Magnetic Raum Sail

Heute können Sie schaffen Raum Segel, erhalten fast alle Arten von Sonnenstrahlung. Dies wird in ein paar Tagen, um die am weitesten entfernten Planeten im Sonnensystem ohne Energie zu verschwenden und Substanzen in der Luft zu erreichen.

     Autor des Artikels bezieht sich nur auf bekannte und verifizierte Daten. Und offensichtlich unterschätzen die Wirkung. Rekordergebnis (dostizhimye!) stunning!.

     Das Problem der Verwendung von Sonnenlicht, um Schub zu erzeugen, zum Beispiel, ist die Sonde eine lange Zeit kann sehr langsam gelöst werden kann und nicht rosigen Perspektiven

 Die Reduzierung der Masse des Spiegels, ist die Schaffung von Dünnschicht-Strukturen nahezu bedeutungslos, da sie entweder zerstört werden, verdorben durch kosmische Strahlung oder in Verbindung mit einem massiven Körper-Satelliten, die alle Versuche, die Masse des Spiegels zu reduzieren negiert.

 Derzeit gibt es die Nutzung der Sonnenenergie Segel für Leitsysteme von Raumfahrzeugen "Mariner". Das war's.

 Inzwischen lohnt Analyse einige der Fakten, die eine gewisse Hoffnung bieten.

 Kometenschweife. Nach der Klassifikation von F. Bredikhina Kometenschweife Io Typ (gerade) haben abstoßende Kraft ist 1000 Mal größer als die Kraft der Anziehung. Tails dieser Art bestehen aus Licht ionisierte Gase - H, He, He (6, S.63)

 Während der Operation wurden die "Argus" Amerikaner drei nuklearen Explosion auf einer Höhe von 480 km im Südatlantik während des Experiments "Starfish" nuklearen Explosion im Pazifik durchgeführt wurde produziert.

 Die Messungen zeigten, dass die resultierende ionisierten Schicht für Monate oder sogar Jahre existiert. Geladene Teilchen wiederholt von polaren magnetischen Kondensationen Drift in der Breite wider, gegossen in Polarlichter, Energie verlieren, aber deutlich in allen Dimensionen für eine lange Zeit (7, S. 122) beobachtet. Dokumentarfilm Rekord!

 Das Magnetfeld ist ein wirksames Fokussiereinrichtung für geladene Teilchen. Zusätzlich kann sie verwendet werden, um die geladenen Teilchen im Raum erfassen, um Ressourcen nebortovyh Masse und Energie zu nutzen.

Zum Beispiel gibt der Spulendurchmesser von 40 Metern mit Beryllium als Supraleiter einen effektiven Durchmesser des Partikels Abscheidung von 1000 km bei einer Geschwindigkeit des Schiffes 100 km / s beträgt. Interplanetary mittlerer Dichte 10^-17 kg/m3 (3, S.152).

 Die Anzahl der Ionen in dem interplanetaren Medium der minimale Schätzung

    5cm^-3=5х10⁶m^-3

.Während Sonneneruptionen oder Störungen erhöht sich die Zahl der Ionen in 100 ... 1000 oder mehr.

 Ion Geschwindigkeit ist in der Regel 400 km / s während der Ausbrüche - 1000 ... 2000 km / s. (5, p. 8), (7, p. 96), (8, p. 176).

 Wenn die Leuchtkraft der Sonne sichtbar praktisch konstant (Solarkonstante ist 1353 W/m²), im Ultraviolett, Radio-, Röntgen-und Gamma-Strahlung Leistungsspektrum reicht in den Zehntausenden von Zeiten je nach Sonnenaktivität (9).

 Solar-Funk-Bursts sind vielfältig und manchmal überschreiten die thermische Strahlung der Sonne ist eine Million mal! (1).

 Druck, der die Strahlen der Sonne erzeugt auf der Oberfläche der Erde an einem hellen Tag

 f = 4x10^-6 N/m².

 Während der Ausbrüche der Sonne gehen, außer Strahlung und Teilchen, Stoßwellen. Sie tragen auch etwas an Schwung und Energie, die ein wesentlicher Teil des gesamten Beitrags sein kann.

 Darüber hinaus ist die Sonne während der Fackeln ein Strom von hochenergetischen Teilchen (bis zu 100 MeV), die einen großen Einfluss auf die Magnetosphäre der Erde haben.

 Schlussfolgerungen zu ziehen. Von der Sonne ist die Strahlungsfluss Blutkörperchen und Stoßwellen.

