Kategori: Teknik

Kategorier
Kina Politik Teknik

Svampstäder

Statstelevisionen berättar att miljö och klimat blir en allt viktigare fråga för väljarna, enligt en ny opinionsundersökning. Frågan klättrar till en femteplats, efter sjukvård, lag och ordning, invandring och skola, med fyrtiotre procents intresse.

Detta efter en sommar då sagda statstelevision mer eller mindre med ljus och lykta har jagat bränder, översvämningar och andra väderrelaterade fenomen världen över samt varvat skogsbränderna 2018 i repris (!) för att så säga om inte skapa nyheter så i vart fall göra ett gravt falskt urval, så kallad agendasättande journalistik.

Agendasättandet syns även i hur man i feministisk anda söker profilera damfotboll, det vill säga uppamma ett intresse som i grunden inte finns, och i hur man i kommunalteve (det vill säga Rapport) alltid, ständigt och jämt har någon vårdrelaterad nyhet. Den senare skattefinansierade agendan har fått ge vika under pandemin, men är nu på banan igen – syftet är helt enkelt att vården, en socialdemokratisk paradgren, ska fortsätta dominera väljarintresset.

Även klimatet är förstås en rödgrön hjärtefråga, och statstelevisionen har absolut inget annat syfte med sin dystopiska rapportering än att lobba för det rödgröna politiska intresset. Bevakningen präglas av reportage med ångestskapande bilder i syfte att jaga upp och skrämma människor, snarare än konstruktiva berättelser om att tackla problemen.

Det får således brinna, och vattnet får forsa. Det är sveda, värk, bränn och inget mer, möjligen med undantag för om statstelevisionens orakel Klimat-Greta har twittrat något i frågan. I den mån lösningar presenteras har de i regel miljöpartistisk prägel, och handlar om att sluta använda fossila bränslen och cement, det vill säga lösa upp civilisationen.

Det man inte berättar om är tekniska lösningar för att bemästra översvämningar med underjordiska bassänger, uppsugande grönområden, porösa sugande material med flera anordningar, som dessutom blir en färskvattenreservoar när det motsatta problemet med låga grundvattennivåer slår in.

Inte helt förvånande leder Kina även denna utveckling, vilket beror på att det är en civilisation byggd på kaotiskt vattenflöde. Kinas stora floder har under tusentals år svämmat över och orsakat död och svåra skador, och man har bemästrat flödet med ingenjörskonst. I modern tid innebär det dammar och slussar, men även svampstäder som dynamiskt suger åt sig vattenmassor när nederbörden är ovanligt stor.

Svampstäder är visserligen dyra, men det är också översvämningar och vattenbrist. Andra fördelar är även att värme som ackumuleras i storstäder kyls ned av lagrat vatten, och att man får en jämnare vattenekonomi. Nu är värme så att säga inget problem i Sverige, men vi kan definitivt dra nytta av övriga fördelar i alla större tätorter, istället för att förlita oss på urgamla och otillräckliga dräneringssystem.

Kategorier
Kultur Teknik Vetenskap

Interstellärt

Föreställ dig en farkost byggd i rymden, utanför jordens gravitationsfält. Syftet med farkosten är att företa en resa till någon närbelägen stjärna, exempelvis Alfa Centauri på 4.37 ljusårs avstånd, för att se om systemet härbärgerar någon planet lämplig för mänsklig kolonisation.

Frågan är då vilka fysikaliska begränsningar som finns för en sådan resa, med avseende på restid, farkostens vikt, erforderlig bränslemängd, maximal hastighet som kan uppnås med mera. Man kan i förstone tänka sig konventionella drivmedel för raketer, i ett accelererat förlopp utan att ta hänsyn till inbromsning vid ankomsten.

Man kan här för enkelhetens skull också tänka sig att vår farkost finns i en gravitationsfri lagrangepunkt i jord–solsystemet, och att den vidare färden sker utan gravitationell påverkan. I verkligheten skulle man behöva lämna solsystemet för att få ett friktionsfritt förlopp, och i själva verket skulle man förstås nyttja solsystemet som en slunga för att få gratisskjuts. Det är perturbationer som dock inte är relevanta för vårt tankeexperiment.

Vårt system består således av en massa m(t), som omfattar såväl fordonet som dess bränsle, och som varierar med tiden allteftersom vi förbränner bränslet. Newtons andra lag ger en acceleration a = dv/dt = -F/m(t) = -Rve/m(t), där R betecknar ett konstant massflöde av nyttjat bränsle (kg/s) och ve är utsläppshastigheten av sagda bränsle (m/s).

