Raum Sail (radiometrisch)

on 05 September 2012.

Es gibt einige Effekte, wie ein Ärgernis, Nebenwirkungen, die mit dem gewünschten Ergebnis zu suchen. In der Tat, um loszuwerden, diese Effekte, verbrachte viel Zeit wird der Versuch zu einem solchen Grad der Vollkommenheit, die wir als das modernste Technologie und die Kunst der Experimentator verwenden müssen gebracht. So Lebedev, Messung des Drucks des Lichts, war gezwungen, am Rande des Möglichen mit radiometrischen Kräfte zu kämpfen, dass völlig das Ergebnis überschattet

Radiometrischen Kräfte in die Hunderttausende Male größer ist als die Kraft des Lichts Druck.


 Konvektion Kräfte in den Zehntausenden von Mal größer als die Kraft des Lichts Druck. (AV Perishkin Physikunterricht. M., Education, 1970, Volume 3, str.302).

 Aber manchmal diese Nebenwirkungen seinen Nutzen haben, wenn Sie sie anwenden, um andere Bereiche. Die Verwendung der radiometrischen Kräfte in der modernen Konstruktionen von Raum segeln Autor verspricht Richtung.

 Versuchen Sie dieses Experiment.

 Lassen die schwarze beidseitig eines leichten Körper (Lappen geschwärzten Folie, zum Beispiel) auf der einen Seite ist eine tausendmal bessere Isolierung als das andere. Wobei die isolierende Schicht für Licht transparent ist, aber sehr schlecht für Wärmeübertragung. In der Praxis kann dies erreicht werden, beispielsweise durch die Transparenz. Zwei der Blütenblätter sind auf dem Balken, der auf der Spitze oder hängend an einem dünnen Faden angeordnet.

Der Wirkmechanismus ist wie folgt.


Licht fällt auf die schwarze Nase, und egal welche Seite! Blütenblatt erwärmt und gibt Wärme an die umgebende Luft, sondern weil einerseits besteht Isolierung erfolgt die Wärmeübertragung Haupt wo die Keule Kontakt mit der Umgebung. Die erwärmte Luft dehnt Schichten (Moleküle zu erwerben Temperatur lobe) und abgestoßen von Blütenblatt. Blütenblatt natürlicherweise von diesen abgestoßen als beheizte Schichten und beginnt, in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen. (Experience mit einem einfachen Blatt Papier, auf dem Balken - Simulator Torsionswaage -. Und der Handfläche, wie eine Heizung die gleiche Wirkung zeigt)

Wie ein Spiegel im Raum, empfängt Sonnenstrahlung haben können Zugkraft Hunderttausende von Mal schneller als die bestehenden Sonnensegel. Der einzige Nachteil dieses Segels müssen den Raum vor der Segel, was oder gasförmige Substanz zu füllen. Es ist diese Substanz, gehen zu segeln, wird es von der Sonne erwärmten Oberfläche Schwung und otshvyrnetsya von ihm erhalten, aber zur gleichen Zeit und Segel gewann in der entgegengesetzten Richtung..

Jetzt versucht Spiegelschicht segeln perfekt reflektieren das Licht, dann die Dynamik wird verdoppelt. Darüber hinaus versuchen viele Spiegel und so wenig wie möglich zu tun - nur die Wechselwirkung von Photonen mit dem Spiegel wirksam. Der Autor schlägt vor, genau das Gegenteil zu tun: Die meisten zachernyat Oberfläche zu nehmen Sonnensegel erhitzt, um solche Temperaturen zu machen, effektiv zu arbeiten, wie ein Düsentriebwerk. Und es wird nicht nur Arbeit an Bord Rohmaterial, sondern auch von der Materie im Raum, kommt die von der Sonne oder wird unweigerlich wieder auf Sonneneinstrahlung zu segeln. Die Intensität der Sonnenstrahlung ist so hoch, dass die verworfen Material von Segel unbedingt Gesicht oder mit Photonen oder mit dem Sonnenwind, und wieder zurück in die Segel. Freie Weglänge der Teilchen vor der Kollision wird nicht groß sein, ist sonnig Raum nicht das kalte Vakuum, das im Labor erhalten, dieser Raum, voller Energie und energetische Teilchen.

