Seuraa 
Viestejä45973
Verkkouutiset

Sähköpurje mullistaisi avaruustutkimusta

PETE PAKARINEN, 12.12.2006

Suomalaistutkija Pekka Janhusen keksimästä sähköisestä aurinkotuulipurjeesta odotetaan lupaavaa voimanlähdettä tulevaisuuden avaruusaluksiin.

Ajatuksia aurinkopurjeista esitettiin ensin tieteiskirjoissa, mutta viime vuosina yhä enemmän vakavassa avaruustutkimuksessa. Ideat auringon säteissä purjehtimisesta ovat kuitenkin tyssänneet tarvittavan valtavan purjepinta-alan massaan. Ilmatieteen laitoksen tutkijan Pekka Janhusen kehittämä sähköpurje voi mullistaa koko asian.
...
http://www.verkkouutiset.fi/juttu.php?id=100938

Sivut

Kommentit (63)

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla

Ei kai tuo nyt niin paska idea ole. Luotainten voimanlähteeksi varmaan hyväkin juttu. Miten pitkälle aurinkotuuli kantaa? Jossain Pluton tietämillä tuskin säteilypainetta nimeksikään, mutta miten on tuulen laita?

NIIN ja varsinkin kun tuo säteilypainepurje on jo teorialtaankin
kiistelty ! O.k., suuri James Clerck Maxwell teoretisoi,
Lebed ja Nichols väittivät mitanneensa 1901, mutta mitä mitta-
sivat ja Gold kiistää koko homman termodynamiikan kakkoseen
viitaten !

MalcomX
Ei kai tuo nyt niin paska idea ole. Luotainten voimanlähteeksi varmaan hyväkin juttu. Miten pitkälle aurinkotuuli kantaa? Jossain Pluton tietämillä tuskin säteilypainetta nimeksikään, mutta miten on tuulen laita?

Vaikka purje toimisikin, niin minua kiinnostaisi tietää, miten nämä aurinkopurjehuuhot kuvittelevat saavansa purjealuksensa takaisin Maahan "vastatuulessa". Miehittämätön luotain on tietysti eri juttu, mutta pitäisihän ihmisenkin jossakin välissä sinne avaruuteen päästä. Ehkä olen parantumaton romantikko, mutta onhan se pirun paljon hauskempaa matkustaa itse kuin lähettää joku kone hoitamaan homma. Jossakin vaiheessa se lähtö tältä planeetalta on joka tapauksessa edessä.

Mielestäni järkevin vaihtoehto on se sama vanha: kehittää parempia raketteja tai muita raakaa voimaa omaavia propulsiojärjestelmiä, joiden polttoaine kulkee aluksen mukana eikä ole riippuvainen joistakin avaruustuulista tai planeettojen painovoimakentistä, vaikka näitä tietysti voi sopivassa tilanteessa hyväksi käyttääkin. Kehittyneempi ydinraketti voisi olla erittäin varteenotettava vaihtoehto. Joka tapauksessa tarvittaisiin alus, jolla voisi edes Aurinkokunnassa kruisailla "miten lystää".

Andúril
MalcomX
Ei kai tuo nyt niin paska idea ole. Luotainten voimanlähteeksi varmaan hyväkin juttu. Miten pitkälle aurinkotuuli kantaa? Jossain Pluton tietämillä tuskin säteilypainetta nimeksikään, mutta miten on tuulen laita?

Vaikka purje toimisikin, niin minua kiinnostaisi tietää, miten nämä aurinkopurjehuuhot kuvittelevat saavansa purjealuksensa takaisin Maahan "vastatuulessa".

Mielestäni järkevin vaihtoehto on se sama vanha: kehittää parempia raketteja tai muita propulsiojärjestelmiä, joiden polttoaine kulkee aluksen mukana eikä ole riippuvainen joistakin avaruustuulista tai planeettojen painovoimakentistä. Ydinraketti voisi olla erittäin varteenotettava vaihtoehto. Joka tapauksessa tarvittaisiin alus, jolla voisi edes Aurinkokunnassa kruisailla "miten lystää".

