¿Terraform Mars o Dyson Ring?

Antecedentes:

El cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter es la fuente más cercana y rica de recursos no terrestres a la Tierra en el sistema solar. Aunque es vasto, sus recursos son obviamente finitos, por lo que la humanidad debe elegir entre dos proyectos para usarlo:

  1. Terraformación de Marte: Lanzamiento tangencial de asteroides desde el cinturón a Marte para aumentar su giro y masa y reiniciar su núcleo.

  2. Cree un anillo Dyson: cree los primeros satélites en el cinturón y, finalmente, conéctelos en un anillo. No estoy seguro de cuánto material hay, pero podría ser que este anillo sea lo suficientemente grande como para soportar secciones habitables (muy parecido a un anillo de Halo).

Dadas solo estas 2 opciones, qué opción resultaría en la mayor mejora para la humanidad: (la plausibilidad relativa también debería ser un factor en su respuesta)

Nota: cualquier respuesta que busque desacreditar científicamente 1 posibilidad debe proporcionar evidencia matemática de por qué no es plausible.

Criterios solicitados:

  1. Debe seleccionar 1 de las 2 opciones.
  2. La mejora de la humanidad se puede cuantificar en el espacio vital, la oportunidad de mejorar la tecnología, la progresión de los viajes espaciales (alcance del hombre), el acceso a los recursos (materiales, energía, infraestructura) y, en última instancia, la seguridad en la continuación de nuestra especie (IE: la probabilidad de un desastre singular capaz de acabar con todos nosotros).
  3. Si se desacredita una posibilidad para seleccionar otra, matemáticamente se debe desacreditar esa posibilidad como parte de esa justificación.
  4. En ambos escenarios, la Tierra no actúa como una fábrica principal o un proveedor de recursos, la mayoría de los recursos y la construcción se producirán en el cinturón.
¿Puede darnos algunos criterios razonablemente objetivos por los cuales podemos juzgar cómo las respuestas cumplen con su requisito de "mayor mejora para la humanidad"? Tal como está, me temo que esto podría estar demasiado basado en opiniones (aunque está claro que lo estás intentando).
Los anillos de Halo no son Dyson Rings.
@sphennings No, pero admiten secciones habitables. Esa fue la comparación que OP estaba haciendo.
@AngelPray Hay una gran diferencia entre un anillo de 5000 km de diámetro y uno de 300 000 000 km de diámetro.
en realidad no hay tanta materia en el cinturón de asteroides.
@sphennings Me temo que puede estar subestimando la escala del espacio. (No se preocupe, creo que ambos sabemos que es fácil de hacer). Suponiendo que nuestro sistema solar (que parece una suposición razonable para hacer aquí), 300 millones de kilómetros de diámetro es casi exactamente la órbita de la Tierra; La Tierra tiene un radio orbital alrededor del Sol de 150M km o 1 UA. ¿Por casualidad quiso decir un radio de 300M km ? Eso lo colocaría a una sombra fuera del afelio de Marte, que está a poco menos de 250 millones de kilómetros del Sol, y (supongo que un poco, aquí) probablemente justo entre Marte y las porciones apreciables del cinturón de asteroides.
@MichaelKjörling Estoy seguro de mis números. Se considera (generalmente) que un anillo Dyson está a 1 AU del sol, por lo que tiene un diámetro de 2 AU.
@sphennings Ah, bueno, está bien. OP estaba hablando de Marte y supongo que leí demasiado en eso. Aun así, declarar sus suposiciones en el comentario inicial habría evitado la confusión. Solo una gentil sugerencia para la próxima vez. :-)
¿Por qué esas dos son las únicas posibilidades?
@Karl Porque esa es la limitación creativa que impuse.
@ACAC Esa cantidad de materia determinaría en última instancia la extensión (ancho) de lo que se podría hacer con el anillo, lo que sin duda debería tener en cuenta en su respuesta
Bueno, convertir a Marte en un infierno ciertamente no es útil.
@ACAC bueno, sería un buen comienzo para refutar matemáticamente ese escenario si es correcto.
@anon Hice algunos cálculos básicos y parece que habría más de lo que pensé originalmente, así que ignora lo que dije. Puede construir un anillo de aproximadamente 1 a 10 km de ancho alrededor del sol a partir de asteroides a 1 AU según las matemáticas muy básicas de la servilleta.
¿Por qué construiría un anillo de Dyson en el área del cinturón de asteroides? ¿Cómo proporcionarías la gravedad? ¿Cómo mantendrías el anillo a una distancia estable del sol? ¿Cómo evitarías que el anillo se desmoronara? Un anillo Dyson es una construcción teórica. En realidad no sabemos que son posibles. La versión original de una esfera de Dyson (solo un montón de hábitats que bloquean el sol) sería mucho más factible. Terraformar Marte así llevaría mucho tiempo. Dar tanto giro crearía mucho calor, que tendría que irradiarse.
@ACAC ¿Y el grosor?
En una configuración de ringworld, la gravedad podría generarse girando el anillo. El problema es aterrizar/acoplar barcos con el anillo debido a las velocidades a las que gira (la entrada a la atmósfera sería violenta). Mi (complicada) solución fue tener una serie de rieles de levitación magnética a lo largo de la superficie exterior con módulos de acoplamiento que se desplazan por el exterior. superficie opuesta a la velocidad de rotación del anillo, haciéndolos parecer estacionarios en comparación con el anillo. Los barcos atracan con estos "trenes de atraque" y desaceleran, lo que les permite conectarse a los puertos de atraque en el propio anillo. Sin embargo, acoplar de esta manera llevaría un tiempo.

