¿Qué tan masiva puede ser una nave estelar o una flota sin convertirse en un peligro para sí misma o para el sistema estelar?

Hay muchas naves estelares grandes en la ciencia ficción, pero su influencia en un sistema solar rara vez se explora en profundidad y se mantiene bastante limitada. Por ejemplo, en Eve-Online fluff, los titanes se consideran lo suficientemente masivos como para alterar las mareas en los planetas cercanos, pero eso es todo el alcance de su efecto. (Supongo que ese poco podría ser exagerado ya que no están ni remotamente cerca del tamaño de la luna). La pregunta que tengo es, ¿a qué masa una nave estelar que está muy cerca causaría algo más que un pequeño problema? . (es decir, creación de planetas rebeldes, efectos tectónicos o de marea indeseables, hacer que un planeta sea inhabitable o la colisión de una nave estelar con un planeta)

Las reglas para esto son bastante simples:

  • Más grande = objetivamente mejor. Más masa = más barco. Quien tiene el recipiente más grande y la mayoría de ellos gana a pulso sobre su oponente. (Obviamente no es cierto en la realidad, pero estamos usando lógica de ciencia ficción aquí)
  • Todos los problemas prácticos/de ingeniería se consideran resueltos. No se están considerando cuestiones divertidas, como viajes de varios días para viajar de un extremo a otro de la embarcación, así como problemas de resistencia a la tracción y empuje de una embarcación tan grande .
  • La destrucción del barco o del sistema se considera un fracaso por ambas partes en el conflicto, ya que buscan tomar y mantener el sistema en su lugar.
  • No es posible la negación masiva por materia exótica/etc.

Como suposición descabellada, pensaría que una masa solar desestabilizaría fácilmente las órbitas de cualquier sistema estelar. Una arruga adicional que preveo sería que podría tener una embarcación mucho más pequeña, pero la masa total de la flota de ambos lados combinados también podría ser suficiente para representar una amenaza para la existencia de los sistemas. Supongo que en ese momento tendrías un "presupuesto" masivo efectivo. Estoy interesado en escuchar lo que ustedes piensan.

La alteración de las mareas ya es un efecto titánico considerando el volumen de agua involucrado en un planeta similar a la Tierra. Uno esperaría que una nave de suficiente masa para alterar las mareas que entran (o salen) de la órbita cercana alrededor de un planeta probablemente también desencadenaría terremotos severos a medida que el planeta se adapta a la flexión.
@GrumpyYoungMan Titanic en realidad, sí. Sin embargo, lo que pido aquí estaría en el extremo del espectro de impacto extremadamente pequeño. No escribí su pelusa, así que no puedo hablar sobre qué tan preciso sería eso para un barco de la masa que declararon.
En una estructura lo suficientemente masiva, la cantidad de presión cerca de su centro sería enorme. ¿Deberíamos considerar eso como un "problema de ingeniería resuelto"?
¿Puede una nave tener una densidad extremadamente baja, como un plasma? ¿Puede una gran nave ser modular, por lo que se divide en múltiples subcomponentes de distribución masiva (quizás solo se unen brevemente para saltos FTL y disparar armas BFG)?
@Alejandro Sí. La idea central de la pregunta es cuál es la cantidad máxima de masa que el sistema solar en el que están luchando dentro puede 'soportar' frente a lo que realmente sería posible desde el punto de vista de la ingeniería.
@DWKraus Estaba pensando en un estilo de combate de nave estelar tripulado más tradicional, pero si tienes algo alternativo como el plasma, hazlo.
Construir una nave que tuviera la masa de un planeta requeriría al menos la masa de un planeta para construirla. Así que ya estamos desarmando sistemas estelares y la nave aún no ha sido comisionada.
La pregunta es vaga. Requiere una definición de "cerca" y "más que un pequeño problema".
El problema es un poco como el de los barcos y barcos. Los barcos pueden desembarcar, los barcos más grandes se acercan pero no pueden desembarcar, los más grandes aún y eventualmente no pueden llegar a algunos puertos y tienen que anclar en el mar. Todo depende de qué tan cerca les permitas acercarse.
@Slarty Me gusta esa comparación. Los buques de masa solar + probablemente serían relegados al exterior del sistema como dijiste, con naves más pequeñas enviadas al sistema y orbitando planetas/objetos. Aunque no estoy seguro de cuánto efecto tendría un objeto de masa estelar incluso a esa distancia.
@FluidizedPigeonReactor En cualquier parte del sistema, hasta la órbita, como la distancia de la luna a la tierra o más cerca. Problema como en la creación de planetas rebeldes. daños irreversibles a los planetas, como los efectos tectónicos mencionados, haciendo que los planetas sean inhabitables o causando una colisión entre la nave y el planeta.
¿Qué está haciendo el barco? La respuesta es bastante diferente si la nave está sentada en una órbita de estacionamiento brevemente frente a volar por todo el sistema con una alta aceleración frente a golpear cualquier cosa (lo que, dada una cantidad razonable de velocidad, será catastrófico incluso con naves relativamente pequeñas). ).

