Como dicen los demás, nada material que sepamos. Solo mucho más caliente que las temperaturas que permiten que cualquier cosa sea sólida. Pero hay algunas cosas que explorar.
CALOR – NECESITA REFRIGERACIÓN
Primera refrigeración. Bueno, el sol está demasiado caliente para cualquier material que podamos construir. Pero ¿y si somos capaces de disipar de alguna manera todo ese calor?
Primera idea – reflector perfecto.
Si de alguna manera podemos reflejar el calor, nuestros materiales nunca se calentarán. Entonces, si tuviste un reflector perfecto, no importa cuán caliente se ponga.
Pero, lamentablemente, tenemos materiales densos y muy calientes en contacto directo con nuestro “espejo de calor”; es difícil ver cómo funciona. Si pudiéramos crear de algún modo un espejo perfecto, podría reflejar la radiación de calor, pero ¿cómo podría reflejar el calor de los átomos de bombardeo del material circundante?
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Segunda idea, agujero negro o similar como disipador de calor.
Puedo pensar en una forma de hacerlo, pero es extremadamente peligroso para la civilización y, además, difícil de imaginar si realmente funciona. Pero supongamos que pudiéramos crear un Mini agujero negro (si existen tales cosas), de tamaño sustancial, entonces podría actuar como un disipador de calor porque el calor que entra en el agujero negro no volvería a salir. Los mini agujeros negros, si existen, piensan muchos físicos, se disipan debido a la radiación de Hawking. Pero si pudiera mantenerlo por encima de ese tamaño, lo suficientemente grande como para no producir una cantidad significativa de radiación, entonces estaría bien.
Sin embargo, no recomiendo esto, y si el agujero negro se escapa de nuestra nave espacial, entonces es el sol de despedida :).
Tercera idea, solo un disipador de calor ordinario.
O para el caso, no necesita ser un mini agujero negro. Haga su disipador de calor de cualquier material súper denso.
Lo principal es comenzar con frío antes de entrar y tener suficiente material para absorber todo el calor para su transición a través del sol.
No importa si se derrite. Eso sería como la capa ablativa en los escudos térmicos para el reingreso. De hecho, si se derrite, y luego se evapora, eso ayuda a absorber más calor.
Esto parece que vale la pena mirar más de cerca, ver más adelante.
Cuarta idea, cáscara súper densa.
Podrías rodearte de material de estrella de neutrones. Y tal vez si comienza con un frío, y si atraviesas el sol rápidamente, puedes pasar al otro lado sin que se caliente mucho.
Es decir, si podemos encontrar una manera de mantener el material de la estrella de neutrones en un estado sólido sin que explote, durante la transición. Y forme una concha en la que pueda ingresar sin que se convierta en espagueti al entrar en la concha.
Una capa de material súper denso estaría bien, incluso si externamente tuviera incluso varias masas de material de la Tierra y una alta g desde el exterior: si está dentro de ella, no experimentará ninguna fuerza gravitatoria. Eso es también, suponiendo que esté construido para ser perfectamente esférico a un nivel extraordinario de precisión. Entonces no sentirías gravedad en el interior, si pudieras entrar en ella en primer lugar.
Simplemente puede hacerlo con un agujero en el costado y “caer en él” y luego sellarlo rápidamente. Pero aún así, tendrías las fuerzas de marea. A medida que caes en tu refugio protector, en ciertos momentos durante tu caída, tus pies acelerarán mucho más rápido que tu cabeza. Y te convertirías en espagueti. Así que creo que, un poco difícil de “ponerse” este traje espacial, si es posible.
Creo que lo que tendrías que hacer es construirlo a tu alrededor. Es decir, si este material es posible, más adelante.
Quinta idea, bomba de calor.
Sólo para estar completo. No tienes que absorber el calor si puedes bombearlo. Es decir, usar otra fuente de energía para bombear el calor desde adentro hacia afuera usando una fuente de energía como la electricidad. Consulte Refrigeración termoeléctrica: puede enfriar las naves espaciales muy por debajo de la temperatura ambiente en el espacio de la radiación entrante.
