Para derretir la superficie de un planeta borrando todos los rastros de civilización, pensé que un horno solar sería suficiente. Es más elegante que bombardear un planeta, sin mencionar que no deja lluvia radiactiva. ¡Perfecto para la limpieza! Posteriormente, el planeta chamuscado puede volver a habitarse fácilmente después de que se haya enfriado.
Utilizando las superficies reflectantes de las naves espaciales, una flota suficientemente grande podría formar un espejo cóncavo gigante. Cada una de las naves tiene un diámetro de aproximadamente 1 km con forma circular. El resultado es un haz de luz enfocado en un solo punto. No es muy eficiente para limpiar la superficie de un planeta, así que hagamos una línea en su lugar. Enfocar el haz en el diámetro del planeta terminaría el proceso en un día. El horno solar Odeillo mide 48 metros (157 pies) de ancho y 54 metros (177 pies) de alto y puede alcanzar una temperatura de 3500 °C (6330 °F).
¿Qué superficie debe tener este horno solar para lograr el efecto mencionado?
Tome la tierra como ejemplo. Un diámetro de 12.742 km (7917,511 millas). El granito tiene un punto de fusión de alrededor de 1215° a 1260° (2219°F a 2300°F). Unos 20 segundos de exposición son suficientes para derretirlo en lava usando luz enfocada, aunque no he encontrado las dimensiones de los espejos utilizados. También se debe tener en cuenta la rotación de la tierra, que registra alrededor de 460 metros por segundo (1,000 millas por hora).
Yo mismo haría los números si pudiera. Desafortunadamente, mis matemáticas son malas. Haz lo tuyo por favor.
PD: Por favor, no se burlen de mí por no poder hacer este cálculo 'simple' por mi cuenta. La vida es lo suficientemente difícil como es.
Como regla general, obtienes alrededor de 1 kW de luz solar por metro cuadrado en la superficie de la tierra. En el espacio tienes unos 1,3 kW por metro cuadrado sin la atmósfera. Entonces, ignorando cosas como las nubes, la latitud precisa, la época del año, la hora del día, etc. Puedes decir que alrededor del 30% de la energía no llega a la tierra.
La temperatura de fusión de las rocas varía mucho, pero las sílices y algunos de los minerales más resistentes al calor se derriten en el rango de 1200-1300 C.
El tamaño de la torre de Odeillo no es tan importante como conocer el área total de los helióstatos que están utilizando para dirigir la luz al espejo parabólico y el área del blanco que se ilumina. En ese caso cuentan con 63 helióstatos que rastrean el sol y una superficie total de unos 2835 metros cuadrados. Aproximadamente se puede decir que está magnificando el sol unas 3000 veces, y califican la instalación en aproximadamente 1 megavatio. Parece que puede alcanzar temperaturas de unos 3000-3500 C, aunque los detalles no están tan claros.
Por cierto, existen algunos límites teóricos en cuanto a la cantidad de luz solar que se puede concentrar, y el récord ronda las 84.000 veces. Sin embargo, esa técnica no es muy útil para esta aplicación. De manera más general, para un horno solar terrestre, una ampliación de 2000 es bastante razonable.
Bueno, tienes naves espaciales de 1 km de diámetro que quieres posicionar. Lo mejor que puede hacer para dirigir la luz como un haz (suponiendo que la luz del sol es mayormente paralela antes de que golpee la nave espacial, sería la difracción limitada por el ángulo theta = 1.22 * longitud de onda_en _metros/1000 metros. Este ángulo es bastante pequeño y está en radianes, 6.1xe-10, pero si en una órbita geosíncrona alrededor de 35,760 km, entonces el punto de 1 km sería 70 metros más grande, por lo que todavía suena alrededor de un kilómetro. Pero si tan lejos en la luna, 363,300 km, entonces el punto tendría un diámetro de 1.72 km de diámetro. Esto dependería de la longitud de onda con longitudes de onda más cortas que se extienden más. Para hacer tus puntos más pequeños, podrías poner una ligera curvatura en tus naves espaciales de 1 km, pero aún así terminarás siendo limitada por difracción por el diámetro de su nave espacial.
