क्या एक अंतरिक्ष यान को अंतरतारकीय बादलों से बचना होगा?

जाहिर है, तारों के बीच "धूल" के बादल हैं। क्या एक स्टारशिप को उन बादलों के चारों ओर उड़ना होगा, जो बादलों के बीच "सुरंगों" को खोजने की कोशिश कर रहे हैं, या एक अंतरिक्ष यान के लिए इंटरस्टेलर बादल हानिरहित हैं?

मैं मुख्य रूप से विकिरण (सूक्ष्म) टकरावों के संदर्भ में सोच रहा हूं, विकिरण नहीं, लेकिन बाद में भी जानकारी का स्वागत करेंगे।

interstellar-medium interstellar-travel

— FJC
स्रोत

मुझे नहीं लगता कि इसका जवाब दिया जा सकता है। हम जहाज की गति, या उसके पतवार की प्रकृति को नहीं जानते हैं।

— जेम्स के

हमें फ्यूचरिस्टिक प्रौद्योगिकी की प्रकृति के बारे में परिकल्पना करनी होगी, इसलिए यह यहाँ विषय है

— जेम्स के

शायद अंतरिक्ष अन्वेषण स्टैक एक्सचेंज, उनके पास कुछ उत्तर हो सकते हैं। एक सामान्य अर्थ में, हाँ, मुझे लगता है कि यह उनसे बचने के लिए एक उच्च गति शिल्प के हित में होगा। यहां तक कि साधारण हाइड्रोजन उच्च गति की यात्रा के साथ एक समस्या बन जाती है। वर्तमान में हम जिस गति तक पहुँचने में सक्षम हैं, वह कोई समस्या नहीं है।

— userLTK

नहीं, आपको भविष्य की तकनीक के बारे में परिकल्पना करने की आवश्यकता नहीं है। प्रश्न का फोकस अंतरतारकीय बादलों की प्रकृति पर है। यदि आप यह मानते हैं कि सभी सामग्रियों को निरस्त किया जा सकता है, तो इस सवाल से कोई फर्क नहीं पड़ता, अगर कुछ सामग्री दूसरों की तुलना में घर्षण के लिए थोड़ी अधिक प्रतिरोधी होती हैं, विशेषकर इंटरस्टेलर यात्रा के लिए आवश्यक गति से। लेकिन इस प्रश्न को भौतिकी में स्थानांतरित करने के लिए आपका स्वागत है। क्या, क्या मैं इसे आरोन फ्रांके के एवर में दिए गए प्रश्न से संबंधित कर सकता था।

@ क्या अब यह सही है, आप इस विषय पर होने के लिए इंजीनियरिंग के पहलुओं पर बहुत अधिक ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। मुझे बताएं कि मैं इसे स्पेस एक्सप्लोरेशन में क्यों नहीं भेजना चाहिए। यह अंतरालीय बादलों के बारे में एक प्रश्न हो सकता है, लेकिन यह एक अंतरिक्ष यान पर क्या प्रभाव पड़ेगा, इसके लिए इंजीनियरिंग के ज्ञान की आवश्यकता होती है।

— called2voyage

जवाबों:

हाँ।

जैसा कि टिप्पणी की गई है, एक इंटरस्टेलर स्पेसशिप द्वारा ली गई क्षति की मात्रा इसके वेग पर निर्भर करती है , साथ ही साथ यह गैस और धूल कणों की संख्या पर भी निर्भर करती है जो इसका सामना करते हैं। यह संख्या आमतौर पर प्रति क्षेत्र मापी जाती है, जिस स्थिति में इसे कॉलम घनत्व कहा जाता है , और कुल दूरी बराबर होता है कण घनत्व , अर्थात । उदाहरण के लिए, यदि कोई स्पेसशिप घनत्व वाले क्षेत्र के माध्यम से 1 lightyear ( ) यात्रा करता है, स्पेसशिप के प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर में कणों का सामना होगा । $v$ $N$ $d$ $n$ $N = nd$ $10^{18}\,\mathrm{cm}$ $10\,\mathrm{cm}^{-3}\!$ $10^{19}$

यानी आप जितनी तेजी से आगे बढ़ते हैं, आप उतने ही दूर चले जाते हैं, और जितने घने क्षेत्र आप से गुजरते हैं, उतना ही आपका स्पेसशिप क्षतिग्रस्त होता है।

निर्णायक Starshot परियोजना का उद्देश्य हमारे निकटतम पड़ोसी-तारकीय प्रणाली तक पहुँचने के लिए एक ग्राम आकार उपग्रह तक पहुँचने के साथ, ~ 20 साल में सेंतौरी एक प्रकाश पाल के माध्यम से। आज, होआंग एट अल द्वारा एक पेपर था । ऐसे उपग्रह द्वारा ली गई क्षति की मात्रा की गणना करना। पृथ्वी से केन तक गैस का कुल स्तंभ घनत्व , और मान लें (काफी) 1 से धूल-गैस अनुपात वेइंगार्टनर और डाइन (2001) के आकार वितरण के साथ% और एक कार्बोनेटेड / सिलिकेट धूल अनाज की आबादी , वे गणना करते हैं कि यह यात्रा $\alpha$ $0.20c$ $\alpha$ $\sim10^{17.5\mathrm{-}18}\mathrm{cm}^{-2}$ $\alpha$ केन अंतरिक्ष यान की सतह को 1 मिमी के क्रम की मोटाई तक मिटा देगा ।

