¿Qué consideraciones de diseño habría para una nave espacial que utilice sistemas avanzados de propulsión y soporte vital biorregenerativos de baja tecnología?

El problema es tu fuente de energía.

Si se trata de una misión a largo plazo, sin electricidad y, por lo tanto, sin fuente de energía, necesitamos energía para cultivar plantas y alimentar a nuestra tripulación con capacidades limitadas o nulas; necesitaríamos obtener energía del sol para hacer esto.

Entonces suena como una 'biosfera' , en otras palabras, un invernadero a la deriva. Luego, las plantas pueden hacer la fotosíntesis y extraer energía del sol, convirtiendo los nutrientes para el consumo. Incluso sus cultivos bacterianos necesitan algún tipo de entrada de energía para crear un ecosistema autosuficiente en su interior.

Aunque para mantener solo a 4 tripulantes, su barco sería bastante grande. Sin una fuente de energía artificial y sin actividad eléctrica a bordo, necesitaría una gran área de superficie para mantener suficientes recursos y oxígeno para la tripulación. A modo de ejemplo, ten en cuenta que en la Tierra el ciudadano medio tiene una huella ecológica de 1,7 hectáreas , y eso es solo para vivir y mucho menos para realizar la misión de tu nave.

La otra parte a considerar es la propulsión: cómo mover la nave espacial. La única forma que se me ocurrió sin usar propulsor son las velas solares , pero esto es bastante limitado y bastante lento, especialmente para la gran masa de su barco. Esto puede limitar la misión que podría cumplir.

Además de la radiación, necesitamos proteger a su tripulación de la radiación si están fuera durante largos períodos de tiempo. Nuevamente, la única forma de baja tecnología que se me ocurre es usar masa; tal vez su agua podría lograr esto para obtener suficiente protección para la tripulación, dependiendo de cuánto tiempo esté allí.

1. Centelleadores de cristal.

Son cristales que emiten luz visible cuando son golpeados por radiación gamma (hay variantes que también emiten luz cuando son golpeados por radiación de neutrones). Puede tener isótopos radiactivos a bordo para generar radiación y cristales para convertir la radiación en luz para que se la coman sus colonias de bacterias fotosintéticas.

Esta es tecnología actual o tecnología futura cercana.

2: Vela solar de luz generada.

Esto no involucra a sus colonias bacterianas. Es un esquema para una unidad sin reacción, por lo que no tiene que arrojar masa detrás de usted.

• Su barco tiene una vela ligera. Pero estás en la gran oscuridad.
• Detrás de tu vela solar generarás luz usando energía del vacío .

https://www.scientificamerican.com/article/something-from-nothing-vacuum-can-yield-flashes-of-light/

La velocidad de la luz en el vacío es constante, según la teoría de la relatividad de Einstein, pero su velocidad al pasar a través de cualquier material depende de una propiedad de esa sustancia conocida como índice de refracción. Al variar el índice de refracción de un material, los investigadores pueden influir en la velocidad a la que los fotones reales y virtuales viajan dentro de él. Lähteenmäki dice que uno puede pensar en este sistema como si fuera un espejo, y si su grosor cambia lo suficientemente rápido, los fotones virtuales que se reflejan pueden recibir suficiente energía del rebote para convertirse en fotones reales. "Imagina que te quedas en una habitación muy oscura y de repente cambia el índice de refracción de la luz [de la habitación]", dice Lähteenmäki. "La habitación comenzará a brillar".

Su generador altera constantemente el índice de refracción de su cámara de generación y al hacerlo produce fotones. Los que se alejan detrás del barco lo impulsarán. Los que fluyen hacia adelante lo impulsan hacia atrás hasta que golpean la vela solar, lo que produce una propulsión neutral neta de los que fluyen hacia adelante.

Votantes negativos: ¡mantengan sus manos! Este no es un esquema de algo por nada. Como se indica en el artículo vinculado, la energía para producir estos fotones del vacío proviene de la energía que se pone para alterar el índice de refracción de la cámara de generación de luz, y se pone más energía de la que se sale. Pero puede hacer que su cámara pase por un ciclo de cambios de refracción y no perder masa en su popa.

Vacío, schmacuum, puedes burlarte. ¿Qué pasa con el n. ° 1: centelleadores de cristal? ¿No podemos usar esos para la vela ligera? ¿Los tenemos todos bonitos y brillantes para las colonias bacterianas? Hm, sí. Bueno, queremos usarlos todos para cultivar gérmenes, ya sabes.

Bueno, ¿qué hay de usar esa elegante cámara de generación de luz para hacer crecer las algas? Los fotones son fotones, y esa plataforma es mucho más ligera que el torio que llevamos. Ay, cierto, cierto. La gente de ingeniería y la gente de la colonia de bacterias no hablan mucho entre sí, ya ves.

Motores esterlinas

La nave alguna vez contuvo en su ardiente corazón un enorme reactor que ardía como una estrella ardiente. El conocimiento y la capacidad para ejecutarlo y mantenerlo a plena luz se desvaneció hace mucho tiempo y ahora simplemente arde en su nivel inactivo más bajo. Pero aun así, todavía produce una buena cantidad de calor. Se le han acoplado motores Stirling (que existen desde el siglo XIX). El lado calentado de un cilindro hace que el aire se expanda e impulse un pistón, que comprime el aire del lado no calentado y lo vuelve más caliente, lo que luego hace retroceder el pistón. Esto hace girar un cigüeñal y, mientras se mantenga el equilibrio entre el lado calentado y el no calentado, el pistón continuará impulsando su cigüeñal. Están generando electricidad, pero a un nivel bajo, a la par con el nivel de generación de energía de 1800.