Kometenschweife von der Sonne geblasen und zum Beispiel Wasserstoff, Solar Druckkraft tausende Male höher als die Kraft der Anziehung. Und andere Substanzen verhalten sich schlimmer. Es ist jedoch die Schwänze der Kometen, die man anomale gerichtet auf die Sonne, die Natur, von denen noch diskutiert werden. Sie sind vermutlich schwerer Moleküle und Staub bestehen. Sie werden durch die Emissionen des Stoffes aus dem Kometen der Sonne zugewandt, von den beheizten und burnoisparyayuschihsya Seiten verursacht. Sie sind kurz, scharf und schnell zerstreut, zerstört durch Sonnenstrahlung. In der Praxis sehen wir eine Fackel Raketentriebwerk. Energieversorger (Sun) heizt die Oberfläche des Kometen, und die Oberfläche ist nicht einheitlich, es gibt dunkle und helle Bereiche, darüber hinaus gibt es flüchtige Bestandteile (Eis, gefrorenen Gasen) und trudnoisparyaemye (Staub, Steine). Flüchtige Komponenten aus der erwärmten Oberfläche in die Luft ausgestoßen werden, der Komet steigt aus, ändert die Flugbahn Veränderungen während der Entstehung und sehr frustrierend Astronomen.

Wir schätzen rund radiometrische Schub Sonnensegel Bereich, zum Beispiel, 100 m2. Leichter Druck auf einem hellen sonnigen Tag auf der Erdoberfläche 0,4 Dyn pro  m2 von Energie kommt in diesem Bereich jede Sekunde, 1400 di Vorausgesetzt, dass die Gegenkraft (radiometrische Kraft) 100 000 mal größer ist als der Druck des Lichts, wir 0,4 N pro m2 oder die Gesamtfläche von 40 N. Was ist sehr, sehr schlecht zu bekommen, weil es nicht die Stromversorgung an Bord verbracht wird.

Allerdings würde Ich mag zu bewerten und Verluste.


 In dem offenen Raum, wo die Strahlung ist viel höher, und die Energie wird größer sein: der Erdatmosphäre nicht überträgt ein Röntgenstrahlen, starre ultravioletten, Radiowellen, Sonnenwind und neutralen Molekülen, die aus der Solaranlage geblasen werden. Deshalb, wenn wir die Macht ergreifen, 2000 Watt, es wird immer noch nicht genug sein (in einem Abstand von der Sonne gleich dem Radius der Erdbahn). Die Gesamtenergie, wahrgenommen zu segeln das ganze Gebiet wird 200  000 Watt (200 kW) sein. Wir werden nicht als das System, wandelt diese Energie und angeheizt von einem Ionentriebwerk - jede Transformation ist der Verlust von Energie. Natürlich wäre es ideal, alle die Energie eines Segel zu nehmen, um die Wärme (Energie) in einer Punktquelle (jet engine), die effizient und effektiv arbeitet geben. Aber wir können mit Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 10% haben zu tun. Und außerdem, verlieren wir die Arbeitsmittel.

Wir gehen davon aus, dass das Segel - es geschwärzten Metallfolie, einseitig beschichtet Isolierschicht. Die Abkühlung der Folie entsteht durch Wärmestrahlung und durch Wärmeaustausch mit einem Füllstoff - Arbeitsmaterial. Je höher die Temperatur der Oberfläche des Segels, desto mehr Energie auf die Strahlung (Verlust) ausgegeben werden. Der größere Teil der Energie gibt das Segel Arbeitssubstanz (Gas) in Kontakt mit dem Segel, desto effektiver ist die Transformation von Energie und desto größer ist der Schub sein.


 Gemäß dem Stefan-Boltzmann

R= G T4

R-Integral Energie Leuchtkraft eines schwarzen Körpers,

Т-Temperatur, K

 G-konstante, 5,71х10-12 W/sm2grad4= 5,71х10-8 W/m2 grad4

Wir gehen davon aus, dass das Segel Hitze bis 200 Grad Celsius (473 K). Um Strahlung von einer Fläche von 100 m2 dann lassen

5,71х10-8х5х1010х100=28,55х104 W

Dies ist höher als gemeldet (200.000 Watt) Das Segel kann nicht warm bis zu dieser Temperatur.


 Wir gehen davon aus, daß das Segel heizt bis 100 Grad Celsius (373 K)

5,71х10-8х1,9х1010х100= 10,8 х104W

Das ist die Hälfte der Leistung (200 kW jeden zweiten eingehenden Solarenergie) der Wärmestrahlung zu gehen. Die Hälfte der Leistung geht in Heizung und Müll arbeiten Substanz.


 betrachten Sie die Formel

d(mV)/dt=F

Wenn jeder zweite wir erwärmen die gleiche Menge des Arbeitsmediums (Gewicht ist eine Konstante), und die Geschwindigkeit des Arbeitsmediums (0 bis 2000 m / s - die Lichtgeschwindigkeit Moleküle (Wasserstoff) bei einer Betriebstemperatur von 373 K) zu ändern, für ein Schub von 40 N benötigen 0,02 kg des Stoffes. 100 kW Energie mehr als genug ist, um eine Reihe von Substanzen zu erhitzen. Und selbst überhitzen.


