Montaje de la Estación Espacial Internacional como Nave de Generación

Es el año 2037.

La humanidad ha identificado un planeta rebelde en el camino para sacar a la Tierra de la órbita estable con el sol y colocarla en una órbita menos adecuada de 110 millones de kilómetros (40 millones de kilómetros por debajo de su órbita normal).

Este planeta está programado para acercarse lo suficiente a la Tierra en 2041 como para sacarlo de órbita, por lo que la humanidad tiene alrededor de cuatro años para idear un plan. La Tierra experimentará un calor extremo durante años después de su desestabilización. Esto puede causar problemas como:

  1. Agua hirviendo de los océanos.
  2. Angustia sísmica extrema durante las etapas preliminares.
  3. Temperaturas que alcanzan un máximo de 240 grados Fahrenheit.

Los científicos no creen que este encuentro dañe seriamente el cuerpo de la Tierra, pero será lo suficientemente extremo como para volverlo completamente inhabitable, al menos para las personas en la superficie durante su etapa de deterioro.

Nuestra única esperanza es intentar crear una nave de generación con suministros suficientes para durar años hasta que la Tierra se calme. Después de este punto, los módulos de aterrizaje se utilizarán para llegar a la superficie, donde las estructuras diseñadas para resistir el nuevo entorno de la Tierra estarán esperando desde antes del apocalipsis.

Nuevas tecnologías

  • La Estación Espacial Internacional ha recibido un trabajo de cara. Ocho veces el espacio habitable interior, con múltiples documentos para conectar módulos adicionales como compartimentos habitables y áreas de suministro.
  • Los productos farmacéuticos avanzados hacen que un brote en el espacio esté fuera de discusión.

Asumiendo estas cosas, ¿cómo pueden los gobiernos del mundo trabajar juntos para sobrevivir a los cambios extremos de temperatura, así como a la desestabilización del ecosistema de la Tierra?

Otras soluciones son bienvenidas.

¿Qué tal bajo tierra... justo entre la temperatura de la superficie y el calor del núcleo... debería haber una "zona dorada" en algún lugar?
@ Paulster2: esta es una buena idea, en la que no había pensado. Todo depende de si las personas en este momento tienen la tecnología para perforar un área lo suficientemente grande como para sostener una pequeña colonia.
Incluso una ISS de ocho veces el tamaño es demasiado pequeña para hacer el truco. Dedicar todo el esfuerzo a una solución subterránea como sugiere @ Paulster2 parece significativamente más prometedor, dado el hecho de que no quiere dejar la tierra en absoluto, pero tiene la intención de regresar.
Hank: piense en Cheyenne Mountain, donde se encuentra NORAD. Esta es una "guarida" bastante grande que podría albergar a muchos... tendría que estar más bajo tierra, pero es factible. Cuatro años es mucho tiempo. Estoy de acuerdo con @Ghanima ... 8x es lo suficientemente bueno para unas 64 personas ( alrededor de 8x la población actual )
Paulster2 y Ghanima: es cierto que se necesita mucha más gente para crear una colonia estable. Estoy cambiando de tema para permitir una colonia subterránea. Esto permitirá muchos más escenarios tecnológicos factibles: en lugar de flotar en una instalación de investigación delgada en órbita alrededor de la Tierra. Gracias por la ayuda.
@ Paulster2, 64 personas es un número demasiado pequeño para un barco de generación y, lo que es más importante, no se tiene en cuenta el autoabastecimiento, por ejemplo, oxígeno, alimentos, recuperación de agua ...
@Ghanima - De acuerdo ... Solo estaba señalando lo que admitiría 8 veces el tamaño actual.
Esta es básicamente la trama de la novela Seveneves de Neal Stephenson , incluido el uso de la ISS como un bote salvavidas a largo plazo. Solo lee la novela.
Además, si la nueva órbita de la Tierra tiene un radio de 110 millones de kilómetros, existe un grave riesgo de colisión con Venus, que tiene un radio orbital de 108 millones de kilómetros.

Respuestas (3)

Entonces, Nibiru finalmente llega aquí, hemos estado esperando lo suficiente.

1) Cuatro años de planificación y cambios significan que la ISS es totalmente inadecuada como nave generacional. No hay razón para creer que la ISS estará más preparada inherentemente para tal uso que hoy. Es decir, la ISS depende del suministro regular desde la Tierra para reemplazar los consumibles como los depuradores de CO2, los alimentos, etc., así como el combustible para evitar que la ISS salga de órbita.

