‘Dynamische levitatie’-truc kan ruimtevaartuigen door de interstellaire ruimte versnellen: ScienceAlert

Naar de sterren zeilen op menselijke schaal kan een kwestie zijn van het kiezen van de juiste soort wind.

Onderzoekers van McGill University in Canada en de Tau Zero Foundation in de VS hebben een nieuwe manier voorgesteld om de buitengewone afstanden van de interstellaire ruimte te overbruggen, met veel niets en een vleugje inspiratie van zeevogels.

Tot op heden maakt een van de meest veelbelovende oplossingen voor ruimtevaart gebruik van het spectrum van sterlicht dat van de zon komt. Hoewel hun effect klein is, maken hun enorme aantallen en hoge snelheden fotonen tot een intrigerende energiebron om de hoge snelheid op te bouwen die nodig is om in korte tijd lichtjaren door de ruimte te reizen.

Innovaties in zijn zonnezeiltechnologie Ik heb grote vooruitgang geboekt Door de jaren heen, met Modellen gaan zo ver als ze getest worden In de vijandige omgevingen van ons innerlijke zonnestelsel.

Hoewel ze functioneel zijn, hebben zonnezeilen een gemeenschappelijk nadeel: het zeil zelf. De zonnezeilen moeten zich tot meters uitstrekken om de fotonen op te vangen die nodig zijn om het vaartuig voort te stuwen.

Ze hebben ook de juiste vorm en het juiste materiaal nodig om een ​​klein deel van het momentum van het foton om te zetten in beweging. En ze moeten warmte goed genoeg geleiden zodat ze niet vervormen en breken.

Dit is niet alleen een materiaalwetenschappelijke hoofdpijn; Al deze vereisten tellen op tot massa. Zelfs als we de lichtste materialen gebruiken die we kennen, zouden we de hoogste snelheden kunnen bereiken met behulp van de straling van de zon Iets meer dan 2 procent De snelheid van het licht, wat betekent dat de reis naar de dichtstbijzijnde ster enkele eeuwen zal duren.

Het spreekt voor zich dat zeilen naar de sterren een stuk makkelijker zou zijn als we het zeilgedeelte zouden kunnen afschaffen.

Gelukkig waait er een ander type storm vanaf het oppervlak van de zon, een storm die niet bestaat uit fotonen maar uit een plasma van ionen die door een razernij worden geraakt. Het gekraak en geknetter van de magnetische velden van de zon.

Hoewel er veel minder snelle elektronen en protonen van de zon afschieten dan fotonen, bevatten hun geladen massa’s meer kracht.

Deze deeltjes zijn meestal een probleem voor typische zeilen, omdat ze hun lading over het oppervlak van het materiaal overbrengen alsof het in de winter aan een trui is vastgemaakt, waardoor het zeil gaat slepen en de vorm van het zeil verandert.

Iedereen die wel eens heeft geprobeerd de polen van een magneet tegen elkaar te drukken, weet echter goed dat een elektromagnetisch veld weerstand kan bieden zonder dat er een groot vast oppervlak nodig is.

Vaarwel glitters en hallo supergeleider. Theoretisch zou een kabel van een paar meter lang een veld kunnen produceren dat breed genoeg is om de geladen winden van de zon af te buigen op een schaal van tientallen tot honderden kilometers.

Het systeem zal meer werken als een magnetische parachute, aangetrokken door een stroom deeltjes die beweegt met bijna 700 kilometer (ongeveer 430 mijl) per seconde, of iets minder dan een kwart procent van de lichtsnelheid.

dat is niet slecht, Maar zoals je weet houden vogels van de albatrosDe wind stelt geen snelheidslimieten als het gaat om hoog vliegen.

Door luchtmassa’s die met verschillende snelheden bewegen in en uit te gaan, kunnen zeevogels de energie van tegenwind opvangen met behulp van wat bekend staat als dynamische opkomst om snelheid te winnen alvorens terug te keren naar zijn oorspronkelijke traject.

Een soortgelijke truc gebruiken in de “tegenwind” van beëindigingsschok – onrustige regio Van de contrasterende stellaire winden die astronomen gebruiken om de rand van ons zonnestelsel te definiëren – het magnetische zeil kan de snelheden van de zonnewind overschrijden, waardoor het ontoegankelijk zou kunnen worden voor zonnezeilen alleen op basis van straling.

Hoewel deze techniek in eerste instantie misschien niet veel sneller lijkt dan de methode van “traditionele” zonnezeilen, kunnen andere vormen van verstoring aan de randen van de interstellaire ruimte een nog grotere impuls geven.

Zelfs zonder een zacht duwtje van dynamische hoogte, kan op plasma gebaseerde technologie kubieke satellieten rondsturen Jupiter Over een paar maanden, niet over jaren.

Net als in het oude zeiltijdperk zijn er tal van manieren waarop we kunnen profiteren van de stromingen die door de uitgestrektheid van de ruimte spoelen.

Zeevogels wijzen ons echter de weg.

Dit onderzoek is gepubliceerd in Grenzen in ruimtetechnologieën.