Para construir un ascensor espacial

Un buen día, extraterrestres mágicos llegaron y lanzaron y clavaron una lanza extremadamente larga (100 000 km) y gruesa (100 km de radio) en algún lugar de África ecuatorial, que se enterró y se ancló a través de grandes púas. Penetró 3000 km en la Tierra. Los extraterrestres luego se fueron tan misteriosamente como llegaron.

La lanza está hecha de un material alienígena y es indestructiblemente fuerte. Los esfuerzos para cortar piezas para probar o usar de cualquier otra manera han sido completamente inútiles. La lanza también es claramente lo suficientemente fuerte como para soportar su propio peso a pesar de su enorme tamaño y presumiblemente peso.

Un grupo de filántropos, incluido un expiado de Elon Musk y un expiado de Bill Gates, se acerca y compra el terreno que rodea la lanza y la propia lanza, y planea usarlo como base para construir un ascensor espacial.

¿Cuáles son los problemas que enfrentarán los filántropos en sus esfuerzos por traer espacio a la humanidad, en términos de política? ¿Qué tan difícil podría ser para ellos poder obtener la lanza por sí mismos, o podría el gobierno no permitirlo? ¿El país en el que aterrizó la lanza podría tener derechos completos sobre ella?

Notas:

  • La lanza, al ser una lanza, tiene un agarre ranurado en toda la longitud del eje, lo que permite que se le adhieran cosas.
  • La Lanza es prácticamente sin masa. Realmente no pueden verificar si en realidad no tiene masa, pero no sucedió nada demasiado terrible.
  • La Lanza es indestructible, fueron extraterrestres mágicos quienes la colocaron allí, después de todo.
Si es resbaladizo y suave, ¿cómo colocaría sus dispositivos si no puede hundir los tornillos? Si está diseñado para ese propósito, podría tener puntos de montaje y estructuras internas con apariencia de forma que sigue a la función,
@JDługosz No pensé en eso, gracias por señalarlo
Si se enterró profundamente en el contenido, ¿sería más profundo que la placa contenental?
@JDługosz Supongo que sí, dado el tiempo que penetró
¿Estriado? ¿Cual direccion? ¿Cómo atornillas algo a la ranura? ¿Es hueco (con una forma adentro)?
Solo algunos comentarios técnicos: clavar la lanza 3.000 km en la Tierra la empuja casi a la mitad del camino hacia el centro del planeta. Mucho, mucho, mucho más allá de cualquier cosa sólida y que soporte carga en la corteza. Si la lanza es tan densa como el agua, solo aumentó la masa total de la Tierra en medio por ciento. Si fuera Hierro, sube esa cifra hasta alrededor del 4%. Esto podría alterar la órbita de la Tierra y destruir los patrones climáticos estacionales. Considere reducirlo a 500 mm de diámetro. Luego puedes escalarlo abrazándolo con fuerza y ​​balanceándote hacia arriba.
La basura espacial miscelánea golpeará tu lanza regularmente. Algunos de ellos tendrán energías fantásticas. ¿Qué tan indestructible quieres que sea tu lanza? Existe un enlace químico de máxima resistencia teórica y somos capaces de cortar materiales con una resistencia que se acerca a este material de máxima resistencia.
En un giro, resulta que la lanza no es sólida, sino simplemente un cilindro, que se usa como tubo de ensayo en un experimento en el futuro.
¿Por qué los filántropos necesitarían tener la lanza para ellos mismos? Con una circunferencia de más de 600 km, podrías tener cientos de estos grupos haciendo ascensores espaciales.
Esto va a desplazar todo el material a su paso. Déjame ver, 3000 km de profundidad, 100 km de radio, eso equivale a aproximadamente... sí, la civilización termina con un evento cataclísmico. Supongo que esto sería sobre la mayor catástrofe desde que se formó la Luna: D
Lea 'Red Mars' de Kim Stanley Robinson para obtener una valiosa perspectiva.
@Luaan: Tal vez tuvieron la amabilidad de bajarlo suavemente y enterrarlo perforando lentamente la corteza... Eso simplemente mataría a varios miles de personas en terremotos.