Si pudiera hacer que eso funcionara, y también tenía una fuente de energía casi ilimitada, por ejemplo, la energía de fusión, podría permanecer al sol por tiempo indefinido, siempre y cuando la fuente de energía dure. Pero, aunque funciona bien para naves espaciales, ¿podría esto funcionar bajo el sol? …
LA GRAVEDAD NO ES UN PROBLEMA EN TODO, SI TIENE MOTORES POTENTES PARA MANTENER SU MOVIMIENTO ESPACIAL
En cuanto a la gravedad del sol, si puede protegerse del calor y también mantener su velocidad, puede mantener el interior de la nave espacial a cualquier gravedad deseada.
Así que, por ejemplo, si tuviera un motor potente programado para compensar la resistencia del material que está atravesando de modo que se sienta como un vuelo libre para los residentes de la nave espacial, estaría en cero g incluso en un vuelo que atraviese el centro. del sol. Y podría salir por el otro lado. De hecho, también podría acelerar a 1 g en todo el recorrido y salir mucho más rápido de lo que entró, y estar cómodo todo el tiempo.
Incluso podría: en una serie de órbitas, si puede mantener alejado el calor, podría bajar en espiral y terminar en el centro del sol y no experimentaría ninguna fuerza allí, por supuesto. Estarías flotando en cero g.
REUSOR FUSION TIPO CONTENCION MAGNETICA
Reactores de fusión: están cerca de poder contener el material para la fusión, durante el tiempo suficiente para que se fusionen, a temperaturas mucho más altas que la temperatura del sol. Pero el problema es que está en densidades muy bajas. Y también por cortos períodos de tiempo.
¿La física futura podría permitirles retener material en densidades del centro del sol?
¿NECESITAMOS NUEVAS FÍSICAS?
Como la gravedad no es un problema, si tuviéramos el “campo de fuerza” de la ciencia ficción, no sería un problema.
De todas las ideas, creo que vale la pena explorar la idea de un disipador de calor hecho de algún material más ordinario. Una que sea lo suficientemente densa para absorber todo el calor de tu transición.
¿Cuánto calor necesitaría absorber? ¿Cuánta masa se necesita para absorber todo ese calor, suponiendo que comienza alrededor del cero absoluto?
Tal vez valga la pena hacer un poco de cálculo aquí …
CAPA EXTERIOR ABLATIVA
Tenga en cuenta que también podemos absorber más calor si está diseñado como una capa ablativa para que el exterior se derrita y luego se evapore.
Sin embargo, el problema es que el exterior es mucho más caliente de lo que los humanos pueden tolerar. Pero tal vez podría tener una capa externa que se desinfla, para deshacerse de gran parte del calor en las fases iniciales, y luego una capa interior aislada que solo absorbe calor, y luego los humanos dentro de ella.
De esa manera podríamos eliminar mucho más calor del que podemos absorber en un disipador de calor.
Pero lo ignoraré por ahora, veamos qué pasa si solo tenemos un disipador de calor común, todos a la misma temperatura, con los humanos en el centro.
Por supuesto, parte de su exterior se derretirá y se ablacará, y eso aumentará su capacidad de disipador de calor, pero no está diseñado como una capa ablativa como tal en todo el proceso.
INFORMACIÓN DE RECOLECCIÓN PARA EL CÁLCULO
Solo quiero algún tipo de cálculo preliminar del sobre aquí, ¿es posible?
Espero que nuestro “traje espacial” sea bastante grande, kilómetros, tal vez del tamaño de la luna, tal vez más grande. Pero, parece ser al menos factible.
Ejemplo. Supongamos que utilizamos Mercury como nuestro “traje espacial” con alguna tecnología futura que nos permita enfriar primero Mercury hasta el cero absoluto, hasta su núcleo, y luego volar Mercury a través del centro del sol, con motores de cohetes tan potentes. ¿Podemos mantener un vuelo artificial “cero g” en todo momento, con los humanos dentro?
Seguramente eso funcionaría (sin hacer el cálculo, pero parece poco probable que unas pocas horas de paso a través del sol lo hagan demasiado caliente para que los humanos lo toleren). Entonces, ¿podríamos arreglarnos con algo un poco más pequeño?
¿O funcionaría?
Entonces, veamos.
El radio del sol es de 695842 km. Entonces, viajando a cero g, podría atravesarlo en la mitad de una órbita de un planeta con un diámetro semi mayor de 695842 km.