ET taida olla merimies tai muuten vain purjehduksen harrastaja ?

KATSOS, purjeilla voi LUOVIA vastatuuleenkin !!!

BUSHMAN, long time no see
ET taida olla merimies tai muuten vain purjehduksen harrastaja ?

KATSOS, purjeilla voi LUOVIA vastatuuleenkin !!!


En tosiaan harrasta edellä mainittuja asioita, joskin tiedän kyllä, että purjehtia voi vastatuuleenkin. Mutta avaruuspurje kuulostaa silti aikamoiselta haahuilulta.

BUSHMAN, long time no see

ET taida olla merimies tai muuten vain purjehduksen harrastaja ?

KATSOS, purjeilla voi LUOVIA vastatuuleenkin !!!

Suositelisin perehtymään vedessä purjehtimisen periaatteisiin ja vertaamaan tilannetta väliaineettomassa ympäristössä mahdollisesti tapahtuvaan purjehtimiseen. Ellet sitten ajattele jotakin eetteriä, josta jollakin eksoottisella kölillä saisi otteen.

AJT
BUSHMAN, long time no see

ET taida olla merimies tai muuten vain purjehduksen harrastaja ?

KATSOS, purjeilla voi LUOVIA vastatuuleenkin !!!




Suositelisin perehtymään vedessä purjehtimisen periaatteisiin ja vertaamaan tilannetta väliaineettomassa ympäristössä mahdollisesti tapahtuvaan purjehtimiseen. Ellet sitten ajattele jotakin eetteriä, josta jollakin eksoottisella kölillä saisi otteen.

HMMM... taidat olla oikeassa ...

MUTTA on "BUSHMAN" ihan oikeasti KOSKETTANUT purjevenettä !

JA velipoika oli ihan oikea merimies, olisi pitänyt kysyä,
ennenkuin puhuu läpiä päähänsä ...

babun
Niin mitäs sitten kun purjeeseen tulee reikä? Sen pitäis muuten olla törkeen iso että tulis vauhtia.

NÄIN on, neliökilometrin purjeeseen kohdistuu Maan kiertoradalla
n. 10 Newtonin valopaine, siis vajaan kilon ... !

Nyt lähetetty purjealus olis aiemmin Plutossa kuin sinne matkalla oleva nopein koskaan peltipönttö on. Jaa että mitens takasin maapallolle. No katsos jos et ole ollut purjevenessä et sitä ymmärräkään. Purjeilla voidaan luovia. Katso google : "luovia".

Herra Tohtori
Seuraa 
Viestejä2613
BUSHMAN, long time no see
neliökilometrin purjeeseen kohdistuu Maan kiertoradalla
n. 10 Newtonin valopaine, siis vajaan kilon ... !

Totta se on pienempi, paljon pienempi.

EDIT: Luin jotta neliömetrin. Selittää kummastuksen.

Joka tapauksessa, kyllä paluukin onnistuisi - kun nyt saataisiin systeemi toimimaan ylipäätään aluksi. Avaruusmatkailu perustuu kehänopeuden (kiertoratanopeuden) kasvattamiseen, ei vertikaalisen nopeuden kasvattamiseen. Ei sitä aurinkopurjeluotainta lähetettäisi suoraan poispäin Auringosta.

Kiertoratanopeuden kasvattaminen ja hidastaminen vaikuttavat radan korkeuteen. Jos peili on jatkuvastu suunnattu niin, että tietty komponentti sen tuottamasta voimasta suuntautuu ratanopeuden suuntaisesti tai vastaisesti, saadaan muutettua radan korkeutta. Tietysti aurinkopurje tuottaa aina myös komponentin joka pyrkii kasvattamaan radan korkeutta, mutta tämä komponentti ei käytännössä ole yhtä merkittävä kuin ratanopeuden vaikutus radan korkeuteen.

