Könnte ein Raumschiff durch die Ablenkung einer sehr großen Anzahl geladener Teilchen angetrieben werden?

Ich frage mich, ob ein Raumschiff durch die Ablenkung und/oder Verschiebung einer sehr großen Anzahl geladener Teilchen, die im Sonnenwind der Sonne enthalten sind, durch den interplanetaren Raum getrieben werden könnte.

Das Funktionsprinzip dieser Antriebsidee besteht darin, dass ein Elektromotor mit zwei daran befestigten „Propellern“ am Heck eines Raumfahrzeugs platziert wird. Angenommen, jeder Propeller ist 10 Fuß lang. An der Spitze jedes Propellers würde ein starker Permanentmagnet, wie z. B. ein 2-Zoll-Würfel N52 Neodym-Magnet, angebracht werden. Der Motor würde sich mit 1 U/s/60 U/min drehen. Während jeder Umdrehung der Motorwelle legt jeder Magnet eine Strecke von 754 Zoll zurück. Da jeder 2-Zoll-Magnet ein Volumen von 8 Kubikzoll hat, durchläuft jeder Magnet während jeder Umdrehung der Motorwelle ein Raumvolumen, das 3016 Kubikzoll entspricht. 3016 Kubikzoll = 49423,39 Kubikzentimeter. Die Dichte der geladenen Teilchen im Sonnenwind der Sonne beträgt 5 geladene Teilchen pro cm3 pro Sekunde bei 1 AE.

Während jeder Umdrehung der Motorwelle sollte also jeder Magnet 247.117 geladene Teilchen, die dieses bestimmte Raumvolumen einnehmen, entweder ablenken und/oder verschieben. Da jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion hat, sollte die Ablenkung der geladenen Teilchen dazu führen, dass sich jeder Magnet entgegen der Ablenkung der geladenen Teilchen bewegt, wodurch die Magnete von der Sonne weggedrückt werden. Die Protonen sollten um eine Seite der Magnete herum fließen und Elektronen sollten um die andere Seite der Magnete herum fließen, genau wie sie es tun, wenn sie das Erdmagnetfeld umkreisen.

Außerdem vermute ich, dass das starke Magnetfeld, das jeden 2-Zoll-Würfel-Neodym-Magneten umgibt, wahrscheinlich mit geladenen Teilchen bis zu einem Fuß von jedem Magneten in alle Richtungen interagieren wird. Wenn Sie bedenken, dass die geladenen Teilchen beispielsweise von einem Magnetfeld in der Größe eines Basketballs beeinflusst werden können und dass das Volumen eines Basketballs 455,9 Kubikzoll/7471 Kubikzentimeter beträgt, dann sollte jeder Magnet viel mehr geladene Teilchen bei jedem ablenken Umdrehung der Motorwelle und der erzeugte Schub sollte größer sein.

Ich würde fragen, wie Sie verhindern, dass sich Ihr Raumschiff dreht. Aber die Volumenmultiplikation funktioniert nicht - wenn der Magnet nicht da ist, wenn das Teilchen ankommt, interagiert es nicht.
@JCRM, es gibt zwei Möglichkeiten, die das Drehen des Raumfahrzeugs verhindern könnten. Die erste Möglichkeit besteht darin, einen gegenläufigen Propeller mit der gleichen Anzahl von Magneten zu verwenden. Die zweite Möglichkeit besteht darin, gegenläufige Fliehgewichte zu verwenden.
@Hobbes, ich stimme dir zu, dass 5 geladene Teilchen pro cm3 pro Sekunde viel zu niedrig sind, um irgendetwas zu tun, und das hat mich zu dieser Idee gebracht. Von 5 geladenen Teilchen pro Sekunde auf 247.117 (und mehr) geladene Teilchen pro Sekunde zu gehen, ist viel idealer.

Antworten (1)

Was Sie beschreiben, ist im Grunde eine Permutation des Grundkonzepts eines Magnetsegels . Sie brauchen ein viel größeres Segel, um einen nützlichen Schub zu erhalten, aber es kann nur eine Supraleiterschleife sein, die einen Strom führt.

