Wie machbar ist es, ein Zyklotron auf diese Weise für den Weltraumantrieb zu verwenden?
Injizieren Sie kleine Mengen (Aliquote) ionisierter Materie in das Zyklotron mit einem hohen ganzzahligen Vielfachen n der Zyklotronfrequenz so dass es n Aliquote bei jedem Radius im Zyklotron gibt. Da die Zeit, die zum Abschließen einer Umdrehung benötigt wird, für alle diese Aliquots gleich ist, könnte man die Frequenz verwenden des elektrischen Wechselfeldes, um alle diese Aliquots synchron zu beschleunigen. Dies würde im Wesentlichen einen kontinuierlichen Strom von sehr schnellem Plasma oder Material zum Beschleunigen von Raumfahrzeugen ergeben. Natürlich könnten sich die Aliquots mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegen, was die Zyklotronfrequenz dadurch beeinflussen würde . Aber man könnte ein Magnetfeld entwerfen, das mit zunehmendem Radius stärker wird, insbesondere in Richtung der äußeren Teile, wo relativistische Effekte stärker hervortreten würden. Es würde auch elektrostatische Abstoßungen zwischen Aliquots geben, die berücksichtigt werden müssten. Das Raumschiff würde wahrscheinlich eine Kernenergiequelle benötigen. Ist das eine umsetzbare Idee? Wurde daran schon gedacht?
Ein Zyklotron ist eine Art Ionenmotor . Zyklotrone (im klassischen Sinne des Wortes) wurden nicht verwendet, weil sie ein sehr niedriges Leistungsgewicht haben (Tonnen Magnet, um winzige Mengen Materie zu beschleunigen).
Es gibt Ionenmotoren, die das Prinzip der Elektronen-Zyklotron-Resonanz verwenden ; Diese nutzen das Zyklotron-Prinzip im kleinsten Maßstab, um Ionen zu erzeugen, die dann in einem Linearbeschleuniger beschleunigt werden.
Auf diese Weise können Sie sicherlich eine Art Ionentriebwerk bauen. Sie benötigen auch eine Elektronenquelle (z. B. eine einfache Glühkathode oder ausgefeiltere Geräte), um eine gleiche Anzahl von Elektronen wie Ionen zu emittieren (vorausgesetzt, Sie verwenden positive Ionen), um den Aufbau einer Ladung zu verhindern.
Diese Art von Triebwerk eignet sich für einen extrem hohen Isp, der um ein Vielfaches höher ist als bei den meisten derzeit vorhandenen Ionentriebwerken, und verwendet (proportional) sehr große Mengen an elektrischer Energie, während er sehr, sehr geringen Schub erzeugt. Es ist wohl "überlastet" (im ISP-Sinne) genug, um ineffizient zu sein, es sei denn, es kann mit einer extrem hohen Leistungsdichte und einer leichten Energiequelle kombiniert werden - vorhandene Solarmodule und Kernreaktoren oder solche, die wir mit plausibler Extrapolation bauen könnten Zukunftstechnologie - passen nicht wirklich ins Bild.
Werfen Sie die Partikel mit relativistischen Geschwindigkeiten in einen magnetischen Verzögerer, um eine Vektorkraft in die entgegengesetzte Richtung zu erzeugen. Materie mit dieser Geschwindigkeit wird an Masse zunehmen, tatsächlich bis ins Unendliche, so dass ein kleines Teilchen im Vergleich zum Energieeintrag eine beträchtliche Kraft durch den Verzögerungszyklus haben könnte. Versiegeln Sie die gesamte Einheit und bewegen Sie die Partikel dann mit geringerer Masse/Geschwindigkeit zurück zum Zyklotron, um sie in den Prozess zu recyceln.
Der Nettoeffekt wäre, dass sich Partikel mit sehr hoher Geschwindigkeit und Masse für einige Zeit in eine Richtung bewegen und sich dann mit niedriger Geschwindigkeit um die gleiche Strecke in die entgegengesetzte Richtung in das Zyklotron zurückbewegen, um es mit einer Nettokraft von 0 erneut zu beschleunigen, bis sie eintreten das verlangsamende Feld wieder. Schließlich würden die Partikel erschöpft und dann pulsierend wiederverwendet werden, immer und immer wieder für immer. Ein in sich geschlossenes krafterzeugendes Gerät, das große Masse auf relativistische Geschwindigkeiten beschleunigen könnte, ohne Materiezufuhr oder -verlust, nur mit Energie, und die Fähigkeit der Materie nutzt, bei Beschleunigung an Masse zuzunehmen.
Um die Drehmomenteffekte zu überwinden, verwenden Sie einfach gegenläufig rotierende Zyklotrone, variieren Sie die Partikel am Anfang nach jedem Pulszyklus, um Ungleichgewichte zu korrigieren. Man könnte sogar vier Zyklotrone verwenden, zwei gegenläufig in der y-Achse und zwei in der x-Achse, um Nicken, Gieren und Rollen zu steuern. Sechs in drei Achsen geben Ihnen die Möglichkeit, sich in jede Richtung zu bewegen, sofern die Pulszyklen dies zulassen.
SF.
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Loren Pechtel