Da mehr Materialgewicht zu einer höheren Belastung für einen Weltraumaufzug führt, habe ich mich gefragt, ob eine Art Turm, der auf magnetischer Abstoßung basiert, nicht eine Alternative wäre. Obwohl ich weiß, dass die Magnetschwebebahn schwer zu stabilisieren sein kann, habe ich zwei Szenarien im Sinn, bei denen ich neugierig bin, was ihre Ausführung verhindert.
Eine Reihe von Scheiben wird übereinander gelegt, und in diesen Scheiben werden wechselnde Magnetfelder induziert (möglicherweise induziert die erste Scheibe eine phasenverschobene Version ihres Feldes in der darüber liegenden Scheibe, oder jede Scheibe erzeugt das Feld unabhängig voneinander oder alle Scheiben über der ersten sind permanent magnetisch und drehen sich aufgrund des von der Basis erzeugten Magnetfelds) stoßen sich die Scheiben ab, der Turm verlängert sich.
In einer Spule / Spule wird ein Wechselstrom induziert, so dass eine Windung der Spule frequenzmäßig pi ist, solche Locken sollten sich abstoßen (wenn ich nichts falsch verstanden habe) und wenn sich die Spule dehnt, wird die Frequenz angepasst.
Auch wenn ein solcher Turm nicht unbegrenzt stabilisiert werden kann, könnte dies dennoch verwendet werden, um ein Objekt um eine bestimmte Entfernung anzuheben und gleichzeitig zu beschleunigen (wenn es während des "Einschaltvorgangs" auf die Spitze des Turms gestellt wird).
Also wo bin ich schief gelaufen? Wo liegen die Probleme, auf die ein Experte hinweisen würde?
Theoretisch spricht nichts dagegen, wenn ein Weltraumaufzug auf dem Boden ruht, anstatt an einem Gegengewicht zu hängen. Die magnetische Abstoßung ist jedoch relativ viel schwächer als die Kraft, die Materialien zusammenhält. Die einfache Version zuerst: Nehmen Sie zwei Magnete und versuchen Sie, sie zusammenzuschieben. Das ist relativ einfach. Nehmen Sie danach eine Stahlstange vergleichbarer Größe und versuchen Sie, sie zu dehnen. Nicht ganz so einfach.
Die Kräfte, die in einem Weltraumlift vorhanden sind, sind enorm, aber nicht der ganze Weg. Schließlich muss der erste Meter nur das Gewicht der Nutzlast aufnehmen und kann daher relativ dünn sein. Der letzte Meter muss das Gewicht der Nutzlast plus des gesamten Aufzugs aufnehmen und muss daher viel dicker sein. Wie groß die Querschnittszunahme ist, wird als Taper Ratio bezeichnet. Wenn wir davon ausgehen, dass die Größe von Magnetscheiben über den gesamten Aufzug über das 3000-fache zunimmt, muss ein ein Kilogramm schwerer Magnet in einem Meter Abstand immer noch eine Kraft von 6 Millionen Newton ausüben. (Ein Saturn-V schwebt über einem drei Kilogramm schweren Magneten). Wir können die Scheiben näher haben, und das kann die Anforderungen etwas reduzieren.
Wenn wir dieser Strategie folgen, können wir uns eine weitere Tatsache zunutze machen: Es ist tatsächlich die Abstoßung zwischen den Elektronen Ihrer Füße und dem Boden, die Sie davon abhält, in Richtung Erdmittelpunkt zu fallen. Das heißt, wenn der Abstand zwischen den Scheiben klein genug ist, lassen sich Steine eigentlich genauso gut übereinander stapeln. Materialien können eine stärkere Spannung als Kompression tolerieren, daher ist das Design der Wahl für einen Weltraumaufzug jetzt ein langes Seil, das von einer geostationären Umlaufbahn hängt.
In gewissem Sinne basieren Weltraumaufzüge bereits auf elektromagnetischen Kräften.
Sie sprechen von einer aktiven Struktur . Diese wurden vorgeschlagen, aber die Magnetschwebebahn ist einfach nicht stark genug.
Wenn es auf eine Startunterstützungsstruktur angewendet wird, wird es manchmal als Weltraumbrunnen bezeichnet . Anstelle der Magnetschwebebahn beschleunigt der vorgeschlagene Mechanismus Pellets:
Millionen kleiner Metallpellets würden zu einer "Deflektor" -Station weit oben geschossen, die Magnetfeldschaufeln verwendet, um die Pellets aufzufangen, sie mit einem elektromagnetischen Beschleuniger wieder nach unten zu krümmen und sie dann wieder auf den Boden zu schießen. Die Bodenstation würde wiederum eine magnetische Schaufel verwenden, um die Pellets aufzufangen, sie mit einem starken elektromagnetischen Beschleuniger wieder nach oben zu krümmen und sie in einer Endlosschleife zurück zur Station zu schießen. Der Druck, der durch den kontinuierlichen Strom von Pellets auf die Magnetfelder der Schaufel und des gekrümmten EM-Beschleunigers ausgeübt wird, würde die Station in der Luft halten.
Nathan Tuggy
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