Q: Wenn das Magnetfeld Photonen und Neutralen zu erfassen?

Antwort: wenn es Magnetosphäre wird, wo es eine große Anzahl von Ionen, einfach ionisierten durch Sonneneinstrahlung gefüllt. Das heißt, die Schaffung eines starken Magnetfeld und füllen Sie ihn künstlich Ionen, bekommen wir sehr effektiv Spiegel für alle Arten von Strahlung.

Sie können ein Gravitationsfeld, so dass, wie ein Komet, halten, zumindest teilweise, Streuen Atmosphäre, aber heute für unsere irdischen Gefäße (Geräte) ist unrealistisch.

Sie können ein elektrisches Feld (zum Beispiel die Gebühren auf dem Satelliten kumuliert). Aber aus dem Weltraum unweigerlich anzuziehen Teilchen entgegengesetzte Vorzeichen, und es wird auf das Screening führen, scharf Reduzieren des Bereichs der Wechselwirkung der Ladung auf dem Satelliten mit anderen geladenen Teilchen im Raum. Es sei daran erinnert, dass außerhalb Kondensator (dass eine solche Konstruktion wird die Ladung auf dem Satelliten modellieren) des Feldes nicht um die Anwendung dieser Methode der Exposition gegenüber dem Sonnenwind zu verzichten.

Deshalb ist es besser, den Vorzug zu geben, dem Magnetfeld.

Es gibt nicht eine einzige Substanz, die irgendwie nicht auf das Magnetfeld reagiert haben: diamagnetischen geschoben, gezogen in den paramagnetischen Bereich der höchsten Feldstärke. Daher gar nicht ionisierender und kollidieren mit anderen Teilchen, wird Neutralen mit einem magnetischen Segel interagieren und geben einen Teil ihrer Dynamik (obwohl natürlich ein sehr kleiner Teil).

Nur das Magnetfeld!

Glauben Sie, dass das Proton kann letzten 100 Jahren in der Magnetosphäre (2 Gute Sache-sowjetischen Enzyklopädie!).

Es wäre so erschöpft und Niedertemperatur-Plasma sein, dass die Aufbewahrung ist nicht ein Problem.

Das Magnetfeld wird mithilfe besten Supraleiter, dann werden die Energieverluste minimal sein.

Sie können in der Rekordzeit von 1000 km Durchmesser Griff, wie in dem Beispiel in Burdakova (Rockets der Zukunft), aber wir werden 200 km zu nehmen, bewusst untertrieben die Wirkung, weil die harten kosmischen Strahlung überreizten Supraleiter, die Kräfte zu begrenzen den maximalen Strom zerstören kann. Das Problem des Schutzes und der Erhöhung des Gewichts des Supraleiters Struktur widerspricht der Notwendigkeit, haben eine minimale Masse beschleunigt den Körper (vor allem, da es so etwas wie eine Verschlechterung svehprodvodnikov. Daher bescheiden, bescheiden!).

Mit einem 100 km Radius des verankerten Magnetfeldes Raum einzufangen Bereich  ist 3,14*10¹⁰ m². Bei 100 m Schiff Gewicht pro Quadratmeter der Erfassung erfolgt, wenn der Größenordnung von 0,3 × 10^-5 kg, viel höher als die besten Leistungen bei der Entwicklung von Raum Segel, unter Berücksichtigung der Spiegel mit all den nützlichen massearmen Begleiter kombiniert. Darüber hinaus erfordert die magnetischen Segel Betriebe oder andere Strukturen und Materialien.

Um die Ionen und neutralen jede Magnetosphäre leicht ionisierbaren Substanz zu füllen erfassen. Vielleicht ist die Verwendung von Zusatzstoffen, wie Heavy Metal Dämpfe für eine vorläufige Füllung der Magnetosphäre (4, p. 112), aber meiner Meinung nach, ist es notwendig, die Magnetosphäre aus einer Mischung von Stoffen zu füllen, wie paramagnetischen und diamagnetischen, die die Magnetosphäre als Ganzes stabilisiert. Neutralisiert paramagnetics wird eine Tendenz, im Bereich der maximalen Konzentration des Magnetfeldes (dh der Achse der Spule) ansammeln, werden neutralisiert Diamagnetica haben eine Tendenz zur Verschiebung des Magnetfeldes. Die mittlere freie Weglänge dieser Partikel ist wesentlich kleiner als der Radius des überstrichenen (der Bereich des Magnetfeldes) Bereich - die interplanetaren mittlerer Dichte 10^-17 kg/m³, in der Magnetosphäre ist auch möglich, die Dichte in den hunderten und tausenden von Mal zu erhöhen. Neutrale Teilchen unweigerlich mit mehreren Ionen mit neutralen konfrontiert werden, die bereits im Arbeitsvolumen werden die Sonnenstrahlung, kosmischer Strahlung ausgesetzt, und wird wieder zu vermehren Ionen. Daher ionisierende ein Weg zu gehorchen dann das Magnetfeld, neigen Wasserstoff, Helium und anderen Neutralen zur langfristigen Aufbewahrung im Magnetfeld (2) sein.