Om vi betecknar den ursprungliga massan för systemet m₀ och den slutliga massan efter att ha accelererat till marschfart mf under tiden ∆T, kan det konstanta avgasflödet skrivas R = (m₀ – mf)/∆T, som i detta konstanta förhållande är det samma som differentialen dm/dt. Termen dv/dt integrerar vi sålunda för att erhålla den uppnådda hastigheten: ∆v = ∫dv/dt = -ve·∫1/m(t) dm/dt = [ln m] för intervallet [m₀, mf].

∆v = ve·ln(m₀ / mf) är raketekvationen, och den bestämmer helt och hållet de fysikaliska villkoren för vår resa. Eftersom det är en resa med människor ombord kan vi tänka oss en bekväm acceleration om a = 1g = 9.8 m/s² för att simulera jordens gravitation. Kalkylen här är a = dv/dt = g, som ger hastigheten v(t) = ∫g dt = gt, samt distansen d(t) = ∫g dt = ½gt². Vilken hastighet vill vi nå?

Eftersom resan är 4.37 ljusår vill vi komma fram inom mänsklig livslängd. Med tio procent av ljushastigheten skulle det ta 43.7 år att företa resan, plus lite extra tid för acceleration och inbromsning. Med v = 0.1c = 3·10⁷ m/s får vi t = v/g = 35 dygn, en försumbar tid. Även relativistiska effekter är marginella.

Med ∆v = 0.1c kan vi även se vad det innebär för massförhållandena mellan farkost och bränsle, nämligen enligt ∆v = 0.1c = ve·ln(m₀ / mf). Termen ve beror av teknik och bränsletyp, men i vårt antagande om konventionell drift med flytande syre och väte har vi ve ≈ 4 400 m/s.

Det ger ∆v / ve = ln(m₀ / mf), eller m₀ = mf··e∆v / ve. Om vi antar en ultraslimmad modul om mf = 20 000 kg omfattande ett par individer och all utrustning som krävs för att driva farkosten och upprätthålla ett ekosystem under drygt fyrtio års tid, har vi med siffror att det totala initiala massystemet är m₀ ≈ 20000·e6818 = 2·10⁴·102961 = 2·102965 kg. Som en jämförelse är det observerbara universums massa 1053 kg.

Om vi istället skulle nöja oss med en mer modest hastighet om 11 190 m/s, eller jordens flykthastighet, hade det räckt med 254 ton bränsle, eller 12.7 gånger modulens vikt, men då hade det å andra sidan tagit 117 000 år att tillryggalägga sagda sträcka.

Av detta förstår vi att interstellära resor inte är praktiskt möjliga med konventionell teknik, och det finns heller ingen möjlighet att eliminera raketekvationen. Den sätter en gräns för det möjliga, och kräver exponentiellt större mängder bränsle för högre hastigheter. Det är av den anledningen traditionell rymdfart inom solsystemet bedrivs med hjälp av gravitationella slungor, för att det annars skulle krävas så mycket mer bränsle.

Även om man kan spekulera i hypotetiska «fotonraketer» och andra slags konstruktioner för att överkomma raketekvationens barriärer, förblir det en formidabel utmaning att skicka farkoster mellan närbelägna stjärnor, och i praktiken omöjligt att bedriva längre äventyr i galaxen, i vart fall bemannade sådana. Raketekvationen är en fysikalisk gräns, inte en teknisk.

Härav följer också att det aldrig någonsin kommer att finnas något «moderskepp» redo att företa en invasion av jorden, och knappast heller någon mindre farkost i syfte att observera oss. Det senare skulle förutsätta en närbelägen civilisation, vilket i sig är en osannolik hypotes. Fysiken och oddsen är alltså inte på ufologernas sida.

Kategorier
Asien Kina Politik Taiwan Teknik USA

Elektroniskt kallt krig

Världens beroende av en enda producent av avancerad halvledarteknik på Taiwan, några mil från Kinas kust, är ett betydligt värre problem än om en fullastad pråm blockerar Suez-kanalen. Ty utan TSMC stannar produktionen av mobiltelefoner och datorer, samt försvårar för bil- och andra industriers behov av kretskort. I flera år.

Taiwan – Republiken Kina – som sedan inbördeskriget existerar som en självstyrande stat utan att erkännas som en sådan, utan som formellt betraktas som en del av Kina, och i konstitutionell mening även själv gör anspråk på att företräda hela Kina. Taiwan, som beror av USA och dess flotta för sitt oberoende, och som gör stora inköp av amerikansk försvarsmateriel, även om utsikterna att stå emot en invasion är obefintliga.