Respuestas (5)

Impracticablemente enorme

Hay dos formas de ver esto: tamaño y masa. La misa es la más fácil, así que la veremos primero.

Masa

Nuestra propia luna afecta más que solo las mareas. Puede causar terremotos , tiene un efecto (ciertamente lento) en la rotación de la Tierra e incluso tiene un efecto en la forma de la Tierra . Una nave con una masa igual a la Luna tendría algunos efectos de moderados a desagradables en un planeta, y eso es ignorar los efectos que tendría en las lunas que ya orbitan el planeta.

No he hecho los cálculos, pero podría creer fácilmente que una nave que tenga incluso un tercio de la masa de la Luna entrando en la órbita de la Tierra tendría algunos efectos desagradables, desde inundaciones hasta terremotos y la desestabilización de la propia órbita de la Luna. ¿Y quién sabe qué efectos secundarios tendría? Todo, desde arruinar el envío hasta confundir a brujas vestidas apropiadamente bailando en un claro del bosque. Qué asco.

Pero piénselo: la luna es sólida, lo que significa que una nave que iguala su masa sería gi-bocina-normal. De un tercio a tres veces el tamaño por volumen, dependiendo exactamente de lo que haya dentro de esa nave. Lo que nos lleva al otro problema.

Tamaño

¿Te imaginas cómo reaccionaría nuestro mundo si un objeto de 3 veces el diámetro de la luna pasara entre la Tierra y el sol? ¡Gatos y perros viviendo juntos! ¡Histeria colectiva! Ahora, voy a concederles que además de causar problemas con los paneles solares si la nave estuviera en órbita geosincrónica, esto no tendría un efecto a largo plazo en el planeta.

Pero digamos que la nave tiene el diámetro de la Tierra. La nave tiene mucho hueco, por lo que podría representar solo el 10 % (o quizás el 0,001 %) de la masa de la Tierra, pero el tamaño causaría todo tipo de problemas si el planeta que está orbitando es utópico e ilustrado y decide confiar en él. energía solar para el 90% de su energía. ¡No hay órbita geosíncrona tonta para esta nave! ¡No señor! ¡Esa nave está funcionando, por lo que simplemente se hundió en el punto de Lagrange número 1 de la Tierra y simplemente está bloqueando el sol!

Me gusta esta solución: tiene esa maravillosa inverosimilitud de James Bond que la hace absolutamente digna de un supervillano realmente bueno.

Sin embargo...

Sin embargo, para ser franco, personalmente considero que las naves lo suficientemente grandes como para afectar a un planeta de alguna manera son irrazonables, incluso increíbles. ¿Cuál es el punto de? Es una complejidad de ingeniería que requiere el poder proverbial de un agujero negro para moverse cuando una pequeña flota de barcos puede proporcionar literalmente la misma potencia de fuego (también conocida como "consecuencia en la batalla") por una fracción del precio y dolores de cabeza de ingeniería. Es por eso que los varios artículos de los últimos años que postulan el posible descubrimiento de megaestructuras en el espacio me hacen sonreír. Desde la perspectiva de un ingeniero, ¿por qué alguien construiría uno? Siempre hay una forma más práctica de resolver el problema. Pero esa es solo mi opinión.

