Jeff Greason kirjeldab, kuidas dünaamilise päikesetuule tõusu abil saavutada 2% valguskiirusest ja seejärel päikesest välja paisatud graanulite abil 2–6% valguskiirusest, kasutades olemasolevat lähiaja tehnoloogiat. 6% valguskiirusel interakteeruvad tähtedevahelises keskkonnas olevad osakesed kosmoseaparaadiga sarnaselt tuumasünteesi tasemel energiaga. Suure intensiivsusega energia võetakse ja seda kasutatakse tõukejõu jõuallikaks, et saavutada 25% valguskiirusest. Päikesetuule dünaamilise tõusufaasi ajal kasutatavat plasmamagnetit kasutatakse sihttähe pidurdamiseks.
Need on nutikad viisid suhteliselt lähiaja tehnoloogiate kasutamiseks, et saavutada sondide ja võib-olla isegi mehitatud kosmoselaevade abil 25% valguskiirusest. Meetodid 2% valguskiiruse saavutamiseks 2 aasta jooksul on kõik, mida on vaja Päikesesüsteemis reisimiseks ja gravitatsiooniläätsede punktideni, mis algavad Pluutost kümmekond korda kaugemal. Gravitatsiooniläätsede aladele minnes võimaldab väike teleskoop kasutada Päikest läätsena, et saada 10 miljardit korda võimsamaks. Saame miljonite kosmoseteleskoopidega eeluurida kõiki päikesesüsteeme 1000 valgusaasta raadiuses. Seejärel otsustame saata tegelikud sondid parimatesse päikesesüsteemidesse, mille uurimist oleme juba alustanud vaatluspunktidega, mis on saadetud 3 valguspäeva ümber Päikese.
Tähtedevaheliseks lennuks vajaliku kineetilise energia taskukohane hankimine on keeruline ja olemasolevate looduslike energiaallikate, näiteks päikesetuule, kasutamine on kulude vähendamiseks atraktiivne. Avaldatud kontseptsioonides on aga lünk, kuna päikesetuule kiirus on piiratud ~ 700 km/s, samas kui isegi selliste kontseptsioonide puhul nagu tuule jõul töötav reaktsiooniajam (q-drive) on kiirused ~5% c tuleb jõuda enne, kui nad saavad võimu üle võtta. Puudub kuluefektiivne viis selle tühimiku täitmiseks.
Aerografiidist paisupallid võivad vabaneda päikese lähedal ja need kiirendavad umbes 5% valguse kiirusest. Aerographite on üliõhuke vaht ja on 15,000 XNUMX korda kergem kui alumiinium.
Eesmärk – demonstreerida meetodit, mille abil saab päikesetuule poolt kiirendatud inertseid graanuleid kasutada kosmoselaeva kiirendamiseks päikesetuule kiirusest kuni ~5% c.
Meetodid: klassikalise füüsika arvutused, mis toetavad põhifüüsikat ja lähenemisviisi teostatavust.
Tulemused: kui kaks ainevoogu on lähestikku, kuid erineva kiirusega või kui nad liiguvad läbi samas ruumis, kuid erineva kiiruse ja eristatavate omadustega, saab kiiruste erinevust ehk kiiruse nihket kasutada tõukeenergia saamiseks. Sellise juhtumi näide on läbi tähtedevahelise keskkonna liikuv graanulite voog. Graanulitega liikumine on tehnika tasemes uuritud idee, mis nõuab suure kiirusega graanuleid; kasuliku töö eraldamine graanulite ja tähtedevahelise keskkonna vahelisest kiiruse erinevusest võimaldab laeval, mis jookseb üle graanulite ja ammutab energiat läbipääsust läbi tähtedevahelise keskkonna, saada tõukeenergiat isegi siis, kui pelletid on kiiremad ja isegi siis, kui graanulid koosnevad inertsest reaktsioonimassist. Arutatakse selle põhifüüsikat ja toimivusvõrrandeid ning arutatakse seda suhteliselt aeglaste graanulite kasutamise kontekstis (mida kiirendab päikesetuul), et saata kosmoselaev päikesetuule kiiruse olulisele kordajale. Teine juhtum, kus väikesed makroosakesed ja plasmatuul on erineva kiirusega, on sisemine päikesesüsteem ekliptika tasapinnal, kus päikesetuulel ja sodiaagitolmul on erinev kiirusjaotus; see võib pakkuda sama põhimõtte täiendavaid rakendusi.
