الفضاء

يقترح مهندس ناسا استخدام مسرع الجسيمات كمحرك صاروخي

اليوم ، الرحلات الجوية بين الكواكب (لاالحديث عن الحركات التي تتجاوز حدود نظامنا الشمسي) تقف ضد مشكلة واحدة - القوة غير الكافية لمحركات الصواريخ. بالطبع ، العمل مستمر لتحسين هذا المكون من الصواريخ. شخص ما يتعامل بجدية مع مسألة إنشاء محرك أيوني ، لكن ديفيد بيرنز ، مهندس ناسا ، الذي يقترح استخدام مسرع الجسيمات كمحرك ، ذهب أبعد من ذلك.

مسرع الجسيمات كمحرك؟ لم لا!

كيفية بناء محرك للرحلات بين الكواكب؟

دعونا نبدي تحفظًا على الفور (كما فعلت هذا في الواقعمؤلف الفكرة في تقريره) أن فكرة إنشاء مثل هذا المحرك هو مجرد مفهوم. ناسا لا تملك حاليا نموذجا أوليا للعمل. اقترح المهندس ديفيد بيرنز من مركز مارشال الفضائي التابع لناسا استخدام معجل الجسيمات ذي الشكل الحلزوني. ودعا مثل هذا المحرك "المسمار".

محرك الفضاء مماثلة يمكن استخدامهامن أجل الحفاظ على الأقمار الصناعية في المدار لفترة طويلة دون التزود بالوقود ، يقول السيد بيرنز. "يمكن أن يكون مفيدًا أيضًا عند تحريك سفن الفضاء عبر مسافات شاسعة ، وتطوير سرعات قريبة من الضوء". ما لم تكن ، بالطبع ، الحسابات صحيحة ولا تتعارض مع قوانين الفيزياء.

تصميم المحرك على أساس القانون الثالثنيوتن. إذا نسي شخص ما فجأة ، فذكره بإيجاز: قانون نيوتن الثالث أو قانون المساواة في الفعل ورد الفعل هو أحد القوانين الأساسية الثلاثة لميكانيكا نيوتن. يقول أن كل فعل له دائما رد فعل معاكس ومتكافئ. على سبيل المثال ، يصف مهندس ناسا قضيبًا مستقيمًا مغلقًا على كلا الجانبين ، حيث يتحرك الحمل. الحمولة التي تتحرك على طول قضيب مستقيم داخل القضيب ستجعلها تتحرك ذهابًا وإيابًا على سطح خالٍ من الاحتكاك.

انظر أيضا:

ومع ذلك ، إذا بدلا من استخدام البضائعمسرع الجسيمات ، الذي يتحرك في دوامة ، ثم يتغير كل شيء. عندما تتحرك إلى الأمام ، تزداد طاقتها المحتملة ، وتنخفض عندما تتحرك للخلف. وبالتالي ، عندما يدخل العنصر الغرفة الأمامية للقضيب ، تحدث حركة إلى الأمام. تعتقد بيرنز أنه إذا تم إعطاء محرك المسمار وقتًا ووقتًا كافيًا ، فسيكون قادرًا على تحقيق سرعات نسبية محتملة بمساعدة مسرع الجسيمات. ويرد توضيح لهذه العملية في الشكل أدناه. ما رأيك في هذا المحرك؟ اكتب عنها في محادثتنا في Telegram.

المبدأ النظري للمحرك الجديد

علاوة على ذلك ، هذا النوع من المحركات لديه عدد منقيود. بادئ ذي بدء ، لن يكون من الممكن بكل بساطة اختبار هذا المحرك بالكامل على الأرض ، لأنه لن يعمل إلا في ظروف الغياب التام للاحتكاك. هذا هو ، في الفضاء الخارجي. نقطة أخرى هي حجم المحرك نفسه. يبلغ قطرها 12 مترًا ، ويبلغ طولها حوالي 200 متر. وهذا مجرد محرك بدون مقصورات سكنية ، ومعدات مساعدة ، وأنظمة دعم الحياة وما إلى ذلك. في الفضاء الخارجي ، تعد هذه الأبعاد صغيرة ، ولكن يمكنك فهم المقياس: يبلغ طول المحطة الفضائية الدولية حاليًا حوالي 100 متر ، بينما يبلغ طول المركبة الفضائية من قناع إيلون حوالي 50 مترًا.

نقطة أخرى هي كفاءة الطاقة. سوف يستغرق الأمر حوالي 125 ميجاوات للحصول على نيوتن واحد على الأقل من القوة. أيضا ، قد ينشأ عدم كفاءة التثبيت بسبب حقيقة أن تصميمه قد ينتهك قانون الحفاظ على الزخم. لكن المهندس يعتقد أن "الأمر يستحق المحاولة على الأقل" قبل التخلي عن هذه الفكرة. ما هو رايك