Auswählen legkoioniziruemogo Sonnenlicht Füllstoff ein Problem. Aber diese Frage ist seit langem gelöst! Für Elemente wie die das Aussehen der Photoemission (oder termoemisii) Verwendung Bariumoxid, Cäsium, etc., in dem die Austrittsarbeit ist viel geringer als die von Wasserstoff und Helium. Diese Substanzen sind ionisierte auch Infrarot!

Wenn die Magnetosphäre der Erde mit solchen Stoffen gefüllt war, würde die Temperatur an der Oberfläche nicht zu dem aktuellen Niveau gestiegen. Und diese Materialien werden jetzt in rocket Experimenten verwendet, um die Magnetosphäre der Erde zu studieren.

Ein geladenes Teilchen, das sich Magnetfeldes wird die Spinnerei Wind um auf der Stromleitung des Feldes führen, um einen Pol, von den magnetischen Clustern wider gehen und fliegen mit dem anderen Pol (die sich Millionen Mal wiederholt.) Das Zusammenspiel der verschiedenen Partikel bieten einen allgemeinen Stabilisierung der Magnetosphäre.

       Der Wirkungsmechanismus besteht darin, dass der magnetische Spiegel.

Built Environment (Füller) ionisiert wird durch Sonneneinstrahlung; Neutralen interagieren sehr schwach mit magnetischen Feldes, wurde aber als Füllstoff lassen (wie es verwendet werden kann ein paar von Alkalimetallen werden) und gab ihm den Puls, und dann oft verstreut, teilweise ionisiert, gefangen Magnetosphäre. All der Ionen und neutralen angeschlossen sind (als künstlich in die Magnetosphäre eingeführt und aus dem interplanetaren Medium) sind das Photon Segel. Rekombination, Ionisation, Anregung, Stripping, Ladung passieren Kollisionen die ganze Zeit und sind in der Tat, der Mechanismus der Übertragung des Impulses und der "Sonnenwind" in der Dynamik der Magnetosphäre.

Berechnen Sie, was über die Wirkung von jeder Quelle bietet Traktion.

  Ionen..    

 F=nmV2S/2,

 Где  m- Protonenmasse, 1,672х10-27  кг,

V- Geschwindigkeit der Ionen, 4х10⁵ м/с,

 n -Ionenkonzentration, 5х106 м-3,

S- Querschnittsfläche erzeugt eine Wolke von Ionen und neutralen, mit einem Radius von 100 km von Capture  S =3,14х10¹⁰ м².

F=1,672 х10^-27х5х10⁶х(4х10⁵)2 х3,14х1010/2= 21 Newton

  Das interplanetare Medium.

 Neutral kosmische Teilchen Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, ionisiert, unterliegen den magnetischen und elektrischen Feldern. Es gibt noch keine genauen Daten über die Freisetzung von neutrale Materie des Sonnensystems. Die Magnetosphäre der Sonne, arbeitet als die Magnetosphäre der Erde, fängt Partikel und bewirkt, dass sie rund um die magnetischen Feldlinien drehen. Die Drehung des solaren Magnetfeldes, die im interplanetaren Plasma EMF induziert, verkompliziert das Bild. Der Autor schlägt vor, dass Plasma-Wirbel in der Solaranlage arbeiten so hart, dass genaue Aufzeichnungen Schub von ihnen noch unmöglich machen. Aber selbst wenn wir davon ausgehen, dass diese Umgebung wird ein Raum zum Verzögern des Schiffes sein, kann man erwarten, dass die korrekte Verwendung der Nuancen sonnigem Wetter eher eine Kunst als eine rigorose Berechnung sein. Richtung wechseln, Vibrationen und Erschütterungen, schnelle Beschleunigung oder Verzögerung des Wirbels Segelboot interplanetaren Materie - es könnte einige unangenehme Momente während des Fluges, und die Faktoren der Prognose Analyse sein.

 dann   F=рV²S/2

р- Dichte des interplanetaren Mediums, 10-17 кг/м3;

V- Geschwindigkeit des Körpers relativ zu dem Medium (unter Annahme von 100 000 m / s, was offensichtlich realistischere Geschwindigkeiten);

S- Capture-Bereich, 3,14х 1010 м2;

F=10^-17х10¹⁰х3,14х10¹⁰/2=1570 Newton.

