Jak Będzie Działał Napęd Elektromagnetyczny

{h1}

Rzuć okiem (jeszcze przed naukowcami nasa) na nowy typ statku kosmicznego, który może być wstrząsany w przestrzeni przez elektromagnesy.

Przez dziesięciolecia jedynym sposobem podróży kosmicznych były silniki rakietowe, które uciekają od napędu chemicznego. Teraz, na początku XXI wieku, inżynierowie lotnictwa opracowują innowacyjne sposoby zabrania nas do gwiazd, w tym napęd światła, napęd syntezy jądrowej i napęd antymaterii. Proponowany jest także nowy typ statku kosmicznego pozbawionego paliwa. Ten typ statku kosmicznego, który zostałby wstrząśnięty w przestrzeni przez elektromagnesy, mógłby zabrać nas dalej niż którakolwiek z tych innych metod.

Po schłodzeniu do ekstremalnie niskich temperatur elektromagnesy wykazują niezwykłe zachowanie: przez pierwsze kilka nanosekund po przyłożeniu do nich prądu elektrycznego wibrują. David Goodwin, kierownik programu w Biurze Wysokich Energii i Fizyki Jądrowej Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, proponuje, że jeśli wibracje te mogą być powstrzymywane w jednym kierunku, może dostarczyć wystarczającego wstrząsu, aby wysłać statek kosmiczny dalej i szybciej w kosmos niż jakakolwiek inna metoda napędu w rozwoju.

Goodwin został zaproszony do przedstawienia swojego pomysłu na konferencji Joint Propulsion Conference w dniu 8 lipca 2001 r. W Salt Lake City, Utah. W tej edycji Jak będą działać rzeczy, zobaczysz, jak działa elektromagnetyczny układ napędowy Goodwina i jak może on wysłać statek kosmiczny w kosmos.

Jolting Into Space

Sercem systemu jest superchłodzony elektromagnes typu elektromagnesu i metalowa płytka, która powoduje asymetrię w polu magnetycznym.

Sercem systemu jest superchłodzony elektromagnes typu elektromagnesu i metalowa płytka, która powoduje asymetrię w polu magnetycznym.

Amerykański Departament Energii (DOE) zwykle nie zajmuje się opracowywaniem układów napędowych dla NASA, ale nieustannie pracuje nad lepszymi magnesami nadprzewodzącymi i bardzo szybką, wysoką mocą przełączniki półprzewodnikowe. W połowie lat 90. Goodwin przewodniczył sesji w Przełomowym Projekcie Fizyki Napędowej NASA, który pracuje nad projektowaniem układów napędowych, które nie mają paliwa, wykorzystują układ o bardzo wysokiej energii i mogą ostatecznie pokonać bezwładność.

„Wydawało się, że powinien istnieć sposób na wykorzystanie tej technologii, którą [naukowcy DOE] opracowali, aby pomóc NASA w osiągnięciu ich celów, i w zasadzie z tego wynikła” - powiedział Goodwin. Z badań DOE zrodził się pomysł Goodwina na kosmiczny układ napędowy, który wykorzystuje superchłodzone, nadprzewodzące magnesy wibrujące 400 000 razy na sekundę. Jeśli ten szybki impuls można skierować w jednym kierunku, może on stworzyć bardzo wydajny układ napędu kosmicznego z możliwością osiągania prędkości rzędu 1 procenta prędkości światła.

Podczas pierwszych 100 nanosekund (miliardowych części sekundy) elektromagnesu rośnie, elektromagnes znajduje się w stan niestały co pozwala mu pulsować bardzo szybko. Po jego zwiększeniu pole magnetyczne osiąga stan ustalony i nie występuje pulsowanie. Goodwin opisuje elektromagnes, którego używa jako Elektrozawór, który jest w zasadzie nadprzewodzącym drutem magnetycznym owiniętym wokół metalowego cylindra. Cała konstrukcja będzie miała średnicę 1 stopy (30,5 cm), wysokość 3 stóp (91,4 cm) i wagę 55,12 funta (25 kg). Drut użyty do tego układu napędowego to stop niob-cyna. Kilka z tych drutów zostanie owiniętych w kabel. Ten elektromagnes jest następnie super chłodzony ciekłym helem do 4 stopni Kelvina (-452,47 F / -269,15 C).