Respuestas (7)

Usando la fórmula de penetración de Newton,

D mi pags t h = L mi norte gramo t h PAGS r o j mi C t i yo mi   D mi norte s i t y O b j mi C t   D mi norte s i t y

Podemos averiguar mucho. El manto es donde estará la mayor parte de la vara. La densidad media del manto es de 4,5 gramos por centímetro cúbico.

3000 k metro = 100000 PAGS r o j mi C t i yo mi   D mi norte s i t y 4.5 gramo   C metro 3

Resolviendo, obtenemos

3000 k metro = 100000 0.135 gramo   C metro 3 4.5 gramo   C metro 3

El volumen de la lanza es de aproximadamente 3.14 × 10 42 C metro .

Resolviendo para la masa, obtenemos 4.239 × 10 41 gramo o 4.239 × 10 39 k gramo .

Esto esta pesado. Su masa es muy grande. gramo = 9.8 metro   s 2 .

Te ahorraré las matemáticas aburridas y te diré que cuando llega, va a 9129 metro   s 1 al menos. Esta es una lanza, más pesada que la tierra, yendo a Mach 29 . La tierra definitivamente no se preocupará por los derechos de propiedad en el corto plazo.

Esto supone que la lanza estuvo en un camino balístico durante la duración. Si se estaba acelerando al incrustarse en la tierra, entonces la fórmula de penetración no se aplica.
No estoy seguro de cómo calculaste el volumen de la lanza, pero si usaste la fórmula para un cilindro, que es la mejor aproximación según la información proporcionada, entonces obtendrías 3,14*10^24 cm^3. Eso haría que la masa de la lanza (solo un poco) fuera menor que la tierra. Por supuesto, esto no cambia mucho la catástrofe del impacto. Pero supongo que esto no es lo que pregunta el OP.
@Taemyr - Si bien eso es cierto, acelerarlo más allá gramo es poco probable que mejore las cosas .
Creo que la pregunta dejó en claro que la forma en que la lanza terminó clavada dentro de la Tierra no es relevante para la pregunta y agitarán la física a mano, sin embargo, sea necesario para que suceda. Lo que esta pregunta está preguntando son las implicaciones políticas y económicas .
teniendo la masa de la tierra y teniendo 100,000 km de largo mientras que el diámetro de la tierra es de 12,756 km, esta cosa dispondría el centro de masa y la tierra ya no estaría girando sino tambaleándose alrededor del centro de masa combinado.
@Bobson No aumentar la velocidad antes del impacto hace poco para aumentar la penetración. Mantienes la velocidad baja hasta que golpeas el suelo. Empiezas a acelerar después de que la lanza toca el suelo. - Esencialmente empujando (o como otra respuesta sugiere perforar) la lanza en el suelo.
Esta respuesta parece ignorar el punto en la pregunta donde la lanza mágica es "prácticamente sin masa". Tampoco responde a ninguna de las preguntas formuladas.

De hecho, el país en el que está enterrada la lanza tiene plenos derechos legales para controlarla, con la limitación de que no está claro hasta dónde se extiende su control. El control nacional del espacio aéreo sigue las pautas legales tradicionales, pero los límites verticales no existen legalmente. Dado que ningún país (hasta la fecha) ha protestado por los sobrevuelos de satélites, un límite de facto de unas 100 millas es probablemente una suposición segura. Y podría ser menos, ya que la fuerza es la moneda de la soberanía, y si un país no puede hacer valer sus reclamos es bastante mala suerte.

Es posible que una organización como la ONU reclame la posesión de La Lanza ("en nombre de la humanidad"), pero sería difícil reunir una fuerza militar para tomar posesión de ella.

Y, como factor de complicación, no puedo imaginar que un objeto de 100 km de diámetro se entierre a 3000 km de profundidad no devastaría el campo circundante. Esto paralizaría al gobierno nacional y, como grupo, los gobiernos ecuatoriales no están en tan buena forma de todos modos, particularmente los africanos.