Arxiv – tähtedevahelise missiooni odav eelkäija
Päikese footoni rõhk on päikesesüsteemi kosmoselaevade jaoks elujõuline tõukeallikas. Teoreetiliselt võib see võimaldada ka tähtedevahelisi missioone, kuid päikesegravitatsiooni ületamiseks on vaja äärmiselt väikest massi ristlõike pindala kohta. Me tuvastame aerografiidi, sünteetilise süsinikupõhise vahu tihedusega 0.18 kg m−3 (15,000 1 korda kergem kui alumiinium) kui mitmekülgset materjali, mis tagab päikesevalguse ülitõhusa tõukejõu. Õõnes aerografiidist kera, mille kesta paksus on shl = 1 mm, võib planeetidevahelises ruumis päikesekiirgusele alludes minna tähtedevaheliseks. Päikesest 0.5 AU kaugusel stardimisel jõuab aerografiitkest, mille shl = 60 mm, Marsi orbiidile 4.3 päeva pärast ja Pluuto orbiidile 1 aasta pärast. Aerografiidist õõnsa kera, mille kest on 0.04 µm paksune, vabastamine 6900 AU juures (Parkeri päikesesondi lähim lähenemine) annab põgenemiskiiruseks ligi 1 km s−185 ja 2-aastase käigu meie lähima kauguseni. täht, Proxima Centauri. Meetrisuuruse aerografiitpurje infrapunasignaali võis jälgida JWST-ga kuni 100 AU kaugusel Päikesest, Marsi orbiidist kaugemal. Aerografiidist õõneskera, mille kest on 1 µm paksune, 5 m (230 m) raadiusega, kaalub 5.7 mg (2.2 g) ja selle massivaru on 55 g (1 g), et võimaldada tähtedevahelist põgenemist. Kasuliku koormuse marginaal on kümme korda suurem kosmoselaeva massist, samas kui tähtedevaheliste keemiliste rakettide kasulik koormus on tavaliselt tuhandendik raketi massist. Kasutades 10 g (4.7 g) sellest varust (nt miniatuurse sidetehnoloogia jaoks Maaga), jõuaks see Pluuto orbiidile 2.8 aastat (1 aastat) pärast planeetidevahelist starti 1 AU juures. Lihtsustatud kommunikatsioon võimaldaks uurida planeetidevahelist keskkonda ja otsida kahtlustatavat üheksat planeeti ning toimiks αCentauri eelkäijana. Meie hinnangul on prototüübi arenduskulud 1000 miljon USD, hind 10 USD purje kohta ja kokku < XNUMX miljonit USD, sealhulgas planeetidevahelise missiooniga piggybacki kontseptsiooni käivitamine.
NASA arenenud kontseptsioonide instituudi (NIAC) sponsorluse raames välja töötatud tehnoloogia Plasma Magnet pakub teed suure kiirenduse manöövriteks päikesetuules, sealhulgas kiireks transiidiks välistele planeetidele ja päikesegravitatsiooniläätsele.
AIAA tuuma- ja tulevaste lendude tõukejõu tehniline komitee on rahastanud näidismissiooni JOVE kontseptuaalse disaini uuringu. Lennu korral pakuks JOVE selle tehnoloogia kriitilist lendu. Päikeseenergial töötav kosmoselaev kaaluks ligikaudu 25 kilogrammi ja jõuaks Jupiterisse kolme nädalaga, saavutades hämmastava 300 kilomeetri sekundis. Hr Greason käis üle ideekavandi käigus avastatud peamised disainiprobleemid, vaatas üle hetkeseisu ja arutas võimalikke edasisi samme.
Jeff Greason on ettevõtja ja uuendaja, kellel on 25-aastane kogemus kommertskosmosetööstuses. Ta on ettevõtte Electric Sky peatehnoloog, kes arendab traadita pikamaa võimsust tõukejõuks ja muudel eesmärkidel; ja Tau Zero Foundationi esimees, arendades täiustatud tõukejõutehnoloogiaid päikesesüsteemi ja tähtedevaheliste missioonide jaoks. Ta on olnud aktiivne äripindade reguleerimise väljatöötamisel ja 2009. aastal teenis ta presidendi Augustine'i komisjonis. Jeff oli ettevõtte XCOR Aerospace kaasasutaja ja tegevjuht 1999. aastast kuni 2015. aasta alguseni. Varem oli ta raketimootorimeeskonna juht Rotary Rocket ja Inteli kiibitehnoloogia arenduse insenerijuht. Tal on 28 USA patenti ja ta on hiljuti avaldanud artikleid uudsete kosmosejõu kontseptsioonide kohta. Ta on ka riikliku kosmoseühingu kuberner.
Brian Wang on futuristide mõttejuht ja populaarne teadusblogija, kellel on miljon lugejat kuus. Tema ajaveeb Nextbigfuture.com on teadusuudiste ajaveeb. See hõlmab paljusid häirivaid tehnoloogiaid ja suundumusi, sealhulgas kosmos, robootika, tehisintellekt, meditsiin, vananemisvastane biotehnoloogia ja nanotehnoloogia.
Tuntud tipptasemel tehnoloogiate tuvastamise poolest, on ta praegu suure potentsiaaliga varajases staadiumis ettevõtete käivitamise ja korjanduse kaasasutaja. Ta on süvatehnoloogiainvesteeringuteks eraldatavate teadusuuringute juht ja ingelinvestor Space Angels'is.
Korporatsioonides sagedane esineja, ta on olnud TEDx -esineja, Singularity University esineja ja külaline paljudel raadio- ja taskuhäälingusaadete intervjuudel. Ta on avatud avalikule esinemisele ja nõustamistegevustele.
