戴森球-它是做什么用的?第三部分:戴森环和各个元件的应用

文章第一部分检查了戴森球的概念历史并以非刚性戴森环的形式确定了其设计的最简单,最实用的版本之后,我将文章第二部分专门从独立的(中等巨大的)自治元素中详细分析了这种环的设计。在那里,详细描述了环的一个相当原始的自治元素的构造,计算了它的近似权重以及两个半径的整个环的参数。

图片

现在我们可以说清楚了:为什么我们要使用这样的非刚性环,即独立的自治元素?

首先,如上所述,“环”的每个六边形(或八边形)元素带有密封的中央模块,本身就是能量+的基础,还是数百或数千人(有粮食生产)的自治殖民地,体现了齐奥尔科夫斯基的梦想关于“空港城市”,或矿物加工厂(材料的能源密集型生产)和/或燃料生成站(以氧气/氢气对的形式,以及用于不同发动机的其他气体的形式)奥托波夫用于核反应和热核反应)。

其次,指环的每个元素都可以将其镜子的倾斜角度更改为朝向太阳的方向,并将其“兔子”反射的阳光重定向到需要的位置:其他元素,地球,航天器或需要照明,加热的小行星,蒸发,发展。这是能源,武器和信号-任何清单。该视频 的开头(从10到50秒)显示了类似的内容

;第三,可以将元素上产生的能量从元素重定向:通过电缆-传递到环的相邻元素,通过激光或RF束传递到环内的接收站,或者到小行星或航天器(在极端情况下,并直接到人造卫星和行星)。

第四,上述所有改进以及Ring现代化的项目,甚至我们无法想象的,都将在原始Ring的基础上使用其功能和材料,并考虑其宝贵的建造经验进行。

各个元素的应用示例

1.您是否需要从轨道上蒸发或移动卫星或小行星(彗星)?环中的一个或几个元素被传递到所需的点,该点与它们的“ bunnies”反射光(并添加其他辐射)可长时间持续加热该对象。

经常会发出这样的反对意见:大量元素的产生据说是太阳系资源的分散和浪费。但是,除了用于将未完成的元素和储备物运送到稳定轨道上的工作流体外,系统中没有任何东西消失或消失。如果需要,所有元素都可以重做其他内容,以在它们的基础上构建新的和完美的东西。这比从头开始提取材料容易。以下是三个示例:

2.是否需要发送光年的信号到另一个系统?还是从远处得到微弱的信号?在这里,环的元素派上用场:每个元素本身已经是一个天线,您可以将环的几个元素组装成抛物线形或球形天线,按正确的方向部署,并在焦点上增加一个辐射/接收设备。

3。是否需要组装一艘巨大的方舟飞船才能以数百年的时间到达(比光速慢得多的速度)邻近的恒星?环的元素比从头建造船更容易在船上拆卸和回收。

4.需要组装一艘带有太阳帆的大船吗?除了其他引擎的动力外,您还可以采用“环”的一个或多个元素,并根据它们构建类似慢船在太阳风中飞行的东西。

5,需要使用外部能源驱散较小的船舶吗?这可以通过将激光或其他射线(来自环网的元件)引导到船上的接收天线(然后将在那里接收的能量导向离子/等离子或其他引擎)或反射镜(光子火箭)-光子牵引来实现。

激光束加速
最近一学期听起来很像DEEP-IN项目星际探索的定向能量推进的构想,该构想由尤里·米尔纳,斯蒂芬·霍金,尤其是菲利普·吕宾(Philip Lyubin,自2013年以来)在未来30至50年间推广https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1604/1604.01356.pdf