Tästä syystä on mahdollista luovia aurinkokunnassa tähden gravitaatiokentän alempien ja ylempien potentiaalienergiatasojen välillä, eli etäisiltä planeetoilta sisäänpäin tai sisäplaneetoilta ulkoplaneetoille. Se ei ole ongelma.

Ongelma on juurikin se, että purjemateriaalin tulee olla todella todella kevyttä jotta edes purje itse saisi mitään merkittäviä kiihtyvyyksiä. Lisäksi purjeen pitäisi olla todella todella iso että hyötykuormalle saataisiin mitään merkittäviä kiihtyvyyksiä. Merkittävät kiihtyvyydet puolestaan vaativat yhtä suurta rakenteellista lujuutta. Nämä ongelmat ovat vaikeita ratkaistavia, eikä ole edes selvää että mokomasta purjeesta olisi varsinaista hyötyä lopultakaan.

"Sähköpurje", ts. ilmeisesti sähkö/magneettikentillä varattuja hiukkasia sieppaava purje kyllä periaatteessa toimii, mutta silloin ei saada valon heijastumispainetta käytetyksi, koska fotonit huitelevat reippaasti läpi sähkomagneettisista kentistä. Hiukkastuuli jäisi silloin ainoaksi hyödynnettäväksi komponentiksi.

Periaatteessa magneettikentillä pitäisi rakentaa jonkinlainen kouru joka muuttaa auringosta tulevan hiukkastuulen suuntaa aluksen ratanopeuden suuntaiseksi tai vastaiseksi. Positiivisia hiukkasia sieltä tulee käsittääkseni massallisesti eniten, alfahiukkasia ja protoneja, joten niiden rataa muuttamalla saataisiin suurin liikemäärän muutos aikaiseksi.

Kyllä se periaatteessa toimisi, mutta vaatisi kovat magneettikentät ja isot, keveät hiukkasnielut/muut rakenteet että saataisiin jälleen merkittäviä kiihtyvyyksiä syntymään.

Ei toimisi ihan 60-70 -luvun alumiinipurkkiteknologialla, saati sitten nykyisillä sukkuloilla ei.

Ydinmoottori lienee varteenotettavampi vaihtoehto joka tapauksessa. Voisihan aluksen keulaan kuitenkin ripustaa aurinkopurjeen ohjaamaan reaktorin tuottamaa säteilyä siten, että senkin energia saadaan käytetyksi liikemäärän kasvattamiseen. Vähän kuin puhaltaisi purjeeseen, mutta kuitenkin.

Capito tutto, perchè sono uno
Persona molto, molto intelligente...

-Quidquid latine dictum sit, altum viditur.

If you stare too long into the Screen, the Screen looks back at you.

salai
Seuraa 
Viestejä8035
TZ
Nyt lähetetty purjealus olis aiemmin Plutossa kuin sinne matkalla oleva nopein koskaan peltipönttö on. Jaa että mitens takasin maapallolle. No katsos jos et ole ollut purjevenessä et sitä ymmärräkään. Purjeilla voidaan luovia. Katso google : "luovia".

Avaruuspurjeveneellä ei kyllä minunkaan järkeni mukaan voi luovia, vastahan se tuossa edellä kerrottiin.

Alkuperäistä juttua ei löydy enää annetusta osoitteesta ja Ilmatieteen laitoksen sivuiltakin se oli poistunut. Etsimisen jälkeen se löytyi tuolta: Sähköinen aurinkotuulipurje.