Entonces, para lograr que la densidad de energía se concentre 2000 veces, podría usar 2000 naves espaciales y superponer los puntos. Luego, para escanear la línea, puede agregarlos en incrementos de 2000, cada incremento sumando km a la línea. O menos si desea superponer algunos por eficiencia.
La circunferencia de la tierra es de aproximadamente 40 000 km, por lo que la mitad son 20 000, por lo que 20 000 naves espaciales alineadas en grupos de 2000 serían una opción. Podrías pensar que podrías simplemente dejar que la tierra gire debajo de la matriz de la nave espacial. Bueno, entonces el ecuador se está moviendo más rápido que las latitudes más altas 40,000/24 horas es aproximadamente 1,667 km/h, por lo que es un problema menor... estarías debajo del lugar durante aproximadamente 18 segundos y es posible que no hagas mucho calor. lo suficiente como para derretir la roca en el ecuador, a medida que subes en latitud, pasarás más tiempo dentro del lugar.
Por supuesto, todo hasta ahora ha dejado de lado la atmósfera, los océanos o la vegetación. Esto se vuelve un poco complicado. Inicialmente, suponiendo que encienda un haz de las 2000 naves espaciales, tendrá absorción de la atmósfera, con la atmósfera calentándose en el lugar, lo que creará convección. También obtendrá algunos cambios en el índice de refracción y una variedad de efectos de centelleo, por lo que la forma en que la luz llega al suelo se distorsionará y cambiará debido a la convección y la turbulencia. La roca fundida, por supuesto, también creará corrientes de convección y tormentas. El material en llamas se transportará a la atmósfera y cambiará la reflectividad de la forma en que la atmósfera absorbe la luz.
Sin embargo, el vapor de agua y la formación de nubes probablemente causen los mayores efectos. Cómo podría funcionar esto podría ser complicado. Por lo general, uno pensaría que las nubes serían muy reflectantes, por lo que llegaría mucha menos luz al suelo. Sin embargo, puede haber suficiente energía para vaporizar las gotas de agua, tal vez abriendo un agujero a través de las nubes. Luego están los efectos secundarios como los efectos de los gases de efecto invernadero...
Como le preocupan las matemáticas, asegurémonos de que la explicación proporcionada muestre cómo configurar las matemáticas.
Primero, en aras de la simplicidad, vamos a ignorar los efectos atmosféricos y asumir una transferencia de energía ideal y un posicionamiento perfecto de los espejos.
Quieres derretir la superficie de la tierra en 1 día. Por lo tanto, debe calcular cuánta área de superficie puede derretirse un tamaño determinado de matriz en un tiempo determinado. Entonces son solo algunas divisiones y conversiones de unidades para determinar cuánta área necesita para derretir toda la superficie en un día.
Entonces superficie_área_de_la_tierra / segundos_en_día / área_derretida_por_área_de_espejo_por_segundo
A juzgar por uno de los videos en uno de sus enlaces, parece que una lente de un metro puede derretir 10 centímetros cuadrados de roca en unos 20 segundos. O 0,5 cm^2 por segundo por cada metro cuadrado de espejo.
Wolfram Alpha dice que hay aproximadamente 5,1*10^18 centímetros cuadrados en la superficie de la tierra.
Haga los cálculos y verá que necesita aproximadamente 1,18x10^14 metros cuadrados para derretir la superficie de la Tierra en un día. O aproximadamente 118.000.000 de kilómetros cuadrados de espejos. Eso es aproximadamente siete veces el tamaño de Rusia. Si tus naves espejo tienen un diámetro de 1 km, necesitarás casi 150 millones de naves.
Si solo quisiera derretir la tierra, puede multiplicar las cifras por .29 (el porcentaje de la superficie terrestre que no está cubierta por agua) y obtendrá 34,200,000 km ^ 2 de espejos, solo 2 Rusias, o un poco menos de 43,00,000 naves.
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