Plasmahülle und schwebende Flocken zur Kühlung durch gerichtete Strahlung - Hard Science Fiction

Hintergrund: Meine SciFi-Bücher spielen 50-100 Jahre in der Zukunft. Meine Kampfschiffe nutzen Fusion für Energie und direkten Schub. (Siehe vorherige Frage: " Leistungshüllkurveneigenschaften für ein Hard-Sci-Fi-Fackelschiff ") Wie viele hilfreiche Leute darauf hingewiesen haben, wird eines der Hauptprobleme bei hoher Leistung Wärme sein.

Meine Schiffe sind in der Lage, die sie umgebenden Plasmahüllen mit einem hohen Maß an Präzision zu kontrollieren. Dies wird in der Atmosphäre für den magnetohydrodynamischen Antrieb verwendet. Im Weltraum wird die Plasmahülle zur Tarnung verwendet, indem sie Strahlung von Radar usw. absorbiert/reflektiert.

Meine Frage:

Wenn die Schiffe Metallflocken im Plasma haben (etwas wie: staubige Plasmen ), absorbieren die Flocken Wärme aus dem Plasma und strahlen sie ab. Wenn die Flocken auf einer Seite gespiegelt und auf der anderen schwarz sind und das Schiff die Ausrichtung der Flocken steuern kann, ist dies ein gültiger Mechanismus, um Wärme vorzugsweise in eine gewünschte Richtung abzustrahlen?

Plasmahülle mit strahlenden Metallflocken

Vielen Dank im Voraus! Ich freue mich, weitere Informationen zu teilen!

(2) Plasma ist einfach heißes Gas. Ignorieren Sie also, wie Sie die Metallflocken aufhängen, und denken Sie daran, dass es keinen perfekten Spiegel gibt. Wir ignorieren auch die Frage, wie transparent transparentes Metall wirklich ist. Defekte im transparenten Material und im Material, das verwendet wird, um die Rückseite des Metalls zu spiegeln, sind der begrenzende Faktor dafür, wie viele Photonen sie verarbeiten können. Zu viele Photonen und das Metall verbrennt durch Wärme, die von nicht reflektierten Photonen erzeugt wird. Diese Metallsplitter würden auch mit Ihren eigenen Sensoren ein fröhliches Chaos anrichten, aber Sie können sie steuern.
Ich habe die 2. Frage entfernt. Ich werde später als Follow-on posten.
In Bezug auf Plasma und schwebende Flocken – die Flocken sind metallisch und geladen und würden innerhalb von Magnetfeldern im Plasma schweben. (Auch dies ist eine Technologie, die in Mikro-G verwendet werden soll).
Ich habe das Tag in wissenschaftsbasiert geändert, um die Dinge ein wenig aufzuweichen.
"Wenn die Flocken auf einer Seite gespiegelt und auf der anderen schwarz sind und das Schiff die Ausrichtung der Flocken steuern kann, ist dies ein gültiger Mechanismus, um Wärme vorzugsweise in eine gewünschte Richtung abzustrahlen?" Abstrahlung von Wärme durch wen ? Mit dem Schiff? Durch das Plasma? Bei der Flocke? Ja, die Flocken selbst strahlen vorzugsweise ( nicht ausschließlich) entlang der Normalen zu beiden flachen Flächen; die "Spiegelung" und Farbe haben keine Auswirkung. (Und was soll "gespiegelt" bedeuten? Es gibt keinen Spiegel, der bei allen Wellenlängen arbeitet. Spiegel funktionieren nur in einem ziemlich engen Wellenlängenbereich.)
@AlexP Nun, alles wird strahlen, aber ich bezog mich auf die Flocken. >>"Spiegelung" und Farbe haben keine Auswirkung. Das ist nicht richtig. Schwarz vs. Weiß/Gespiegelt macht einen großen Unterschied in der Menge der abgestrahlten Wärme. Siehe: en.wikipedia.org/wiki/Thermal_radiation
@TobyWeston: Wo genau in diesem schönen Artikel heißt es, dass "schwarz vs. weiß / gespiegelt einen großen Unterschied in der abgestrahlten Wärmemenge macht" ? Das wäre höchst seltsam - "schwarz" und "weiß" und "gespiegelt" sind Eigenschaften des Objekts in Bezug darauf, wie es Licht im sichtbaren Spektrum reflektiert oder absorbiert, und ich wäre höchst überrascht, wenn sie irgendeine Wirkung auf Infrarotstrahlung hätten . Sie würden sich auf absorbierte Strahlung im sichtbaren Spektrum auswirken .
@AlexP vielleicht sprechen sie über Emissionsvermögen. Wie Schwarzkörper- vs. Weißkörperstrahlung, die einen großen Einfluss auf die Wärmestrahlung haben kann. Eine glatte polierte reflektierende Oberfläche hat oft einen niedrigen Emissionsgrad.

