Примеры техники в роботовладельческом обществе

При разработке моего изобретения [24] учитывался опыт вышеупомянутых миссий. Во-первых, в частности была учтена необходимость повышения надёжности аппарата в условиях бомбардировки высокоэнергетическими заряженными частицами. Мною предложена раскладывающаяся сферическая солнечная батарея, которую не надо ориентировать по Солнцу, одна сторона которой всегда будет освещена Солнцем при вращении астероида с космическим аппаратом, по мере поворота такой батареи она подставляет под лучи Солнца разные стороны. В тени астероида используется электроэнергия, запасённая в аккумуляторе. Астероид обычно быстро вращается вокруг своей оси, и для нацеливания на Солнце плоских солнечных батарей требуется точная электроника, которая может быть выведена из строя высокоэнергетической заряженной частицей. Сложность нацеливания плоской солнечной батареи состоит в том, что издалека с Земли трудно заранее определить параметры вращения астероида, а скорость вращения может меняться, понадобятся специальные компьютерные программы для нацеливания. Сферическая солнечная батарея позволяет избежать сложностей и рисков. Кроме того, вместо лазеров, которые также могут быть выведены из строя высокоэнергетическими частицами, предложено плавить металл астероида специальным прожектором. Такой прожектор образован рядами полых шаров с отверстиями внизу, внутри шаров находятся мощные лампы с вольфрамовыми нитями накаливания, снаружи шаров на выходе отверстий находятся трубки, нацеленные своими концами в фокус прожектора, расположенный на поверхности металлического астероида. Даже если высокоэнергетическая частица пережжёт одну из вольфрамовых нитей, остальные лампы будут гореть, и прожектор потеряет лишь незначительную мощность одной лампы.

Во-вторых, учитывая сложности посадки зонда «Фили» [13, 14], была предложена мною другая система соединения с кометой. Зонд «Фили» для соединения с кометой использовал гарпуны, которые втыкались в вещество кометы, и тросами к ним подтягивался зонд. Окончательная фиксация осуществлялась шурупами ледобурами на посадочных опорах. На железном астероиде такая схема крепления не подходит, так как гарпун и шуруп-ледобур тяжело втыкать в железо. На более мягком грунте кометы Чурюмова-Герасименко зонд «Фили» раскачивался и менял ориентацию, что затрудняло связь с ним, к тому же его передатчики были повреждены. Приходилось его перестыковывать заново [13]. Вместо гарпунов и шурупов-ледобуров я предложил снабдить аппарат длинными механическими щупальцами, которые охватывают астероид (обнимают его) и таким образом присоединяют аппарат к нему [24].

В-третьих, при добыче металла на металлическом астероиде автоматическими аппаратами нецелесообразно использовать сверление, поскольку сверло или циркульная пила требует замены. Замена сверла или циркульной пилы усложняет устройство аппарата. В сложную электронику, регулирующую замену тоже могут попасть высокоэнергетические частицы и вывести её из строя. К тому же длительность работы аппарата и объём добытого вещества ограничиваются запасом свёрел или циркульных пил. С этих точек зрения добыча плавлением более совершенна: ничего не надо заменять, и длительность работы аппарата ограничивается удалённостью аппарата от Солнца при использовании в качестве источника электроэнергии для прожектора солнечных батарей.

При обсуждении моего изобретения [24] у собеседников пришлось снимать два заблуждения. Первое, это то, что все астероиды находятся за орбитой Марса, где освещённость солнечных батарей недостаточная для работы аппарата. Число известных астероидов, пересекающих орбиту Земли и долетающих до Солнца, с диаметром более 1 км составляет примерно 500 объектов, а с диаметром более 100 м – не менее 200000 объектов [4]. Самый наглядный факт, подтверждающий существование астероидов ближе орбиты Марса, – это недавнее падение астероида в горде Челябинске, вызвавшее разбиение ударной волной многочисленных стёкол. Второе заблуждение – это то, что солнечной энергии не хватит для плавления астероидного вещества. Я выполнил расчёты времени плавления вещества астероида сначала без учёта теплопотерь.

На сайте компании ЮСТ (United Smart Technologies) [27] приведены стандартные значения поверхностной плотности потока излучения от Солнца W₀ для различных планет Солнечной системы (см. таблицу 1). Возьмём эти значения за основу для расчётов.

Оценим теплоту Q, необходимую для нагрева до температуры плавления, а затем для расплавления 10 см³ металла, и сравним её с энергией, поступающей от Солнца с учётом потерь на её преобразование.

Q = λm + mc(T₂ – T₁) = ρv (λ + c(T₂ – T₁) (1)

Здесь λ – удельная теплота плавления металла, m – масса металла, ρ – плотность металла, v – объём нагретого и расплавленного металла, равный 10 см², с – удельная теплоёмкость, Т₂ – температура плавления металла, Т₁ – начальная температура металла до нагревания и расплавления.