顺便说一句,罗伯特· 弗雷德·罗伯特(Robert Forward)早在1984年就表达了类似的星际旅行思想(现在,他的设计被称为传统的太阳帆船方案Matloff和Forward)。利用超强地面和轨道(位于太空中)激光阵列,精确地加速具有细小和细小(直径约1 m)光帆的超小(以克为单位)星际探测器的新想法引起了巨大的共鸣和严肃的讨论。原则上,当解决许多技术问题时,主要的是帆材料的激光烧蚀,这种系统可以以速度不是光速的20%,但至少是光速的5%轰击星际空间的微型探针。该项目的想法是基于菲利普·鲁宾(Philip Lubin)的文章“星际飞行的路线图”和一个项目计划,作者于2015年4月发送给科学期刊《 JBIS:英国行星际学报》,最新版本为2016年9月。顺便说一句,在本演示文稿中,鲁宾在幻灯片44上论述了戴森球的概念以及发现这种结构的问题。

还有一些巨大的反对该项目的可行性(几乎立刻被评论家称为,如短和对点这里http://trv-science.ru/2016/04/19/dvojka-po-fizike/ -续:HTTP:// TRV -science.ru/2016/05/17/pod-zvezdnym-parusom-k-alpha-centauri/)因此,DEEP-IN项目指出,用于这种加速的激光器阵列可以位于近地轨道上(以避免被大气层吸收激光,避免光束自动聚焦),甚至可以位于高空干燥的地球上(在演示视频中)。并且据推测,从那里他们将一劳永逸地迅速将探针分散到所需的速度。

问题是您不能用小帆过快地加速这样的微型探针-加速会破坏它,甚至不能用过强的激光束照亮细帆-加热会使帆融化或在材料被辐射烧蚀期间穿过帆。有必要缓慢分散探头,不要让激光器过强。

但是,当探头缓慢加速时,激光束会产生另一个严重的问题:由于任何激光束都有发散(发散),因此光束会随着距离发散。光束发散角通常等于:θ=1.22λ/ d,其中λ是波长,d是光束直径(激光出口的直径)。常规(窄孔径)激光器的差异约为1弧分。这意味着月球上的激光束直径已经约为2公里,而超出火星轨道的激光束将达到数百公里! (更多详细信息在这里)。如此微弱,分散的光束以这样的距离照亮迷你探测器的帆,对于其加速几乎是无用的-缓慢的加速会脱离月球轨道。

但是该项目的作者对带有相位控制装置的小型(Yb)光纤激光器(效率高达78%)的相控阵列抱有很大希望。在某些方面,这种激光阵列的概念类似于具有有源相控天线阵列的雷达的概念:相控天线阵列的元件一样,激光必须以复杂的方式改变其辐射的相对相位,从而使其在一个所需的方向上放大并在所有其他方向上被抑制。(理想情况下)。该项目可行性的一个重要积极方面是近年来这类光纤激光器的重大进展-功率和紧凑性(根据摩尔定律观察到尺寸减小)和价格方面的进步。每1 km大小为1的场可以容纳大约2000万个相匹配的小千瓦Yb激光器,重达25-30 kg,效率约为50%,波长较短(在1微米或1060 nm范围内),以获取输出数十吉瓦的激光辐射-所谓的DE-STAR 4阵列,据称这种阵列的光束发散角将等于:θ=1.22λ/ d= 10 ^ -9弧度= 0.0002弧秒,因为此处的d约为1000 m。然而,正是这种激光阵列的线性尺寸和质量迫使项目的作者选择地面布置,这导致光束路径中的气氛出现问题。
而且,将激光对准如此小的遥远,长达数百万公里的探测帆的问题仍然存在。

图片

但是,您可以先用来自地球轨道的一系列激光散布一个小型探空仪,然后再将其放置在月球附近的另一个阵列中,然后再将更远的三分之一散布开来……等等。

并且环的元素(仍在其轨道中)可以为此类激光阵列产生能量,或者可以作为安装平台激光。为此,必须将它们设置在地球周围的各个轨道上,在拉格朗日点上,在太阳周围的轨道上,半径刚好超过1 AU

