„Dynamic Levitation“-Trick kann Raumfahrzeuge durch den interstellaren Raum beschleunigen: ScienceAlert

Segeln zu den Sternen im menschlichen Maßstab kann eine Frage der Wahl des richtigen Windes sein.

Forscher der McGill University in Kanada und der Tau Zero Foundation in den USA haben einen neuen Weg vorgeschlagen, um die außergewöhnlichen Entfernungen des interstellaren Raums zu überwinden, indem sie viel Nichts und einen Hauch von Inspiration von Seevögeln verwenden.

Bis heute nutzt eine der vielversprechendsten Lösungen für die Raumfahrt das Spektrum des Sternenlichts, das von der Sonne strömt. Obwohl ihre Wirkung gering ist, machen ihre schiere Anzahl und hohe Geschwindigkeit Photonen zu einer faszinierenden Energiequelle, um die hohe Geschwindigkeit aufzubauen, die erforderlich ist, um Lichtjahre des Weltraums in kurzer Zeit zu durchqueren.

Innovationen in seiner Sonnensegeltechnologie Ich habe große Fortschritte gemacht Im Laufe der Jahre mit Modelle gehen so weit, wie sie getestet werden In den feindlichen Umgebungen unseres inneren Sonnensystems.

Obwohl funktional, haben Sonnensegel einen gemeinsamen Nachteil: das Segel selbst. Die Sonnensegel müssen sich auf Meter erstrecken, um die Photonen einzufangen, die für den Antrieb des Fahrzeugs benötigt werden.

Sie brauchen auch die richtige Form und das richtige Material, um einen kleinen Teil des Impulses des Photons in Bewegung umzuwandeln. Und sie müssen Wärme gut genug leiten, damit sie sich nicht verformen und brechen.

Dies ist nicht nur ein materialwissenschaftliches Kopfzerbrechen; Alle diese Anforderungen summieren sich zur Masse. Selbst mit den leichtesten bekannten Materialien wären die höchsten Geschwindigkeiten, die wir mit der Sonneneinstrahlung erreichen könnten, Etwas mehr als 2 Prozent Die Lichtgeschwindigkeit, was bedeutet, dass die Reise zum nächsten Stern mehrere Jahrhunderte dauern wird.

Es versteht sich von selbst, dass das Segeln zu den Sternen viel einfacher wäre, wenn wir den Segelteil loswerden könnten.

Glücklicherweise weht eine andere Art von Sturm von der Oberfläche der Sonne, einer, der nicht aus Photonen besteht, sondern aus einem Plasma von Ionen, die von einer Raserei getroffen werden. Das Knacken und Knistern der Magnetfelder der Sonne.

Obwohl weitaus weniger Hochgeschwindigkeitselektronen und Protonen von der Sonne abgeschossen werden als Photonen, enthalten ihre geladenen Massen mehr Energie.

Diese Partikel sind normalerweise ein Problem für typische Segel, da sie ihre Ladung über die Oberfläche des Materials übertragen, als wäre es im Winter an einem Pullover befestigt, was dazu führt, dass es schleift und die Form des Segels verändert.

Wie jedoch jeder weiß, der versucht hat, die Pole eines Magneten zusammenzudrücken, kann ein elektromagnetisches Feld Widerstand leisten, ohne dass eine große feste Oberfläche erforderlich ist.

Auf Wiedersehen Glitzer und hallo Supraleiter. Theoretisch könnte ein wenige Meter langes Kabel ein Feld erzeugen, das breit genug ist, um die aufgeladenen Winde der Sonne auf einer Skala von zehn bis hundert Kilometern abzulenken.

Das System würde sich eher wie ein magnetischer Fallschirm verhalten, der von einem Partikelstrom angezogen wird, der sich mit fast 700 Kilometern pro Sekunde oder knapp einem Viertel Prozent der Lichtgeschwindigkeit bewegt.

das ist nicht schlecht, Aber wie Sie wissen, Vögel wie der AlbatrosDer Wind setzt dem Höhenflug keine Geschwindigkeitsbegrenzung.

Durch das Ein- und Austreten in Luftmassen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, können Seevögel die Energie des Gegenwinds einfangen dynamischer Aufstieg um an Geschwindigkeit zu gewinnen, bevor es auf seine ursprüngliche Flugbahn zurückkehrt.

Mit einem ähnlichen Trick im „Gegenwind“ des Beendigungsschocks – unruhige Region Von den kontrastierenden Sternwinden, die Astronomen verwenden, um den Rand unseres Sonnensystems zu definieren – das Magnetsegel kann die Geschwindigkeiten des Sonnenwinds überschreiten, was es allein aufgrund der Strahlung für Sonnensegel unzugänglich machen könnte.

Obwohl diese Technik zunächst nicht viel schneller erscheinen mag als die Methode der „traditionellen“ Sonnensegel, können andere Formen von Störungen an den Rändern des interstellaren Raums einen noch größeren Schub bewirken.

Selbst ohne einen leichten Schubs aus dynamischer Höhe kann eine praktikable plasmabasierte Technologie kubische Satelliten herumbringen der Jupiter Innerhalb von Monaten, nicht Jahren.

Wie im alten Segelzeitalter gibt es viele Möglichkeiten, wie wir die Strömungen nutzen können, die durch die Weiten des Weltraums spülen.

Seevögel weisen uns jedoch den Weg.

Diese Forschung wurde in veröffentlicht Grenzen der Weltraumtechnologien.