Täysikokoinen sähköpurje koostuu pitkistä (esim. 20 km) ja ohuista (esim. 20 mikrometriä) johtavista langoista, joita on 50-100 kappaletta. Avaruusaluksessa on aurinkosähköllä toimiva elektronitykki (tyypillinen teho muutamia satoja watteja), jota käytetään pitämään alus ja langat korkeassa (jopa 20 kV) positiivisessa potentiaalissa. Lankojen sähkökenttä ulottuu n. 50 metriä ympäröivään aurinkotuuliplasmaan. Lankojen avaamiseen ja aluksen ohjaamiseen sähköisesti on olemassa suhteellisen yksinkertainen tekninen konsepti, jonka toteutuksen yksityiskohdat ovat parhaillaan tutkimuksen kohteena.
Millähän tavalla reivattuna ne langat muuten pidettäisiin purjeenomaisesti sivuille ojennettuina, kun taitavat olla melko taipuisia. Vertailukohtana ne oikeat purjeveneet: ei niidenkään mastot pyhän hengen voimalla pystyssä pysy.

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

>Millähän tavalla reivattuna ne langat muuten pidettäisiin purjeenomaisesti >sivuille ojennettuina, kun taitavat olla melko taipuisia. Vertailukohtana ne >oikeat purjeveneet: ei niidenkään mastot pyhän hengen voimalla pystyssä >pysy.

Mikään muu kuin tekninen ongelma, kysy Kumpulan avaruuskeskuksesta onko laite yksisuuntainen. Tuuli kuin tuuli, luoviminen on osa purjehdusta. Fotoneissa on Maan radan kohdalla potkua kymmenkertaisesti (muistaakseni) ja suhde senkun paranee kauemmas mentäessä. 30 vai 300 kilsaa sekunnissa, oliko se tuollaisen aluksen loppunopeus, kun en löydä infoa ?

Lukekaapa Arthur C. Clarken mainio scifi-novellikokoelma The Wind From the Sun, joka on suomennettukin nimellä Tuuli auringosta.
Sen nimitarinassa käytetään aurinkopurjetta.

KYLLÄ "Herra Tohtori" on ( tällä kertaa ) oikeassa,
ratanopeuden muutokset ne siirtelevät ! Clarkella
oli muistaakseni ihan purjehduskilpailu "Solar-Sail":lla !

salai
Seuraa 
Viestejä8035
TZ
>Millähän tavalla reivattuna ne langat muuten pidettäisiin purjeenomaisesti >sivuille ojennettuina, kun taitavat olla melko taipuisia. Vertailukohtana ne >oikeat purjeveneet: ei niidenkään mastot pyhän hengen voimalla pystyssä >pysy.

Mikään muu kuin tekninen ongelma, kysy Kumpulan avaruuskeskuksesta onko laite yksisuuntainen. Tuuli kuin tuuli, luoviminen on osa purjehdusta. Fotoneissa on Maan radan kohdalla potkua kymmenkertaisesti (muistaakseni) ja suhde senkun paranee kauemmas mentäessä. 30 vai 300 kilsaa sekunnissa, oliko se tuollaisen aluksen loppunopeus, kun en löydä infoa ?

Lukekaapa Arthur C. Clarken mainio scifi-novellikokoelma The Wind From the Sun, joka on suomennettukin nimellä Tuuli auringosta.
Sen nimitarinassa käytetään aurinkopurjetta.


Luettu on kyllä kirja, taitaa olla tallella vintillä.

Hyvä että olet noin tottunut luovimaan avaruudessa, minulle on asia vielä hieman epäselvää, koska vertaan maanpäällisiin oloihin:

Jos menen (paperilla) oikein liukkaalle jäälle kovalla tuulella ison purjeen kanssa luistimet jalassa, luoviminen onnistuu. Kun sitten kokeilen samaa sukat jalassa - eipä onnistukaan. Huomaan etten saa jaettua tuulen yhdensuuntaista voimaa ilman luistimien jäähän tarttumisen aiheuttamaa toisen suuntaista vektoria. Eli mistä minä saan ne avaruusluistimet (tai sinä sen avaruuspurjeveneen kölin).

