Может ли CubeSat двигаться с помощью этой низкотехнологичной электромагнитной двигательной установки?

Я придумал концептуальную идею низкотехнологичной электромагнитной двигательной установки для CubeSat, и я хотел бы знать, создаст ли она (теоретически) результирующую силу, достаточно сильную, чтобы удерживать CubeSat на орбите и/или продвигать его через межпланетное пространство.

Пожалуйста, обратитесь к концептуальному чертежу ниже.

На нем изображена неметаллическая доска с двумя прикрепленными к ней неметаллическими стойками. К каждой стойке прикреплен неметаллический рычаг с электромагнитом, прикрепленным к каждому концу рычага. (Провода для каждого электромагнита на этом чертеже не показаны). Я пометил каждый электромагнит номером, чтобы объяснить, как будет работать система. Стрелки на чертеже указывают направление вращения каждого рычага.

Принцип работы заключается в том, что когда электромагниты на каждом рычаге притягиваются друг к другу посредством их взаимодействующих магнитных полей, каждый рычаг будет оттягиваться от стойки, на которой он вращается, и эта тяговая сила, действующая на каждую стойку, создаст сеть. сила на доске, которая должна двигать доску (и, следовательно, CubeSat) в направлении, указанном на чертеже.

Это будет работать следующим образом: когда рычаги вращаются вокруг своих стоек, когда электромагнит на верхнем рычаге достигает точки B, а электромагнит на нижнем рычаге достигает точки C, на эти электромагниты подается электричество, заставляя их притягиваться друг к другу. Когда оба этих электромагнита вместе достигнут точки А, электричество к каждому из них будет отключено, поэтому они не будут магнитно заперты вместе и не вызовут остановку вращения их рычагов. Эту функцию выполняли бы электрические выключатели, активируемые вращением.

Таким образом, поскольку электромагниты № 2 и № 3 включены во время движения между точками B/C и точкой A, электромагниты № 1 и № 4 будут выключены. Затем, когда электромагниты № 1 и № 4 включаются во время движения между точками B / C и точкой A, электромагниты № 2 и № 3 выключаются. Электричество для электромагнитов будет поступать от батарей, заряжаемых солнечными панелями.

Кроме того, я считаю, что рычаги должны вращаться вокруг подшипников вала с высоким коэффициентом трения. Это было бы идеально для этой системы, потому что чем труднее электромагнитам вращать рычаги, тем дольше рычаги будут находиться в области от точек B / C до точки A доски и, таким образом, должны генерировать больше чистой силы во время каждого полного оборота. рычагов, но я не знаю, правда это или нет. Недостатком использования подшипников вала с высоким коэффициентом трения является выделение большого количества тепла.

Будет ли эта низкотехнологичная электромагнитная двигательная установка работать на самом деле, и будет ли создаваемой чистой силы достаточно, чтобы удерживать CubeSat на орбите и/или продвигать его через межпланетное пространство?

введите описание изображения здесь

Все силы в сумме будут равны нулю.
Вы можете взглянуть на это: en.wikipedia.org/wiki/Space_tether
Вы ожидаете, что устройство будет двигаться, реагируя на внешнее поле (как в опубликованном ответе) или просто нажимая на столбы (моя интерпретация)? Другими словами, если бы это устройство находилось в космосе, достаточно далеко от любой звезды или планеты, чтобы на него не воздействовали внешние поля — концептуальное полное отсутствие внешних воздействий, — как вы думаете, оно бы сработало?
@ Organic Marble, да, я считаю, что если бы это устройство находилось в космосе далеко от какой-либо звезды или планеты, оно создавало бы движение под влиянием внешнего поля, которым были бы магнитные поля электромагнитов, действовавших против создаваемых магнитных полей. внутри медной пластины (пластин) посредством вихревых токов (т. е. применение закона Ленца).
@ infrisios, я взглянул на это и изучил конструкции других устройств с привязанной базой. Я думаю, что сам масштаб этих устройств делает их очень непрактичными.
Если он не реагирует на какое-то внешнее поле, то это безреакционный привод, и он не может работать из-за сохранения импульса. askamathematician.com/2017/12/… Нет необходимости углубляться в детали! Безреактивные приводы не могут работать.
@ Органический мрамор, ну, если это так, то, возможно, это устройство можно было бы использовать вместо этого в качестве упрощенного двигателя постоянного тока, который вращал бы два вала.

Ответы (1)

Может ли CubeSat двигаться с помощью этой электромагнитной безтопливной двигательной установки?

Нет, я почти уверен, что не может, если только он не очень большой (километры или больше).

Поскольку постоянные магниты и электромагниты обеспечивают только дипольный и более высокие магнитные моменты, невозможно двигаться в однородном магнитном поле. Для этого нужны монополии.

Электрический аналог такой же; поместите электростатический диполь в однородное электрическое поле, и он почувствует крутящий момент, но не результирующую силу.

Однако, если ваша система очень велика, скажем, километров или больше, вы могли бы использовать очень слабый градиент в поле Земли, чтобы получить очень небольшое количество движущей силы вперед или назад, хотя я не уверен.

это интересно. Возможно, это может быть идеальная двигательная установка для использования в искусственных спутниках, которые однажды будут вращаться вокруг Юпитера, поскольку его магнитное поле примерно в 20 000 раз сильнее, чем магнитное поле Земли.
@HRIATEXP Википедия говорит, что только в 14 раз сильнее , и из-за большего размера градиент не будет намного сильнее, чем у Земли.
мой плохой, источник, который я нашел в Google, сравнивает магнитосферу Юпитера с магнитосферой Земли, см. lasp.colorado.edu/outerplanets/giantplanets_magnetospheres.php
@HRIATEXP привет, это интересно! Я бы порекомендовал вам задать новый вопрос, например: «Если магнитное поле Юпитера в 14 раз сильнее, чем у Земли, почему его магнитосфера в 20 000 раз сильнее?» и процитировать: «Примерно в 20 000 раз сильнее, чем магнитное поле Земли, магнитное поле Юпитера создает магнитосферу настолько большую, что начинает отклонять солнечный ветер почти за 3 миллиона километров до того, как он достигнет Юпитера». Это настоящая головоломка! Включите как эту ссылку, так и ссылку на Википедию (и цитату).
Думаю завтра задам этот вопрос.
@HRIATEXP Спасибо за согласие, я все еще думаю, что этот вопрос стоит задать! ;-)
Какое поле слабее на низкой орбите Земли, Солнца или Земли? Магнитный или электрический? Можно ли использовать самого сильного из них для получения «движения»?