Localización

Imaginas estas naves "sentadas" en el espacio, pero nada realmente se sienta en el espacio. Todo se mueve constantemente a lo largo de trayectorias curvas a través de campos gravitatorios. Para no consumir cantidades obscenas de combustible, estas naves necesitan encontrar una ubicación que les permita moverse naturalmente de tal manera que siempre estén entre el Sol y la Tierra. Afortunadamente para su flota de ataque, tal punto existe: se llama el punto 1 de Lagrange Sol-Tierra, o SEL-1 . Los objetos colocados en este punto requerirán muy poco mantenimiento de la posición para mantenerse equilibrados entre la Tierra y el Sol. Este punto está fuera de la órbita de la Luna, aproximadamente al 1% de la distancia de la Tierra al Sol. El wiki dice que actualmente tenemos cinco sondas activas en las cercanías de SEL-1, incluido el observatorio solar SOHO ., y el observatorio del clima, DISCOVR , que tomó la siguiente fotografía:

Tamaño del escudo

Antes de que podamos determinar el número de naves, necesitamos saber el tamaño total del escudo que deben formar. Imagina un cono muy largo. En el extremo grande hay una bola gigante para el Sol. Cerca del extremo pequeño hay una canica más pequeña para la Tierra. Aunque hay una gran discrepancia de tamaño entre los dos, la longitud del cono (la distancia de la tierra al sol) es mucho más grande que el sol, por lo que el cono sigue siendo relativamente estrecho (esperemos que la imagen tenga sentido).

Para bloquear toda la luz solar, el escudo debe ser un disco lo suficientemente ancho como para llenar el cono en su ubicación. Como recordatorio, este disco se encuentra a 1% del camino de la Tierra al Sol. Esto significa que el disco del escudo debe ser más grande que la Tierra, pero no mucho (porque el cono es estrecho y el escudo está relativamente cerca de la Tierra). De hecho, en lugar de preocuparme por la trigonometría exacta, solo haré una estimación aproximada y asumiré que el escudo tiene aproximadamente el mismo radio que la Tierra.

Esto conduce a un área de:

A _escudo = π * R _tierra ² ~ 128.000.000 km ²

Tamaño y número de barcos

Quieres un barco "construible con la física actual", lo que supongo que significa algo más o menos a la par con las capacidades de ingeniería actuales.

La tecnología de velas solares todavía está en pañales, pero lo que originalmente se planeó para ser la vela solar más grande del mundo (por supuesto, no es un listón difícil de superar), fue el Sunjammer . Curiosamente, antes de que se cancelara, estaba destinado a lanzarse en 2015 con DISCOVR hacia SEL-1. Debía tener un área de 1200 m ² (que son solo 0.0012 km ² ).

La ISS es el objeto más grande hecho por el hombre en el espacio, y sus paneles solares tienen un área de aproximadamente el doble , a 2500 m ² (0,0025 km ² ).

Extiendamos los límites de lo que actualmente es posible y supongamos, en aras de la simplicidad, que, con un poco de esfuerzo, podemos escalar esto en aproximadamente 3 órdenes de magnitud, y construir y desplegar una gran vela solar con un área de 1 km. ² (a modo de comparación, el puente Golden Gate tiene 2,7 km de largo). Entonces, dada el área requerida que calculamos arriba, solo necesitaríamos 128 millones de ellos.

Defensas de la Tierra

Con suficiente tiempo de anticipación, podemos obtener un objeto prácticamente en cualquier parte del sistema solar... o, en algunos casos, incluso fuera de él. El tiempo que se tarda en llegar a un destino está muy determinado por la trayectoria tomada y el tipo de propulsión utilizada. DISCOVR tardó 100 días en alcanzar el SEL-1, pero sin duda estaba tomando una ruta de bajo consumo de combustible. Si tomáramos una ruta más enérgica, probablemente podríamos obtener un objeto allí dentro de una semana más o menos (simplemente escupirlo, según una trayectoria lunar de 3 días utilizada para Apolo y la necesidad de urgencia)