"ningún país ha protestado por el sobrevuelo de satélites", simplemente porque hay un tratado que dice que el espacio aéreo de los países está limitado a 100 km.
En realidad, que yo sepa, no lo hay. Por ejemplo, el "Tratado del Espacio Exterior" de 1967, con 104 signatarios, nunca define el espacio exterior y nunca establece un límite de altitud. Si me equivoco, me complacería que proporcionara el nombre del tratado.
Sí, creo que es el tratado del espacio exterior y el iirc define lo que significa "espacio aéreo".
Lo que hay que buscar es la línea Kármán , que está a 100 km de altitud, aparentemente basándose en que la atmósfera por encima de esa altitud es demasiado delgada para soportar operaciones aéreas.
@JorgeAldo - Desafortunadamente, no recuerdas correctamente. unoosa.org/pdf/publications/STSPACE11E.pdf proporciona el texto de todos los tratados de la ONU relacionados con el espacio exterior. Puede proporcionar una cotización que establezca la altitud que forma el límite. Noquearte a ti mismo.
@MichaelKjörling: y puede proporcionar una cita de un tratado que establezca la línea Karman como cualquier otra cosa que no sea un punto de referencia útil. No tiene significado legal y de ninguna manera establece límites a la soberanía.
Ningún tratado establece la línea de Kármán como límite, pero todos los tratados dicen explícitamente que el espacio ultraterrestre es internacional. Esto significa que lo que constituye el espacio aéreo y lo que constituye el espacio ultraterrestre depende de la ciencia para definir. Y se define como la línea Kármán.
@JorgeAldo: lea el artículo que vinculó. Página 2, "Además, aún no está definido dónde termina el espacio aéreo y dónde comienza el espacio exterior"
@JorgeAldo: "todos los tratados dicen explícitamente que el espacio ultraterrestre es internacional. Esto significa que lo que constituye el espacio aéreo y lo que constituye el espacio exterior depende de la ciencia para definirlo. Y se define como la línea Kármán". Primero, no significa tal cosa. Las definiciones legales se aceptan judicialmente o por legislación. La ciencia puede aconsejar, pero no puede definir legalmente. En segundo lugar, la línea Karman es utilizada por la FAI y la NASA, pero no por el gobierno de los EE. UU. La Fuerza Aérea de EE. UU. utiliza 80 km para determinar el estado de los astronautas. No existe una definición legal o de tratado en cuanto a la altitud que define el espacio ultraterrestre.
Debe provenir de una jurisdicción donde incluso las uñas deben definirse legalmente, pero si la ley establece que el espacio ultraterrestre es internacional y el espacio aéreo es nacional, realmente no necesita más que eso. Mire en el diccionario qué es "espacio exterior" y generalmente encontrará una distinción basada en la ciencia.
@JorgeAldo - Un pequeño consejo amistoso. Si alguna vez se encuentra en la corte, bajo ninguna circunstancia se represente a sí mismo. Sus conceptos erróneos acerca de cómo funcionan los sistemas legales son amplios y asombrosos.
Oh, gracias por el ad hominem. Creo que su descripción se ajusta mejor a su concepto erróneo basado en la televisión sobre cómo funciona el derecho internacional.
Por un lado, crees que las leyes son como programas de computadora con definiciones precisas de todo. Como si el cuerpo juzgador no tuviera latitud alguna para usar el sentido común para llegar a una conclusión. Pero, este no es el objetivo del hilo, así que me abstendré de comentar más.
@JorgeAldo - Este papel de la FAS dice:International law, based on a review of current treaties, conventions, agreements and tradition, defines the lower boundary of space as the lowest perigee attainable by an orbiting space vehicle. A specific altitude is not mentioned. By international law standards aircraft, missiles and rockets flying over a country are considered to be in its national airspace, regardless of altitude. Orbiting spacecraft are considered to be in space, regardless of altitude.
"El país en el que está enterrada la lanza tiene plenos derechos legales para controlarla" ¡si el país todavía está allí! se anulará un círculo de 200 km, probablemente con un gran cráter a su alrededor. La República Democrática del Congo y Kenia son los únicos países que podrían tomarlo sin que una gran parte de su país se haya ido.

