Czy statek kosmiczny musiałby unikać chmur międzygwiezdnych?

Najwyraźniej między chmurami są chmury „pyłu”. Czy statek kosmiczny musiałby latać wokół tych chmur, próbując znaleźć „tunele” między chmurami, czy też chmury międzygwiezdne są nieszkodliwe dla statku kosmicznego?

Myślę głównie w kategoriach ścierania lub zderzeń (mikro), a nie promieniowania, ale chętnie przyjmę informacje na temat tego drugiego.

interstellar-medium interstellar-travel

— FJC
źródło

Nie sądzę, że można na to odpowiedzieć. Nie znamy prędkości statku ani charakteru jego kadłuba.

— James K

Musielibyśmy postawić hipotezę o naturze zastosowanej technologii futurystycznej, więc nie jest to temat

— James K

Może wymieniają stos eksploracji kosmosu, mogą mieć jakieś odpowiedzi. Ogólnie rzecz biorąc, tak, myślę, że w interesie szybkich jednostek leżałoby ich unikanie. Nawet prosty wodór staje się problemem przy wystarczającej prędkości jazdy. Przy prędkościach, które obecnie jesteśmy w stanie osiągnąć, nie było problemu.

— userLTK,

Nie, nie musisz hipotezować o przyszłej technologii. Pytanie skupia się na naturze chmur międzygwiezdnych. Jeśli przyjmiesz, że wszystkie materiały można i będą ścierać, nie ma znaczenia to pytanie, czy niektóre materiały są nieco bardziej odporne na ścieranie niż inne, szczególnie przy prędkościach niezbędnych do podróży międzygwiezdnych. Ale możesz przenieść to pytanie na fizykę. SE, gdybym mógł odnieść je do pytania zadanego w odpowiedzi Aarona Franke.

@what W tej chwili zbytnio skupiasz się na aspektach inżynierii, aby poruszać ten temat tutaj. Powiedz mi, dlaczego nie miałbym tego migrować do eksploracji kosmosu. Może to być pytanie o obłoki międzygwiezdne, ale o to, jaki miałby wpływ na statek kosmiczny, co wymaga znajomości inżynierii.

— nazwie 2voyage

Odpowiedzi:

Tak.

$v$ $N$ $d$ $n$ $N = nd$ $10^{18}\,\mathrm{cm}$ $10\,\mathrm{cm}^{-3}\!$ $10^{19}$

Oznacza to, że im szybciej jedziesz, tym dalej i im bardziej gęste regiony pokonujesz, tym bardziej twój statek kosmiczny jest uszkodzony.

$\alpha$ $0.20c$ $\alpha$ $\sim10^{17.5\mathrm{-}18}\mathrm{cm}^{-2}$ $\alpha$

$v=0.2c$ $\lesssim10\,\mathrm{cm}^{-3}$

Chmury molekularne - gęste chmury, w których rodzą się gwiazdy - mają gęstości od a nawet do , tj. wiele rzędów wielkości wyższych niż z grubsza znaleziony w bardziej rozcieńczonym ośrodku międzygwiezdnym. Aby dotrzeć do jeszcze bardziej odległych gwiazd w tolerowanym czasie, musiałbyś lecieć szybciej niż , a zatem wydaje się, że dobrym pomysłem jest uniknięcie tych chmur. $10^2\,\mathrm{cm}^{-3}$ $10^6\,\mathrm{cm}^{-3}$ $1\,\mathrm{cm}^{-3}$ $0.2c$

— pela
źródło

Dziękuję za to. Piękny. Statek kosmiczny musiałby więc (a) zwolnić, (b) unikać gęstszych obszarów lub (c) regularnie wymieniać przednie części kadłuba. W zależności od celu podróży strategia podróży może obejmować wszystkie trzy w różnym stopniu.

@co tak. Nie wykonałem żadnych obliczeń, ale domyślam się, że prędkości znacznie wyższe niż te 0.2c byłyby zbyt destrukcyjne. Twój pomysł z wymianą części jest prawdopodobnie dobry. korpus statku, ale żagiel może być trudniejszy.

— pela

@ co Istnieje potencjalnie łatwiejsze rozwiązanie, które można nazwać „tarczami deflektora”. Większość cząstek międzygwiezdnych jest zjonizowanych, a zatem może zostać odchylonych przez pole magnetyczne. Uważam, że przeprowadzono pewne eksperymenty na tym pomyśle i sugerują, że dość słabe (i prawdopodobnie rozsądne do osiągnięcia w praktyce) pole, generowane przez uwalnianie własnych zjonizowanych cząstek, jest wystarczające, aby odepchnąć większość cząstek.

— zibadawa timmy,

@zibadawatimmy Czy nie miałoby to efektu zerwania? Czy to wystarczająco szybko odchyla się przy 0,2 c?

@pela Tak, chmury molekularne to w większości obojętny wodór dwuatomowy, więc nadal będziesz miał z nimi wiele problemów. Myślałem głównie w ośrodku zjonizowanym lub w inny sposób łagodziłem uszkodzenia powodowane przez zjonizowane cząstki podczas wiatru gwiazdowego. Wierzę, że te eksperymenty, które przypominam, dotyczyły takich rzeczy jak misje na Marsa.

— zibadawa timmy

Powiązane: /physics/26326/how-dense-are-nebulae

Porównajmy mgławice z gęstością powietrza, na której krąży ISS, na 400 000 metrów. Według Wikipedii ciśnienie powietrza na danej wysokości jest określone równaniem

p = p_{0} {(1 - \frac{L h}{T_{0}})}^{\frac{g M}{R L}}

$p = p_0 \left(1 - \frac{Lh}{T_0} \right)^\frac{gM}{RL}$

lub . $101.325\left(1 - \frac{0.0065×400000}{288.15}\right)^{(9.80665×0.0289644)/(8.31447×0.0065)}$

Kalkulatorowi Google się to nie podoba ^, ale umieszczenie go w kawałku po kawałku daje -5737666.10745. Następnie znajdźmy gęstość za pomocą równania

ρ = \frac{p M}{R T}

$ρ = \frac{pM}{RT}$

lub czyli -8,08192432875. Niestety Wikipedia nie mówi mi, w jakiej jednostce jest ta liczba (tylko, że jest to „forma molowa” i że jest gęstością), więc niestety utknąłem tutaj całkowicie i nie mogę dokończyć odpowiedzi na pytanie. Mam nadzieję, że ta częściowa odpowiedź pomogła komuś uzyskać pełną odpowiedź. $\frac{-5737666.10745×0.0289644}{8.31447×2473.15}$

— Aaron Franke
źródło

głosował za wysiłkiem. :-)

— userLTK

To jest (rozszerzony) komentarz, nie boję się odpowiedzi.

— adrianmcmenamin

@RobJeffries Jak to zrobić? Oczywiście, że tak! Na pewno robi to dużą różnicę, czy twój statek zmierza w obszar prawie bez niczego w porównaniu z obszarem o stosunkowo wysokiej gęstości atmosferycznej.

— Aaron Franke

Być może mój komentarz jest nieco niejasny. Mam na myśli, gdzie oszacowałeś lub zacytowałeś parametry krytyczne - gęstość ISM i rozkład wielkości cząstek pyłu? Co ma wspólnego z ISS podróżującym w górnej atmosferze Ziemi?

— Rob Jeffries