Respuestas (5)

No soy astrofísico, pero no estoy seguro de por qué ninguna de estas opciones limitaría a la otra.

Primero, Fobos, una de las lunas de Marte, probablemente chocará con Marte en unos 30 millones de años. Tal vez... ¿acelerar ese proceso y no desperdiciar un asteroide?

Suponiendo que todo lo que necesitamos para extraer estos asteroides son materiales de paneles solares, no deberíamos tener demasiada dificultad para saber cuáles son los objetivos principales para tal uso, y cuáles simplemente no tienen ningún recurso valioso en ellos, al menos, valioso para nosotros ahora _ Entonces, extraiga los útiles, arroje los vacíos a Marte: la mejor parte de esto es que cuando quiere recuperar esos recursos, puede encontrarlos en Marte.

Si realmente debemos elegir uno sobre el otro, primero tendría que hacer un Dyson Array. La energía que obtienes de él es más valiosa tanto a corto como a largo plazo que otra similar a la Tierra en el mismo sistema solar. Incluso si está sufriendo por la población, las colonias espaciales autoalimentadas que podría formar en las partes de la matriz resuelven ese problema. Si aún necesita terraformar Marte, puede hacerlo fácilmente en el futuro gracias a toda la energía solar que ha cultivado.

Se puede hacer una burbuja de Dyson con los materiales de un solo asteroide, suponiendo que haga velas solares de telaraña para equilibrar la presión de la luz del sol contra la gravedad de los soles:

Una estatita 100 % reflectante desplegada alrededor del Sol tendría una densidad total de 0,78 gramos por metro cuadrado de vela.[12] Para ilustrar la baja masa de los materiales requeridos, considere que la masa total de una burbuja de dicho material de 1 UA de radio sería de aproximadamente 2,17 × 1020 kg, que es aproximadamente la misma masa que el asteroide Palas.

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Posible configuración de un Dyson Swarm

Así que esta es la masa mínima necesaria para encerrar al Sol y reunir la energía solar disponible. Los enjambres de Dyson que orbitan alrededor del sol son mucho más prácticos y se pueden construir gradualmente utilizando asteroides, lunas y otros cuerpos astronómicos.

En términos de recursos, esto es mucho más eficiente que cualquier esquema de terraformación. También tiene la ventaja de recolectar una gran proporción de la energía solar disponible, lo que le daría a cualquier futura civilización que viaje por el espacio los medios para hacer Terraformación de mundos si eso es lo que desean. Hay mucho material disponible (la luna Europa tiene 3 veces más agua líquida que todos los océanos de la Tierra), y con cantidades masivas de energía disponible, mover la materia es trivial.

