Jeff Greason leírja, hogyan lehet a fénysebesség 2%-áról dinamikus napszél-szárnyalással, majd a napból hajtott pelletekkel a fénysebesség 2-6%-ára csökkenteni a meglévő rövid távú technológia segítségével. A fénysebesség 6%-ánál a csillagközi közegben lévő részecskék olyan kölcsönhatásba lépnek az űrhajóval, mint a magfúziós szintű energián túl. A nagy intenzitású energiát felhasználják a meghajtás meghajtására, hogy elérjék a fénysebesség 25%-át. A napszél dinamikus szárnyalási fázisában használt plazmamágnes a célcsillagnál történő fékezésre szolgál.
Ezek okos módszerek arra, hogy viszonylag rövid távú technológiákat alkalmazzanak a fénysebesség 25%-ának eléréséhez szondákkal és esetleg emberes űrhajókkal. A fénysebesség 2%-ának 2 év alatti eléréséhez szükséges módszerek elegendőek a Naprendszeren belüli utazáshoz, és a gravitációs lencse pontjainak kiegyenlítéséhez, amelyek körülbelül egy tucatszor távolabbról kezdődnek, mint a Plútó. A gravitációs lencsék területére lépve egy kis teleszkóp lencseként használja a Napot, hogy 10 milliárdszor erősebbé váljon. Űrteleszkópok millióival előre feltárhatjuk az összes naprendszert 1000 fényéven belül. Ezután úgy döntünk, hogy tényleges szondákat küldünk a legjobb naprendszerekhez, amelyeket már megkezdtünk a megfigyelőközpontokkal, amelyeket a Nap körül 3 fénynapnyi távolságra küldtek ki.
A csillagközi repüléshez szükséges kinetikus energia megfizethető megszerzése nehéz, és a meglévő természetes energiaforrások, például a napszél kiaknázása vonzó a költségek csökkentése szempontjából. A közzétett koncepciókban azonban hiányosság van, mivel a napszél sebessége ~700 km/s-ra van korlátozva, miközben még az olyan koncepcióknál is, mint a szélenergiával hajtott reakcióhajtás ('q'-drive) a sebesség ~5%-a c el kell érni, mielőtt átvehetik az irányítást. Hiányzott a költséghatékony módszer ennek a hiánynak a pótlására.
Az aerografit pufigombócok a nap közelében szabadulhatnak fel, és a fénysebesség körülbelül 5%-ára gyorsulnak fel. Az aerographite ultravékony hab, és 15,000 XNUMX-szer könnyebb, mint az alumínium.
Célkitűzés – Mutasson be egy módszert, amellyel a napszél által felgyorsított inert pelletek felhasználhatók egy űrjármű felgyorsítására a napszél sebességétől akár ~5%-ig.
Módszerek: Klasszikus fizika számítások az alapvető fizika és a megközelítés megvalósíthatóságának támogatására.
Eredmények: Ha két anyagáram közel van egymáshoz, de eltérő sebességgel, vagy ha ugyanazon a téren mozognak, de eltérő sebességgel és megkülönböztethető tulajdonságokkal, akkor a sebességkülönbség vagy a sebességnyírás felhasználható hajtóenergia nyerésére. Ilyen eset például a csillagközi közegben mozgó pelletfolyam. A pelletekkel való meghajtás a technika állása szerint feltárt ötlet, amely nagy sebességű pelleteket igényel; a pelletek és a csillagközi közeg közötti sebességkülönbségből hasznos munka kinyerése lehetővé teszi, hogy a hajó a pelleteken átfutó, és a csillagközi közegen való áthaladásból energiát is nyerjen, hogy hajtóenergiát nyerjen még akkor is, ha gyorsabb, mint a pellet, és még akkor is, ha a pellet inert reakciómasszából állnak. Ennek alapvető fizikáját, a teljesítményegyenleteket pedig a viszonylag lassú (napszél által felgyorsított) pelletekkel összefüggésben tárgyaljuk, hogy egy űrhajót a napszél sebességének jelentős többszörösére küldjenek. Egy másik eset, amikor a kis makrorészecskék és a plazmaszél eltérő sebességű, a belső naprendszer az ekliptika síkjában, ahol a napszél és az állatövi por eltérő sebességeloszlású; ez ugyanennek az elvnek további alkalmazásait kínálhatja.