环形天体的元素可以沿着这样的探测器从地球轨道乃至太阳系外围的未来飞行路线提前发送到各个点(例如,通过常规引擎或借助太阳风,以及环形天体中其他元素的照明)。在那里,随着电池和/或燃料中积聚的能量,环的元素将等待微型探针飞过它们,并在轨迹的一部分(0.3-0.5百万公里长)内用中等强度的激光束照亮它,然后将探针传输到下面元素:

图片

同时,它们又通过光束向微型探针发出能量,使其在其光束范围内加速,使彼此通过加速船,就像在接力赛中一样。

或更高级的选择:不使用电池中的能量储备,而只是沿链条将光/能量从一个元素发送到另一个元素,以便当前的活动元素将能量持续使用,将其引导至系统外加速的探空仪:

图片

顺便说一下,这些元素振铃不仅可以加速此类微型探针在系统外飞行的速度。直接在环网中放置元素时,可以在环网中进出货物时通过太阳帆来加速和减速系统内货船(当然,我们并不是在谈论高速)。这样,您就可以开始光子引力的开发,从而改善使太阳系内部的船缓慢加速和减速的技术和方法。在2013年的这项工作中作者(包括Philip Lubin)还详细讨论了在船帆帆镜向前转动​​(乒乓法)后,这种带有制动的系统内飞行。

图片

从外部检测Ring的问题与向外部

发送信号相关的时刻(示例2)。以上)在此类环的组装阶段出现。环形星的创造者是否想要它,但是如果环形星的元素组合成具有约100万公里特征尺寸的片段(太阳系中最大行星木星的直径约为14万千米,是其小7倍),那么任何外部观察者,大约位于环的平面内,开始记录(不管环的创造者的愿望)是一个物体的奇怪的,前所未有的,周期性的日食,该日食在线性尺寸上显然超过了巨型行星的大小。而且观察者(在银河系中还有更多这样的人)不太可能在环的平面上注意到任何东西。这一点很重要:随机观察者几乎没有机会从这样的恒星朝正确的方向前进。

如果在此系统中,在距恒星一定距离(具有给定周期)的情况下,未发现巨大的天体,例如红色或棕色矮星,黑洞,寒冷(不发射红外背景)薄的尘埃气原行星云(可在此处访问) ,那么这就是观察者考虑这种现象的人为原因的严重原因。

正如地球上的天文学家所发生的那样,他们最近在开普勒太空望远镜的帮助下,观测到周期性(每750天一次)和短暂(大约一天)的光度降低,这是一颗非常稳定的恒星(普通光谱类型为F3 V / IV),编号为KIC 8462852(https://geektimes.ru/post/267022/)。她是塔比星(据观察),周围没有其他卫星星(红矮星),没有增加的红外或紫外线辐射,这意味着很可能没有行星状星云,小行星带或褐色矮星型卫星靠近该恒星-这很容易说来话,没有自然的天文原因可以解释如此巨大的日食。有些版本带有彗星,更确切地说是系外彗星(https://geektimes.ru/post/266408/),小行星带或系外行星最近发生的碰撞。

应当指出的是,727天的蚀期与我们系统的彗星自转周期没有太大的关系(更不用说这样的事实了,彗星在像太阳这样大质量恒星附近通过通常会导致彗星完全或部分衰变,或导致其轨道发生强烈变化)。很难想象如此庞大的彗星(覆盖恒星的1/5盘)和紧凑的(仅覆盖一天或两天)成群的彗星,它们的核心或尾巴在750天的奇异时期内成功地关闭了多达22%的恒星光。这里已经讨论过

然后添加了一个版本(尚未丢弃),该版本具有我们观察到的行星盘(云)的特殊视角,其中冷连续的外层位于该恒星周围,并阻挡了内层的红外辐射(https://geektimes.ru/post/280062/)。可以这么说,上述人造环的天然类似物有时会使恒星的亮度降低15-20%。假设是这样,这很可能是这样。但是,这种看似非常薄(但不会爆裂)的磁盘如何仅一天之内就能使一颗像这样的小星星发光呢?