Usando el período orbital de un planeta (calculadora en línea) hago el período orbital 2.78043 horas. Para que pueda atravesar el sol en cero g en aproximadamente una hora y media fácilmente.
Lo superaría un poco más rápido si acelera a toda velocidad hasta el final. Pero no creo que eso suponga una diferencia significativa ya que la mayoría del tiempo viajamos a la máxima intensidad del sol.
Por otro lado, en ese cálculo no estoy teniendo en cuenta la forma en que se reduce la g del sol cuando te acercas al centro. Esto hará que la órbita tome más tiempo que nuestro cálculo aproximado.
Entonces, necesita un cálculo mucho más complejo de lo que puedo hacer fácilmente. También deberíamos tener en cuenta la densidad variable del sol, por lo que, supongo que llevaría más de una hora y media.
En cualquier caso, sin embargo, parece ser del orden de horas en lugar de días. Es suficiente por ahora.
Temperatura en el centro del sol: 15,700,000 grados centígrados
Si nuestro disipador de calor es una esfera de acero (digamos), tiene una capacidad calorífica específica de 0,49 KJ por Kg por grado K y una densidad de 8,050 kg / m3.
Entonces, si comienza a cero grados Kelvin y se calienta hasta 20 ° C, solo un cálculo aproximado, sé que el calor específico varía según la temperatura, pero aproximadamente tenemos
0,49 * 8,050 * 283 = 1116293 kJ por m³.
Así que ahora debemos calcular cuánto calor se recibirá del sol durante la transición, dependiendo del tamaño de nuestro disipador de calor. Y qué tan grande debe ser el disipador de calor.
Entonces, aquí estoy ignorando a nuestros pasajeros por ahora. Se pueden colocar dentro del disipador de calor, tiene más sentido. Por lo tanto, también debería tener en cuenta el volumen de la vivienda, pero espero que el disipador de calor sea bastante grande, por lo que puede que no haya mucha diferencia en el cálculo.
Así que ahora solo tenemos que averiguar cuánto calor absorbería nuestra esfera, de radio, digamos r metros (o kilómetros o lo que sea).
Podría suponer que es un cuerpo negro, dudo que hacerlo un reflector ayude ya que el sol está en contacto directo con el exterior de nuestra nave espacial.
Entonces, ¿cuánto calor es absorbido por un cuerpo negro de radio r km, inicialmente a 0K viajando a través del material a una temperatura de 15,700,000 grados Celsius?
Eso es lo principal que queda. Ya tenemos todo lo que necesitamos para calcular su capacidad de calor en kJ dependiendo de su radio.
Entonces, necesitamos la ley de Stefan Boltzman.
Esto proporciona el calor emitido por un cuerpo negro a temperatura constante, que también es el calor que absorbe. Ley Stefan-Boltzmann
Y la respuesta es, s * T ^ 4, donde T es la temperatura absoluta, aquí 25,000,000, y s es 5.6703 * 10 ^ -8. Y el resultado es en julios por m ^ 2 por segundo.
Que hago 2.2149609 * 10 ^ 22 julios por m² por segundo absorbido .
Nuestro “traje espacial” de tamaño Mercury está empezando a verse un poco pequeño. Pero hagamos el cálculo correcto.
CÁLCULO
Supongamos que digamos dos horas para nuestro tránsito (que es la principal incógnita aquí, ya que necesita un cálculo más detallado y el uso de la variación de densidad del sol para calcular la gravedad variable)
Eso es 7200 segundos. Así que nuestro disipador de calor, tiene que absorber un total de
1.5947718 * 10 ^ 26 julios por m ².
Y su capacidad, asumiendo que está hecha de acero al carbono, es 1,116293 * 10 ^ 6 kJ por m ³
Así que: cálculo simple ahora para determinar qué tan grande tiene que ser para hacer esto.
Entonces, 1.59 * 10 ^ 26 * 4 * Πr ² = 1.12 10 ^ 6 * (4/3) * Πr ³
Entonces, r = 1.59 * 10 ^ 26 * 3 / 1.12 * 10 ^ 6 metros
= 4.3 * 10 ^ 20 metros
o 4.3 * 10 ^ 17 km
O 4.3 * 10 ^ 17/695842 veces el radio del sol
O, alrededor de 610,000,000,000 veces más grande que el sol.