Um zu sehen, dass das Segel größer sein muss, lassen Sie uns eine Zahl aus der Luft holen und annehmen, dass Ihre Magnete 1 Million Protonen pro Sekunde irgendwie „wegdrücken“ könnten. Die mittlere Geschwindigkeit des Sonnenwinds beträgt 145 km/s, also nehmen wir an, wir können diese Teilchen "reflektieren" und sie mit der gleichen Geschwindigkeit zurück zur Sonne schicken. Wir haben also eine Geschwindigkeitsänderung von 300 km/s in 1 Million Protonenmassen pro Sekunde. Dies beläuft sich auf eine Kraft auf das Raumfahrzeug von 5 × 10 − 16 N genug, um den Neodym-Magneten (vorausgesetzt, der Rest des Raumfahrzeugs hat keine Masse) auf etwa zu beschleunigen 5 × 10 − 17 Schwerkraft. Es würde etwas mehr als eine Milliarde Jahre dauern, um einen Meter weit zu gehen. Das Problem ist, dass Protonen unglaublich winzig sind. Um irgendwohin zu gelangen, müssen Sie viel mehr von ihnen beschleunigen (daher die riesigen Magsegel) oder sie fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen.

Die Verwendung der Rotation von Permanentmagneten ist eine Wendung (Wortspiel beabsichtigt) in der Schleife des aktuellen Designs. Drei oder mehr Permanentmagnete, die um einen Kreis herum angeordnet sind, sich aber nicht drehen, können dasselbe tun wie ein rotierendes Paar. Ich bin mir nicht sicher, welchen Zweck die Drehung haben würde.

Nicht zu verwechseln mit elektrischem Segel oder Photonensegel .

Ein Magnetsegel oder Magnetsegel ist eine vorgeschlagene Methode zum Antrieb von Raumfahrzeugen, die ein statisches Magnetfeld verwenden würde, um geladene Teilchen abzulenken, die von der Sonne als Plasmawind abgestrahlt werden, und so einen Impuls zum Beschleunigen des Raumfahrzeugs zu verleihen. Ein magnetisches Segel könnte auch direkt gegen planetare und solare Magnetosphären stoßen.

Ich persönlich denke, dass viele der vorgeschlagenen Magnetsegel-Ideen und der vorgeschlagenen Sonnensegel-Ideen zu groß sind und zu teuer zu bauen, einzusetzen und zu reparieren wären. Ich denke, mein Magsail-Design wäre einfach zu bauen, einzusetzen und zu warten/reparieren. Außerdem würde es viel weniger kosten, zu bauen.
Ich sehe es so, dass wenn ein geladenes Teilchen, das von der Sonne kommt, in das Magnetfeld des Magneten eintritt, es beginnt, sich vom Magneten weg zu krümmen. Es krümmt sich mehr, je näher es dem Magneten kommt, und während dieser Zeit findet eine Übertragung von kinetischer Energie statt. Das geladene Teilchen fliegt dann auf einer neuen Flugbahn vom Magneten weg. Ich denke auch, dass geladene Teilchen, wenn sie vom Magneten weggebogen werden, während er sich vorwärts bewegt, auf andere geladene Teilchen stoßen und die Dichte geladener Teilchen zunehmen wird, was möglicherweise einen Bogenstoß erzeugt.
Es gibt etwas, worauf ich hinweisen möchte. In meiner Beschreibung meiner Idee habe ich nur einen Magneten an jedem Propeller verwendet, aber der idealere Aufbau wäre, mehrere Permanentmagnete an jedem Propeller zu verwenden. Zum Beispiel könnte jeder Propeller auf 20 Fuß verlängert werden und ein 2-Zoll-Würfel N52 Neodym-Permanentmagnet könnte alle zwei Fuß entlang des Propellers platziert werden, so dass es fünf Magnete an jedem Propeller geben würde. Der an der Spitze dieses 20-Fuß-Propellers positionierte Magnet würde eine Strecke von 1508 Zoll pro Sekunde zurücklegen, und die Anzahl der abgelenkten geladenen Teilchen pro Sekunde steigt stark an.
Noch etwas ... Ich denke, dass der Magnet und sein Magnetfeld auch andere Elemente im Sonnenwind ablenken und / oder von ihnen beeinflusst werden können, wie z. B. Atomkerne wie Helium / Alpha-Teilchen, zusammen mit Spuren von "schweren Ionen". und Atomkerne von Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Neon und Magnesium. Die Wechselwirkung mit diesen Elementen würde wahrscheinlich den erzeugten Gesamtschub beeinflussen.
Natürlich könnten mehr Magnete vorhanden sein, aber das bedeutet mehr Masse. Die schwereren Kerne würden etwas hinzufügen, aber der größte Teil des Sonnenwinds besteht aus Protonen. Allerdings wird keiner dieser Effekte den Schub um den Faktor von einer Million Millionen oder so steigern, wie Sie es brauchen.
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