星際間高速航行,如何迴避航線上的小行星帶等障礙物?

我的問題是,接近光速的星際航行時,如何在超高速的航行狀態下迴避航線上的障礙物?


用偏導束直接掃開
偏導束就是這個


宇宙其實很空曠。。。撞上比較難。


謝邀。前面有人說過一個意思,要想在浩瀚的宇宙中碰到點東西是很難的,想要專門去探測一個星體是需要精心設計軌道的。但有些情況確實需要考慮這個問題,比如我們在論證l5點探測衛星的時候,因為L5點是引力平衡點,大量小天體會在這裡穩定存在,而衛星也要在這裡長期運行,碰到障礙的概率就會大大增加。
其實衛星在軌碰到碎片概率更大,我指的是同步軌道。所以現在對空間碎片的監測很重視,也在開展碎片回收的前期研究。
在星際航行中,需要考慮的障礙物不是小行星,這些行星比較大,即使偶然碰到,也可以通過調姿躲避。小的類似碎片的天體可以採用一些碎片探測技術提前定位來規避。另外一些小的微粒也可能會給飛行器造成傷害。這些可能不是靠躲避能解決的,需要在星體結構設計上就加以考慮。


宇宙到底有多空
舉個例子吧,比如火木之間的主小行星帶
圖上看到是這樣的

我勒個去,密密麻麻啊,肯定撞上
算一下吧,它的軌道半徑2.06至3.27天文單位,取小一點方便算,就當2-3AU吧
黃道的面積就是
pi(R_2^2-R_1^2)=5pi AU^2 approx  3.5	imes 10^{17} km^2
一個AU是1.5e8 km

在紅外線波段的巡天顯示,直徑在1公里以上的小行星數量在700,000至1,700,000顆之間,而且還可能更多。
在主帶內,直徑大於100公里的小行星超過200顆。

就取直徑2km(半徑1km方便計算)有1million顆,200km的有500顆,全部放在黃道面
截面總面積是
10^6	imes pi + 500 	imes pi cdot 100^2= 6	imes 10^6pi     km^2

除一下,撞上的概率是
frac{6	imes10^6pi}{5pi AU^2} = frac{6	imes 10^6}{5	imes(1.5	imes10^8)^2} approx 5	imes10^{-11}


一個最小的氫原子直徑大約50pm就是5	imes10^{-11} m

主小行星是很密集的區域了,把它全部壓到二維黃道面,撞到一個小行星的概率和在一維一米的線段上撞到一個特定氫原子一樣

這個數據是太陽系裡的主小行星帶數據,在遠離恆星遠離星系的空曠宇宙,就更低了
宇宙的平均密度大約是4.5	imes10^{-31}g/cm^3

一般星際旅行在起點和目的地靠近星系的時候,都會減速機動
就算沒有規避裝置,撞上了就真點背不能怪上帝

當然,這些都是自然情況下的討論
真要有星際航行了,危險肯定不來自於宇宙空間碎片
因該是亞光速星際巡航導彈,嗯,就是這樣


我覺得沒辦法 這是超高速航行的限制

我認為未來宇宙航行可以依靠通過聚變能推動像冥王星這樣的星球航行 即使撞上星際氣體和塵埃問題也不大

星際航行需要漫長的時間,必須擁有大量物質作為補給 矮行星正好可以提供這一平台
需要大量物質作為內能補給
且這樣的矮行星本身能保留氣體


小行星很大的 很容易發現和迴避 但星際氣體塵埃在超高速飛行時也是災難 飛船是不可能了


假設能發現物體。
1撞過去
2繞過去
3摧毀
4引導開
……


光速的話,直接就撞穿了。

另外宇宙是非常非常空曠的,撞到的概率太低。


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