Entonces, en otras palabras, el sol podría derretir fácilmente una esfera de acero mucho más grande que el sol, en el par de horas de nuestro recorrido solar. Eso es porque es tan increíblemente caliente.
He sobrestimado un poco allí porque la superficie del sol no es tan caliente, pero no vale la pena hacer un cálculo más detallado cuando es casi doce órdenes de magnitud más grande que el sol.
Amparo ABLATIVO
Esta es la idea de que, primero, el exterior de nuestro blindaje puede fundirse y alcanzar temperaturas mucho más altas que la temperatura del interior, con una construcción en capas, alternando el blindaje con el aislamiento.
El platino se derrite a 2041 K. Así que tenemos casi una potencia extra de diez allí.
0,49 * 8,050 * 2041 = 8050724 kJ por m³.
Pero después de que alcanza esa temperatura, no podemos contenerla más. Así que simplemente fluiría hacia el sol.
Luego, el blindaje ablativo para la entrada a la atmósfera funciona creando una interfaz de capa de gas. ¿Podría eso funcionar para el sol?
Es decir, que nuestra nave espacial que se mueve a través del sol crea una capa de choque, ¿y la capa de choque desconecta el calor exterior del calor interior?
VIAJE MÁS RÁPIDO
Por supuesto, podemos reducir el tiempo de tránsito viajando a través del sol más rápidamente. Si puedes encontrar una manera de golpear el sol y atravesarlo sin calentarte instantáneamente. ¿Qué sucede si viaja a una velocidad cercana a la de la luz antes de tocar el sol y, de alguna manera, continúa atravesándolo? Usted podría pasar a través de él en segundos, a cero g, lo que es más.
A primera vista, eso no va a ayudar mucho, porque incluso si podemos hacer el tránsito en 1 segundo, el calor del sol todavía puede derretir una esfera de acero mucho más grande que el sol.
Pero, también tenemos que considerarlo como un problema de flujo de calor. Con una transición tan rápida, entonces el calor podría no tener tiempo de entrar al interior de la nave espacial antes de que salgamos del otro lado del sol.
Pero no creo que ninguna de estas ideas valga la pena explorarlas. Porque…
DENSIDAD
Tenemos el problema aún más grande aquí, de la densidad y la presión del sol.
He estado ignorando eso hasta ahora. Pero la densidad media del sol es de 1.410 kg / m³ . Algo más denso que el agua. Lo que podría no ser tan malo si viajara a unos pocos nudos, como un submarino. Pero su nave espacial tiene que viajar 695842 km en una hora o dos, para mantener a los astronautas en niveles de gravedad razonables. Por lo tanto, lo está recorriendo a un promedio de 300,000 km / hora, o alrededor de 100 km / seg.
En el centro tiene una densidad de alrededor de 150,000 kg / m³ , o 150 kg / litro, que es más de siete veces más que el platino a 21,400 kg / m³ . Densidad de oro, plata, platino
Entonces, volar a través del sol, aunque es un gas y menos denso que la Tierra, sería similar a viajar por el mar durante gran parte del camino, y más difícil que volar a través del platino sólido en el centro, pero a velocidades de 100 km / segundo o más rápido.
Necesita un “motor” y blindaje bastante sorprendentes para hacer eso a velocidades lo suficientemente rápidas como para mantener a sus astronautas a cero g o bajo g. Incluso si no estaba caliente en absoluto.
PRESIÓN
Pero el problema de la presión es aún peor. La presión del centro del sol es 233 mil millones de veces mayor que la de la atmósfera terrestre a nivel del mar. Cosmos de la NASA
En comparación, las profundidades oceánicas más profundas, a una profundidad de alrededor de 11,000 metros, la presión externa es aproximadamente 1100 atmósferas. Fosa de Mariana: Las Profundidades Más Profundas
Así que la presión en el centro del sol es casi mil millones de veces mayor que la de las profundidades oceánicas más profundas.
FÍSICA FUTURA
Entonces, creo que para que sea factible, necesitamos algunos materiales de ciencia ficción.
Tal vez el “Neutronio” sólido, un material hecho de neutrones sólidos, en física moderna podemos hablar del centro de una estrella de neutrones como “neutronio”, pero no se espera que sea estable a temperaturas y presiones normales.