ज्यादातर नुकसान धूल से होता है, गैस से नहीं, बल्कि सिद्धांत रूप में गैस धीरे-धीरे अंतरिक्ष यान को गर्म कर सकती है। हालांकि, , जब तक घनत्व , तब तक तापमान किसी भी पिघलने का कारण नहीं है। $v=0.2c$ $\lesssim10\,\mathrm{cm}^{-3}$

आणविक बादल - घने बादल जहाँ तारे पैदा होते हैं - से घनत्व होते हैं और यहां तक कि , अर्थात परिमाण के कई आदेश मोटे तौर पर में अधिक पतले इंटरस्टेलर माध्यम में पाए जाते हैं। एक सहनीय समय में और भी अधिक दूर के सितारों तक पहुंचने के लिए, आपको से अधिक तेजी से जाना होगा , और इस प्रकार ऐसा लगता है कि यह वास्तव में इन बादलों से बचने के लिए एक अच्छा विचार है। $10^2\,\mathrm{cm}^{-3}$ $10^6\,\mathrm{cm}^{-3}$ $1\,\mathrm{cm}^{-3}$ $0.2c$

— pela
स्रोत

उसके लिये आपका धन्यवाद। सुंदर। तो एक अंतरिक्ष यान को या तो (ए) धीमी गति से जाना होगा, (बी) सघन क्षेत्रों को खाली करना होगा, या (सी) उसके पतवार के आगे के हिस्सों को नियमित रूप से बदलना होगा। यात्रा गंतव्य के आधार पर, यात्रा की रणनीति तीनों को अलग-अलग डिग्री में शामिल कर सकती है।

@क्या हां। मैंने कोई गणना नहीं की है, लेकिन मेरा अनुमान है कि उन 0.2c की तुलना में बहुत अधिक गति बहुत विनाशकारी होगी। भागों को बदलने के साथ आपका विचार शायद अच्छा है। जहाज का शरीर, लेकिन पाल अधिक कठिन हो सकता है।

— पेला

@ क्या एक संभावित आसान समाधान है, जिसे "डिफ्लेक्टर शील्ड" करार दिया जा सकता है। अधिकांश इंटरस्टेलर कणों को आयनित किया जाता है, और इसलिए एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित किया जा सकता है। मेरा मानना है कि कुछ प्रयोग इस विचार पर किए गए हैं और यह सुझाव देते हैं कि अपने आप में आयनित कणों को मुक्त करके उत्पन्न काफी कमजोर (और अभ्यास में प्राप्त करने के लिए उचित) क्षेत्र, अधिकांश कणों को दूर करने के लिए पर्याप्त है।

— जिब्दावा टिमी

@zibadawatimmy एक ब्रेकिंग प्रभाव नहीं होगा? क्या यह उपवास 0.2c पर पर्याप्त है?

@pela हां, आणविक बादल ज्यादातर तटस्थ डायटोमिक हाइड्रोजन हैं, इसलिए आप अभी भी उन लोगों के साथ बहुत परेशानी में होंगे। मैं ज्यादातर एक आयनित माध्यम में सोच रहा था, या अन्यथा एक तारकीय हवा में आयनित कणों से नुकसान को कम कर रहा था। मेरा मानना है कि इन प्रयोगों को मैं मिशन जैसे मंगल की संबंधित चीजों को याद कर रहा हूं।

— ज़िब्दावा टिमी

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

आइए, निहारिका की वायु घनत्व से तुलना करें, जहां आईएसएस 400 000 मीटर की दूरी पर है। विकिपीडिया के अनुसार , किसी दिए गए ऊंचाई पर हवा का दबाव समीकरण द्वारा दिया जाता है

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

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

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

Google कैलक्यूलेटर को यह पसंद नहीं है ^ लेकिन इसे टुकड़ा-दर-टुकड़ा देता है -5737666.10745। फिर, आइए समीकरण के साथ घनत्व ज्ञात करें

ρ = \frac{p M}{R T}

$ρ = \frac{pM}{RT}$

or जो -8.08192432875 है। दुर्भाग्य से विकिपीडिया मुझे यह नहीं बताता है कि यह संख्या किस इकाई में है (सिर्फ यह कि यह "दाढ़ का रूप है" और यह घनत्व है) इसलिए दुर्भाग्य से मैं पूरी तरह से यहाँ फंस गया हूँ और मैं इस सवाल का जवाब नहीं दे सकता। उम्मीद है कि इस आंशिक उत्तर ने किसी को पूर्ण उत्तर देने में मदद की। $\frac{-5737666.10745×0.0289644}{8.31447×2473.15}$

— हारून फ्रांके
स्रोत

प्रयास के लिए मतदान किया। :-)

— userLTK

यह एक (विस्तारित) टिप्पणी है, उत्तर नहीं मैं डरता हूं।

— एड्रिनमेक्मिनामिन

@RobJeffries ऐसा कैसे? बिलकुल यह करता है! यह निश्चित रूप से एक बड़ा अंतर बनाता है कि क्या आपका जहाज अपेक्षाकृत उच्च वायुमंडलीय घनत्व के क्षेत्र के लगभग कुछ भी नहीं के साथ एक क्षेत्र में जा रहा है।

— आरोन फ्रेंके

शायद मेरी टिप्पणी थोड़ी अस्पष्ट है। मेरा मतलब है, जहां आपने महत्वपूर्ण मापदंडों का अनुमान लगाया है या उद्धृत किया है - आईएसएम घनत्व और धूल कणों का आकार वितरण? पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल के माध्यम से यात्रा करने वाले आईएसएस को कुछ भी करने के लिए क्या मिला है?

— रोब जेफ्रीज