Elektromagnetischer Formationsflug

Zwischen 1966 und 1969 wurde die Dick Tracy Comicstrip verkündete 31 Mal, dass die Nation, die den Magnetismus kontrolliert, das Universum kontrollieren wird. Diese Vorhersage hat sich nicht bewahrheitet, aber es könnte etwas daran sein. Forscher des Space Systems Laboratory des MIT hoffen, Magnetismus zu nutzen, um das Universum nicht zu kontrollieren, sondern zu erforschen.

Magnetismus könnte besser sein als ein Düsenantrieb, um die Bewegungen von Fahrzeugen im Weltraum zu koordinieren, sagt Raymond Sedwick, stellvertretender Direktor des Space Systems Laboratory des MIT.

Es gebe viele Anwendungen, bei denen es auf die relative Position der Fahrzeuge ankomme, sagt Sedwick, etwa bei Raumfahrtmissionen oder Formationsflügen.



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Sedwick ist der leitende Wissenschaftler im Projekt des elektromagnetischen Formationsflugs (EMFF) des Labors. Sein Ziel ist es, supraleitende Magnete – angetrieben von Sonnenkollektoren und wiederaufladbaren Batterien – zu verwenden, um die Missionslebensdauer zu verlängern und aggressivere Manöver zu ermöglichen, ohne befürchten zu müssen, Ihr gesamtes verfügbares Treibmittel zu verbrauchen.

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Eine Mission, die EMFF verwenden könnte, ist der von der NASA vorgeschlagene Terrestrial Planet Finder. Ziel der Mission wäre es, mittels Interferometrie – bei der eine Reihe kleinerer Teleskope ein großes Teleskop nachahmt – nach erdähnlichen Planeten zu suchen, um hochauflösende Fotos zu machen. Die Technik könnte 100-mal detailliertere Fotos liefern als die besten, die das Hubble-Teleskop produzieren kann. Aber die Anordnung von Teleskopen im Orbit zu einem Array würde einen hochpräzisen Formationsflug erfordern.

Das Konzept, das Sedwicks Arbeit leitet, ist einfach: Magnete ziehen sich entweder an oder stoßen sie ab. Jedes Fahrzeug wird über drei konzentrische supraleitende Magnetringe verfügen, die eine Kugel umreißen und drei orthogonale Felder erzeugen. Durch Variation der Magnetfelder können die Fahrzeuge nicht nur dazu gebracht werden, sich anzuziehen und abzustoßen, sondern sich auch seitlich oder schräg zueinander zu bewegen und zu rotieren. Mit anderen Worten, die Forscher können die Relativbewegung der Fahrzeuge in jede Richtung steuern.

Das Labor hat die Technologie im vergangenen Frühjahr demonstriert. Die Manövrierfähigkeit der Prototypenfahrzeuge ist derzeit noch rudimentär.

Es muss noch viel entwickelt werden, bevor wir im Weltraum wirklich etwas auch nur im Entferntesten Komplexes erreichen können, sagt Sedwick, aber wir haben die Konzepte demonstriert.

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Sedwicks Gruppe arbeitet auch an dem anderen Schlüsselelement des Designs: dem thermischen System. Die supraleitenden Magnete, die nur bei extrem niedrigen Temperaturen funktionieren, brauchen eine entsprechende Isolierung. Das im Labor verwendete System funktioniert einwandfrei – auf der Erde. Jetzt konzentrieren sich Sedwick und sein Team darauf, dieses System für den Weltraum nutzbar zu machen. Wenn alles nach Plan läuft, werden sie im nächsten Jahr mit der Arbeit an den vollständigen Blaupausen der gesamten Hard- und Software beginnen und könnten bis 2010 eine Flugdemo fertig haben.

EMFF ist mit keiner Mission verbunden, aber die NASA hat Interesse an der Idee gezeigt. Die Forschung wird von der US-amerikanischen Defense Advanced Research Projects Agency finanziert und erhielt zusätzliche Mittel vom National Reconnaissance Office und von Zweigstellen der NASA, einschließlich des NASA Institute for Advanced Concepts.

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