 Wir nehmen den Druck von Licht, wie auf der Oberfläche der Erde ist, dann::

                          F=fS = 4х10^-6х3,14х10¹⁰= 125 600 Newton..

 Schub der Druck des Lichtes wird nicht (fast) die Geschwindigkeit des Schiffes zu verringern - weil die Lichtgeschwindigkeit so viel höher ist die Geschwindigkeit des Schiffes, die Schub auf Geschwindigkeit zu reduzieren, nur um zu ignorieren (kann nicht die Analyse der Schub der Neutralen und Ionen, vor allem während Sonneneruptionen).

 Sogar absichtlich unterschätzen die geschätzte Schub mehrmals, unter Berücksichtigung der möglichen Widerstand des Mediums, bekommen wir erstaunliche Ergebnisse. Wenn die Masse des Schiffes 100 Tonnen zum Mars Raumsonde wird in zwei bis drei Wochen zu fliegen. Und das - nicht unter Berücksichtigung der solaren Störungen, die diese Frist auf zehn reduziert. Und Schwerelosigkeit an Bord wird es nicht sein, er wird zur Beschleunigung fliegen! Negative langfristigen Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Körper kann als allgemein anerkannt werden..

Die Sonde wird wie bei der Erde aussehen wie ein riesiger Komet, nicht gehorchen den Gesetzen der Kepler. Interessanterweise hat die menschliche Rasse wurde wiederholt solcher Kometen (3, S.124) beobachtet.

Rotationen des Supraleiters wird gerne offenlegen und podzakryt Segel. Wir können steuern die Strömung des Plasmas ist optional. Möglicher Bereich von Möglichkeiten für die Drehungen der verschiedenen Bereichen seiner Achse und Empfangen einer Vielzahl von Werten von Schub.

Ein solcher Spiegel zu anderen Teilen der Sonnenstrahlung Spektrum reagieren - Radiowellen, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung, Stoßwellen in der solaren Plasma und sogar Vernachlässigung dieser Arten verringert nicht die Stoßrichtung der fantastischen Funktionen des magnetischen Spiegel.

Manövrieren ist möglich, nicht nur Sonnenstrahlung (Fluss von Teilchen nonradially wegen der Drehung des Sonnenrades und dessen Magnetfeld im Raum verteilt) oder dem Drehwinkel Spule, sondern auch durch die Schaffung von seiner Sonne, wie einem Kernexplosion, in einem Abstand, der gegen harte Strahlung schützen würde sondern akzeptiere die grundlegenden Komponenten der Explosion bilden Stange. Zusätzlich können Sie die Magnetosphäre zum Zeitpunkt der Explosion schweren Ionen, die die Crew zu schützen sättigen wird. Damit entfällt die Abhängigkeit von der sonnige Wetter macht Fluges strikt ausgelegt und verwalteten Prozess. Frage der Rückkehr, wie Mars, natürlich, wird auch durch nukleare Explosionen angesprochen werden. Manoeuvres im Gravitationsfeld des Planeten erschwert..

Annahme einer Strategie der "Erwartung Sonneneruption" oder "Kontrolle Explosion" können nicht nur die Reichweite verringern Gerät Dutzende Male, sondern auch die Kosten für das Gerät in tausend (oder mehr!) Zu verkürzen.

Bereits einen supraleitenden Spule mit einem Radius von 1 ... 10 Meter stellt keine technischen Schwierigkeiten. Während die Effizienz dieser Konstruktion wird sehr groß:

-Erstens, weil es möglich sein wird, der Spulenstrom zu erhöhen, und somit die Menge an spannenden Arbeit im Vergleich mit der Spule wird etwas größeren Radius zu verringern;

-Zweitens ist Vorhersage von Sonneneruptionen und ihre Tätigkeit jetzt auf einem Niveau von 90% Vertrauen, das Sie sicher planen die Flucht ermöglicht;

-Drittens ist eine solche Spule leicht gegen kosmische Strahlung zu schützen;

-Viertens, die Nutzung der Kernenergie, auch in dieser Form unansehnlich, wie eine Explosion, wird nun fest gegen die besten Errungenschaften der chemischen Raketen, und nicht nur Tausende von Tonnen Nutzlast in den Orbit angezeigt, aber frei im Sonnensystem zu bewegen,

Und fünftens, wird das Gewicht einer solchen Struktur nicht überschreitet das Gewicht des herkömmlichen Vorrichtungen in den Raum durch die Reihenfolge geliefert nicht einmal sehr reich Firmen..