Arxiv – egy csillagközi küldetés alacsony költségű előfutára
A nap fotonnyomása életképes tolóerőforrást biztosít az űrhajók számára a Naprendszerben. Elméletileg csillagközi küldetéseket is lehetővé tenne, de a napgravitáció leküzdéséhez keresztmetszetenként rendkívül kis tömegre van szükség. Az aerografitot, egy 0.18 kg m-3 sűrűségű szintetikus szénalapú habot (15,000 1-szer könnyebb, mint az alumíniumot) sokoldalú anyagként azonosítjuk a napfénnyel történő rendkívül hatékony meghajtáshoz. Egy üreges aerografitgömb, amelynek héjvastagsága shl = 1 mm, csillagközi állapotba kerülhet, ha a bolygóközi térben napsugárzásnak van kitéve. A Naptól 0.5 AU távolságra történő kilövéskor egy shl = 60 mm-es aerografithéj 4.3 nap alatt érkezik a Mars pályájára, a Plútó pályájára pedig 1 év alatt. Egy 0.04 µm vastagságú aerografit üreges gömb kibocsátása 6900 AU-nál (a Parker Solar Probe legközelebbi megközelítése) közel 1 km s−185 menekülési sebességet és 2 éves utazást eredményez a legközelebbi távolságig. sztár, Proxima Centauri. Egy méteres aerografit vitorla infravörös jelzését a Naptól legfeljebb 100 AU távolságra lehetett megfigyelni a JWST-vel, a Mars pályáján túl. Egy aerografit üreges gömb, amelynek héja 1 µm vastag, 5 m (230 m) sugarú, 5.7 mg (2.2 g), tömegkülönbsége pedig 55 g (1 g) lehetővé teszi a csillagközi menekülést. A hasznos teherbírás az űrhajó tömegének tízszerese, míg a kémiai csillagközi rakéták rakétája jellemzően a rakéta tömegének ezredrésze. Ebből a margóból 10 g (4.7 g) felhasználásával (pl. miniatűr kommunikációs technológiához a Földdel) 2.8 évvel (1 év) érné el a Plútó pályáját az 1 AU-s bolygóközi kilövés után. Az egyszerűsített kommunikáció lehetővé tenné a bolygóközi közeg tanulmányozását és a feltételezett Kilencedik bolygó felkutatását, és előfutárként szolgálna az αCentaurihoz. Becsléseink szerint a prototípus fejlesztési költsége 1000 millió USD, ára vitorlánként 10 USD, és összesen kevesebb, mint XNUMX millió USD, beleértve a bolygóközi küldetést is magában foglaló hátoldali koncepció elindítását.
A NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) támogatásával kifejlesztett technológia, a Plasma Magnet utat kínál nagy gyorsulású manőverekhez a napszélben, beleértve a gyors áthaladást a külső bolygókra és a Nap Gravitációs Lencséjére.
Az AIAA Nukleáris és Future Flight Propulsion Technikai Bizottsága támogatta a JOVE demonstrációs küldetés elvi tervezési tanulmányát. Ha repül, a JOVE biztosítaná ennek a technológiának a kritikus repülési bemutatóját. A napenergiával működő űrszonda körülbelül 25 kilogrammot nyomna, és három hét alatt eljutna a Jupiterbe, elképesztő 300 kilométeres másodpercenkénti sebességgel. Greason úr áttekintette az elvi tervezés során feltárt legfontosabb tervezési kihívásokat, áttekintette a jelenlegi állapotot, és megvitatta a lehetséges további lépéseket.
Jeff Greason vállalkozó és innovátor, 25 éves tapasztalattal a kereskedelmi űriparban. Ő az Electric Sky vezető technológusa, aki nagy hatótávolságú vezeték nélküli energiát fejleszt meghajtási és egyéb célokra; és a Tau Zero Alapítvány elnöke, aki fejlett meghajtási technológiákat fejleszt naprendszeri és csillagközi küldetésekhez. Aktívan részt vett a kereskedelmi űrszabályozás fejlesztésében, és 2009-ben az Elnöki Augustine Bizottság tagja volt. Jeff az XCOR Aerospace társalapítója volt, 1999-től 2015 elejéig vezérigazgatóként dolgozott. Korábban ő volt a rakétahajtómű-csapat vezetője Rotary Rocket és egy mérnöki menedzser a chip technológia fejlesztésében az Intelnél. 28 amerikai szabadalom birtokosa, és a közelmúltban publikált újszerű űrmeghajtási koncepciókat. Emellett a National Space Society kormányzója.
Brian Wang futurista gondolatvezető és népszerű tudományos blogger, havi 1 millió olvasóval. Blogja a Nextbigfuture.com a Science News Blog első helyén van. Számos zavaró technológiát és trendet fed le, beleértve az űrt, a robotikát, a mesterséges intelligenciát, az orvostudományt, az öregedésgátló biotechnológiát és a nanotechnológiát.
A legmodernebb technológiák azonosításáról ismert, jelenleg társalapítója a nagy potenciállal rendelkező korai stádiumú cégek indításának és adománygyűjtésének. Ő a mélytechnológiai beruházások elosztásának kutatási vezetője és egy angyalbefektető a Space Angels -nél.
A vállalatok gyakori előadója, volt TEDx -előadó, a Szingularitás Egyetem előadója és számos rádió- és podcast -interjú vendége. Nyitott a nyilvános beszédre és tanácsadásra.