Construyes así de grande porque estás moviendo a toda una sociedad para que visite otra sociedad. Si estás hablando de generaciones para pasar de un mundo a otro, entonces la escala es lo único que tiene sentido.
@JBH La premisa principal aquí es que tienes dos superpotencias universales que pueden desplegar una cantidad absolutamente absurda de tonelaje de flota, tanto que incluso una pequeña fracción de su fuerza total puede destruir lo que querían tomar por accidente. Algo similar al combate moderno donde el objetivo se destruye solo con el uso de armas convencionales. Claro que pueden construir otros mucho más pequeños, pero pueden desplegar tantos que fácilmente serían iguales en masa.
@srm, Afortunadamente, eso es incorrecto. Dependiendo de la densidad con la que esté dispuesto a vivir, toda la población de la Tierra hoy cabría en el espacio ocupado por Túnez (lea el artículo para ver mi punto). Mover una sociedad entera no requiere ni de lejos el tamaño de los barcos que describí. De hecho, desde una perspectiva de masa, no requieren ni cerca de una fracción de la masa que describí.
@Raznarok No soy de los que usan la palabra "inteligente" cuando describo al gobierno con demasiada frecuencia, pero la suposición de que los gobiernos se molestarían en construir objetos tan grandes y sin valor aturde la mente. El primero que lo hiciera haría que el otro construyera una verdadera colmena de naves más pequeñas para acabar con él (fácilmente). Entonces, mientras podía creer una flota de barcos alucinantemente masiva. No puedo creer los acorazados que describí. Incluso el gobierno no es tan tonto. Tenga en cuenta que los portaaviones están rodeados por una flota defensiva por una razón.
@JBH Si no está tomando suficiente "espacio en blanco" para que las generaciones construyan sus propias vidas no planificadas por los diseñadores originales, no confío en que la nave sobrevivirá para llegar a su destino. Empacar a todos en Túnez significa vidas reglamentadas contra las que la conciencia se rebelará en algún momento.
Es como mi hermano de la fraternidad de ingenieros en la universidad que no veía el sentido de las habitaciones cuando podíamos tener una sola habitación con literas de manera más eficiente y usar las habitaciones para otros proyectos. Las personas necesitan (no solo quieren) un espacio que puedan moldear a su antojo. @JBH
@SRM Estás haciendo suposiciones en un esfuerzo por justificar tu perspectiva. Estaremos discutiendo por siempre si se me permite el mismo privilegio. Aquí hay otra realidad: si tomas la superficie cultivada y poblada de la Tierra y la conviertes en un barco, AÚN no tendrás un barco ni cerca del tamaño que he descrito. Las matemáticas no son tan difíciles de resolver. Simplemente no estás comprendiendo cuánto espacio abarcan esas naves.
@JBH Esperaba que la gente estuviera más dispuesta a deshacerse de algunas de las limitaciones de la realidad aquí, pero está bien. Ya sea una enorme estación de batalla o una flota de cien millones de naves, la masa resultará ser la misma, que es la parte que me interesa. Las naves más pequeñas permitirán una mejor distribución masiva de todos modos.
Ese es un cálculo (tierra cultivable) que no había hecho, @Jbh. Pero mi punto sobre la necesidad de más espacio que solo una nave destinada incluso al transporte interplanetario se mantiene.
@Raznarok Extraño, me separé de la realidad, mucho. También señalé que no es realista. No dejes que esa observación te detenga. La mayoría de la ciencia ficción no es realista. Mi propósito al señalarlo es recordarte que hay un límite para las tonterías más allá del cual debes compensar. Por ejemplo, las historias sobre barcos/personajes/lo que sea todopoderosos son bastante aburridas.
@SRM No. ¡Pero puedes publicar una respuesta que demuestre que estoy equivocado! Eso beneficiaría a todos.

YA es demasiado grande para la seguridad

Una nave espacial lo suficientemente grande como para

se consideran lo suficientemente masivos como para alterar las mareas en los planetas cercanos

al mismo nivel que lo hace la Luna de la Tierra, ya está alterando la órbita del planeta en 43537 km de cambio en el semieje orbital mayor por día, si la nave permanece en el mismo lado que el planeta. Seguro que es solo el 0,02% de la órbita, pero ya es suficiente para empezar a alterar el clima. Desde un solo día, de una nave lo suficientemente cerca del planeta como para causar mareas al nivel de la Luna.

