Трюк с «динамическим парением» может ускорить космический корабль в межзвездном пространстве
Плыть к звездам в масштабах человеческой жизни может быть вопросом выбора правильного ветра.
Исследователи из Университета Макгилла в Канаде и фонда Tau Zero в США предложили новую способ пересечь необычайные расстояния межзвездного пространства, используя практически ничего и немного вдохновения от морских птиц.
До сих пор одним из самых многообещающих решений для космических путешествий является использование спектра звездного света. поток от Солнца. Несмотря на небольшое воздействие, чистое количество и высокие скорости делают фотоны интригующим источником энергии для создания высокой скорости, необходимой для пересечения световых лет пустоты за короткое время.
Инновации в технологии солнечного паруса прогрессируют. значительно на протяжении многих лет, модели проходят испытания во враждебных условиях нашей внутренней Солнечной системы.
Несмотря на функциональность, все солнечные паруса имеют один общий недостаток: сам парус. Солнечные паруса должны тянуться на несколько метров в ширину, чтобы улавливать фотоны, необходимые для движения корабля.
Им также нужна правильная форма и материал, чтобы превращать малейший импульс каждого фотона в движение. И они должны достаточно хорошо отводить тепло, чтобы не деформироваться и не сломаться.
Это не просто головная боль материаловедения; все эти требования добавляют массу. Даже используя самые легкие из известных материалов, самые высокие скорости, которых мы могли бы достичь, используя излучение нашего Солнца, составят немногим более 2 процентов скорости света, а это означает, что путешествие к ближайшей звезде все равно займет несколько столетий.
Излишне сказать, плыть к звездам было бы намного проще, если бы мы могли отказаться от парусной части.
К счастью, с поверхности Солнца дует другой вид шторма, состоящий не из фотонов, а из взбитой плазмы ионов. в неистовство из-за щелчка и потрескивания магнитных полей Солнца.
Хотя от Солнца исходит гораздо меньше высокоскоростных электронов и протонов, чем фотонов, их заряженные массы наносят больший удар.
>
Такие частицы обычно создают проблемы для обычных парусов, передавая свой заряд поверхности материала, как статический заряд на шерстяном джемпере зимой, создавая сопротивление и изменяя форму паруса.
И все же, как любой, кто кто когда-либо пробовал сталкивать полюса магнитов, слишком хорошо знает, что электромагнитное поле может обеспечить сопротивление позиция, не требующая большой твердой поверхности.
Итак, прощай, блестящий материал, и здравствуй, сверхпроводник. Теоретически кабель длиной всего в несколько метров может создавать поле, достаточно широкое, чтобы отклонять заряженный солнечный ветер на расстояние от десятков до сотен километров.
Система будет действовать скорее как магнитный парашют, тот, который увлекается потоком частиц, движущихся со скоростью около 700 километров (около 430 миль) в секунду, или чуть менее четверти процента от скорости света.
Это не так. Это плохо, но, как известно таким птицам, как альбатрос, ветер не устанавливает ограничений скорости, когда дело доходит до полета на большой высоте.
Зацикливаясь на воздушных массах, движущихся с разной скоростью, морские птицы могут выбирать усиливают энергию встречного ветра, используя так называемое динамическое парение, чтобы набрать скорость, прежде чем вернуться на исходную траекторию.
Используя аналогичный прием в «встречном ветре» конечного толчка — турбулентной зоне контрастного звездного ветры, используемые астрономами для определения границы нашей Солнечной системы — магнитный парус может превышать скорость солнечного ветра, потенциально принося это в пределах досягаемости солнечных парусов, основанных только на излучении.
Хотя поначалу эта технология может показаться не намного быстрее, чем «традиционный» метод солнечных парусов, другие формы турбулентности на окраинах межзвездного пространства могут обеспечить большее ускорение.
Даже без мягкого толчка от динамического парения возможная технология на основе плазмы может отправить кубические спутники вокруг Юпитера в течение нескольких месяцев, а не лет.
Как и в эпоху парусов В прошлом у нас было множество способов воспользоваться преимуществами течений, омывающих бескрайние просторы космоса.
И тем не менее, морские птицы указывают нам путь.
Это исследование опубликовано в журнале Frontiers in Space Technologies.