Natürlich müssen wir uns daran erinnern, dass mächtige Strahlungsfluss crumple Magnetosphäre, wodurch die effektive Erfassung Bereich und Interaktion mit Teilchen und Strahlung. Wir sehen dies in der Magnetosphäre der Erde ausreichend nahe an der Oberfläche der Sonne zugewandt, sondern wird zu einer Entfernung, die noch nicht in die entgegengesetzte Richtung nicht gemessen verlängert. Aber es sich herausstellt, dass selbst der Schweif hinter solchen Körpers gestreckt arbeitet in der gleichen Weise wie das Segel, das ist das effektive Volumen der Kompression des Magnetosphäre etwas reduziert. Cloth hundert Meter lang (und vielleicht weniger, wenn man die Bremse Taschen zu verwenden) in der Welt ist so ein hervorragendes Mittel zur Hemmung, sowie ein Fallschirm.

Die negative Seite ist die Notwendigkeit, das Gerät von der Erde entfernen, um die magnetischen Segel zu offenbaren. Ursache: Der Umwelt wird bereits durch die Erde eingefangen, so dass es für den Satelliten abbremst. Aber es ist uns auf eine supraleitende Spule mit einem Strom als Bremse verwenden zu verlangsamen den Satelliten vor Eintritt in die Atmosphäre.

Kernexplosion auf der Erde erzeugt (vorzugsweise bei 400 ... 800 km) können umlaufenden Satelliten mit einer supraleitenden Spule mit einem Strom in einer vorbestimmten Richtung zu werfen.

Interessanterweise ist die nukleare Explosion in einem Bergwerk in der Welt, über die es eine supraleitende Spule mit einem Strom, weist die Spule im Raum treten, die ihm einen ausreichenden Geschwindigkeit, um die Schwerkraft der Erde zu entkommen. Die Tiefe der Mine, die Explosion Leistungsdichte erzeugten Fluss, der Strom in der Spule - diese Faktoren spielen eine entscheidende Rolle. (Es gibt keine Möglichkeit, dass Schiffe mit Menschen nutzen - zu groß, um zu beschleunigen).

Erstellen magnetosphärischen Bildschirm um die Raumstation während des Fluges zu fernen Planeten ermöglicht, unter anderem, um Astronauten vor kosmischer Strahlung schwer zu schützen. Dieses Problem wurde auf einmal diskutiert, aber bald beruhigt irgendwie, oder weil sie gefunden wurden sehr effektiv chemische Mittel des Strahlenschutzes, oder weil der Anstieg der Kosten für Raum würde sie weniger wirtschaftlich.

      9. Северный А. Б., Степанян Н. Н. Солнечные вспышки. -М.: Знание, 1975.- 64 сFähigkeit, mit Asteroiden Angriff Standort auf dem Asteroiden mit einer supraleitenden Spule Strom, um die Flugbahn des Asteroiden ändern umzugehen ist auch wichtig, um das Problem zu analysieren. Vielleicht wird es zu entfernen die Angst der Menschheit im Asteroiden oder Kometen Angriff auf den Punkt der gesunden Optimismus.

Schließlich ist ein wichtiger Punkt. Supraleiter ohne Strom in der Umlaufbahn wird der ideale diamagnetischen aus dem Magnetfeld der Erde, ein Satellit mit einer supraleitenden Spule, oder ein anderes Gerät, wie etwa der Bau von großflächigen Dünnschicht aus Supraleiter ohne Strom geschoben werden, wird bei steigenden Spirale umkreisen.

"Der Supraleiter in Space" ist heute die vielversprechendsten und vielversprechend in der Weltraumforschung.

Entfernen der technologischen Hindernis für die Entwicklung des Raumes wird sicherlich und ohne viel zu verraten, um die Grenzen des Sonnensystems bewegen.

Wer zu gehen diesen Weg und gewann Cosmos und die Zukunft der Erde beginnt - der Raum. Auf diese Weise kann nur erwarteten Siege sein.

 

                          Referenzen:

  Ein. Große Sowjet-Enzyklopädie. - Moskau: Sowjetische Enzyklopädie,

       1975 -. T. 21, p. 362.

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