Hay algunos meteoritos muy caros que caen en la tierra y pueden alcanzar un precio de un millón de dólares. Por lo tanto, la mayoría de los países se dividen entre la propiedad total del objeto espacial por parte del estado o la propiedad total del ciudadano que lo encuentre primero. Pero, como se afirma que el objeto es claramente el resultado de una intervención extraterrestre, creo que el principio de defensa y soberanía nacional dictaría que dicho objeto permanecerá bajo el control del gobierno. Respecto a tales objetos -objetos extraterrestres que son lanzados intencionalmente a la tierra- no existe ley ni tratado internacional. ONU ni siquiera reconoce la existencia de extraterrestres. Cuando no hay derecho internacional, los estados tienen plena soberanía sobre su territorio y reclamos, y muy bien las cosas pueden terminar resolviéndose por la fuerza de las armas. Asi que, este objeto seguramente será retenido por el control del gobierno, hasta que se aclare como seguro, no sea posible realizar ingeniería inversa, etc. Podría ser vendido a una propiedad privada poco después. No sé.

En cuanto al espacio aéreo, existe un tratado internacional que establece el límite del espacio aéreo de un país en el umbral del espacio. A 100km de altura, en la línea Kármán. Este mismo tratado estipulaba que las franjas horarias de los satélites se distribuirían entre todos los países, etc. No recuerdo el nombre del tratado (o tratados).

Así, en caso de que este objeto sobresalga más de 100 km sobre el nivel del mar, podría considerarse dentro del espacio internacional. Esta es una situación muy extraña y todo lo que se dice es pura especulación.

Los satélites que giran alrededor del mundo están dentro del espacio internacional, pero su propiedad generalmente no se cuestiona. Sin embargo, se puede argumentar que dichos satélites se fabricaron en el país propietario o en otro país en nombre del país/empresa/persona propietario, mientras que este objeto se lanzó desde el espacio exterior y parte de él nunca ingresó por completo a las áreas de soberanía del país en mano. Podría ser un nuevo tipo de superarma que ponga en peligro la existencia misma de la humanidad, etc. Entonces, cada vez que sus tratados internacionales están abiertos a debate, el resultado habitual es: Mighty hace lo correcto.

Terminarás con alguien hablando en la CNN de cómo los maravillosos Estados Unidos de América, la tierra de los valientes y el país de la excepcionalidad tiene derecho a apoderarse del objeto, incluso bombardeando algunas amenazas terroristas que quieren entorpecer el camino de desarrollo humano, democracia y libertad bla bla bla. El consejo de seguridad de la ONU no puede llegar a un consenso con China sentada sobre el muro, etc. La política internacional habitual, ya sabes. Unos diez años después se firma un nuevo tratado que trata sobre la propiedad de objetos extraterrestres lanzados a la tierra para evitar guerras debido a la falta de leyes y tratados claros al respecto. Más tarde, se subcontrata a Elon Musk y Bill Gates para desarrollar un ascensor espacial con fondos públicos y ganar algunos billones de dólares de los bolsillos de los contribuyentes, o si quiebran, se salvan por incumplimiento del gobierno.

Lo de siempre.

Odio estropear esto, pero es probable que Bill Gates no exista después de que esto golpee la tierra. Como dice la respuesta de Jimmy360, si la lanza realmente es un proyectil, golpeará la Tierra a Mach 29. Ese impacto causará:

  • un cráter enorme
  • muchos grandes terremotos
    • muchos también enormes tsunamis
  • muchas muertes

Es probable que pasen décadas antes de que todos se hayan recuperado lo suficiente como para siquiera pensar en investigar la lanza.

No obstante, hay una alternativa. Si usa la lanza no como un proyectil, sino como un taladro minero gigante, los efectos son menores. Esencialmente, la lanza debería perforar su camino hacia el planeta, entonces no necesita ir a velocidades tan locas.

Con este método, todavía habrá mucho daño, pero la investigación podría comenzar mucho antes.

La lanza estaría bajo el control del gobierno de cualquier país en el que aterrice. Sin embargo, sin querer generalizar, muchos gobiernos africanos son corruptos y es probable que se dejen influir para que le den el control de la zona lanzada a otra persona con mucho dinero. Que es exactamente lo que tiene Bill Gates.

Para hacer el ascensor espacial, ya que la lanza puede tener cosas adheridas, pueden unir fuertes cables de acero y subirlos por un ascensor hermético.

Los cables de acero pueden ser un problema, a menos que piense en varias etapas. Un cable de acero no sería lo suficientemente fuerte para soportar su propio peso si corriera a lo largo del poste.

[Puedes ajustar el tamaño un poco para ser más pragmático, por ejemplo, de 500 mm a 50 m de diámetro, de 1 km a 50 km de profundidad, de 100 km (borde del espacio) a 46 000 km (justo debajo de geosync) de altura.]