Aby magnes wibrował, musisz spowodować asymetrię w polu magnetycznym. Goodwin planuje celowo wprowadzić metalowy talerz w pole magnetyczne, aby wzmocnić ruch wibracyjny. Płyta ta byłaby wykonana z miedzi, aluminium lub żelaza. Płyty aluminiowe i miedziane są lepszymi przewodnikami i mają większy wpływ na pole magnetyczne. Płyta zostanie naładowana i odizolowana od systemu, aby utworzyć asymetria. Następnie płytka zostanie opróżniona z prądu w ciągu kilku mikrosekund (milionowych części sekundy), zanim magnes zacznie oscylować w przeciwnym kierunku.

„Teraz haczyk polega na tym, czy możemy zastosować ten stan niestabilny w taki sposób, aby poruszał się tylko w jednym kierunku?” Powiedział Goodwin. „I to jest bardzo niepewne, czy da się to zrobić. Dlatego chcielibyśmy przeprowadzić eksperyment, aby się dowiedzieć”. Wraz ze współpracą Boeinga Goodwin szuka funduszy na NASA na przeprowadzenie takiego eksperymentu.

Kluczem do systemu jest przełącznik półprzewodnikowy który pośredniczy w przesyłaniu energii elektrycznej z zasilacza do elektromagnesu. Ten przełącznik zasadniczo włącza i wyłącza elektromagnes 400 000 razy na sekundę. Przełącznik półprzewodnikowy wygląda jak zbyt duży układ komputerowy - wyobraź sobie mikroprocesor wielkości krążka hokejowego. Jego zadaniem jest przyjmowanie mocy w stanie ustalonym i przekształcanie jej w bardzo szybki impuls o dużej mocy 400 000 razy na sekundę przy 30 amperach i 9 000 woltów.

W następnej sekcji dowiesz się, skąd system czerpie energię i jak może wysłać przyszły statek kosmiczny poza nasz Układ Słoneczny.

Poza naszym układem słonecznym

Departament Energii Stanów Zjednoczonych pracuje również nad planami dotyczącymi reaktora kosmicznego dla NASA. Goodwin uważa, że ​​ten reaktor można wykorzystać do zasilania układu napędowego elektromagnetycznego. DOE pracuje nad zapewnieniem finansowania z NASA, a do 2006 roku może być gotowy reaktor o mocy 300 kilowatów. Układ napędowy zostałby skonfigurowany do przekształcania energii cieplnej wytwarzanej przez reaktor w energię elektryczną.

„W kosmosie, na Marsie i poza nim, naprawdę musisz przejść nuklearnie, jeśli zamierzasz przenieść jakąkolwiek masę” - powiedział Goodwin.

Reaktor będzie wytwarzał energię w procesie indukowanego rozszczepienia jądrowego, który wytwarza energię poprzez rozdzielanie atomów (takich jak atomy uranu-235). Kiedy pojedynczy atom dzieli się, uwalnia duże ilości ciepła i promieniowania gamma. Jeden funt (0,45 kg) wysoko wzbogaconego uranu, takiego jak ten używany do napędzania jądrowej łodzi podwodnej lub jądrowego lotniskowca, jest równy około 1 milionowi galonów (3,8 miliona litrów) benzyny. Jeden funt uranu jest tylko wielkości baseballu, więc mógłby zasilać statek kosmiczny przez długi czas, nie zajmując na nim dużo miejsca. Ten rodzaj napędzanego elektromagnetycznie statku kosmicznego o napędzie elektromagnetycznym byłby w stanie przebyć niewiarygodnie duże odległości.

Ta zawartość nie jest kompatybilna z tym urządzeniem.

Energia cieplna z reaktora jądrowego mogłaby zostać przetworzona na energię elektryczną do zasilania statku. Tutaj widzimy jądro uranu-235 rozszczepiające się w wyniku indukowanego rozszczepienia.

„Nie mogłeś dotrzeć do najbliższej gwiazdy, ale mogłeś spojrzeć na misje do heliopauzy” - powiedział Goodwin. „Gdyby działał wyjątkowo dobrze, mógłby osiągnąć prędkości o ułamek 1 procent prędkości światła. Nawet przy tym dotarcie do najbliższej gwiazdy zajęłoby setki lat, co jest nadal niepraktyczne”.

The heliopauza jest punktem, w którym wiatr słoneczny ze słońca napotyka międzygwiezdny wiatr słoneczny stworzony przez inne gwiazdy. Znajduje się około 200 jednostki astronomiczne (AU) od słońca (dokładna lokalizacja heliopauzy jest nieznana). Jedna jednostka AU jest równa średniej odległości od Słońca do Ziemi, czyli około 93 milionów mil (150 milionów km). Dla porównania Pluton jest 39,53 AU od Słońca.

Aby przemieszczać ludzi, trzeba by zbudować znacznie większe urządzenie, ale elektromagnetyczne urządzenie o średnicy 1 stopy i wysokości 3 stóp mogłoby przepychać mały, bezzałogowy statek kosmiczny jak sonda międzygwiezdna na bardzo duże odległości. Według Goodwina system jest bardzo wydajny i przenosi dużo energii przez nadprzewodnik. Pytanie brzmi, czy naukowcy mogą przekształcić tę moc w napęd bez niszczenia magnesu. Gwałtowne wibracje prawdopodobnie doprowadziłyby magnes do granicy jego siły.

Sceptycy takiego systemu twierdzą, że wszystko, co osiągnie Goodwin, to bardzo gwałtowne wibrowanie magnesu, ale nigdzie nie pójdzie. Goodwin przyznaje, że nie ma jeszcze dowodów na to, że jego układ napędowy będzie działał. „Jest wysoce spekulacyjny i w moich najbardziej szalonych optymistycznych dniach wydaje mi się, że na 10 jest jedna szansa, że ​​może zadziałać” - powiedział Goodwin. Oczywiście 100 lat temu ludzie wierzyli, że mamy jeszcze mniejszą szansę na dotarcie w kosmos.


Suplement Wideo: emDrive niemożliwy silnik jednak działa - Astrofon.




Badania


Najbardziej Niesamowite Obrazy Ziemi Z 2010 Roku
Najbardziej Niesamowite Obrazy Ziemi Z 2010 Roku

Amaryllis: Ulubiona Na Świecie Święta Kwitnienia
Amaryllis: Ulubiona Na Świecie Święta Kwitnienia

Science News


Jak Jezioro Może Po Prostu Zniknąć?
Jak Jezioro Może Po Prostu Zniknąć?

Palenie Kawy: Nowy Głupi Trend?
Palenie Kawy: Nowy Głupi Trend?

Galeria: Najsłodsze Stworzenia Z Głębinowych Kanionów
Galeria: Najsłodsze Stworzenia Z Głębinowych Kanionów

Zdjęcia: Niesamowite Irlandzkie Artefakty Z Zamku Rathfarnham
Zdjęcia: Niesamowite Irlandzkie Artefakty Z Zamku Rathfarnham

Pół Miliona Zabawek Wielkanocnych Wycofanych Ze Względu Na Ryzyko Dla Dzieci
Pół Miliona Zabawek Wielkanocnych Wycofanych Ze Względu Na Ryzyko Dla Dzieci


PL.WordsSideKick.com
Wszelkie Prawa Zastrzeżone!
Kopiowanie Jakichkolwiek Materiałów Pozostawiono Tylko Prostanovkoy Aktywny Link Do Strony PL.WordsSideKick.com

© 2005–2020 PL.WordsSideKick.com