Bisakah magnet buatan yang mengorbit matahari digunakan untuk mempercepat pesawat ruang angkasa, seperti bantuan magnet "gravitasi"?

Question

Katakanlah ada magnet yang kuat di orbit antara Bumi dan Mars. Bisakah pesawat ruang angkasa yang bergerak di antara planet-planet itu menghemat propelan dengan melakukan manuver ketapel menggunakan medan magnetnya?

Jika demikian, seberapa masuk akal dan bergunanya membangun infrastruktur ruang angkasa dalam bentuk cincin magnet di orbit yang sama, sehingga biasanya terdapat magnet untuk membantu setiap transfer yang ingin Anda lakukan melalui orbit itu? Apakah pesawat ruang angkasa membutuhkan elektromagnet untuk memanfaatkan medan magnet dengan tepat? (Akankah itu menghabiskan terlalu banyak massa / energi untuk menjadi berharga?) Apakah medan magnet yang cukup kuat untuk digunakan untuk tujuan ini menimbulkan risiko bagi peralatan atau orang di pesawat ruang angkasa?

Answer 1

"Beri aku tempat untuk berdiri dan dengan tuas aku akan menggerakkan seluruh dunia." ( Archimedes dari Syracuse)

Dalam manuver ketapel :

• Planet adalah tempat untuk berdiri: Massanya sangat besar dibandingkan dengan pesawat ruang angkasa Anda sehingga Anda tidak memiliki kesempatan (realistis) untuk menggerakkannya.
• Gaya gravitasi adalah pengungkit Anda: Anda menggunakan gravitasi untuk menarik pesawat ruang angkasa Anda saat melintas.
• Pesawat antariksa Anda adalah "seluruh dunia" di sini: Artinya seluruh dunia bagi Anda, jadi apa yang baru saja saya katakan benar dari sudut pandang tertentu.

Anda berencana menggunakan gaya magnet sebagai pengungkit alih-alih gravitasi, tetapi Anda tetap membutuhkan tempat untuk berdiri. Sayangnya, tidak ada tempat seperti itu di antara Bumi dan Mars; orbit magnet akan terganggu sama seperti milik Anda. Semakin besar mereka, semakin sedikit pengaruhnya, tetapi kecuali mereka benar-benar masif (seperti, Death Star masif) mereka akan membutuhkan koreksi orbital yang konstan.

Pada akhirnya, Anda akan menghabiskan banyak energi untuk menempatkan stasiun magnet di tempatnya, dan harus tetap memasok propelan hanya untuk memberikan dorongan kecil kepada setiap kapal yang lewat. Akan lebih ekonomis jika hanya menambahkan sedikit sentuhan ekstra pada setiap peluncuran Mars.

Dari halaman Wikipedia tertaut di atas pada ketapel :

Sebuah analogi terestrial yang dekat diberikan oleh bola tenis yang memantul dari depan kereta yang bergerak. Bayangkan berdiri di peron kereta, dan melempar bola dengan kecepatan 30 km / jam ke arah kereta yang mendekat dengan kecepatan 50 km / jam. Pengemudi kereta melihat bola mendekat dengan kecepatan 80 km / jam dan kemudian berangkat dengan kecepatan 80 km / jam setelah bola memantul secara elastis dari bagian depan kereta. Akan tetapi, karena pergerakan kereta, keberangkatan tersebut berada pada kecepatan 130 km / jam relatif terhadap peron kereta; bola telah menambah kecepatan kereta dua kali lipat menjadi miliknya.

Anda akan memantulkan bola tenis dari troli supermarket, setelah beberapa pantulan, pergerakan troli terganggu. Fakta bahwa Anda menggunakan gaya magnet memiliki pengaruh yang kecil terhadap kekekalan gerak aritmatika sederhana.