Volviendo a la parte clave de la pregunta, ¿qué sucede después?

Existe, y dos o más personas/empresas/organizaciones/países poderosos tienen acceso a él, por lo que no hay monopolio ni guerra.

Primero, la tecnología se clasificaría para proporcionar una plataforma móvil que subiría y bajaría la carga útil con poca o ninguna restricción de peso. Eso permite que las naves espaciales se construyan y alimenten en órbita, y eso permite la exploración y explotación del espacio. Al permitir la extracción de materias primas en el cinturón de asteroides y el uso de paneles solares de alta eficiencia para obtener energía, podría tener plantas de fabricación de baja gravedad en órbita. Todo, desde autos hasta palomitas de maíz, sería más barato de hacer cuando no necesitas la energía para vencer la gravedad.

Las unidades de tipo iónico reemplazarían los motores de los cohetes y, sin el pozo de gravedad cercano a la Tierra con el que lidiar, el peso del blindaje contra la radiación deja de ser un obstáculo para las misiones de larga distancia. La ironía sería que el 'regalo' extraterrestre nos permitiría viajar a otros mundos en persona, pero no pudimos hacer nada cuando llegamos allí porque todavía no pudimos superar los pozos de gravedad.

La órbita ecuatorial geosíncrona de la Tierra está a unos 36 000 km, un poco más abajo que los 46 000 km...
Y para ser estable, un ascensor espacial debe extenderse desde la superficie de la tierra hasta la órbita geosincrónica, y luego la misma distancia nuevamente, @MichaelKjörling.
@TRiG, ​​en realidad no sería la misma distancia. Sin un contrapeso explícito, la parte de salida por encima de GEO sería mucho más larga.
@TRiG El centro de masa del elevador estará en la altitud de la órbita ecuatorial geosincrónica, pero la construcción en sí necesariamente se extendería más. Vea algunas de las respuestas y comentarios sobre Si construimos un ascensor espacial desde la superficie de la Tierra hasta GEO, ¿podría bajarme en GEO y permanecer en GEO? , por ejemplo. Divulgación completa: esa es mi propia pregunta. O simplemente navegue por la etiqueta del elevador espacial de Space Exploration .
Lo siento por el error tipográfico. Confundí el radio con la altura y me equivoqué en ambos. Creo que el OP fue claro cuando dijeron "alienígenas espaciales mágicos" que la física no era el área principal de interés. ¿Alguien quiere ofrecer sugerencias sobre los trastornos sociales que traería la fabricación de baja gravedad a gran escala?

Creo que la Tierra debe haberse deslizado hacia un universo de ensueño donde la física no se aplica. En particular, incluso si este objeto es de alguna manera "prácticamente sin masa", ya que es enorme e indestructible y está incrustado en lo profundo del planeta, en un universo con física semi-normal, importa qué tan pesado sea y si interactúa o no con gravedad en absoluto. En cualquier caso, realmente no veo ninguna respuesta posible a tales preguntas, lo que resultaría en que continúe permaneciendo en su lugar en relación con la Tierra que gira y orbita. Se hundirá o se retirará, y también se torcerá, provocando terremotos y erupciones de magma ridículamente enormes, que, como han señalado otros, también habrían destruido casi con certeza toda la vida en la Tierra. Incluso si algo sobrevivió a los terremotos y el vulcanismo causado por la inserción,

Así que... la buena noticia es que estás en una dimensión de ensueño, un cómic, un anime o algo así, que ignora la física y hace que permanezca así, por ahora.

Incluso si la masa reemplazada por la lanza cuando se insertó de alguna manera desapareció, ahora tendrá algunos efectos climáticos bastante interesantes a su alrededor, ya que la atmósfera fluirá a su alrededor.