Även om status quo råder sedan 1949 finns i både USA och Kina en oro över denna situation. USA vill därför flytta produktion från Taiwan till USA för att säkra framtida tillgång, samtidigt som man vill hindra Kina från att köpa chips, mjukvara och utrustning. Kina å sin sida är redo att skjuta till fantasiljarder i stöd till utveckling och forskning för att kunna komma ikapp och gå förbi, och därmed bli självförsöjande även på chips.

Detta är årtusendets drabbning, ett kallt krig om det tekniska världsherraväldet, i allt från AI och kvantdatorer till kretskort och genteknik. Det är som rymdkapplöpningen mellan USA och forna Sovjetunionen, men i mer total mening, omfattande allt.

Sådan knivskarp konkurrens på liv och död är visserligen nyttig i det att den tar fram det allra bästa på kortast möjliga tid, men den kommer också att ordna stor oreda kring standarder och annat som förenklar produktionen. Det är så att säga inte som VHS och Betamax, utan mer på protokollnivå.

Vem avgår med segern? Jag säger förstås tveklöst Kina, för att alla pilar pekar i den riktningen, och för att amerikanerna tar alldeles för lätt på saken, i den enfaldiga tron att man har ett överlägset system, att man har övertaget och så vidare.

Kategorier
Kina Politik Teknik USA

Luftherravälde: J-20/31 mot F-22/35

I händelse av en het konflikt i Sydkinesiska sjön kommer flyget att spela en avgörande roll, eftersom det är den primära stridskraft USA har att tillgå på sina flytande fort och i sina baser. Man kan visserligen räkna med att Kina kommer att försöka sänka amerikanska hangarfartyg och jagare med skurar av missiler av typ Dongfeng, men man vet inte hur väl USA kan svara på en sådan attack.

Även USA har som bekant kapacitet att skicka iväg en stor svärm skrot mot lämpliga mål, även om man ännu inte har förmåga att sänka ett hangarfartyg. Kina har här fördel av att befinna sig på hemmaplan, med hela sin flotta och övriga stridskapacitet koncentrerad till närområdet, medan USA har en mer utspridd profil med begränsad arsenal. Kina har också en underlig «fiskemilis» bestående av sammanflätade fiskebåtar att sätta in för att fysiskt hindra amerikanska plåtschabrak av olika slag – man kan ju inte torpedera civila pråmar.

USA har å andra sidan fördel i krigsvana, eftersom man är i ständigt krig någonstans, medan Kina inte har utkämpat ett krig sedan en kort operation i Vietnam på 1970-talet. USA har också traditionellt haft det tekniska övertaget, men det är alltså här som balansen är på väg att förändras på allt fler områden.

Chengdu J-20 Weilong

Med avseende på stridsflyg har Kina och USA två typer vardera i femte generationen, medan Ryssland ståtar med en (Suchoj Su-57). Generationsskiften i denna genre är inte kosmetiska, utan innebär dramatiska skillnader – en enstaka JAS-39 Gripen (generation 4.5) kan således inte mäta sig med en F-35 eller en F-22, utan lär hamna på backen.

F-22 Raptor är här prototypen för generationen, med premiär redan 1997. Den mindre enmotoriga F-35 är av nyare slag, men kanske inte lika kraftfull – däremot är det en formidabel exportsuccé, med närmare femhundra byggda plan. Amerikanska flygvapnet förfogar över knappt tvåhundra F-22 och drygt hundra F-35, men de är förstås utspridda över världen.

Kinas motsvarigheter är dels Chengdu J-20 (歼-20, Jian / Förgöraren), även kallad Mäktiga draken (威龙, Weilong), och den lättare kusinen Shenyang J-31 (歼-31) Jaktfalken (鹘鹰, Guying), båda från början av 2010-talet. J-31 är avsedd för hangarfartyg, medan J-20 är mer landbaserad och med en överlägsen transporträckvidd om 6000 km.

Elaka tungor säger att J-20 är en kopia av F-22, och att kineserna helt enkelt har stulit designen. Säkerligen har man bedrivit sådant industrispionage – allt annat vore tjänstefel – men samtidigt sätter aerodynamikens lagar vissa gränser för hur dessa fordon kan ta sig ut om de ska prestera optimalt och ha smygteknik. Ekvationerna ger designen, även om de inte är identiska i vare sig utformning eller prestanda och funktion.

Shenyang J-31 Guying

Samma röster hävdar för övrigt också att de amerikanska modellerna har övertaget och kan bemästra båda de kinesiska uppstickarna, men det är det faktiskt ingen som vet. J-20 och J-31 är båda av nyare slag, och de uppgraderas därtill ständigt – senast med ny inhemsk motor och en tvåsitsig variant för J-20. Om man får tro simuleringar har J-20 faktiskt övertaget.

