Magnetická plachta
magnetická plachta nebo magsail je navrhnutá metoda pohonu kosmické lodi. Kosmická loď by dislokovala velkou smyčku supravodivého drátu tvořit magnetické polea možná pomocné smyčky pro řízení nebo redukovat nebezpečí z ozáření od nosičů proudu. Magnetické plachty jsou atraktivní pohonná technologie, protože vypočítavosti ukážou, že supravodivé magnetické plachty mohly mít lepší strčení-k-hmotnostní poměr než sluneční plachty.| Tabulka s obsahem |
| 1 principy operace a designu 2 způsoby práce 3 příbuzná pojetí |
Když nosič proudu takový jako proton nebo elektron se pohybuje přes magnetické pole kolmé k siločárám, to je odchýleno od jeho cesty.
sluneční vítr od Slunce má několik protonů miliónu a elektrony na krychlový metr se blíží k zemi. Protony se vzdálí od slunce u 400 k 600 kilometrům za sekundu. Magnetická plachta může zrychlit tyto částečky a zisk strčil.
Toto je podobné jak slunečním plachtám užít nátlaku fotonů vydávaných sluncem ale protony mít více hmoty než fotony. Proto více hybnost je dostupná na stejný objem. Plachta je také magnetické pole, který má žádnou hmotu. Proto magnetická plachta může hromadit se hodně méně než sluneční plachta.
Magnetická plachta může také strčit přímo pro případ planetary a sluneční magnetospheres.
Magnetická plachta byla by uložená stočený na desce kosmická loď když ne v použití. To by jen bylo cívka supravodivého drátu. To dislokuje to, elektrický proud byl by odstartovaný ve smyčce. Jakmile proud je odstartován už žádná energie je vyžadována. Magnetické pole vytvořené proudem obíhat v smyčkových pokusech rozšířit smyčku, pomáhat “nahustit” to a nutit to do kruhovitého tvaru.
Protože magnetická plachta by operovala u nízkých sil pole, typicky kolem 0.00001 Tesla (přibližně 1/3 země je síla magnetického pole na jeho rovníku), kabel může být slabý.
V planetárním magnetospheres a ve větru plazmy magnetická plachta je účinnější s nižšími proudy a větším, slabším magnetickým polem. Výsledek je tenčí, lehčí kabel a větší smyčkový poloměr.
Jeden způsob, jak využívat tuto vlastnost by mohl být k použití elektricky-vzrušený plyn-plazmová polní smyčka místo toho drátěné kličky. Tento přístup je volán mini-magnetospheric pohon plazmy.
Když operuje pryč od planetárních magnetospheres, magnetická plachta nutí pozitivně nabité protony slunečního větru ke křivce, zatímco oni projíždějí. Změna hybnosti strčení protonů proti magnetickému poli, a tak proti budicí cívce.
Jen jak se slunečními plachtami, magnetické plachty mohou “křižovat.” jestliže magnetická plachta určuje u úhlu vztaženého ke slunečnímu větru, nosiči proudu jsou odchýleni preferenčně na jednu stranu a magnetická plachta je tlačena postranně. Toto znamená, že magnetické plachty mohou maneuver k většině orbitám.
V tomto režimu, výkonnost magnetické plachty odpadává se čtvercem jeho vzdálenosti ze slunce. Sluneční počasí také má hlavní účinky na plachtě. To je možné, že erupce plazmy od hrozné sluneční erupce mohla poškodit účinnou, křehkou plachtu.
Někteří lidé věří, že magnetická plachta nemůže překročit rychlost plazmy tlačit to, ale toto je nepravdivé. Jak rychlost magnetické plachty se zvětší, jeho zrychlení stane se více závislé na jeho schopnosti k připínáčku efektivně. U vysokých rychlostí, plazmový větrový směr bude vypadat, že přijde zvýšeně od předku kosmické lodi. Pokročilá plavbová kosmická loď by mohla dislokovat budicí cívky jak “keels,” tak kosmická loď mohla používat rozdíl ve vektoru mezi slunečním magnetickým polem a sluneční vítr, hodně jak jachty plavby dělají.
Uvnitř planetárního magnetosphere
Uvnitř planetárního magnetosphere, magnetická plachta může tlačit proti planetovému magnetickému poli, obzvláště v orbitě to vynechá planetové magnetické póly.
Rozsah maneuvers dostupného magnetické plachtě uvnitř planetárního magnetosphere být více omezen než ve větru plazmy. Jen jak s více známými omezenými magnety používanými na Zemi, magnetická plachta může jen být přitahována k tyčím magnetosphere nebo odpuzoval od nich, se spoléhat na jeho orientaci.
Když magnetické plachetní pole je orientované v opačném směru jak magnetosphere to zažije sílu inward a k nejbližší tyči, a když to je orientované ve stejném směru jak magnetosphere to zažije opačný účinek. To je důležité poznamenat, že magnetická plachta určovaná ve stejném směru jak magnetosphere není stáj a vůle musí předejít sobě od bytí vyletěl přes k protější orientaci některými jinými prostředky.
Strčení že magnetická plachta doručuje uvnitř magnetosphere se sníží se čtvrtou sílou jeho vzdálenosti z planety je interní magnetické dynamo.
Tato omezená maneuvering schopnost je ještě docela užitečná. Tím, že se mění magnetická plachta je síla pole přes běh jeho orbity, magnetická plachta může dávat sebe”přízemí kop” zvyšovat výšku jeho orbity apogee.
Opakovat tento proces s každou orbitou může řídit magnetickou plachtu je apogee vyšší a vyšší, až do magnetické plachty je schopný opustit planetární magnetosphere a chytit sluneční vítr. Stejný proces opačně může být používán ztišit nebo circularize apogee orbity magsail když to přijde k cílové planetě.
Teoreticky, to je možné pro magnetickou plachtu ke startu přímo z povrchu planety blízko jednoho z jeho magnetických pólů, zapuzovat sebe od planetového magnetického pole. Nicméně, toto vyžaduje magnetickou plachtu být udržován v jeho “nestálé” orientaci. Start od země vyžaduje supravodiče s 80 časy proudová hustota nejlépe známý vysoce-supravodiče teploty.
V mezihvězdném spaceflight u heliopause hvězdy, magnetická plachta mohla se chovat jako padák, zpomalovat kosmickou loď. Toto by ukládalo polovina zpomalení mezihvězdné kosmické lodi je palivo, ohromná výhoda.
Mezihvězdný prostor obsahuje velmi malá množství vodíku. Rychlá plachta by ionize tento vodík tím, že zrychlí elektrony v jednom směru a oppositely-nabité protony opačným směrem. Energie pro ionization a cyclotron radiace by přišla z kosmické lodi je kinetická energie, zpomalovat kosmickou loď. Cyclotron radiace od zrychlení částeček byla by snadno objevené vytí v radiových frekvencích.
Magnetické plachty mohly také být používány s paprsek-poháněl pohon, používáním vysoce-pohánět urychlovač částic vypalovat paprsek nosičů proudu u kosmické lodi. Magsail by odchýlil tento paprsek, přenášet hybnost do vozidla. Toto by poskytovalo mnohem vyšší zrychlení než sluneční plachta vedená laserem, ale paprsek nosiče proudu by se rozptýlil na kratší vzdálenost než laser.
Příbuzné pojetí je mini-magnetospheric pohon plazmy, který používá mrak plazmy tvořit jeho magnetickou plachtu místo toho smyčky kabelu.
Viz též: pohon kosmické lodi