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Europa

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Marte después de la terraformación

Construya la burbuja o el enjambre de Dyson y podrá hacer cualquier cosa.

¿Se puede lograr esto con solo los recursos del cinturón? Claro que podría haber algo de la Tierra, pero la idea implícita es que la Tierra no es la fábrica o el principal proveedor de recursos. Otros han argumentado que la masa del cinturón es diminuta, por lo que una esfera completa puede no ser realista. Además, si son solo discos reflectantes simples, debe considerar la recolección como una construcción de esta matriz, ya que la Tierra se derretiría si fuera el punto de recolección.
La masa a la que hizo referencia es la masa máxima permitida para una burbuja Dyson, no la mínima. Esa es la masa donde una burbuja 100% reflectante se mantendrá en su lugar por la presión solar y no colapsará hacia el sol.
Masa mínima para una construcción de anillado solar. Puedes hacer construcciones mucho más grandes y masivas, usando más material. Y si. la burbuja o enjambre de Dyson se puede hacer con poca o ninguna entrada de la Tierra, y transmitir su salida de energía a cualquier parte del Sistema Solar,

Aunque uno podría apuntar con cuidado y arrojar todos los asteroides tangencialmente sobre Marte, esto crearía una piscina fundida en la superficie, pero nunca reactivaría el núcleo.

Por lo tanto, considerando que la opción 1 solo usa recursos para hacer un planeta aún menos habitable, hay una opción fácil: la opción 2.

A partir de publicaciones en esta pila y otras, la entrega de un flujo constante de impactos parece aceptarse como una forma teóricamente plausible de reiniciar el núcleo. ¿Tienes alguna matemática para refutar esta teoría?
@anon Esos no están probados y, en ausencia de pruebas, se supone que son falsos hasta que se prueben. No hay una razón para tratar de probar un negativo. De hecho, no sé por qué la gente piensa que simplemente bombardear Marte con asteroides iniciará el núcleo.
@ACAC no se supone que sea falso, se supone que no está probado, lo cual es muy diferente a falso, por eso se llama teórico. Sigue siendo teórico hasta que sea probado o refutado. Entonces, si va a decir que la teoría que estoy aceptando en este momento (para mi escenario teórico) es falsa, entonces necesita PROBAR eso. Bienvenido al método científico.
@anon No sé quién te enseñó el método científico, pero eso es completamente incorrecto.
@ACAC Si descarta instantáneamente todas las teorías como incorrectas en ausencia de evidencia de lo contrario, no progresa porque ya ha respondido su pregunta, potencialmente incorrecta. Una teoría no es muy diferente de una postulación. No es ni correcto ni incorrecto hasta que se demuestre.
@anon Pero los terceros no deberían aceptar su teoría hasta que la pruebe. Ese es el punto. Hay miles de millones de teorías que no son científicas y no están probadas y no las aceptamos, tiene que haber alguna razón para creerlas en primer lugar.
@ACAC Usted acepta la teoría de la relatividad general, no está probada, si lo estuviera; sería la ley de la relatividad general. Las teorías ganan seguidores al proporcionar hechos que refuerzan su plausibilidad. Acepté la teoría de que el núcleo de Marte podría reiniciarse a partir de impactos transmitidos como sonidos físicamente plausibles. Puedo aceptar la negación de esa teoría si puedes PROBAR su falsedad.
@anon Las teorías científicas son diferentes a las teorías regulares. La teoría de la relatividad general tiene muchas pruebas. La idea de que el núcleo de Marte puede iniciarse no tiene nada.
@ACAC No es el propósito de este hilo proporcionar pruebas de que es posible, ya que es una afirmación fundamental de este hilo. Nuevamente, si desea desacreditar esa afirmación, NECESITA PROPORCIONAR PRUEBAS. La gente teorizó que la luna estaba hecha de queso hasta que Neil Armstrong les demostró que estaban equivocados.
@anon Teniendo en cuenta que ni siquiera sabe lo que significa "teoría" (basado en el hecho de que insiste en usarla incorrectamente), realmente no debería dar lecciones a otros sobre el método científico. Además, estás equivocado.