 Wir können daraus schließen, daß der Schub der radiometrischen Kräfte mehr als die geschätzten Zahlungen sein.

 Der Verbrauch von Material pro Stunde beträgt 72 kg. Während der Tage, 1728 kg. Dies ist eine ganze Menge. Obwohl für den gleichen Tag wird das Schiff steigern Leistung

40 N*3600sec*24Stunde. =3 456 000 Nsec 

Gibt es wirklich freie Weglänge des Gases Füllstoff klein? Wird es eine Rückkehr auf das Segel Material durch Sonnenstrahlung sein?

 
Anzahl von Photonen auf die Region, die gleich der quadratischen Querschnitt eines Photons:

n=NS,          n=ES/e=ES/hn=ESL/hc=EpL3/(4hc)

S=pL2/4, p ist die Anzahl der "Pi""

Setzt Daten

Е - 2000 W,

с- 300 000 000 m/sec,

h- 6,62х10-34 J sec,

L- 500 нм=5х10-7м konventionellen Wellenlänge des einfallenden Lichts..

erhalten 9,88х108 Photonen.

.Die durchschnittliche Dichte des interplanetaren Mediums 10-17 kg/m3. Künstliche Freisetzung des Arbeitssubstanz in den Spiegel wird die Dichte des Mediums, in dem Spiegel zu erhöhen, etwa eine Milliarde Mal (109), das heißt, es wird 10-8 kg/m3 betragen. (Dies ist eine Labor-Vakuum! So auch unter die Dichte ist tausendmal größer, haben wir große Schwierigkeiten deploy Design.) Wir gehen davon aus, dass der Bereich der Streuung zehn Meter, das heißt, wenn die Moleküle der Arbeiterklasse Substanz weiter fliegen wird, dann werden sie nicht auf den Spiegel zurück (obwohl Dies ist sicherlich nicht der Fall.) Zylinder, ist die Fläche der Unterlage, die Quanten, und die Länge von 10 Metern, wird eine Kapazität von 25 x10-13 m3 haben. Masse der Substanz darin werden 25*10-21 kg betragen. Proton Masse 1,67 × 10 -27 kg. Das sind rund 15 Millionen Protonen auf diesem Zylinder. Folglich benötigt das einfallende Licht auf das Ausmaß, mit einem Molekül von Substanz treffen und nicht nur die (eine Milliarde Photonen für 15 Millionen Teilchen!). So müssen nicht unbedingt zu verbringen, und 0,02 kg der Substanz pro Sekunde, um das Design der radiometrischen Kräfte schaffen - jeder zweite Vielzahl von Drogenkonsum ist gewährleistet)..Die Frage ist, welches Material gefüllt werden soll, weil es sein kann völlig transparent für einige Strahlen, und sie werden keinen Einfluss auf ihn. Aber Sonnenstrahlung außerhalb der Erdatmosphäre hat ein sehr breites Spektrum ab - von der harten UV-Funkwellen, und die Wahl der Materialien - praktisch unendlich (legkoioniziruemyh von Lithium, Natrium, Cäsium zu Helium und andere Edelgase oder komplexe organische Gase, Oxide, Verbindungen trudnoioniziruemyh), so die Möglichkeit, dass die Absorption in dem Gasgemisch auftritt, ist sehr hoch.


Also, fassen die Ergebnisse.

Die Sonne strahlt Energie und pro Quadratmeter Fläche senkrecht zu den Strahlen etwa 2 kW Leistung (in den erdnahen Weltraum.) Radiometrischen Kräfte die sich aus der Wechselwirkung des Körpers mit heißem Gas, Hunderttausende von Malen größer als die Kraft der leichten Druck. Substance geworfen, heiße Oberfläche in Richtung der Sonne, sicher sein, um Sonnenlicht und Rückkehr an die Oberfläche ausgesetzt sein (was übrigens an Dynamik gewonnen). Wenn der Stoff ist zurück mit einer höheren Temperatur als beim gesunken (weil es die Energie des Photons absorbiert hat oder an Dynamik gewonnen, wenn sie gereizt ein gewisses Maß) hatte, ist es nicht nur kühlen den Spiegel, aber es heizt, was einen Teil ihrer Energie. Und es wird die Temperatur erhöhen noch Spiegel und erhöhen seine Schub.