¿Pero suponiendo que algún tipo de materia extraña / neutronio podría estabilizarse a temperatura ambiente?
Tal vez tendría un calor específico muy alto?
O tal vez, una “esfera de neutronio” como esa, tan densa como una estrella de neutrones pero estable a la presión ordinaria (si pudiera existir) sería capaz de reflejar no solo la radiación sino también los átomos del bombardeo, por lo que casi no tienen efecto en su ¿La temperatura, tal vez pueda tener algo que realmente sea un espejo? ¿Y tan fuerte que puede resistir la presión interna del sol?
Para algo tan denso como eso, no importaría que el sol sea 7 veces más denso que el platino en el centro. Podría viajar a través del sol sin darse cuenta. Del mismo modo, podría viajar a través de la Tierra, a través de planetas, a través de cualquier cosa hecha de materia normal tan fácilmente como nuestros aviones viajan por el aire. Necesitaría motores potentes, pero si tiene tecnología capaz de crear y trabajar con neutronio (si es posible, por supuesto), probablemente pueda disponer que los motores sean lo suficientemente potentes para viajar a través de la materia ordinaria sin darse cuenta.
O un “campo de fuerza”, alguna forma de distorsionar la estructura del espacio y el tiempo. La idea es que, si puedes hacer eso, tal vez puedas organizarlo de modo que al pasar por el sol, estés aislado de él en una especie de “bolsillo espacio-temporal”.
O otra idea divertida: si tuvieras la tecnología “Más pequeño en el exterior” de Time Lords, podrías tener un Tardis con un exterior que puedas hacer tan pequeño como un átomo. Entonces podrías atravesar el sol y nunca lo notarías.
Tardis “tecnología”: más grande en el interior o más pequeño en el exterior.
La realidad aumentada lleva a los fanáticos de “Doctor Who” a la gira TARDIS interna
Y aquí está Clara con una miniatura “muy pequeña en el exterior” de Tardis en la reciente línea plana.
Si el Tardis se hiciera tan pequeño en el exterior como un átomo, no absorbería gran parte del calor del sol, como una luz que brilla en él.
Por supuesto, no tenemos la “tecnología del Señor del Tiempo” si es posible en absoluto :).
En cualquier caso, es mucho más que cualquier cosa que podamos considerar con la tecnología y la física actuales.
CORONA
Sin embargo, podríamos viajar a través de la Corona del Sol.
Es inmensamente caliente pero casi al vacío. Reflexión, absorción pasiva, desviación del campo magnético, bombas de calor, todas esas ideas podrían funcionar en la Corona.
Incluso podrían trabajar directamente en la fotosfera, la “superficie” percibida del sol. Por lo tanto, podría tener una nave espacial que visualmente parece entrar al sol como lo ven nuestros telescopios, porque en la superficie aparente del sol, todavía está cerca del vacío.
Versión de mayor resolución aquí: Archivo: Temperatura y densidad de la atmósfera solar SkyLab.jpg
En comparación, la atmósfera de la Tierra es de solo 1,2 miligramos por cm³. Densidad de la atmósfera terrestre en 285 unidades de medida. Así, incluso a 2.000 km por debajo de la superficie aparente del sol, el sol tiene una milésima parte de la densidad de la atmósfera de la Tierra al nivel del mar.
Por lo tanto, nuestra nave espacial podría sumergirse dentro y fuera de la fotosfera, de hecho, viajar miles de kilómetros hacia el “interior” del sol utilizando tales métodos para protegerlo del calor.
En cuanto a la gravedad, bueno, tendría que viajar lo suficientemente rápido para salir del sol nuevamente sin hacer giros altos, y si es así, a pesar de que la gravedad de la superficie del sol es muy alta, aproximadamente 28 g (El Sol). Los habitantes de la nave espacial experimentarían cero g o bajo g. Así es como los habitantes de la EEI experimentan cero g o microgravedad aunque viajan alrededor de un cuerpo con una gravedad superficial de 1 g.
Así que eso es factible. El “deslizamiento” de este tipo de sol parece completamente factible con una tecnología futura no muy lejana. Tendría que ser sumamente seguro de su fiabilidad, por supuesto.
Tierra y luna en la misma escala que el sol. En el futuro, los astronautas podrían “deslizarse por el sol” incluso debajo de la superficie del sol en esta imagen.
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