Sin embargo, actualmente no tenemos el armamento para derribar una flotilla de naves del tamaño de un planeta . ¿O nosotros? De acuerdo con esta lista , parece que si reunimos nuestros recursos internacionales podríamos reunir unas 4.000 armas nucleares activas. Mark hace un excelente comentario acerca de que el daño de estas armas es mínimo en el espacio, ya que no hay un medio gaseoso para transmitir una onda de choque. Incluso si alcanzamos 4000 de los 128 millones de velas, eso es menos del 1 por ciento del 1 por ciento de la flota total. Pero ... tal vez tengamos suerte e iniciemos un Síndrome de Kesslerreacción en cadena al estilo. Después de todo, se supone que estas velas vuelan en una formación bastante cerrada para bloquear el sol. Eliminar uno podría ser suficiente para eliminar a sus vecinos, cada uno de los cuales elimina a sus vecinos, y así sucesivamente. Si esto realmente sucede dependería de una serie de factores, incluida la dureza de las velas, la rigidez de la formación en la que vuelan y la fuerza de las armas nucleares detonadas.

Aún así, no está claro qué tan útil sería esto, porque todavía tienes un campo de escombros masivo entre la Tierra y el sol. Sin un mantenimiento activo de la estación, los escombros eventualmente comenzarán a disiparse, pero se puede esperar que esto lleve al menos varios meses. Probablemente más largo.

En resumen, nuestras defensas consistirían en construir suficientes cohetes para lanzar todas las armas nucleares del planeta al SEL-1, esperar al menos una semana para que lleguen allí y luego esperar que puedan iniciar una reacción en cadena que conduzca a un escombro. campo que eventualmente se dispersará después de varios meses. Espero que alguien pueda idear un plan de defensa mejor que ese, porque no creo que sea suficiente.

En el lado positivo, si cada uno de estos barcos que bloquean el sol solo cuesta la cantidad proyectada de Sunjammer ( $ 20 millones para construir + $ 10 millones para lanzar), a pesar de tener 3 órdenes de magnitud más de superficie, entonces el total el costo del escudo sería de $ 30 millones por barco * 128 millones de barcos ~ $ 3,8 billones. Eso es unas 200 veces la deuda nacional de EE. UU., por lo que probablemente estemos a salvo por ahora.

Qué tan grande y dónde ponerlo: las preguntas están interrelacionadas. Debes dibujarlo geométricamente.

Obtenga un rollo de papel kraft, papel delgado que se vende para enmascarar y atrapar derrames de pintura, o lo que sea. ¡O usa tiza en una acera! Ciertamente puede obtener una gran escala de esa manera.

Dibuja el sol, la tierra y la distancia entre ellos a la escala adecuada.

Ahora necesitas modelar las sombras de umbra y penumbra . Debido a que el sol es más grande que la tierra, la sombra es complicada. Tome un poco de cuerda apretada para formar líneas. Dibuje (ponga una cuerda, es decir) una línea tangente a ambos círculos, en cada lado. Ahora puedes ver que cualquier cosa que se extienda entre esas líneas bloqueará todo el sol de toda la tierra.

Tiene forma de cono, por lo que cuanto más cerca esté del extremo de la Tierra, más pequeño debe ser. Si está pegado a la Tierra, es del tamaño de la Tierra. En el otro extremo, si está justo frente al sol, debe ser del tamaño del sol.

Ahora, donde sea que elijas, ¿cómo lo mantienes ahí? Para dejar que se quede quieto sin un empuje constante, mire el punto interior de Langrange. La presión de radiación lo soplará hacia afuera, así que considere otra fuerza hacia afuera y muévase un poco hacia adentro desde el punto de Lagrange para que la atracción de la gravedad sea más fuerte hacia el sol. Si desea ser realmente preciso, puede calcular la fuerza involucrada y resolver la distancia correcta para que la suma de las fuerzas en la dirección del sol y la velocidad radial para evitar que caiga, coincidan con el período de 1 año de la Tierra.