No sabemos cómo crear una buena ecología estable durante cientos de años, y mucho menos cómo resolverlo todo e instalarlo en la ISS a tiempo, especialmente. dado el caos en la Tierra que estará ocurriendo durante esos cuatro años.

2) La ISS también se volverá inhabitable debido al aumento de la radiación solar (o algo más) . A menos que a la ISS se le dé de alguna manera una velocidad de escape, también estará orbitando a 110 Gm y se espera que incurra en un aumento de temperatura de 50 C / 90 F. Es posible mitigar tal vez en 4 años, pero también necesita protegerse contra erupciones solares y CME un 37 % más frecuentes (que en promedio son un poco más del 37 % más intensos). Los sistemas de la ISS simplemente fallarán con el tiempo, por ejemplo, los paneles solares no duran para siempre, la ISS no puede fabricarlos y no puede tener suficientes repuestos de todo para que duren cientos de años. No se puede tener una base industrial necesaria para mantener las cosas funcionando. Dado todo el caos, un evento de despresurización repentina también parece más probable que hoy.

¿Cuáles son los efectos generacionales de la gravedad nula? Desconocido, pero es casi seguro que una generación futura que intente regresar a la Tierra no podrá funcionar bien a 1 g.

3) Cambiar el radio orbital de la Tierra de 150 Gm a 110 Gm no es un cambio temporal . La transferencia de impulso del planeta rebelde (también conocido como Nibiru) a la Tierra es un cambio permanente a menos que tengas otro planeta o un segundo paso para restaurar el impulso. Entonces, incluso una ISS generacional no ayudaría a repoblar la superficie, ya que permanecerá inhóspita para siempre.

Es más probable que las temperaturas promedio proyectadas promedien alrededor de 65 C / 147 F cuando se considera la diferencia en la radiación solar (ley 1/r^2) y la radiación del cuerpo negro (ley T^4), suponiendo que el efecto invernadero siga siendo proporcional. Dado que las emisiones de CO2 deberían detenerse prácticamente, esto puede ser cierto. Los efectos probables del vulcanismo son polvo contradictorio (enfriamiento) y dióxido de azufre (calentamiento), por lo que la red es difícil de predecir, pero el SO2 persistiría más tiempo, por lo que quizás es probable que haya temperaturas algo más altas, pero parece muy poco probable que hierva de los océanos. Así que quizás la Tierra no sea tan inhóspita como supones.

Por cierto, vivir bajo tierra realmente no resuelve el problema de la temperatura a largo plazo, ya que el aumento de la temperatura de la superficie se filtrará continuamente hasta que alcance el equilibrio termodinámico, es decir, igual que la temperatura promedio de la superficie. Esto llevará mucho tiempo, cientos o miles de años si se encuentra a 100 metros o más bajo la superficie.

4) Antártica aquí vamos: reserve esa propiedad privilegiada frente al mar ahora.Por supuesto, adivinar dónde se detendrá el océano ascendente es un desafío. Con un aumento de temperatura de 50 C, la temperatura promedio en el interior aún estaría por debajo del punto de congelación, pero la temperatura en el perímetro estaría muy por encima del punto de congelación. Debe haber una zona habitable razonablemente grande. Cultivar cultivos seguirá siendo un gran desafío debido a los inviernos largos y oscuros y la luz solar débil en los veranos, pero algunos cultivos serían posibles y, sin duda, bastante efectivos si tiene que cultivar luces en un invernadero. Si tiene suerte, las plantas nucleares del ciclo del torio estarán disponibles comercialmente para 2037, pero si eso falla, sin duda hay muchos combustibles fósiles disponibles en la Antártida; no es probable que le importe mucho el calentamiento global provocado por el hombre. El ciclo de combustible de torio significa que no tiene todo ese enriquecimiento de uranio complicado, etc.,

Los patrones climáticos sin duda serán interesantes y, de hecho, puede hacer mucho calor durante el verano, pero la gente vive en lugares cálidos hoy en día. Esperaría que fuera habitable si no agradable.

