Könnte die Wechselwirkung des Sonnenwindes der Sonne und eingefangener Plasma-Ionen genutzt werden, um eine Rakete durch den interplanetaren Raum zu treiben?

Ich interessiere mich seit kurzem wieder für Kometen und wie Kometenschweife entstehen. Beim Studium dieses Prozesses kam mir der Gedanke, dass vielleicht Plasmaionen in einem langen Hohlzylinder (sagen wir 50 Fuß lang mit einem Durchmesser von 3 Fuß) erzeugt werden können, der an einem Ende offen und am anderen geschlossen ist, und wenn diese Plasmaionen interagieren Mit dem Sonnenwind der Sonne wird dieser Zylinder / diese Rakete mit hoher Geschwindigkeit von der Sonne weggetrieben. Idealerweise würde diese Rakete so nah wie möglich an der Sonne gestartet, um die maximale Wirkung des Sonnenwinds zu erzielen.

Das Arbeitsprinzip dieser Rakete besteht darin, dass das offene Ende der Rakete direkt auf die Sonne gerichtet wird, so dass der Sonnenwind das Innere der Rakete kontinuierlich durchflutet. Am geschlossenen Ende der Rakete werden mehrere Liter Wasser oder Wassereis in das Innere der Rakete eingespritzt, und dieses Wasser wird durch den Sonnenwind schnell in Wasserstoff- und Sauerstoffionen umgewandelt. Der Sonnenwind nimmt dann diese Ionen auf und drückt sie gegen das geschlossene Ende der Rakete. Ich denke, dass diese gefangenen Ionen, die gegeneinander drücken, einen starken inneren dynamischen Druck erzeugen und dieser Druck wird kontinuierlich gegen den Sonnenwind drücken, der in die Rakete fließt. Diese Wechselwirkung kann irgendwo im Inneren der Rakete einen „Bugschock“ erzeugen. Dieser Bogenstoß sollte die Ionen in der Rakete gefangen halten.

Wenn diese Rakete zu einem anderen Stern geschickt werden soll, kann außerdem der Sonnenwind von diesem Stern verwendet werden, um die Rakete abzubremsen. Seine Retroraketen drehen die Rakete einfach um 180 Grad, bevor sie in dieses Sonnensystem eintritt.

Antworten (1)

Dafür ist die Dichte des Sonnenwindes viel zu gering. Um die Erde herum beträgt die Dichte 3-7 Atome/cm 3 . Wasser hat in der Größenordnung von 10 20 Atomen/cm 3 , so dass es in der Größenordnung von 10 20 Sekunden dauern würde, um das gesamte Wasser zu spalten.

Ich denke, dass diese Art von Rakete am besten aus ungefähr der gleichen Entfernung wie Merkur von der Sonne gestartet werden sollte, da die Dichte des Sonnenwinds dort höher sein wird. Anstatt Wasser / Wassereis zu verwenden, könnten meines Erachtens auch Sauerstoffionen als alternative Kraftstoffquelle aus einer Art Druckzylinder direkt in das Innere der Rakete injiziert werden. Sauerstoffionen sollten sofort vom in die Rakete einströmenden Sonnenwind aufgenommen und gegen das geschlossene Ende der Rakete geschleudert werden, um den dynamischen Druck bereitzustellen, um die Rakete von der Sonne wegzutreiben.
Der Abstand von Merkur zur Sonne beträgt ~0,5 AE, sodass der Sonnenfluss dort nur 4-mal höher ist als auf der Erdumlaufbahn. 20 Atome statt 5. Immer noch viel zu wenig, um spürbaren Schub zu bekommen
Wenn ein Sonnenion ein Sauerstoffion aufnimmt, sinkt seine Geschwindigkeit sofort: Die kinetische Energie bleibt gleich, wird aber jetzt auf ein viel größeres Objekt verteilt. Die Menge an Schub, die Sie von diesem Aufbau erhalten können, ist nicht höher als die, die Sie erhalten würden, wenn Sie die Sonnenionen einfach mit Ihrem Raumschiff kollidieren lassen würden.
Da Sauerstoffionen negativ geladene Teilchen sind und sich gegenseitig abstoßen, wenn die geladenen Teilchen des Sonnenwinds in die Rakete eindringen und auf sie treffen, sollten diese Sauerstoffionen dann wie Billardkugeln auf einem Billardtisch voneinander abprallen. Diese Sauerstoffionen sollten die kinetische Energie, die sie von den Sonnenwindpartikeln erhalten haben, auf das geschlossene Ende der Rakete übertragen und dies sollte die Rakete von der Sonne wegtreiben, ja?
Was sie tun, spielt keine Rolle. Es gibt viel zu wenige von ihnen (um 20 Größenordnungen), als dass sie irgendeine Wirkung haben könnten.
Könnte die Wechselwirkung des Sonnenwindes der Sonne und eingefangener Plasma-Ionen genutzt werden, um eine Rakete durch den interplanetaren Raum zu treiben?
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