현장 추진

Field propulsion

자기장 추진은 우주선 추진의 개념으로 추진체가 필요하지 않고 우주선의 추진력이 항성과 행성의 중력, 자기장과 같은 외부력장과 상호 작용하여 변화된다.그것은 순전히 추측이며 아직 실용적이거나 이론적으로 타당하다는 것이 입증되지 않았다.

종류들

실용적 방법

비록 현재 우주에 널리 사용되고 있지는 않지만, 전자기장이 추진용 해수나 플라즈마 같은 전도성 매체에 작용하는 "필드 추진"의 입증된 지상 사례가 존재하며, MHD는 움직이는 부품이나 금속을 사용하는 것보다 전기 모터와 작동 방식이 유사하다.도체, 유체 또는 플라스마 도체를 사용한다.EMS-1과 보다 최근에 야마토[1] 1은 특허에서 처음 제안된 그러한 전자기장 추진 시스템의 예들이다.미국 5333444.[2] NASA의 전기동적 테더, 로렌츠 액츄얼티드 오르빗,[3] 날개가 없는 전자기 공기 차량, 자석섬유다이나믹 추진기(추진제 사용)와 같은 실험에서 MHD를 우주 환경에 적용할 가능성은 분명히 존재한다.

전기유체역학(Electrohydrodynamics)은 전기 충전 유체를[citation needed] 이온 추진과 같은 경계층 제어에 사용하는 또 다른 방법이다.

현장 추진으로 느슨하게 고려할 수 있는 기타 실무적 방법은 다음과 같다.행성 중력장과 궤도 운동량을 사용하는 중력 보조 궤도; 태양 돛과 자기 돛은 각각 우주선 추력을 위해 방사선 압력과 태양 바람을 사용한다; 에어로브레이킹은 우주선의 상대 속도를 바꾸기 위해 행성의 대기를 이용한다.마지막 두 가지는 실제로 물리적인 입자와 운동량의 교환을 수반하며, 통상적으로 필드와의 상호작용으로서 표현되지는 않지만, 우주선 추진체가 필요 없기 때문에 필드 추진의 예로서 포함되기도 한다.[citation needed]

투기적 방법

제안된 다른 개념들은 "전면물리학"과 현대물리학의 개념을 사용하는 추측성 개념들이다.지금까지 이 방법들 중 어느 것도 명확하지 않게 입증된 것은 없으며, 훨씬 덜 실용적이다.

우드워드 효과는 논란이 많은 관성 개념과 일반 상대성 방정식에 대한 특정 해결책에 기초한다.이러한 효과를 결정적으로 입증하려는 실험은 1990년대부터 실시되어 왔다.

대조적으로, 현재 패러다임 밖의 물리학에 의존하는 현장 추진에 대한 제안의 예는 빛보다 빠른 속도, 워프 추진력, 항원을 위한 다양한 계획이며, 물리적 근거를[citation needed] 알 수 없는, 흔히 눈에 띄는 서술적 구절 이상에 지나지 않는다.에너지와 모멘텀의 보존이 특정 조건(또는 척도)에서 분해된다는 것이 증명될 때까지, 토론할 가치가 있는 모든 계획은 국부적 힘장과 같은 어떤 외부 원천에서 우주선으로 에너지와 모멘텀 전달에 의존해야 하며, 그 다음에는 여전히 다른 모멘텀 및/또는 에너지 원천에서 그것을 얻어야 한다.(에너지 및 운동량 보전을 모두 만족시키기 위해)[citation needed] 코스모스.


'양수변동 벡터 필터링'또한, 만약 진공 변동 효과의 특정한 벡터가 '필터링'이 될 수 있다면, 태양 돛과 유사하지만 대신에 진공 변동을 에너지로 사용하는 추진이 가능해야 한다고 추측되었다.그러한 추진은 무반응이 아니라 자연 중력/질량 효과를 효과적으로 '폭발'할 것이다.진공 변동과 같은 전 벡터 에너지의 벡터를 효과적으로 필터링한다.다양한 양자 중력 이론은 진공 변동이 자연에서 관측된 중력과 휴식 질량 텐더를 생성하는 전기장 에너지를 나타낸다고 주장한다.따라서 Vacuum 변동의 이 제안된 역할에 기초하여 특정 벡터를 선택적으로 '필터링'할 수 있는 경우 그러한 드라이브가 가능해야 한다.그러나 자연 중력/질량 텐서는 비교적 미묘하기 때문에(중간 운반형 추진에 비해) 여과가 가능하더라도 강한 효과는 기대하지 않을 것이다.

공간의 물리적 구조에 따른 현장 추진

이 개념은 우주에 물리적 구조가 있다는 생각을 제안할 수 있는 일반 상대성 이론과 양자장 이론에 기초한다.거시적 구조는 일반상대성이론으로, 미시적 구조는 양자장 이론으로 설명한다.그 아이디어는 우주선 주위의 공간을 변형시키는 것이다.공간을 변형시킴으로써 우주선 배후에 이전보다 압력이 더 높은 지역을 만들 수 있을 것이다.압력 경사로 인해 우주선에 힘이 가해져 추진력을 발생시킬 수 있다.[4]이 추진 개념의 순전히 이론적인 특성 때문에 달성할 수 있는 추력의 양과 최대 속도를 결정하기가 어렵다.현재 그러한 현장 추진체계에 대해서는 순수하게 일반 상대성 이론에 근거한 개념과 양자장 이론에 근거한 개념 두 가지가 있다.[5]

