Альтернатива теплозащитному экрану при повторном входе

Почему управляемые возвращаемые аппараты (например, самые последние «Орион» и «Дракон») не используют сильное магнитное поле при входе в атмосферу, чтобы «защитить» тупой конец от плазмы?

Рассуждение: Заряженные частицы (плазма) отклоняются магнитными полями.

Магнитное поле нужно будет активировать всего на несколько минут, и, возможно, оно также сможет поворачивать транспортное средство, слегка контролируя его величину. Он в основном используется для снижения тепловой нагрузки/интенсивности теплозащитного экрана, контроля скорости спуска и обеспечения маневренности. Третий закон Ньютона гласит, что магнитное поле будет замедлять транспортное средство в зависимости от его силы.

Быстрый расчет с использованием Ф знак равно д в Б , куда в знак равно 8900  РС (максимальная скорость при входе в атмосферу), Ф знак равно 255  кН (3g замедление на модуле экипажа Orion 8,5  тонн ), д знак равно 10  С (Произвольно) подразумевает Б знак равно 2  Тесла . Который можно построить свет.Заряд плазмы выбран случайно, более точный заряд будет очень кстати!

Если вы хотите добавить дополнительную информацию к своему вопросу, отредактируйте ее в вопросе; не оставляйте это как комментарии.
Интересная ветка на эту тему: forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=29912.0 Эта ветка, очевидно, привела к некоторым усилиям Джона Гоффа по разработке этой концепции: parabolicarc.com/2014/05/05/altius-space-machines
В дополнение к пунктам, поднятым Охотником на оленей в своем ответе, я бы добавил, что использование магнита с питанием для отклонения ионизированного газа более сложно и подвержено отказам, чем теплозащитный экран, который не имеет компонентов и весит очень мало (типичное тепловое излучение). материал экрана, как и PICA, очень легкий). И это также (относительно) дешево. Итак, вы предлагаете более сложное, вероятно, более тяжелое и дорогое решение, которое по своей сути с большей вероятностью потерпит неудачу. И вам все равно придется иметь какой-то теплозащитный экран, даже если магнитное отклонение сработает. Итак... кажется, что существующее решение лучше?
2 ссылки были очень полезны, похоже, они уже разрабатываются. Но на данный момент PICA — это самый дешевый/самый эффективный вариант, который у нас есть, пока не будут проведены дополнительные исследования и разработки.
Эта статья от esa рассказывает об этой проблеме, проверьте ее. esa.int/gsp/ACT/projects/mhd_reentry
У меня только что возник тот же вопрос, когда я прочитал, что теплозащитные экраны могут быть испытаны в термоядерных реакторах, и, немного почитав здесь, снова спросил себя, есть ли способ создать материал, который может превращать тепло в магнетизм. Я не эксперт в этой теме, но, может быть, можно иметь легкий и пассивный материал, отклоняющий плазму? scitechdaily.com/…

Ответы (2)

В вашем вопросе/предложении есть несколько неправильных представлений:

  1. «Орион» и «Дракон», как и другие возвращаемые капсулы, не летят конусом вперед. Они летят тупым «нижним» боком вперед. ( исправлено в пересмотренном вопросе )

  2. Плазма создается самим прохождением аппарата по воздуху на высоких гиперзвуковых скоростях. При более низких скоростях ионизация намного меньше, но сопротивление воздуха намного больше — представьте, что вы врезаетесь в кирпичную стену на скорости 60 миль в час.

  3. Магнитное поле требует громоздких генераторов и более тяжелых батарей, что значительно удорожает запуски.

  4. Вход в атмосферу означает использование атмосферы Земли для замедления корабля. Если вы каким-то образом устраните источник сопротивления, вы сведете на нет преимущества, которые дает атмосфера.

Однако в вашем вопросе есть семена полезных инженерных устройств, хотя и для других этапов полета или целей:

  1. Запуск через нижнюю, самую плотную атмосферу действительно выигрывает от снижения лобового сопротивления. Поэтому были изобретены аэродинамические шипы.

  2. Разработчики боеголовок в менее гражданских условиях могут счесть необходимым уменьшить их радиолокационную заметность и прибегнуть к «электромагнитной маскировке».

Ходили досужие разговоры о зарядке аккумуляторов от плазмы. Типа рекуперативного торможения. Торможение было бы сравнительно небольшим, но в принципе вы могли бы собрать немало электроэнергии.
Если электромагнитное экранирование осуществимо, но для потребности в энергии, и электрическая энергия может быть собрана из плазмы, как насчет использования плазмы для питания щита, требующего только батарей для его «запуска»?

Были предложения использовать теплозащитный экран, который имеет множество маленьких отверстий, через которые может протекать вода. Это позволило бы энергии транспирировать воду, а не плавить материалы. Но в этом случае вам нужно взять с собой достаточно воды для посадки.

Альтернатива теплозащитному экрану при повторном входе
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v