Melhores missões interestelares tripuladas usam alimentos dinâmicos

Se estivermos enviando missões interestelares tripuladas para outros sistemas estelares, fica muito difícil manter as massas e os níveis de energia quase razoáveis. As missões de viagem interestelares realmente se exercitam melhor depois que a humanidade aumentar os níveis gerais de poder humano em mil ou até um milhão de vezes, industrializando o sistema solar. Várias propulsão prevista parecem bastante factíveis para sondas não tripuladas, mas os níveis de poder e outros aspectos dos sistemas entram em múltiplos da civilização humana atual rapidamente para missões tripuladas. Há um progresso lento para provar conceitos como foguetes de fragmento de fissão. Ryan Weed tem um projeto da NASA para melhorar os conceitos em torno de foguetes de fragmento de fissão. Motor de foguete de fragmento de fissão (FFRE) que é exponencialmente mais eficiente do que os motores de foguete atualmente usados para alimentar os veículos espaciais atuais e podem obter impulso específico muito alto (> 100.000 s) em alta densidade de potência (> kW/kg). Os projetos propostos atuais para os motores de foguetes de fragmento de fissão são proibitivamente massivos, têm restrições térmicas significativas ou requerem projetos complexos de implementação, como levitação em poeira, o que limita a viabilidade de curto prazo. Ryan propõe desenvolver um pequeno protótipo do núcleo do reator nuclear de baixa densidade e converter a energia nuclear armazenada em um material físsil em um escapamento de foguetes de alta velocidade e energia elétrica para cargas de naves espaciais. As principais melhorias em relação aos conceitos anteriores são: 1. Incorporar as partículas de combustível do físsil em uma matriz de airgel de densidade ultra baixa para obter um conjunto de massa crítico2. Utilize avanços recentes no campo alto, ímãs supercondutores de alta temperatura para restringir as trajetórias de fragmento de fissão entre os elementos moderadores para minimizar a massa do reator. A matriz do airgel e o campo magnético alto (acima de 20tesla) permitem que os fragmentos de fissão escapem do núcleo enquanto aumentam a perda de calor condutiva e radiativa das partículas individuais de combustível. O trabalho da NIAC fornecerá uma análise missionária detalhada do trânsito rápido para a SGL para imagens diretas e espectroscopia de alta resolução de uma exoplaneta habitável a uma distância de até 100 anos-luz. O sistema de propulsão FFRE poderia fornecer a Delta-V para atingir o SGL em menos de 15 anos e fornecer a capacidade de desaceleração e manobra na SGL. Os telescópios atuariam como um único detector de pixels enquanto atravessava a região do anel de Einstein, construindo uma imagem do exoplaneta com resolução suficiente para ver suas características da superfície e sinais de habitabilidade. Os conceitos pré-interstelares analisam a tecnologia de dimensionamento para obter mais rápidas missões do sistema solar. A propulsão do fragmento de fissão é explorada para o transporte da Terra Marte, mas mostra sua superioridade para missões mais longas para Saturno e além. Todos os aspectos dos ímãs plasmáticos e alojamento dinâmico podem permanecer menores e mais eficientes que a unidade ímã plasmática com alojamento dinâmico é um sistema que pode ser plausivelmente escalado para missões de tripulação humana de até 2-3% da velocidade de luz sem precisar de sistemas de energia Gigawatt. Parece um dos sistemas com o menor número de desafios tecnológicos. Existem muitas outras propostas para chegar a essa velocidade. As velas solares que voam muito perto do sol e das velas empurradas a laser também funcionariam. No entanto, fazer com que o laser empurrasse velas grandes o suficiente para transportar uma equipe humana aumentaria rapidamente os sistemas de energia necessários para as dezenas de gigawatts e até terawatts de poder. Houve alguns experimentos de laboratório e trabalho teórico para validar aspectos do conceito de propulsão de ímã plasmático. O ímã de plasma é um dispositivo de arrasto de vento inventado há quase vinte anos pelo Dr. John Slough, da Universidade de Washington. Um foguete que usa um propulsor para criar impulso. Um ímã de plasma (design mais recente /piloto de vento) usa a pressão do vento solar para obter impulso. Esse tipo de propulsão realmente existe na natureza. Uma costa de dente -de -leão sob o vento ao seu destino final. Aumentar o tamanho do navio de transmissão de ímã plasmático reduziria a aceleração. No entanto, o sistema pode fazer mais viagens ao redor do sol para aumentar a velocidade. Isso é descrito abaixo, onde a altura dinâmica é usada para obter até dez vezes a velocidade do vento solar. Jeff Groason tem propostas para ir além dos sistemas dinâmicos de ímã plasmático dinâmico para atingir 25% da