5) Es muy probable que Nibiru se detecte con más de 4 años de anticipación.Nuestra tecnología de detección basada en el espacio se está volviendo bastante buena. No dices qué tan rápido se mueve Nibiru. Si solo se está moviendo a la velocidad galáctica (<100 km/seg), lo vamos a ver con mucha anticipación, los sistemas automatizados están escaneando los cielos en busca de asteroides, etc. y cada vez son más grandes y mejores. Comparado con los asteroides, Nibiru es un objetivo muy grande y sería detectado a una distancia que permitiría más tiempo considerando la gran distancia que tendrá que recorrer antes del gran evento. Considere que Sedna se detectó a las 86 AU y Nibiru tendría que ser más grande para tener el efecto descrito. Si Sedna se lanzara a 100 km/s, tardaría 4,1 años en llegar. Dadas las mejoras en el escaneo y el tamaño más grande de Nibiru, esperaría que 10 o 20 años sean más probables, incluso dada una velocidad inusualmente alta para Nibiru.

Los planetas rebeldes de hipervelocidad son mucho más raros, pero se espera que viajen hasta un 5% de la velocidad de la luz. A 0,05c (15.000 km/seg), no tendríamos mucho tiempo, quizás incluso menos de 1 mes.

Pero creo que he estado subestimando totalmente la capacidad de detectar a Nibiru. Si el planeta está completamente caliente por el calor de formación o el calentamiento nuclear interno del uranio, etc., emitirá un infrarrojo notable. Esto significa que podremos detectarlo desde al menos un par de años luz de distancia. También diría que esto es muy probable. Incluso un pícaro de hipervelocidad debido a un golpe en 2041 ya podría ser detectado por nosotros en 2015. Como el pícaro descubierto más cercano, sería intensamente interesante y la carrera comenzaría para evitar que Nibiru estropee la Tierra. Siéntase libre de publicar la pregunta de seguimiento.

6) No hay razón para esperar que los gobiernos cooperen. Yo diría que la cooperación es bastante improbable. EE. UU. y Canadá son bastante amistosos en la mayoría de los sentidos hoy en día, pero el territorio del norte podría ser una propiedad inmobiliaria de primer nivel. Una invasión estadounidense de Canadá no me parece imposible. Parece muy probable que China invada Siberia, ya que no les gusta mucho Rusia. Cuando la supervivencia está en juego, los guantes se quitan. El uso de armas nucleares parece bastante probable.


Quibble : un pase cercano desde Nibiru no dejaría a la Tierra en una agradable órbita casi circular. En el mejor de los casos, tiene un semieje mayor de 150 Gm y un semieje menor de 110 Gm. Sería necesario hacer 2 pases para dar como resultado una órbita casi circular. El primer paso para cambiar la órbita a una elipse de 150/110 Gm y un segundo paso cuando la Tierra se acerca al perihelio para cambiar la órbita a una circular.

Ahora el verdadero problema. Cambiar el impulso de la Tierra en uno o dos eventos a corto plazo sería muy estresante. ¿Cuál es el potencial gravitatorio de la Tierra con respecto al Sol? E(potencial) = - G * (m1*m2) / r

G = 6.67408 × 10-11 m^3 / (kg * s^2)
Sun mass = 1.988E30 kg
Earth mass = 5.972E24 kg

For e=1.5e11 meters, Ep = -5.28246e33 Joules
For e=1.1e11 meters, Ep = -7.20336e33 Joules

Entonces, la tierra debe perder 1,92909e33 julios de potencial gravitatorio para alcanzar la nueva órbita. ¿ Cuánta energía es esto realmente en comparación?

Hiroshima bomb 6.3e13 J
The Tsar Bomba 2.1e17 J
Total annual global energy consumption 5e20 J
Total global fossil fuel reserves 3.9e22 J
Chicxulub impact 5e23 J
Total solar energy impacting Earth per year 5.5e24 J
Total solar output 1 second 3.8e26 J
Rotational energy of earth 2.1e29 J
Total output of sun per day 3.3e31 J

Entonces, salida total de sol durante 58 días. O la energía solar total que llega a la Tierra durante 350 millones de días, es decir, alrededor de 1 millón de años de energía solar.

Sospecho que tenemos un problema un poco más grande que una nueva órbita más cerca del sol. Es decir, los científicos que le aseguraron que la Tierra sobreviviría le estaban mintiendo y esperaban que fuera demasiado perezoso o incapaz de hacer los cálculos. Las fuerzas de las mareas simplemente van a ser abrumadoras. Sin suposiciones y haciendo los cálculos, no puedo estar seguro, pero sospecho que la única forma de transferir tanto impulso en un evento de corta duración es que Nibiru impacte la tierra. También perturbará el cinturón de asteroides, así como los objetos del cinturón de Kuiper y la nube de Oort. El vecindario local será desagradable durante mucho tiempo.