Kina förfogar över närmare hundra J-20, och huvudsyftet med dem – utöver försvar – är nog egentligen inte att mäta sig med USA, utan med Taiwans armada av F-16 i fjärde generationen i händelse av en landstigningsoperation. Men även en stor mängd mindre kraftfulla plan får svårt att agera mot motståndare med smygteknik.

Kategorier
Ekonomi Kina Politik Teknik USA

Infrastrukturkapplöpningen

Två tusen miljarder dollar vill Sleepy Joe plöja ner i investeringar för att råda bot på USA:s kraftigt eftersatta infrastruktur. Det är över femton års tid, och kokar ned till ungefär 400 dollar per amerikan och år, eller 800 dollar per arbetande amerikan. Totalt går notan på ungefär femtio tusen kronor per person – en inte helt oäven summa.

Då ska man komma ihåg att Biden redan har låtit trycka upp lika mycket pengar för att hålla konsumtionen flytande under pandemin genom stimulanscheckar, och att USA har förlorat moment under ett års katastrofal pandemihantering. Därtill ska han dubblera minimilönen till femton dollar samt utöka Obamacare, samtidigt som statsskulden skenar.

Biden säger sig vilja finansiera paketet med höjda företagsskatter, från 21 % till 28 %, en åtgärd som inte är helt populär i konservativa kretsar. Ändå lär han kunna övertyga guvernörer i många delstater om vikten av satsningen, eftersom det är nödvändiga investeringar som ger jobb och därmed dynamiska effekter. Han skulle i så fall lyckas med det som både Obama och Trump gick bet på, efter att ha gjort liknande utfästelser.

Vi har tidigare noterat att USA under sin uppåtgående bana under 1900-talet plöjde ned en betydligt större andel av budgeten i infrastruktur och forskning, men att man numera nöjer sig med betydligt måttligare summor, samtidigt som Kina sedan länge investerar betydligt mer.

Bidens analys är därför helt korrekt, och det är en helt avgörande satsning om USA ska kunna matcha den kinesiska frammarschen. Men frågan är om det räcker, om man verkligen kan nå samma nivåer som i fornstora dagar? Man måste troligen inte bara höja skatter, utan även skära en hel del i fläsket och framförallt banta den militära kostymen – man måste ge upp sin globala hegemoniska ambition.

I mer detalj omfattar planen upprustning av vägar, broar, hamnar, flygplatser och kollektivtrafik, men ingen omfattande nybyggnation. Även bostäder, sjukhus och andra byggnader ska renoveras, och man avser förbättra tillgången på både bredband och dricksvatten – det kan komma som en överraskning för en svensk, men kranvatten i USA är ofta otjänligt (som i Kina).

I planen ingår ingen satsning på höghastighetståg, varför USA kommer att fortsätta vara ohjälpligt efter Kina. Å andra sidan har USA bara en fjärdedel av Kinas folkmängd på samma landyta, varför det inte kan bli lika lönsamt – men frågan är hur man ska nå klimatmålen med bibehållna nivåer av flyg och bil?

Att utöka elbilsparken och satsa på laddstationer och elektrifierad kollektivtrafik är så klart en dellösning för detta ändamål. Biden noterar här att USA bara har en tredjedel av Kinas elbilspark, och i planen är därför 174 miljarder dollar öronmärkta för att ta hem den matchen. Det är återigen rätt tänkt, och staten har en given roll i att ge de rätta förutsättningarna.

Men jag tror inte att Zhongnanhai kommer att sitta still i båten, utan att man kommer att svara på den kastade handsken, inte bara vad gäller elbilar, utan även penetration av bredband och andra satsningar. Kina är redan långt före i 5G-lanseringen och digitala kringtjänster, och man har en given fördel i den tätare befolkningen i större delen av landet.

Som Biden säger har USA inte råd att inte göra denna satsning, och denna «kapplöpning» i infrastruktur, forskning och annat är en mer angenäm form av konkurrens än den gängse geopolitiska striden med handelskrig och annat.

Men även här lär protektionismen råda, och USA lär inte ge de mer erfarna (och billigare) kinesiska företagen del i projekten, i vart fall inte de med statliga kopplingar. America first fortsätter att gälla, och det är delvis en amerikansk jobbsatsning. Men gissningsvis lär man köpa kopiösa mängder byggmaterial från Kina, och därmed arbeta upp underskottet lite till.