Um die Oberfläche eines Planeten zu schmelzen und alle Spuren der Zivilisation auszulöschen, dachte ich, dass ein Sonnenofen ausreichen würde. Es ist eleganter, als einen Planeten mit Atomwaffen zu zerstören, ganz zu schweigen davon, dass es keinen nuklearen Fallout hinterlässt. Perfekt für die Reinigung! Danach kann der verbrannte Planet leicht wieder bewohnt werden, nachdem er abgekühlt ist.
Mit den reflektierenden Oberflächen der Raumfahrzeuge könnte eine ausreichend große Flotte einen riesigen Hohlspiegel bilden. Jedes der Schiffe hat einen Durchmesser von ca. 1 km und ist kreisförmig. Das Ergebnis ist ein Lichtstrahl, der auf einen einzigen Punkt fokussiert ist. Nicht sehr effizient, um die Oberfläche eines Planeten zu reinigen, also machen wir stattdessen eine Linie. Den Strahl auf den Durchmesser des Planeten zu fokussieren, würde den Prozess in einem Tag beenden. Der Sonnenofen von Odeillo ist 48 Meter breit und 54 Meter hoch und kann eine Temperatur von 3.500 ° C (6.330 ° F) erreichen.
Wie groß sollte die Fläche dieses Sonnenofens sein, um den vorgenannten Effekt zu erzielen?
Nehmen Sie die Erde als Beispiel. Ein Durchmesser von 12.742 km (7917,511 Meilen). Granit hat einen Schmelzpunkt von etwa 1215° bis 1260° (2219°F bis 2300°F). Etwa 20 Sekunden Belichtung reichen aus, um es mit fokussiertem Licht zu Lava zu schmelzen, obwohl ich die Abmessungen der verwendeten Spiegel nicht gefunden habe. Auch die Rotation der Erde muss berücksichtigt werden, die etwa 460 Meter pro Sekunde (1.000 Meilen pro Stunde) beträgt.
Ich würde die Zahlen selbst knacken, wenn ich könnte. Leider bin ich in Mathe schlecht. Mach bitte dein Ding.
PS: Bitte verspotten Sie mich nicht, dass ich diese „einfache“ Rechnung nicht alleine machen kann. Das Leben ist so schon hart genug.
Als Faustregel gilt, dass Sie etwa 1 kW Sonnenlicht pro Quadratmeter auf die Erdoberfläche bekommen. Im Weltraum haben Sie ohne die Atmosphäre etwa 1,3 kW pro Quadratmeter. Wenn man also Dinge wie Wolken, den genauen Breitengrad, die Jahreszeit, die Tageszeit usw. ignoriert, kann man sagen, dass etwa 30 % der Energie die Erde nicht erreichen.
Die Temperatur des Gesteinsschmelzens variiert stark, aber Kieselsäuren und einige der hitzebeständigeren Mineralien schmelzen im Bereich von 1200 bis 1300 ° C.
Die Größe des Odeillo- Turms ist nicht so wichtig wie die Kenntnis der Gesamtfläche der Heliostaten, die sie verwenden, um Licht auf den Parabolspiegel und den beleuchteten Bereich des Ziels zu lenken. In diesem Fall haben sie 63 Heliostaten, die der Sonne nachgeführt werden, und eine Gesamtfläche von etwa 2835 Quadratmetern. Grob kann man sagen, dass es die Sonne etwa 3000-fach vergrößert, und sie bewerten die Anlage mit etwa 1 Megawatt. Es scheint, dass es Temperaturen von etwa 3.000 bis 3.500 ° C erreichen kann, obwohl die Details nicht so klar sind.
Übrigens gibt es einige theoretische Grenzen, wie stark Sie das Sonnenlicht konzentrieren können, und der Rekord liegt irgendwo bei etwa 84.000 Mal. Diese Technik ist jedoch für diese Anwendung nicht sehr hilfreich. Allgemeiner gesagt ist für einen terrestrischen Sonnenofen eine Vergrößerung von 2000 ziemlich vernünftig.
Nun, Sie haben Raumschiffe mit einem Durchmesser von 1 km, die Sie positionieren möchten. Das Beste, was Sie tun können, wenn Sie das Licht als Strahl lenken (vorausgesetzt, das Licht von der Sonne ist größtenteils parallel, bevor es auf das Raumschiff trifft, wäre die Beugung durch den Winkel Theta = 1,22 * Wellenlänge_in _Metern / 1000 Meter begrenzt. Dieser Winkel ist hübsch klein und ist in Radiant, 6,1xe-10, aber wenn in einer geosynchronen Umlaufbahn etwa 35.760 km, dann wäre der 1 km-Punkt 70 Meter größer, das klingt also immer noch nach etwa einem km. Aber wenn so weit draußen auf dem Mond, 363.300 km, dann hätte der Fleck einen Durchmesser von 1,72 km Durchmesser.Dies würde von der Wellenlänge abhängen, wobei kürzere Wellenlängen stärker gestreut würden.Um Ihre Flecken kleiner zu machen, könnten Sie Ihren 1 km langen Raumschiffen eine leichte Krümmung verleihen, aber Sie werden trotzdem enden durch Beugung durch den Durchmesser Ihres Raumschiffs begrenzt.