Larry Niven hizo algunas matemáticas difíciles en Ringworld Engineers. Mientras que un mundo anillo puede construirse con la masa de un sistema solar equivalente a planetas, la energía requerida para mover esa masa sería el equivalente de un par de sistemas solares, suponiendo que 100% de conversión de masa a energía.

La resistencia a la tracción del material de soporte del anillo tendría que aproximarse al neutronio.

Terraformar Marte es mucho más factible.

Bueno, todo esto es mucho esfuerzo, hay formas mucho más fáciles, propuestas por el mismo Dyson, y mejorables desde entonces:

MARTE Problemas: atmósfera delgada, sin rotación del núcleo para proporcionar un campo magnético protector, oxígeno encerrado en las rocas.

La atmósfera es fácil de arreglar, siembras el planeta con toneladas de bacterias que comen óxido para liberar oxígeno, como las bacterias que se han comido el Titanic. Incluso podría modificar genéticamente una bacteria de este tipo, o crear un nanobot para convertir las rocas de óxido férrico en hierro y oxígeno. Hay una advertencia: los niveles de O2 no deben superar el 20% o el planeta se vuelve altamente inflamable. También necesitará tres o cuatro veces más nitrógeno y algo de dióxido de carbono para crear una atmósfera autosuficiente y una temperatura razonable.

El núcleo es un poco más complicado. Básicamente, debe derretirlo, y luego las fuerzas centrífugas y la fricción se encargarán del resto. Esto es complicado, pero puede que no sea imposible.

Permítanme explicar algo aquí: aquellas personas que dicen que las cosas son 'imposibles' porque 'la física dice que no se puede hacer', generalmente están equivocadas. Esto se debe a que basan su juicio en el nivel actual de conocimiento. La historia muestra que casi todo lo que se ha declarado 'imposible' en algún momento ha sido posible, a la luz de la ciencia posterior, los descubrimientos posteriores, las tecnologías posteriores. si piensa por un minuto que estamos cerca de una comprensión completa de la física, piénselo de nuevo. Hay GRANDES áreas de la ciencia de las que no sabemos nada. Y las áreas de la ciencia de las que somos conscientes son principalmente incompletas: tanto la Relatividad como la Física Cuántica son dos ejemplos de teorías con GRANDES lagunas.

En 1890 se declaró 'imposible' viajar a más de 60 MPH ya que 'el aire pasaría demasiado rápido para respirar'. En 1890 no podrías haber previsto aviones, automóviles, cohetes, satélites, láseres, computadoras, teléfonos inteligentes, Internet, la relatividad. cuántica, física, teoría M, televisión, radio... no habrías tenido idea de tectónica de placas, ecuaciones de Navier Stokes, ingeniería genética, energía nuclear, ADN, nanotecnología... en resumen, no puedes predecir lo que es imposible , porque no se puede predecir lo que podemos saber en el futuro para hacerlo posible. (Eso incluye viajes más rápidos que la luz, por cierto)

Pero me desvío. En resumen, no podemos poner en marcha el núcleo de Marte hoy, pero tal vez en 100 años podamos bombear suficiente poder de fusión o antimateria en el núcleo para derretirlo. Confío en que resolveremos el problema, ya que históricamente el hombre ha resuelto todos los problemas que ha enfrentado.

Venus tiene un problema central similar y una atmósfera inadecuada, pero la solución es similar. El efecto invernadero Runaway en Venus es una consecuencia de la atmósfera de hidrocarburos. La Tierra tuvo un problema similar, hasta la Gran Catástrofe del Oxígeno, cuando las bacterias comenzaron a producir masas de O2, rompiendo el control del Invernadero. Leer más aquí

https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Oxygenation_Event

En resumen, necesitamos cientos de estaciones en órbita sobre Venus, produciéndolas en masa y bañándolas con algas y cianobacterias en una repetición artificial de la COG.

Todavía tenemos el problema de la falta de campo magnético. Posiblemente podamos construir un electroimán extenso para proteger todo o parte del planeta hasta que resolvamos cómo derretir y hacer girar los núcleos. No requeriría una fuerza masiva, pero tendría que ser grande para evitar las partículas cósmicas.

¿Terraform Mars o Dyson Ring?
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