일반적인 상대론적 자기장 추진 시스템 공간은 공간 자체를 무한 탄성체로 취급할 수 있다는 의미로 고무와 유사한 탄성장으로 간주된다.시공간 곡선이 되면 압력장 역할을 하는 정상적인 내부 표면 응력이 발생한다.우주선 뒤에 곡선 표면을 많이 만들면 우주선의 가속도에 사용할 수 있는 단방향 표면 힘을 얻을 수 있다.[5]

양자장 이론 추진 시스템의 경우 양자장 이론과 양자 전기역학에서 기술한 바와 같이, 양자 진공은 비방사성 모드의 무방사성 전자기장으로 구성되며 가능한 최저 에너지 상태인 영점 에너지 상태로 구성된다고 가정한다.또한 물질은 기본 오실레이터로서 서로 결합되는 기본 1차 전하 실체, 파톤으로 구성된다는 이론도 있다.전자파 영점 장을 적용하여 로렌츠 힘을 파톤에 가한다.이것을 유전체 물질에 사용하면 질량의 관성에 영향을 미칠 수 있으며, 그렇게 하면 물질 내부에 응력이나 응력을 일으키지 않고 물질의 가속을 발생시킬 수 있다.[5]

보존법

운동량 보존은 실험에서 운동량이 항상 보존되기 때문에 추진 시스템의 기본 요건이다.[6]이 보존 법칙은 뉴턴과 갈릴레오의 출판작에 내포되어 있지만, 노에더의 정리대로 물리 법칙의 공간적 번역 대칭성에서 근본적인 수준에서 생겨난다.각 추진 기술에서, 어떤 형태의 에너지 교환은 빛의 속도 'c'로 역방향으로 지시된 모멘텀 또는 모멘텀의 전방 변화의 균형을 맞추기 위한 어떤 작은 속도 'v'로 요구된다.외부장과의 상호작용이 없는 경우, 질량을 방출할 때 = P/ 또는 질량 없는 에너지를 방출할 때 = /{\에 의해 추력력력력력력 'F'를 생성하는 데 필요한 전력 'P'가 주어진다.

광자 로켓의 경우 효율이 너무 작아서 경쟁력이 없다.[7]다른 기술은 방출 속도가 빛의 속도보다 작거나 국소 장이 우주 공간에 상주하는 동일한 유형의 또 다른 대규모 영역과 상호작용할 수 있는 경우 더 높은 효율을 가질 수 있는데, 이것이 자기장 효과 추진의 목적이다.

이점

현장 추진 시스템의 가장 큰 장점은 추진체가 필요 없고 에너지 자원만 필요하다는 것이다.이것은 우주선과 함께 어떤 추진체도 저장되고 운송될 필요가 없다는 것을 의미하며, 이것은 장기간의 행성간 또는 심지어 성간 유인 임무에도 매력적이다.[5]현재의 기술로는 되돌아오는 길을 위한 많은 양의 연료를 목적지로 가져와야 하는데, 이것은 전체 우주선의 탑재량을 상당히 증가시킨다.연료의 적재량이 증가하기 때문에 연료의 가속을 위해 더 많은 힘이 필요하며 이는 현재의 로켓 기술의 주된 단점이다.궤도를 달릴 수 있는 수소-산소 동력 로켓의 약 83%가 연료다.[8]

한계

현장 추진력으로는 연료 탱크가 필요하지 않을 것이라는 생각은 기술적으로 부정확하다.관련 고속 도달에 필요한 에너지는 성간 이동에 있어 무시할 수 없는 것이 되기 시작한다.예를 들어 빛의 속도의 1/10로 여행하는 1톤짜리 우주선은 질량-에너지 등가성에 따라 5kg에 해당하는 4.5×10줄의17 운동 에너지를 전달한다.즉, 이러한 속도에 도달하기 위해서는, 이것이 어떻게 달성되었든 간에, 우주선은 100% 효율을 상상하면서 적어도 5kg의 질량/에너지량을 모멘텀으로 변환해야 한다는 것을 의미한다.비록 그러한 질량이 "배출"되지는 않았지만, 여전히 "배출"되었다.

참고 항목

참조

  1. ^ http://www.ovaltech.ca/pdfss/mhddesign.pdf
  2. ^ Meng, J.C.S. (1994년).미국 특허 번호 5333444.워싱턴 DC: 미국 특허청
  3. ^ http://www.ovaltech.ca/pdfss/Lorentz_Actuated_Orbits_1385Peck.pdf
  4. ^ Musha, Takaaki (15 February 2018). Field Propulsion System for Space Travel: Physics of Non-Conventional Propulsion Methods for Interstellar Travel. Bentham Books. pp. 20–37. ISBN 978-1-60805-566-1.
  5. ^ a b c d Minami, Yoshinari; Musha, Takaaki (February 2013). "Field propulsion systems for space travel". Acta Astronautica. 82 (2): 215–20. Bibcode:2013AcAau..82..215M. doi:10.1016/j.actaastro.2012.02.027.
  6. ^ 호-킴, 꽝; 쿠마르, 나렌드라; 람, 해리 C. S. (2004)현대물리학 초대장(설명 인쇄)월드 사이언티픽 19페이지ISBN 978-981-238-303-719페이지 추출
  7. ^ V에 의한 광자 로켓은 없을 것이다.스밀가 http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/611872.pdf
  8. ^ Pettit, Don. "The Tyranny of the Rocket Equation". NASA.

외부 링크