs bleibt. Angesichts der Tatsache, dass die Sättigungsgeschwindigkeit für die Voyager der oben berechneten Geschwindigkeit des Raumschiffs ähnlich ist, kann man mit Sicherheit sagen, dass das Raumschiff niemals einen dieser Sterne erreichen wird.

Was ist mit anderen Sternen? Sicher, es ist möglich, dass sich in ferner Zukunft ein anderer Stern nähert, der innerhalb der Reichweite von Starship liegt, aber ab einem bestimmten Zeitpunkt werden die Flugbahnen dieser Sterne immer schwieriger vorherzusagen.

„Nehmen wir also an, dass 100 t Nutzlast auch Treibstoff sind. - Das ist nicht nötig. Was Sie für diese Mission brauchen, ist im Wesentlichen eine Verschmelzung der Tankervariante (die gesamte Nutzlast ist zusätzlicher Treibstoff) und der Weltraumvariante (keine Klappen, Beine oder andere Bergungshardware, keine Ausgleichsbehälter, kein Hitzeschild, keine Motoren auf Meereshöhe). , möglicherweise Kernkrafterzeugung anstelle von Sonnenkollektoren), so dass die Installation bereits von SpaceX herausgefunden oder zumindest angedacht wurde.
Hilft ein Vorbeiflug an einem 2. Planeten wie Saturn? Kandidaten für neue Sterne, die in Zukunft in unsere Nachbarschaft kommen, sind möglicherweise nicht sehr schwer vorherzusagen, da es einfach nur Arbeit ist, eine größere Kandidatentabelle zu sortieren, und das sollte wahrscheinlich sowieso in Astronomy SE erfolgen.
@uhoh, sowohl Jupiter als auch Saturn zu fliegen, beschränkt die Flugbahn auf einen engen Winkel, also würde es sich nur lohnen, wenn die Begegnung in diese Richtung wäre.
@ingolifs, Ok, Sie sagen also, dass selbst der neue Gaia-Katalog nicht genau genug Daten enthält, um die chaotische Bewegung von Sternen für einen Vorbeiflug von 1 AE zu simulieren. Wie wäre es mit dem Szenario, in dem wir Starship auftanken und am Jupiter eher brennen als ballistisch vorbeifliegen? PS: Ich habe 8666 m/s für ein Raumschiff mit 10 t Nutzlast. Das ist, ohne Flossen, Beine usw. zu entfernen oder mehr Kraftstoff zu verbrauchen.
@darsie Sie können sowohl über die Ober- oder Unterseite des Jupiter als auch über die Seite fliegen, sodass es sich um eine schmale Scheibe eines Raumwinkels handelt, und solange das Jahr nicht eingeschränkt ist, ist diese Scheibe auch nicht so schmal. Ich bin nur neugierig, ob es signifikant mit der Geschwindigkeit hilft oder nicht.
@darsie Ich meinte Jupiter oder Saturn, je nachdem, welcher Planet in einem bestimmten Szenario der letzte ist.
@uhoh Jupiter hat eine Umlaufzeit von 12 Jahren und Saturn 29. Über 12 Jahre erhalten wir 12 Raumwinkel, die von einem Jupiter-Vorbeiflug abgedeckt werden, aber nur einer davon enthält auch einen Saturn-Vorbeiflug. Der vom Saturn-Vorbeiflug abgedeckte Winkel ist schmaler. Außerdem gibt es bei Jupiter wahrscheinlich Schlüssellöcher, durch die wir fliegen können, die uns mehr Delta V geben als das, das uns eine Saturn-Begegnung bringt, und ich bin mir nicht sicher, ob Saturn das ausgleicht. Jupiter hat 3,33 Saturnmassen. Starship kann in 50 Jahren veraltet sein, daher sind die möglichen Vorbeiflüge begrenzt.
@darsie Ich denke, das kann besser in einer Antwort zusammengefasst werden, also werde ich eine Frage dazu stellen. Danke!
Welchen Stern könnte Starship am ehesten erreichen?
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