Antworten (2)

Es könnte funktionieren, aber..

Ihr Konzept erfordert mehrere unbekannte/unerforschte Aspekte, um sich richtig zu verhalten. WENN Sie einen Weg finden können, dass sich diese Spiegel- / Nichtspiegelflocken richtig ausrichten, UND sie richtig zirkulieren lassen, um die Wärme überhaupt zu sammeln, ohne zu verstopfen, UND sie genug Wärme transportieren UND nicht zu viel Wärme von Ihrem Plasma aufnehmen lassen Drehen es in Gas umwandelt (das dann einfach wegschweben würde), dann könnte das Konzept aufgehen. Ich habe jedoch keine Ahnung, wie Sie die Flocken anders als entlang der Magnetlinien ausrichten würden. Sie können IN oder OUT auswählen, aber keine andere Richtung.

Wenn Ihr Hauptanliegen der Kühleffekt ist, dann ziehen Sie Folgendes in Betracht:

Es gibt ähnliche Konzepte für die Abweisung von Raumwärme, die viel weniger Hürden erfordern, um zu funktionieren, und die für Storytelling-Zwecke genauso spektakulär wären.

Schauen Sie sich diesen Link an: http://toughsf.blogspot.com/2017/07/all-radiators.html
Dies ist eine Webseite, die sich allen aktuellen, geplanten und theoretischen Aspekten des Kühlmittels im Weltraum widmet.

Schauen Sie sich insbesondere den Curie Fountain Radiator an.

Es ist Ihrer Idee sehr ähnlich, erfordert aber viel weniger knifflige Technik, um zu funktionieren. Zitat von der Seite, nur für den Fall, dass es verloren geht:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein Curie-Punkt-Strahler arbeitet ungefähr bei der Temperatur, bei der metallische Staubpartikel ihren Magnetismus verlieren. Eisen beispielsweise verliert seinen Ferromagnetismus bei 1043 K. Der Curie-Punkt-Strahler verwendet Metallspäne oder sogar Flüssigkeitströpfchen. Es wird auf eine Temperatur oberhalb des Curie-Punkts erhitzt und vom Raumfahrzeug weg in den Weltraum geschleudert. Ein Magnetfeld ist vorhanden, aber sie werden davon nicht beeinflusst. Eisen kann bei Temperaturen von bis zu 3134 K freigesetzt und bei 1043 K gesammelt werden, aber Kobalt hat eine Curie-Temperatur von bis zu 1388 K, ist von Natur aus schwarz und siedet bei 3400 K, was es zu einem besseren Kühlmittel macht. Durch die geringe Größe der Partikel bzw. Flüssigkeitströpfchen können mehrere Megawatt Abwärme pro Quadratmeter abgestrahlt werden.

Ich sehe einige Probleme mit dem Konzept, wie es jetzt steht:

  • Plasma kann als sehr heißes Gas dargestellt werden, in dem Atome dissoziiert sind. Normalerweise benötigt man eine HF-Frequenz, um das Plasma aufrechtzuerhalten. Ich vermute, dass diese Metallflocken keine schönen Dinge tun, wenn sie mit der HF-Strahlung interagieren.
  • Unter der Annahme, dass die HF-Strahlung die Flocken nicht durcheinander bringt, werden sie nicht dort ausgerichtet, wo Sie sie zeigen möchten, sondern dort, wo die elektromagnetische Feldkonfiguration entscheidet, sie auszurichten, und es wird keine stationäre Konfiguration sein (denken Sie daran, Sie benötigen eine HF-Frequenz, um das Plasma aufrechtzuerhalten)
  • Wenn die Flocken auf einer Seite mehr emittieren als auf der anderen, könnten sie einer Kraftasymmetrie ausgesetzt sein, da sie sich bewegen würden, was wiederum etwas ist, das Sie nicht wollen, weil Sie sie höchstwahrscheinlich in eine bestimmte Richtung richten möchten weg von deinem Schiff.
In diesem Fall erfolgt die Plasmaheizung nicht durch HF-Strahlung, sondern durch Zirkulieren des Plasmas (Gas) durch den Motor (Fusion, Science-Fiction), um es zu kühlen. Es würde Wärme aufnehmen und müsste sie abstrahlen. Die Flocken würden durch die Magnetfelder ausgerichtet, aber dies ist einer der Bereiche, bei denen ich mir am wenigsten sicher bin ...