Me desperté esta mañana y me di cuenta de algunas suposiciones simples que hacen posible pensar en cambiar la órbita. Supongamos que Nibiru es un gemelo de la Tierra, esto hace que el límite de Roche sea igual a 2,5 * radio de la Tierra/Nibiru. El radio de la Tierra es de 6371 km, por lo que el acercamiento más cercano posible a Nibiru sería de 15972 km (de centro a centro) para evitar que la Tierra se rompa. Eso está claramente demasiado cerca, pero es un límite superior útil. El problema es que Nibiru tendría que permanecer en el límite de Roche durante 6 días para transferir tanto impulso y, por supuesto, Nibiru está haciendo un sobrevuelo rápido. Por lo tanto, la transferencia de impulso propuesta no es posible sin destruir la Tierra, en realidad rompiéndola en pedazos diminutos. Ningún planeta podría impartir un cambio suficiente en un solo pase de alta velocidad para evitar destruir la Tierra. La velocidad mínima de Nibiru sería alta, ya que debe caer hacia el sol para acercarse a la Tierra. Rehaciendo el cálculo de los planetas que se rozan entre sí y ahora sé con certeza que se requiere un impacto para hacer la transferencia de impulso requerida en un solo evento.

También debo agregar que la explosión de la Tierra en millones de pedazos generará algunos días desagradables para cualquiera que intente habitar en cualquier otro lugar del sistema solar interior, dada la alta frecuencia de grandes impactos de medidores sonoros, así como innumerables impactos más pequeños.

Estoy de acuerdo. ISS está fuera de discusión, y la cooperación del gobierno es inútil. Hay 7 mil millones de personas en este planeta, y tal vez podría esperar salvar a 2 o 3 millones. Quizás. Probablemente mucho menos. ¿A quién salvas? Algunos países, como Rusia y Canadá, ya poseen muchas propiedades inmobiliarias "en el norte". Pero, ¿China, India o cualquier otra persona simplemente se sentarían y aceptarían sus muertes? Rusia sería invadida en un abrir y cerrar de ojos. Canadá aún más rápido, ya que nuestro ejército es una mierda.
Realmente me gustó que abordaras los problemas de asumir la transferencia de impulso. No soy fanático de usar números para responder en general, pero aquí realmente tenía que decirlo, ya que realmente tendríamos problemas más grandes que el clima. Dos problemas menores: 1. Un calor más alto aumentaría la evaporación, lo que aumentaría la cobertura de nubes, presumiblemente aumentaría el albedo, creando un efecto amortiguador. Tomaría mucho tiempo para que los océanos hiervan y el agua realmente escape. (La atmósfera más espesa probablemente impulsaría la transferencia de calor de los trópicos a los polos, por cierto). 2. Y puede enfriar bajo tierra siempre que tenga energía.

Probablemente sería más factible que la ISS estuviera equipada como una nave espacial interplanetaria y él se fuera a Marte o tal vez al sistema joviano en lugar de esperar que siguiera funcionando durante cientos de años en el espacio libre.

Una vez que estén en Marte o en una de las grandes lunas de Júpiter (probablemente Calisto, que se encuentra fuera de las zonas de radiación intensa de Júpiter), la tripulación puede separar los módulos inflables y aterrizar. (Handwave: los módulos deberán desinflarse y empaquetarse en un aeroshell para aterrizar en Marte, o ser transportados por algún tipo de cohete utilitario para Callisto). Una vez allí, pueden servir como hábitats hasta que se desarrolle más espacio para vivir o crecer. Piense en "The Martian" pero con una tripulación de 20 o más que tienen que "sacarle ciencia a esto".

En el fondo, las naciones espaciales de la Tierra también construirán y lanzarán cohetes tan rápido como puedan hacerlo sus líneas de producción, enviando módulos de aterrizaje con todo tipo de herramientas, piezas de repuesto y paquetes de suministros que se pueden meter en los carenados de carga útil para satisfacer la ISS que llega. (Algunas naciones pueden saltarse la parte de la reunión de la ISS y enviar sus propios astronautas y suministros en alguna versión de la misión "Mars Express" para reclamar su propio espacio en el sistema solar). Una nave interplanetaria es conceptualmente fácil de hacer; Se supone que este diseño cabe en un Aeroshell de 5 m y se despliega una vez en órbita, por lo que la ISS podría encontrarse compitiendo contra flotillas de naves más avanzadas que se construyen y lanzan tan rápido como la nación que las lanza puede construirlas. ( http://www.deviantart.com/art/Hermes-from-The-Martian-rear-view-485084228)