¿Política? ¿Propiedad? Bueno, eso es todo especulativo. Probablemente habría muchas hipótesis sobre los extraterrestres y por qué lo pusieron allí. "Oye, convirtámoslo en un ascensor espacial y ganemos" podría ser finalmente una conclusión después de que no sucediera nada extraño durante mucho tiempo, aunque podría haber otro punto de vista popular que diga: "Oye, no nos metamos con eso tan claramente como el A los extraterrestres que lo pusieron allí puede que no les guste eso, desafía toda la física, y quién sabe qué diablos pasará si hacemos eso". Tal vez la gente usaría su ubicación africana como excusa para mantener su neutralidad y no permitir que nadie tome el acceso unilateralmente. Tal vez las naciones locales tratarían de obtener las mejores ofertas que pudieran. Siendo realistas, la política de la Tierra se ha convertido en un títere de un grupo de corporaciones que poseen la mayor parte del mundo. Sin embargo, la riqueza y los funcionarios comprados de todos modos, por lo que cualquier historia de este tipo probablemente sería inventada o controlada por tales organizaciones de todos modos. Tal vez decidieran capitalizar el espacio y desarrollar un nuevo complejo industrial gigante alrededor del sitio.

Pero como ya hemos demostrado que este debe ser un universo de ensueño, realmente todo es posible.

Voy a jugar al optimista y, por el bien de este ejercicio, supongamos que el dispositivo, con o sin una destrucción importante inmediata del planeta, estaba en su lugar y que el humo finalmente se ha asentado.

Los humanos ahora se enfrentan al hecho de que NO están solos en este universo. Una comprensión de que la mayoría, si no todas, de sus creencias fundamentales (geocéntricas) están destrozadas y dejarán de lado su mentalidad de odio cultural / aversión racial establecida entre sí para trabajar como una sola especie y ya no como muchas naciones.

Si el artefacto causó un daño importante al planeta, lo más probable es que los humanos decidieran acelerar el paso para salir de este agujero de lodo y comenzar a colonizar al menos nuestro sistema solar.

El precio estimado de un ascensor terrestre es de 6 mil millones a 20 mil millones de dólares utilizando una nanotecnología que aún necesita mejoras debido a las limitaciones de fabricación actuales. https://en.wikipedia.org/wiki/Space_elevator_economics

Sin embargo, los extraterrestres le dieron a la humanidad un atajo y, dado que ya no necesitamos la fuerza de una atadura de nanotecnología, podemos usar la tecnología existente, como el nanoacero, para plataformas y pistas. http://www.technologyreview.com/news/534796/nano-manufacturing-makes-steel-10-times-stronger/

Dado que tenemos la tecnología para construir un ascensor lunar, se cerraría rápidamente la brecha entre las dos rocas. ¿De qué estaría hecho un ascensor espacial en la luna?

Si yo fuera un líder filántropo del mundo liberado, encargaría lo mejor posible para instalar vías de tren superconductoras y transporte de energía por electromagnetismo. Alimentado por la enorme matriz espacial de paneles solares o las bases de las centrales nucleares ubicadas a una distancia segura de la órbita. O quizás los generadores que utilizan vientos solares para funcionar.

Segundo escenario Si la política mundial sigue siendo la misma en su mayor parte y los filántropos tienen dificultades con las políticas que rodean los intentos de apropiación de tierras de otras naciones, puede ser necesario convencer a la mayoría del mundo (el 99%) de cómo el acceso sin restricciones al espacio enriquecer e iluminar a nuestra especie y aumentar nuestras posibilidades de supervivencia. Si eso no funciona, siempre existe la táctica del miedo para la que debemos estar preparados cuando regresen los alienígenas y solo nosotros sepamos cómo derrotarlos, defendernos, comunicarnos, etc. con ellos.

Con los recursos que tienen nuestros filántropos, no hay duda de que se puede transmitir un mensaje unificador al mundo y la gente se levantará y hará un cambio. Tal vez una migración masiva para unirse a la nueva nación filántropos que abandonan sus países de nacimiento. Nuestros filántropos no deberían tener remordimientos al usar sus recursos para construir un ejército para el mejoramiento de la humanidad. (Federación de Planetas del Sol Interior).

Si el evento fuera lo suficientemente destructivo y se percibiera como un ataque alienígena, no le costaría mucho a una entidad manipular a la mayoría para unirse bajo su bandera por seguridad.

El área alrededor de la aguja espacial sin duda se convertiría en un centro de avances tecnológicos y el centro de cualquier potencia mundial a la que los filántropos deberían poder influir a su favor. Celebridades, Propaganda y Recursos Financieros contribuyen a construir seguidores políticos!!!!