Haga eso durante un año, y la excentricidad de la órbita aumenta tanto que el planeta experimenta estaciones más largas debido a la elipticidad de la órbita, que debido a la inclinación axial.

Editar: recuerda que la distancia entre tu nave y el planeta tiene un ENORME impacto. Si tu nave está a 10 veces la distancia, necesita tener 100 veces la masa para causar una interrupción idéntica. De manera similar, si coloca su nave en una órbita cercana alrededor del planeta (¡los pobres satélites se aplastan!), Entonces necesita una masa mucho menor para "elevar las mareas" en la misma medida.

Moraleja de la historia: si su nave es muy grande, manténgase alejado de planetas, lunas, estaciones espaciales no propulsadas y otros bienes inmuebles valiosos que no pueden compensar las distorsiones en su órbita.

PD Tendría un efecto MUCHO mayor en la forma orbital de la Luna. Y ay de los propietarios de satélites, incluso 10 minutos de un barco tan grande en el área desestabilizarían las órbitas geoestacionarias.

Lo que lleva a un curioso gancho de la historia: ve a visitar el planeta natal de Alien en tu nave SuperMegaFortress. "¡Amamos la paz! ¡Nos quedaremos aquí para las negociaciones hasta que estemos satisfechos con el contrato! No, este gran barco no está aquí para amenazarlos , simplemente es necesario para la comodidad de nuestro personal diplomático".
Mientras tanto, solo por estar allí, sin disparar una sola arma, estás condenando a su planeta a la muerte al deformar su órbita fuera de la zona habitable.

Dado que esta nave ya se puede construir en el espacio, ya que sería casi imposible despegar, las cosas pueden volverse bastante grandes. El verdadero factor limitante aquí es la gravedad, ya que cuanto más grande se vuelve, más pesa, y cuanto más pesa, mayor es la gravedad que afecta su superficie.

Los sistemas no serían un gran problema. Se pueden hacer para trabajar bajo una mayor gravedad. Incluso si alguna tecnología requiere menos g para funcionar, se puede mover a un lugar más profundo dentro de la nave. Los sistemas solo podrían ser el problema cuando ya estás en una escala planetaria y su superficie g es suficiente para aplastar cualquier sensor, pero incluso entonces puedes mantener naves más pequeñas para guiar a la más grande.

Todos los problemas de ingeniería/prácticos se consideran resueltos.

No sé si incluye el colapso por su propio peso o naves más pequeñas que entran y salen de una estructura de alta gravedad como un problema resuelto, pero es el problema real del que debería preocuparse, aquí está la fórmula de la aceleración gravitacional. en la superficie

mG/r² o 4πrdG/3. Donde m es la masa total, d densidad, r radio y G = 6.674×10−11 m3⋅kg−1⋅s−2

No creo que una nave estelar se haga significativamente más grande que la aceleración gravitacional del planeta de las especies nativas, fuera tal vez del orgullo nacional. También quiero señalar que para alcanzar tales tamaños probablemente debería construirse como una esfera para que la estructura sea más uniforme, y ese núcleo podría ser hueco si la capa superficial es capaz de sostenerse estructuralmente. El núcleo hueco reduciría la gravedad general y proporcionaría un espacio de almacenamiento casi ilimitado. Otra idea podría ser tener muchas capas en múltiples profundidades para proporcionar la gravedad adecuada a muchas especies.

Editar

Entonces, lo que está preguntando es qué tan grande podría construirse una nave sin estropear el sistema estelar en el que se encuentra. Definitivamente no es lo suficientemente grande. Incluso si fuera tan grande y pesado como Júpiter, no haría mucho daño a menos que nos acerquemos mucho a los planetas. Al lado del sol, cualquier campo gravitatorio que la nave pueda producir es insignificante.