velocidade da luz. Essas propostas estão em outros artigos no NextBigFuture aqui e aqui. O vento solar é um fluxo de partículas carregadas rapidamente em movimento. Esse fluxo de alta energia pode variar em velocidades de 450 quilômetros por segundo a 800 quilômetros por segundo, dependendo do ângulo. A propulsão de vela de plasma baseada no ímã plasmática é um sistema único que aproveita a energia ambiente do vento solar com requisitos mínimos de energia e massa. A unidade em si consiste em um par de bobinas de polifásica montadas no centro ou perto de uma nave cilíndrica que uma vez energizada produz um campo magnético rotativo. Novos designs usam bobinas e fios supercondutores. Um campo magnético alimenta correntes que geram uma enorme concha de plasma para cercar a espaçonave, potencialmente atingindo dezenas de quilômetros de tamanho. Essa concha de plasma acionado magneticamente se expande para fora em forma de disco até que seu tamanho seja equalizado pela pressão do vento solar e, em seguida, usa o princípio do arrasto para navegar essencialmente o vento solar como o dente-de-leão na brisa do verão. O alojamento dinâmico permite velocidades dez vezes ou mais que a velocidade do vento. Você entra e sai das diferenças na velocidade do vento. Mergulhar dentro e fora do vento solar permitiria velocidades 10 vezes a velocidade do vento solar. 6900 quilômetros por segundo seria 2,3% da velocidade da luz. A crescente dinâmica foi comprovada com o vôo de pelicanos e gaivotas do mar. Velas mais altas foram mostradas usando drones. Uma demonstrações completas de prova de conceito no espaço para ímãs de plasma ainda não foi feita. Aqui está um resumo das principais evidências e esforços de validação até agora: 1. Testes da câmara de vácuo: Experiências foram realizadas em uma câmara de vácuo usando uma fonte de vento solar simulada para testar o conceito de ímã de plasma. Esses testes demonstraram:-Deflexão eficiente do plasma pelo campo magnético, com deflexão de até 100% em forças de campo mais altas.-A capacidade de produzir um plasma de alto beta dentro de um campo magnético dipolo. 2. Medições de impulso: Um sensor de posição de fibra óptica foi usado para detectar o impulso transmitido à antena da deflexão do plasma solar solar simulado. Os experimentos mostraram: – Um grande deslocamento atribuível à deflexão do simulador de vento solar pela corrente de plasma gerou campos magnéticos – um impulso médio de cerca de 1,25 N durante um pulso de 200 μs, com uma potência de impulso de 0,6 MW. Trabalho teórico e simulações 1. Simulações de MHD: simulações de magneto -hidrodinâmica (MHD) foram realizadas para modelar o comportamento do ímã plasmático. Essas simulações ajudaram a justificar a separação de regiões controladas por fonte e solar controladas por origem plasmática da bolha magnética. 2. Simulações híbridas: Simulações híbridas foram usadas para estudar a transferência de momento para as regiões mais internas da vela plasmática, mostrando forças aproximadamente perpendiculares ao fluxo de vento solar. Precisam provar grandes bolhas de plasma e voar no espaço 1. Escala: Os experimentos de laboratório foram realizados em uma escala muito menor do que seria necessário para a propulsão espacial real. 2. Fallof de campo magnético: Houve debates e pesquisas sobre a taxa na qual o campo magnético cai, o que afeta significativamente a previsão de desempenho. 3. Eficiência de extração de energia: a eficiência da extração de energia do meio plasmático continua sendo um desafio, com preocupações de que possa ser muito baixo se semelhante às turbinas eólicas do eixo vertical. Testes propostos 1. Demonstração no espaço: Uma demonstração tecnológica no espaço foi proposta como a próxima etapa lógica. Por exemplo, o experimento de velocidade de observação de Júpiter (Jove), um conceito de demonstrador de 16U Cubesat, foi sugerido para testar a tecnologia. Brian Wang é um líder de pensamento futurista e um blogueiro de ciências popular com 1 milhão de leitores por mês. Seu blog NextBigfuture.com está classificado como #1 Blog de notícias de ciências. Abrange muitas tecnologias e tendências disruptivas, incluindo espaço, robótica, inteligência artificial, medicina, biotecnologia antienvelhecimento e nanotecnologia. Conhecida por identificar tecnologias de ponta, ele atualmente é co-fundador de uma startup e angariador de fundos para empresas em estágio inicial de alto potencial. Ele é o chefe de pesquisa de alocações para investimentos em tecnologia profunda e um investidor anjo da Space Angels. Um orador frequente das empresas, ele foi um orador do TEDX, um orador da Universidade de Singularidade e convidado em inúmeras entrevistas para rádio e podcasts. Ele está aberto a falar em público e aconselhar compromissos.

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