Hay dos modificaciones muy serias que hacer para que la ISS haga esto de verdad:

  1. Construir un "sótano para tormentas" de radiación endurecido para que la tripulación se refugie durante el vuelo, y;
  2. coloque un reactor nuclear en el brazo "trasero" para impulsar un motor de cohete de algún tipo para que pueda ir del punto a al punto b y viceversa

La ISS puede considerarse una nave espacial de 700 toneladas sin un motor adecuado. La parte del motor es bastante fácil, se han diseñado muchas unidades de propulsión nuclear diferentes y algunas incluso se han creado prototipos desde finales de la década de 1950. La energía nuclear proporciona una fuente de energía de alta densidad que le permite llegar a Marte o Júpiter en un tiempo razonable, y si se lanza a Marte y el momento es bueno, es posible que pueda obtener al menos dos viajes y otros 20 astronautas. /colonos para unirse a la primera tripulación en 4 años (más habs, herramientas y suministros adicionales, etc.). Un sótano para tormentas será más desafiante, ya que sería bastante masivo y necesitaría un cohete de carga pesada como el Falcon 9 Heavy o el Russian Energia para ponerlo en órbita. Esta parte es crítica, ya que la posesión es 9/10 de la ley,

Una vez en Marte o Calisto, los colonos excavarán una base subterránea, instalarán el reactor nuclear en la superficie lejos de la colonia y comenzarán a cultivar plantas. La siguiente orden del día es comenzar a dar vueltas y recoger suministros que se han esparcido por toda la superficie (si los colonos de otros programas espaciales y sus suministros están disponibles, podrían unir fuerzas, ya que un grupo más grande de personas tendrá un depósito). de habilidades y conocimientos críticos que podrían perderse en grupos más pequeños). Los próximos 1000 años van a ser un trabajo duro, construir la colonia, volver a desarrollar tecnologías industriales que puedan fabricarse a partir de materiales locales y criar a generaciones de personas para que se expandan a nuevas ubicaciones tanto desde el punto de partida inicial como a otros lugares del sistema solar.

Esta última parte es tremendamente optimista, ya que no sabemos cómo hacer una ecología cerrada, e incluso un sistema "abierto" que utiliza insumos de materiales "frescos" de materiales locales va a ser una propuesta muy dudosa: un error y usted morir....

El sótano para tormentas no sería tan difícil si lo hicieras con grandes bolsas de agua. El agua detendrá todo lo que necesites que detenga y no es necesario levantarla toda de una vez. Escuché que el agua también tiene otros usos.
Tenemos solo 4 años, por lo que una solución rápida y sucia, como un refugio de metal para tormentas que se puede enviar en una sola elevación, es la mejor solución. Si tuviera más tiempo y recursos, apuesto a que habría diferentes soluciones
The Millennial Project: Colonizing the Galaxy in Eight Easy Steps establece que un escudo de agua con una profundidad de 5 metros reducirá la radiación al nivel del mar en la Tierra. Puedes usar menos agua, pero podrías correr el riesgo de convertirte en una luz nocturna si gastas poco dinero...

Las otras respuestas son buenas, pero solo para agregar.

ISS es la base incorrecta para usar para hacer esto, mucho de lo que se ha aprendido allí sería útil pero no esencial.

Lo que sucederá es que, básicamente, todas las industrias pesadas en la tierra se preparan para comenzar a construir cohetes y módulos habitacionales lo más rápido posible, simplemente producirlos, vender boletos, lanzarlos al espacio.

Los módulos sin duda tendrían cientos de diseños diferentes y algunos serían mejores que otros. Dirigirse a Marte es definitivamente un buen candidato, o si no, uno de los asteroides más grandes ya que una fuente de materia prima es importante.

Espere que mucha gente muera cuando sus módulos fallen, pero en cuatro años, si todos realmente lo hicieran, podríamos llevar a mucha gente allí y algunos de ellos tendrían la oportunidad de sobrevivir.

El principal problema es que cuatro años es realmente un plazo corto para lograr todo esto. Con la cantidad de recursos dedicados a ello, algunas personas lograrían salir, pero la cantidad de personas que ingresan al espacio aumentaría cada año, por lo que de 5 a 10 años sería una mejor escala de tiempo.