Y los tamaños que realmente podemos lograr serían aún más pequeños. Incluso teniendo en cuenta que los recursos para construirlo pueden traerse de todo el universo, el núcleo colapsaría por su propio peso y se convertiría en una simple masa de metal/material de construcción si es enorme, o colapsaría debido a la falta de estructura si es hueco Podrías engañarlo un poco construyéndolo en la superficie de un planeta y agregando propulsores para hacerlo móvil, o tener un pequeño núcleo que funcione como un superimán para dar estructura al caparazón. Ninguno de estos es lo suficientemente grande o pesado como para convertirse en un problema.

Una flota de esos podría ser peligrosa si permanecen agrupados, principalmente para ellos mismos, pero también para algún pequeño planeta ""cercano"". En este caso, también pueden luchar cerca del sistema que están atacando/defendiendo, no es como si los ejércitos reales prefirieran luchar en las ciudades en lugar de llevar la batalla a terreno abierto.

Cuando digo sistema me refiero al sistema estelar particular en el que estarían luchando.

En la práctica, la Tierra es una especie de nave espacial. El sistema solar está bien con eso.

Cualquier cosa más pequeña es menos práctica (ver Marte / Luna).

Cualquier cosa más grande es menos práctica tampoco. Los cuerpos humanos y la tecnología de cohetes toleran menos gravedad e incluso pueden beneficiarse de ella de una forma u otra, pero más gravedad o una gravedad más profunda pronto se vuelve inaceptable).

Creo que a medida que un hábitat espacial crece gradualmente, pasará gradualmente de una estructura sostenida por su fuerza estructural a una estructura donde las cosas simplemente se amontonan de una forma u otra y se mantienen por gravedad (y las partes más antiguas y profundas quedan fuera de uso). ).

La masa, aplicada de la manera correcta, ya puede ser un problema cuando es pequeña en comparación con la tierra.

Toma, digamos una décima parte de la masa de la luna. Eso ya es una enorme nave espacial. Está optimizado para un arranque paralelo de todos sus millones de ojivas de cohetes, por lo que tiene la forma de una enorme rejilla portacohetes tipo panqueque.

Aparca entre el sol y la tierra en ese punto de Lagrange, espera, ve venir la edad de hielo.

También tiene una superficie de espejo como protección contra la radiación y el láser. Estacione para que brille la luz en la tierra y alegremente vea cómo se forman los huracanes.

Muévelo a la mitad de la distancia tierra-luna pero no en órbita. En su lugar, usa los motores para mantenerlo donde está y verás cómo la tierra se desacelera o acelera en respuesta: la atracción gravitatoria está ahí, pero tus naves no se mueven porque usan sus motores mágicos FTL para detenerse en relación con la tierra. Si hay un tirón y uno de los cuerpos no se mueve, el otro empieza a moverse. El efecto será pequeño al principio, pero puede acumularse con el tiempo, moviendo la Tierra a otra excentricidad oa otra órbita. Muy pocos cambios aquí son suficientes para ser catastróficos. Pero bueno, esto cuesta enormes cantidades de combustible.

Entonces nuestro panqueque decide moverse finalmente a una órbita baja, proporcionando a la Tierra un ciclo de día y noche de 2 horas y al sistema Luna-Tierra con un tercer cuerpo, solo para hacer que las ecuaciones de gravedad sean más difíciles de resolver.

El punto de todo esto es que, como las naves son en su mayoría huecas, su tamaño se vuelve alucinante cuando su masa alcanza incluso un pequeño porcentaje de un planetoide como la luna. Y ese tamaño puede hacer más que solo efectos de gravedad.

Si quieres hablar sobre la gravedad, creo que incluso si no construyes una nave enorme, sino muchas naves pequeñas, tendrás un efecto. Toda la masa en una órbita debe agregarse para los cálculos orbitales, si no recuerdo mal. Así que si construyes 1000 naves cada una con un 1% de la masa de la luna y las pones todas en la misma órbita solar que la tierra, incluso si no está cerca, afectarán a la tierra. Sin embargo, no puedo decirte cómo, es mejor que se lo deje a las personas que saben cómo calcular este tipo de cosas.

¿Qué tan masiva puede ser una nave estelar o una flota sin convertirse en un peligro para sí misma o para el sistema estelar?
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