Sen avaruuspurjeen avaaminen pyörittämällä ehkä voisi tarkemmin ajatellen onnistuakin, siinähän on sähköllä varatut ohuet langat, jotka hylkivät toisiaan.

Tuolla sivulla Sähköinen aurinkotuulipurje on 18 megan video systeemistä, mutta sen lataamisessa tuntuu olevan ongelmia.

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

>Hyvä että olet noin tottunut luovimaan avaruudessa, minulle on asia vielä >hieman epäselvää, koska vertaan maanpäällisiin oloihin

Maapallo sijaitsee edelleen avaruudessa, eh eh ehhee.

>Jos menen (paperilla) oikein liukkaalle jäälle kovalla tuulella ison purjeen >kanssa luistimet jalassa, luoviminen onnistuu. Kun sitten kokeilen samaa >sukat jalassa - eipä onnistukaan. Huomaan etten saa jaettua tuulen >yhdensuuntaista voimaa ilman luistimien jäähän tarttumisen aiheuttamaa >toisen suuntaista vektoria. Eli mistä minä saan ne avaruusluistimet (tai >sinä sen avaruuspurjeveneen kölin)

Jotain tälläistä hain, mutta kukaan täällä ei hiffannu asiaa etkä sinäkään sitä ole sisäistänyt. Siis kun normaali veneen purjehan toimii alipaineella mikä muodostuu purjeen taakse, samoin kuin muodostuu lentsikan siiven yläpinnalle. Purjeen taakse syntyvä alipaine siis vetää venettä eikä työntöpaineella ole juurikaan mitään merkitystä. Aurinkopurjeessa tilanne on taas se, että on vain se työntöpaine, ei alipainetta, kun ei ole ainettakaan johon sellainen syntyisi vetämään peltipönttöä. Eli, luovimisen onnistuminen vaatii alipaineen purjeen taakse.

Mutta, luoviminen kyllä onnistuu lisätekniikalla!!! Jos käyttää vaikkapa Smart-1stä tuttua ionimoottoria aurinkotuulialuksen poikkeuttamiseen suoraviivaiselta radaltaan, muodostuu aluksen radasta lopulta pitkä soikio jonka eräs piste on takaisin siinä pisteessä mistä radan poikkeuttaminen alkoi, vaikkapa siis lähellä maapalloa. Lenkkeilyä aurinkokunnassa ja sitä rataa, erittäin halvalla tavalla, testit alkanevat piakkoin.

Esimerkiksi täällä purjeen toimintaperiaatteista. http://64.233.183.104/search?q=cache:LQ ... etehtavia/
S2003/Tekstin%2520ymm%C3%A4rt%C3%A4minen_teksti.pdf+aurinkopurje+nopeus&hl=fi&gl=fi&ct=clnk&cd=6&client=firefox-a Asiantuntijatkin puhuvat täyttä paskaa sen toimintaperiaatteista. Ei nekään kaikkea ehdi sisäistämään, heh.

>Sen avaruuspurjeen avaaminen pyörittämällä ehkä voisi tarkemmin >ajatellen onnistuakin, siinähän on sähköllä varatut ohuet langat, jotka >hylkivät toisiaan.

Pelkkä tekninen ongelma jos on sitäkään.

Nythän ei tässä suomi-innovaatiossa puhuta perinteisestä valolla toimivasta ideasta, vaan auringon protoneita käyttävästä laitteesta joka on tehokkaampi auringon gravitaatiota vastaan, koska protonit ovat "painavampia" eli tehokkaampia kuin mitä on fotonien energia. http://fi.wikipedia.org/wiki/Magneettinen_purje

>Tuolla sivulla Sähköinen >aurinkotuulipurje on 18 megan video systeemistä, mutta sen >lataamisessa tuntuu olevan ongelmia.

Kyllä se tänne tuli ihan nätisti.

Tiesittekö että ensimmäisenä ajatuksen "avaruuspurjeesta" esitti ensimmäisenä Friedrich Zander 1920-luvulla

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat