MagBeam: venta de plasma
"La gente puede llegar a Marte y regresar solo en 90", hicieron los científicos de la Universidad de Washington una declaración tan sensacional.
Sensación original (clic):
90-day Marte ida y vuelta posible.
La tierra es rica en genios americanos. La NASA ha mostrado considerable interés (click).
Envíame a Marte
Ilon Musk, en el distante 2005, rechinando los dientes con excelentes dientes anglosajones, decidió abandonar PayPal y Tesla Motors e impulsar a SpaceX (días 80 contra la universidad 90, pero más caros).
Desmontamos el sistema de transporte interplanetario (ITS) para piezas de Ilona Mask.
El autor principal del proyecto es Robert Winglee, profesor de la Universidad de Washington.
Universidad de Washington -Página principal
¿Qué manera de milagro? Intentemos "desmontarlo por partes".
El concepto de la unidad del barco se llama MagBeam (también conocido como “Propulsión de plasma de haz magnetizado). Es más fácil mostrar que explicar, por lo tanto, el video (un total de 26 segundos, "no cambiar"):
Para lectores más avanzados, descargué el documento (en inglés) en el disco de google (clic):
Informe final Para el estudio de Fase I de Propulsión de Plasma de Haz Magnetizado (MagBeam) Apoyado por la NASA.
El cohete electromagnético es una de las áreas más prometedoras para el desarrollo de la tecnología espacial, dice Vingley, pero requiere una poderosa fuente de energía en el barco.
Y esto es un problema. Gran problema Sobre ella un poco más abajo. De acuerdo con varios proyectos del vuelo de personas a Marte, el motor principal de una nave espacial tripulada será exactamente el electromagnético iónico. Se diferencia de la economía química colosal en términos de consumo (y, por supuesto, el stock a bordo) del fluido de trabajo: argón o xenón.
Problema: para suministrar electricidad a dichos motores, en una nave espacial debe instalar un reactor nuclear “nano” (y garantizar la eliminación del exceso de calor, y generalmente la disipación de calor), o paneles solares del tamaño de varios campos de fútbol.
* Reactor nuclear:
1. La ingravidez conduce a la ausencia de intercambio de calor por convección en líquidos y fluidos gaseosos de transferencia de calor. Debido a esto, la eliminación de calor y la lucha contra el sobrecalentamiento local de AZ se están volviendo más complicados.
2. La descarga de calor parásito de una NPP es posible solo a través de la radiación de los radiadores-enfriadores (RC). Se obtienen masas aceptables de PX si su temperatura de trabajo es al menos 500K (230 С), y mejor que 800К.
3. Las características de masa de energía rígida junto con el elemento anterior nos obligan a usar refrigerantes más bien exóticos: helio, CO2 o metales ligeros: litio, potasio, sodio.
4. Los reactores nucleares cósmicos requieren una operación a largo plazo sin sobrecarga de combustible nuclear y, por supuesto, máxima confiabilidad todo este tiempo.
5. Terriblemente caro
* Paneles solares:
Los comentarios son superfluos aquí, pero no me limitaré. Las “tazas” de MKS presentadas arriba en la foto son impresionantes (por área) ... al mismo tiempo, la potencia total generada puede alcanzar tanto como 32,8 kW (suficiente para un motor en 24 l / s). Tambien
1.KPD baja y disminuye rápidamente con la distancia desde la fuente (el Sol).
2. Rápida degradación de los paneles debido a factores externos (meteoritos, polvo, radiación, distorsión de la temperatura).
3. Interfiere con orientación, navegación, observación, navegación, comunicación con el PCO.
4. Complicar la orientación y maniobra de un objeto espacial
5. Requieren orientación de origen y sistemas de estabilización de plataforma.
6. Muy frágil y caro.
Ambos, por supuesto, afectan mucho la complejidad de la nave y su masa y costo.
“¿Y qué pasa si dejas todo este relleno en órbita terrestre, cerca? ¡Y es fácil de mantener, cuidar y alimentar! ”, Pensó el venerable profesor estadounidense.
¡Eureka!
Representa un sistema inusual como este. Un satélite grande (estación) con una reserva de gas y una poderosa fuente de energía (las mismas células solares de dimensiones colosales o un reactor nuclear) se encuentra en una órbita cercana a la Tierra.
Un dispositivo especial crea un flujo de plasma concentrado (haz), que acelera la propia nave tripulada, golpeando su vela magnética.
Una nave envuelta en una magnetosfera artificial puede acelerar a alta velocidad si ingresa a una corriente de plasma rápida.
Según el científico, una antorcha de plasma con una salida en el medidor 32 podría crear un flujo de plasma bastante intenso, Lo que habría dispersado el velero magnético casi a 12 kilómetros por segundo.
Y el mayor desarrollo de la tecnología, dicen los autores del proyecto, permitirá aumentar aún más el tamaño y la potencia de la viga, lo que aumentará aún más significativamente la velocidad máxima de la nave y hará que esos mismos días 90 sean posibles en una expedición tripulada "de ida y vuelta".
Al mismo tiempo, en órbita alrededor del Planeta Rojo, naturalmente, debería haber un dispositivo similar al satélite cercano a la Tierra, que crea un flujo de plasma de frenado. Enviará la nave con una vela magnética de regreso a la Tierra.
La NASA está emocionada. Se asignó buen dinero.
Incluso se llevó a cabo una prueba del prototipo desarrollado en Univ. Washington en una gran cámara de vacío en el área de prueba número 300 en la NASA (Marshall Space Flight Center).
Descargué un montón de pruebas (video) del sitio web de UW y las subí a mi canal en YouTube (clic):
Mi canal
Además de una presentación (para quien es interesante hacer clic):
MagBeam: R. Winglee, T. Ziemba, J. Prager, B. Roberson y J. Carscadden
Al leer el "concepto", existen numerosas dudas sobre la justificación de un enfoque tan peculiar para el vuelo interplanetario.
1. El generador de iones "disparados" desde la unidad de plasma es en sí mismo un potente motor de cohete que conducirá a que el generador de plasma abandone la órbita de "estacionamiento" alrededor de la Tierra (o Marte), a menos que se proporcione un potente propulsor de reacción compensador, lo que complicará y pesará el sistema muchas veces . ¿Y cuál es el punto en el "generador de viento de plasma" que orbita la Tierra o Marte?
La fuente de iones en sí es un excelente motor de propulsión eléctrica. Y la vela de plasma no es necesaria.
2. No importa lo complicado que sea (incluso si es profesor en la Universidad de Washington): la ley de conservación de la energía no se rompe, lo que significa que el suministro de fluido de trabajo (a partir del cual “prepararán” el plasma) y la reserva de energía para la instalación no será menor que cuando acaba de instalar una antorcha de plasma directamente a la nave tripulada como una unidad de tracción.
3. Teniendo en cuenta el flujo de plasma a distancias espaciales, ni siquiera un rayo láser (y "no se cierra en absoluto", y se disipará en gran medida, entonces el gas y la energía eléctrica requeridos en la estación orbital de lanzamiento necesitarán incluso muchas veces más (probablemente por órdenes de magnitud) en comparación con Una simple instalación del motor de propulsión eléctrica en la propia nave, partiendo hacia Marte.
4. Sería posible aceptar la idea de estacionar una especie de estación pesada en una órbita cercana a la Tierra (el Sol está cerca, la Tierra está a una distancia de 200-400 km). Por supuesto, esto es más fácil que enviarlo en un viaje a lo profundo del sistema solar. Y bala, naves espaciales de bala en dirección a Marte. Pero mala suerte - el mismo "gizmo" que necesitamos para recibir una nave por exceso de velocidad cerca de un destino de viaje. Es necesario frenar también. Y aunque esto no es 11-12 km / s, sino solo 5-6 km / s (en la aproximación a Marte) ... pero aún tiene que disminuir la velocidad.
Tendrá que ser entregado al objetivo de una manera más tradicional (con la ayuda de H-1 / Saturn VI / Falcon 9Heavy): ¿vale la pena molestarlo?
No, por supuesto: si viajas de una manera y de esta manera salvas a la Tierra de las "etno-miserias". Entonces si
5. Teniendo en cuenta la rotación de los generadores de plasma alrededor de los planetas y la inevitable rotación de su plano orbital en relación con la dirección del objetivo de viaje, se requiere un control constante y muy preciso de la orientación de la fuente del haz de plasma para que se pierda la menor cantidad de plasma posible.
6. Durante un largo viaje a lo largo del segmento de parábola entre la órbita de la Tierra y la órbita de Marte, la línea recta entre nuestro planeta y la nave, por decirlo suavemente, no coincidirá con la dirección del vector de velocidad de la nave.
De modo que podamos empujar la nave con una viga solo por un tiempo muy corto, inmediatamente poco después de la salida de la órbita cercana a la Tierra. Y esto requerirá aún más potencia del sistema, en comparación con la opción en la que podríamos acelerar a la mitad.
Estos delicados problemas en el sitio del proyecto no se explican. Pero Vingli ya sueña con una red completa de tales estaciones de plasma ubicadas cerca de planetas diferentes, lanzándose mutuamente naves tripuladas y lanzaderas con carga.
En teoría, la consistencia de la idea es obvia, pero los parámetros cuantitativos del sistema (potencia del haz, masa de la estación con un generador de plasma, estación con una antorcha de plasma en la órbita del planeta de destino, etc.) hacen que esta idea sea más parecida a la auto-extracción de Baron Munchausen desde el pantano.
¿Tú mismo piensas? ¿Está inflando las velas espaciales o inflando una agencia espacial?
Materiales usados, documentos, fotos y videos de fuentes:
http://universe-tss.su/
http://aeroweek.ru/
http://tsniimash.ru/
http://www.3dnews.ru/
https://en.wikipedia.org/
http://www.roscosmos.ru/
https://www.youtube.com/
http://www.membrana.ru/
http://www.washington.edu/
http://www.adastrarocket.com/aarc/
http://www.keyword-suggestions.com/
http://ekobatarei.ru/transport/kosmicheskie-solnechnye-moduli
http://earthweb.ess.washington.edu/space/PlasmaMag/
https://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/mag_beam.html
http://www.space.com/453-magbeam-propulsion-mars-90-days.html
Glibitsky MM Sistemas de alimentación y control para motores de cohetes eléctricos. - M .: Ingeniería, 1981.
Exo Mars-2016 es un proyecto internacional de la Corporación Estatal Roscosmos y la Agencia Espacial Europea.
información