Vela eletrônica em fio de alumínio - Aerospace Black Technology

Não muito tempo atrás, a NASA anunciou um sistema de propulsão muito vanguardista e tecnologicamente avançado para futuros veículos espaciais. O sistema é liderado pela subsidiária da NASA, o Marshall Space Center, e é totalmente conhecido como Heliopause Electrostatic Rapid Transit System, também conhecido como Solar Electric Sail Propulsion System HERTS. É particularmente futurista olhar apenas para a aparência? Isso mudou sua compreensão das aeronaves?

Composição estrutural de velas eletrônicas

A vela eletrônica não é tão completa quanto a superfície da vela tradicional e, como parte principal do sistema de propulsão, existem alguns fios de alumínio particularmente finos. Sim, você não está enganado. Esses fios finos são fios de alumínio. Claro, este não é um fio de alumínio comum em nosso dia a dia. Esses fios de alumínio são extremamente finos e longos, com diâmetro de 1 milímetro, aproximadamente a mesma espessura de um clipe de papel, e são superlongos, medindo 12,5 milhas, ou cerca de 20 quilômetros. Qual é o conceito desse comprimento? Tem quase o comprimento de 219 campos de futebol dispostos juntos. Uma vela eletrônica normalmente consiste em 10 a 20 fios de alumínio que irradiam do centro para os arredores. Depois que o foguete atinge a posição designada, o fio de alumínio é estendido do centro para ambas as extremidades, e dois pequenos foguetes são usados ​​para impulsionar e completar a tarefa de implantação em forma de leque do grupo de fios de alumínio. Preencha o formulário final de implantação da vela eletrônica.

A fonte de energia das velas eletrônicas

É claro que ter um sistema eletrônico de propulsão de vela não é suficiente para navegar no espaço. O aspecto importante da navegação interestelar é o poder de propulsão. Os motores aeroespaciais tradicionais requerem os seus próprios propulsores, que representam uma grande proporção da massa total dos foguetes e restringem seriamente a carga útil e a distância de voo das naves espaciais. Portanto, buscar formas mais eficazes de avançar sempre foi a direção da pesquisa científica.

Os cientistas voltaram sua atenção para o Sol, o chefe máximo da energia no sistema solar. As velas eletrônicas são impulsionadas pelo vento solar gerado pelo sol. Ao contrário do vento composto por moléculas na Terra, o vento solar é um fluxo de partículas carregadas de plasma supersônico emitidas pela atmosfera superior do Sol, compostas por partículas como prótons e elétrons, e os efeitos que produzem quando fluem são muito semelhantes aos do fluxo de ar. . A densidade do vento solar é muito tênue e insignificante. Geralmente, no espaço interplanetário próximo à Terra, existem de várias a dezenas de partículas por centímetro cúbico, enquanto a densidade do vento na Terra é de 268,7 bilhões de moléculas por centímetro cúbico. No entanto, a forte força do vento solar é muito mais forte do que o vento na Terra. A velocidade do vento solar próximo à Terra é geralmente de 350-450 quilômetros por segundo, podendo chegar a 800 quilômetros por segundo quando forte. Pode não parecer muito apenas olhar para os números. Você deve saber que os ventos mais fortes da Terra são os tufões, com velocidades de vento de apenas 32,5 metros por segundo ou superiores para tufões de categoria 12. Essas velocidades do vento já são um desastre.

Devido à finura do vento solar, não temos percepção intuitiva dele. Mas sua velocidade ultra-alta é a chave para a tecnologia negra das velas eletrônicas. Na verdade, alguns cientistas já tentaram usar o vento solar para voos interestelares. A NASA lançou com sucesso um pequeno satélite movido a vela solar em 2010. Em maio do mesmo ano, foi lançada uma sonda espacial chamada IKAROS da Agência Espacial Japonesa, comprovando a possibilidade de utilização de velas solares para navegação interestelar. Ao contrário das velas solares anteriores que usavam placas de metal extremamente finas com efeitos de vela e dependiam da pressão solar para propulsão, este projeto de vela eletrônica utilizou os fios de alumínio mencionados acima. Esses fios de alumínio serão carregados positivamente, utilizando a força de repulsão com partículas do vento solar para fornecer energia para naves espaciais e naves espaciais. Em teoria, não necessita de nenhum propulsor, desde que haja luz solar, pode voar e a sua velocidade de voo é muito mais rápida do que as aeronaves existentes, com uma velocidade elevada esperada de 400 a 750 quilómetros por segundo.

O movimento em alta velocidade das velas eletrônicas

Para compreender melhor as velas eletrônicas, uma nova unidade precisa ser introduzida. Na astronomia, a unidade astronômica UA é comumente usada para representar a distância, em vez da unidade de comprimento que comumente usamos. Uma UA refere-se à distância média do Sol à Terra, aproximadamente 149,6 milhões de quilômetros. Devido ao afinamento do vento solar à medida que se afasta do sol, a fim de garantir impulso e aceleração suficientes, a área efetiva da vela eletrónica aumentará com o alcance. Em 1UA, a área efetiva é de 601 quilômetros quadrados, apenas um pouco menor que o centro da cidade de Chicago; Em 5UA, a área efetiva pode chegar a 1.200 quilômetros quadrados, o que é próximo ao tamanho de Los Angeles.

Outra vantagem das velas eletrônicas é que sua distância de aceleração excede em muito a das velas solares. Geralmente, se o alcance de uma vela solar exceder 5 UA, sua aceleração irá parar devido à dissipação da energia do fóton solar. Devido ao fluxo contínuo de partículas e ao aumento da área efetiva, a aceleração da vela eletrônica não irá parar, mas continuará a uma distância de 16-20AU. Sendo a primeira nave espacial humana a chegar ao limite do sistema solar, a Voyager completou a sua missão em 2010, após 35 anos de voo. No entanto, as velas eletrônicas podem completar esta tarefa em 12 anos ou até menos. Portanto, esta tecnologia negra pode derrubar as tecnologias de propulsão existentes.

É claro que essa tecnologia ainda não entrou na fase de lançamento, e o número de prótons repelidos pelos fios e o número de elétrons atraídos pelos fios ainda estão sendo testados no Marshall Space Flight Center. Testes de plasma também estão em andamento para corrigir o modelo. A expectativa é que dentro de 10 anos as velas eletrônicas estreiem oficialmente no cenário aeroespacial. Na verdade, independentemente do futuro das velas electrónicas, haverá inevitavelmente avanços tecnológicos explosivos no espaço humano que irão derrubar as tecnologias existentes, e os nossos passos no espaço também se tornarão cada vez mais distantes. Somente ideias inovadoras podem gerar tecnologia inovadora.