Um also eine 2000-fache Konzentration der Energiedichte zu erreichen, könnten Sie 2000 Raumschiffe verwenden und die Punkte überlappen. Um die zu scannende Linie dann zu erhalten, könnten Sie sie in Schritten von 2000 hinzufügen, wobei jeder Schritt der Linie km hinzufügt. Oder weniger, wenn Sie aus Effizienzgründen einige überlappen möchten.
Der Umfang der Erde beträgt etwa 40.000 km, also 1/2, also 20.000, also 20.000 Raumschiffe in Reihen von 2000 wäre eine Option. Man könnte meinen, man könne die Erde einfach unter dem Raumschiff-Array rotieren lassen. Nun, dann bewegt sich der Äquator schneller als die höheren Breiten 40.000/24 Stunden sind etwa 1.667 km/h, also ist das ein kleines Problem .... Sie wären etwa 18 Sekunden unter der Stelle und könnten nicht ganz heiß sein genug, um den Felsen am Äquator zu schmelzen, würdest du mit zunehmender Breite mehr Zeit an der Stelle verbringen.
Natürlich vernachlässigte alles bisher die Atmosphäre oder die Ozeane oder die Vegetation. Das wird irgendwie kompliziert. Angenommen, Sie schalten einen Strahl von den 2000 Raumschiffen ein, werden Sie zunächst eine Absorption aus der Atmosphäre haben, wobei sich die Atmosphäre an der Stelle erwärmt, was Konvektion erzeugt. Sie werden auch einige Änderungen des Brechungsindex und eine Vielzahl von Szintillationseffekten feststellen, sodass die Art und Weise, wie das Licht tatsächlich den Boden erreicht, aufgrund von Konvektion und Turbulenzen verzerrt und verändert wird. Das geschmolzene Gestein erzeugt natürlich auch Konvektionsströmungen und Stürme. Das brennende Material wird in die Atmosphäre getragen und verändert das Reflexionsvermögen, indem das Licht in der Atmosphäre absorbiert wird.
Wasserdampf und Wolkenbildung werden jedoch wahrscheinlich die größten Auswirkungen haben. Wie das funktionieren könnte, könnte kompliziert sein. Normalerweise würde man denken, dass die Wolken sehr reflektierend wären, so dass viel weniger Licht den Boden erreichen würde. Es kann jedoch genug Energie vorhanden sein, um Wassertröpfchen zu verdampfen und möglicherweise ein Loch durch die Wolken zu schlagen. Dann gibt es sekundäre Effekte wie Treibhausgaseffekte...
Da Sie sich Sorgen um die Mathematik machen, stellen wir sicher, dass die bereitgestellte Erklärung zeigt, wie die Mathematik eingerichtet wird.
Zunächst ignorieren wir der Einfachheit halber atmosphärische Effekte und gehen von einer idealen Energieübertragung und perfekten Spiegelpositionierung aus.
Sie wollen die Erdoberfläche in einem Tag zum Schmelzen bringen. Sie müssen also herausfinden, wie viel Oberfläche ein Array einer bestimmten Größe in einer bestimmten Zeit schmelzen kann. Dann sind es nur noch einige Divisionen und Einheitenumrechnungen, um zu bestimmen, wie viel Fläche Sie benötigen, um die gesamte Oberfläche an einem Tag zu schmelzen.
Also surface_area_of_earth / second_in_day / area_melted_per_area_of_mirror_per_second
Nach einem der Videos in einem Ihrer Links zu urteilen, sieht es so aus, als könnte eine 1-Meter-Linse 10 Quadratzentimeter Fels in etwa 20 Sekunden schmelzen. Oder 0,5 cm^2 pro Sekunde für jeden Quadratmeter Spiegel.
Wolfram Alpha sagt, dass es ungefähr 5,1*10^18 Quadratzentimeter auf der Erdoberfläche gibt.
Rechnen Sie nach und Sie werden feststellen, dass Sie ungefähr 1,18 x 10 ^ 14 Quadratmeter benötigen, um die Erdoberfläche an einem Tag zu schmelzen. Oder ungefähr 118.000.000 Quadratkilometer Spiegel. Das ist etwa siebenmal so groß wie Russland. Wenn Ihre Spiegelschiffe einen Durchmesser von 1 km haben, benötigen Sie fast 150 Millionen Schiffe.
Wenn Sie nur das Land schmelzen wollten, können Sie die Zahlen mit 0,29 multiplizieren (der Prozentsatz der Erdoberfläche, der nicht mit Wasser bedeckt ist) und Sie erhalten 34.200.000 km^2 Spiegel, nur 2 Russen oder etwas weniger als 43.00.000 Schiffe.
Wütende Muppet
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