Trace esa distancia en su gráfico. Mide el ancho. En realidad, es posible que necesite un poco de forma de cuenco en lugar de un disco plano, por razones prácticas para construirlo y equilibrarlo allí.

Tome una foto de su dibujo y utilícela dentro de la portada del libro que escribe donde aparece.

¿Cuan grande? Ligeramente más grande que la Tierra.

¿Cuantos? Una

¿Cuán lejos? Un poco fuera de la órbita de la Luna.

Si desea arrojar a la Tierra a la oscuridad eterna, la forma más fácil de hacerlo es con una vela solar . Entre el tamaño, la reflectividad y la fragilidad, es esencialmente inmune a cualquier cosa que las defensas basadas en la Tierra puedan hacerle: en el espacio, el efecto de explosión de una bomba nuclear se limita al gas producido por la carcasa de la bomba misma, los efectos térmicos se reflejan principalmente por el material de la vela, y la radiación simplemente pasa.

Su principal preocupación no será la Tierra, sino la Luna: tendrá que maniobrar partes de la vela para compensar los cambios de gravedad a medida que pasa la Luna, y realizar el mantenimiento de la posición para mantener la Tierra completamente a la sombra en el transcurso de cada mes.

Una civilización extraterrestre altamente motivada podría bloquear los rayos del sol de manera más eficiente utilizando una gran nube de gas ubicada en el punto de Lagrange.

Una nube de azufre (?) capaz de reflejar solo el 20% de la luz solar reduciría la temperatura promedio de la Tierra en 2 ° C por año [Universe SandBox].

En 10 años la temperatura bajaría de 15ºC a -20ºC. Con la mayor parte del planeta bajo el hielo, más radiación solar sería reflejada por la superficie blanca, acelerando el enfriamiento [Universe Sandbox].

20 años después del inicio del asedio todos los ecosistemas de la superficie estarían desactivados, quedando solo vida viable en los océanos, en el agua debajo de la formación de hielo.

Dado que el ataque nuclear a una nube es inútil, los recursos de la Tierra se resumirían en la supervivencia, tal vez creando hábitats geodésicos calientes para una parte muy pequeña de la población. Más de siete mil millones de personas morirían de hambre, frío o caos.

Sería irónico ver a la humanidad sucumbir a un pedo cósmico gigante..

Esto es fácil de determinar con algunos cálculos relacionados con las matemáticas y la física.

Área cubierta por los barcos

Radio de la Tierra: 6371 km

Superficie de la Tierra:$4\pi r^2$= 40589641$km^2$

Superficie del lado de la luz del día = la mitad de la superficie total = 255032235$km^2$

Esta es el área que desea sombrear.

Ahora, el área de la rebanada del ecuador (si cortas la Tierra en el ecuador, el área de la superficie de esa rebanada) es:$\pi r^2$= 127516117$km^2$

Este es el tamaño máximo de la placa que puede necesitar para su propósito. Prácticamente, puedes usar una placa un poco más pequeña, considerando el ángulo de dispersión de la luz solar (no he investigado ese tema porque es demasiado complejo para una persona como yo).

El área cubierta por los barcos sería 127516117$km^2$y estos barcos bloquearían 127516117$km^2$área de la Tierra (el lado de la luz del día).

¿Cuántos barcos se necesitarían?

Depende del tamaño de sus naves espaciales. Por ejemplo, el área cubierta por la Estación Espacial Internacional es ~2500$m^2$

Si usa naves espaciales tan grandes como esa, necesitará alrededor de 1.500 millones de naves espaciales. Suspiro.

¿Qué tan lejos de la Tierra estarían?

El área de las naves espaciales que calculé es suficiente para bloquear toda la luz del sol si las colocas como un plato en la superficie de la Tierra. Lo que significa que donde sea que los coloques, funcionarán bien. Por el bien de su pregunta, sugeriría que se coloquen entre la Tierra y la Luna. Estos tendrían que ser casi geostáticos, teniendo en cuenta la inclinación de la Tierra.

Teniendo en cuenta que la Luna está a unos 384 000 km de la Tierra, sus naves espaciales estarían a unos 348 000 km de la Tierra.