最近有个新闻关于来自美国的两名专家(华盛顿美国海军天文台的Valery Makarov和Teza Technology公司的Alexei Goldin)进行处理的结果,有关开普勒太空望远镜的原始数据以及这颗恒星的两个月蚀。除其他外,他们在日食时检查了恒星相对于其他天体的位置。他们获得的结果非常奇怪- 他们声称在日食时,恒星本身(更确切地说是来自恒星的光的“亮度中心”)移动了相对于望远镜的接收矩阵!到目前为止的结论如下:某些彗星或小行星(仍然很大)阻碍了“塔比星”,但不在该恒星的轨道上,而是在其他一些大质量物体(黑洞,棕矮星?)的轨道上,更近对我们(沿着观测线),或者是由KIC 8462852本身的非自然起源的物体造成的

,727天的周期大约对应于该恒星在宜居带或宜居带之外的轨道参数(比太阳大1.5倍)发光度是太阳光的4.7倍,因此必须明确更大400-500天)。
顺便说一下,对俄罗斯科学院空间物理研究所的列昂尼德·黄岩性分析揭示了一种不寻常的光曲线形状(以下曲线取自原来的文章,只是增加)两个最深骤降/蚀的:
图片
降低第一率和然后增加分亮度的不对称,其可指示食机构的轨道的延伸的。此外,基于曲线的形状和覆盖的持续时间,Xanfomality估计了引起月食的宇宙天体轨道的可能参数。
从他的估计中可以得出,人体以拉长的轨道旋转,其绕心点为3.83天文单位,旋转周期为6.26年。但是,作者本人注意到他的估计中的矛盾之处,并指出在如此遥远的中心点(在太阳系中它将位于小行星带的后面),轨道从任何角度的投影看起来都几乎是直线,并且不会观察到光滴曲线的不对称性。

对于下一个月食(2017年)的天文学家来说,使用掉落并增加平纹星的光度的精确图形来计算遮盖它的物体的形状将非常有用,尤其是因为有了这样一种技术:(http://arxiv.org/abs/astro-ph/0503580) 。还有一些方法可以确定星盘与行星等物体相交的角度/方向:

图片

如果这些物体的形状不是圆形,而是正方形或三角形,则很明显地表明了黯淡物体的人为起源。

顺便说一句,从理论上讲,平纹星食的``小波纹''适合未完成的群元素遮蔽该恒星的光的效果,并且每750天一次的大食可能是由已经积累到巨大尺寸的群的超元素引起的(或者通过许多小元素的组合)。

图片

结论:
本文上面提出的论点表明,任何具有技术愿望的先进文明,只要有意愿并愿意利用空间资源扩大其在太空中的存在,就很可能构建某种不连续的戴森I型球体(以罗伊·戴森的形式) ,应用它并不是为了增加适合居住的地方(尽管您可以以某种方式生活在这样的元素上),而是出于两个主要目的:

  1. 控制他的家乡星球以及其他已熟练掌握的行星小行星的光照(从而控制气候);
  2. 从他的恒星的光接收巨大的能量,在本地使用它或在整个系统中转移。


此外,这样的文明还将获得其他两三个奖励:

  1. ;
  2. ;
  3. , - « » ;
  4. .


图片

我希望上述关于建立戴森球体而不是戴森环的罗伊论点具有说服力。我想相信,随着我们太阳系的真正发展(而不是像现在所说的那样进行研究)的发展,有时这些或类似的论点会说服我们的后代以非刚性环的形式构建戴森球体的这种形式。我敢肯定,银河系中更先进的文明早在几千年前就已经被这样的论点所信服,而现在他们正忙于一项业务已经跨越了几千年,他们无疑从一开始就为之做好了准备。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN397631/


All Articles