Und dann stellt sich die Frage - warum verliert die Arbeitsmittel, wenn Sonnenstrahlung treibt ihn zurück in das Arbeitsvolumen? Ist es nicht besser, eine Struktur, die eine minimale Streuung Material im interstellaren Raum gewährleisten zu schaffen? Zumindest, wenn fliegen von der Sonne.

 Die konkrete Ausgestaltung des Autors ist derzeit der Fall ist.

 Erstellen eines Zylinders einer Folie. Ein Ende des Zylinders auf dem äußeren Ende dieses wärmeisolierten geschwärzt. Das zweite Ende des Zylinders ist transparent. Seitenfläche des versilbert oder aluminisierte (Mirror). Der Zylinder wird verschlossen (natürlich nicht genau - der Verlust ist so klein, dass sie vernachlässigt werden kann.) Transparent Ende (Fenster) Zylinder in Richtung der Sonne zugewandt.

 Der Wirkmechanismus ist wie folgt..

Die Strahlen der Sonne vorbei durch das transparente Fenster, handelnd teilweise auf dem Gas Füllstoff, wodurch Energie teilweise geschwärzt Kanten. Heißen Hintern und fällt die Gasmoleküle. Wahllosen Expansion und Strahlung begrenzten seitlichen versilberte Oberfläche des Zylinders. Sank von der geschwärzten Ende des Moleküls an das transparente Fenster fliegen, sondern auf dem Rückweg erfüllt Photonen der Sonnenstrahlung, teilweise verlieren Energie, teilweise wieder zu den Rändern geschwärzt. Diese Moleküle, die nicht die Photonen treffen auf die transparenten Fenster, was natürlich schlecht, weil sie Heißhunger zu reduzieren. Aber, wie wir gesehen haben, ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie mit den Photonen zu treffen viel höher als die Wahrscheinlichkeit des freien Fluges. Da die Länge des Zylinders und einer Erhöhung der Dichte des Gases in das die Wahrscheinlichkeit des freien Flugs wird reduziert. Darüber hinaus, und die Gesamtenergie von Arbeitsvolumen eingefangen wird zunehmen.

Beim Fliegen in der Sonne Hut, drehte sich zu ihm geschwärzten Kante, die thermisch mit transparenter Folie isoliert ist. Vorläufe Butt Müll Materie, das Aussehen der radiometrischen Kräfte. Am gegenüberliegenden Ende dieses Satzes zusätzliche Spiegel, deren Licht in den Zylinder gerichtet ist - den Abstieg Substanz oder deren Wechselwirkung mit dem gegenüberliegenden transparenten Ende (! Ein geschlossenes System, welches überwiegt die Wirkung der Kräfte) zu vermeiden. Spiegel auf den Druck der Licht geben hunderttausend Mal weniger Strom, als es von dem geschwärzten Gesicht radiometrischen Kräfte erhält! Das heißt, dass die Größe dieser Spiegel ein Vielfaches größer ist als die Fläche der geschwärzten Ende. Photonen aus diesen zusätzlichen Spiegeln "durchbohren" die Moleküle der Arbeiterklasse Substanz zurück in den Zylinder und fahren sie zu einer geschwärzten Kante, die die höchste Temperatur im System hat. Blackened Gesicht war aufgewärmt (gibt Energie) fliegt Moleküle, die dann in die entgegengesetzte Richtung der Sonne werden pulsieren! Das Verfahren wird jede Sekunde wiederholt.

Fact. Zu Beginn des Space Age Amerikaner startete Sputnik "Echo", die den Ball in der Umlaufbahn geworfen, mit Natriumdampf gefüllt. Natrium wird, um den Übergang von einem angeregten Zustand in einen normalen bekannten emittiert sehr intensiv gelbes Licht. Durch die Verfolgung der Ball, war es leicht, die Bahnelemente bestimmen und andere Experimente. Es wurde angenommen, dass der Ballon Satelliten mehrere Jahre überleben. Allerdings klopfte Sonnenstrahlung ihn für ein paar Wochen. Dies kann ein indirekter Beweis große radiometrische Leistung Segel berücksichtigt werden. Aktuelle Satelliten Durchführung Multimeter Solarzellen haben eine sehr geringe Wirkung der Sonnenstrahlung - es ist eine reine Sonnensegel.
 Lebedev kämpfte mit radiometrischen Kräfte, die Untersuchung der leichten Druck. Allerdings ist die erste Studie dieser Kräfte auch auf sein Talent. Vielleicht, um den ersten Satelliten namens radiometrische Segel "Lebedev" werden?  This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.