Hitzeschild-Alternative zum Wiedereintritt

Warum verwenden kontrollierte Wiedereintrittsfahrzeuge (wie die neuesten Orion & Dragon) während des Wiedereintritts kein starkes Magnetfeld, um das stumpf geformte Ende vor Plasma zu "abschirmen"?

Begründung: Geladene Teilchen (Plasma) werden durch Magnetfelder abgelenkt.

Das Magnetfeld muss nur für wenige Minuten aktiviert werden und kann das Fahrzeug möglicherweise auch schwenken, indem es seine Stärke so leicht steuert. Es wird hauptsächlich verwendet, um die Hitzebelastung/-intensität auf dem Hitzeschild zu reduzieren, die Sinkgeschwindigkeit zu kontrollieren und Manövrierfähigkeit zu gewährleisten. Das 3. Newtonsche Gesetz besagt, dass das Magnetfeld das Fahrzeug abhängig von seiner Stärke verlangsamt.

Eine schnelle Berechnung mit F = q v B , wo v = 8900  Frau (höchste Geschwindigkeit beim Wiedereintritt), F = 255  kN (3g Verzögerung auf Orion-Crew-Modul 8.5  Tonnen ), q = 10  C (Beliebig) impliziert B = 2  Tesla . Was möglich ist, um Licht zu bauen. Die Ladung des Plasmas wurde zufällig gewählt, eine genauere Ladung wird sehr hilfreich sein!

Wenn Sie Ihrer Frage zusätzliche Informationen hinzufügen möchten, bearbeiten Sie diese bitte in der Frage. belassen Sie es nicht als Kommentar.
Ein interessanter Thread zu diesem Thema: forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=29912.0 Der Thread führte offensichtlich zu einigen Bemühungen von Jon Goff, dieses Konzept zu entwickeln: parabolicarc.com/2014/05/05/altius-space-machines
Zusätzlich zu den Punkten, die Deer Hunter in seiner Antwort angesprochen hat, möchte ich hinzufügen, dass die Verwendung eines angetriebenen Magneten zum Ablenken von ionisiertem Gas komplizierter und fehleranfälliger ist als ein Hitzeschild, das keine Komponenten hat und sehr wenig wiegt (typische Hitze- Schildmaterial, wie PICA, ist sehr leicht). Und es ist auch (relativ) billig. Sie schlagen also eine komplexere, wahrscheinlich schwerere und teurere Lösung vor, die von Natur aus eher fehlschlägt. Und Sie müssten immer noch eine Art Hitzeschild haben, selbst wenn die magnetische Ablenkung funktioniert. Also ... es scheint, als wäre die bestehende Lösung besser?
Die 2 Links waren sehr hilfreich, scheint schon in Entwicklung zu sein. Aber im Moment ist PICA die billigste/effizienteste Option, die wir haben, bis mehr Forschung und Entwicklung unternommen wird.
Dieser Artikel von esa spricht über dieses Problem, überprüfen Sie es. esa.int/gsp/ACT/projects/mhd_reentry
Ich hatte gerade die gleiche Frage, nachdem ich gelesen hatte, dass Hitzeschilde in Fusionsreaktoren getestet werden könnten, und nachdem ich hier ein wenig gelesen hatte, fragte ich mich erneut, ob es eine Möglichkeit gibt, ein Material herzustellen, das Wärme in Magnetismus umwandeln kann. Ich bin kein Experte auf diesem Gebiet, aber vielleicht ist es möglich, ein leichtes und passives Plasmaablenkmaterial zu haben? scitechdaily.com/…

Antworten (2)

Ihre Frage/Vorschlag enthält mehrere Missverständnisse:

  1. Die Orion und die Dragon sowie andere Wiedereintrittskapseln fliegen nicht mit der Kegelspitze nach vorne. Sie fliegen mit der stumpfen „Unterseite“ nach vorne. ( in der überarbeiteten Frage behoben )

  2. Plasma wird durch den eigentlichen Durchgang des Fahrzeugs durch die Luft mit hohen Hyperschallgeschwindigkeiten erzeugt. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten ist die Ionisierung weitaus geringer, aber der Widerstand der Luft ist viel größer – stellen Sie sich vor, Sie treffen mit 60 Meilen pro Stunde auf eine Mauer.

  3. Das Magnetfeld erfordert sperrige Generatoren und schwerere Batterien, was Starts viel teurer macht.

  4. Wiedereintritt bedeutet, die Erdatmosphäre zu nutzen, um das Schiff abzubremsen. Wenn Sie die Widerstandsquelle irgendwie beseitigen, machen Sie die Vorteile der Atmosphäre zunichte.

Ihre Frage enthält jedoch die Keime brauchbarer technischer Geräte, wenn auch für andere Flugphasen oder Zwecke:

  1. Der Start durch die untere, dichteste Atmosphäre profitiert von der Widerstandsreduzierung. Daher wurden Aerospikes erfunden.

  2. Konstrukteure von Wiedereintrittsfahrzeugen in weniger zivilen Umgebungen finden es möglicherweise notwendig, ihre Radarsignatur zu reduzieren, und greifen möglicherweise auf "elektromagnetische Tarnung" zurück.

Es gab müßige Diskussionen darüber, Batterien aus dem Plasma aufzuladen. Eine Art regeneratives Bremsen. Das Bremsen wäre vergleichsweise gering, aber man könnte im Prinzip einiges an elektrischer Energie ernten.
Wenn eine elektromagnetische Abschirmung ohne den Energiebedarf machbar ist und elektrische Energie aus dem Plasma gewonnen werden kann, wie wäre es dann mit der Verwendung des Plasmas zur Stromversorgung eines Schildes, für dessen "Kickstart" nur Batterien erforderlich sind?

Es gab Vorschläge zur Verwendung eines Hitzeschildes, das viele kleine Löcher hat, um Wasser hindurchfließen zu lassen. Dadurch würde die Energie das Wasser transpirieren lassen, anstatt die Materialien zu schmelzen. In diesem Fall müssen Sie jedoch genügend Wasser für die Landung mitführen.

Hitzeschild-Alternative zum Wiedereintritt
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