Capa de plasma y copos suspendidos para enfriamiento a través de radiación direccional - Ciencia ficción dura

Antecedentes: mis libros de ciencia ficción están ambientados entre 50 y 100 años en el futuro. Mis naves de combate usan fusión para poder y empuje directo. (Consulte la pregunta anterior: " Características envolventes de rendimiento para una nave antorcha de ciencia ficción dura ") Como señalaron muchas personas serviciales, uno de los principales problemas con la alta potencia será el calor.

Mis naves pueden controlar, con un alto grado de precisión, las envolturas de plasma que las rodean. Esto se utiliza en la atmósfera para la propulsión magnetohidrodinámica. En el espacio, la envoltura de plasma se usa para el sigilo al absorber/reflejar la radiación del radar, etc.

Mi pregunta:

Si las naves tienen escamas de metal suspendidas en el plasma (algo así como plasmas polvorientos ), las escamas absorberán el calor del plasma y lo irradiarán. Si los copos son de espejo en una cara y negros en la otra y si el barco puede controlar la orientación de los copos, ¿es este un mecanismo válido para irradiar calor preferentemente en la dirección deseada?

Proyectil de plasma con escamas metálicas radiantes

¡Muchas gracias de antemano! ¡Estoy feliz de compartir más información!

(2) El plasma es simplemente gas caliente, así que ignorando cómo estás suspendiendo las escamas de metal, ten en cuenta que no existe un espejo perfecto. También ignoraremos la cuestión de cuán transparente es realmente el metal transparente. Los defectos en el material transparente y el material utilizado para reflejar la parte posterior del metal son el factor limitante de la cantidad de fotones que pueden manejar. Demasiados fotones y el metal se quemará por el calor generado por los fotones no reflejados. Esos fragmentos de metal también causarían estragos en tus propios sensores, pero puedes controlarlos.
Eliminé la segunda pregunta. Publicaré más tarde como seguimiento.
Con respecto al plasma y las escamas suspendidas, las escamas son metálicas y cargadas y estarían suspendidas en el plasma dentro de campos magnéticos. (También esta es una tecnología para ser utilizada en micro-g).
Cambié la etiqueta a basada en la ciencia, para suavizar un poco las cosas.
"Si los copos se reflejan en una cara y son negros en la otra y si el barco puede controlar la orientación de los copos, ¿es este un mecanismo válido para irradiar calor preferentemente en la dirección deseada?" ¿ Quién irradia calor ? ¿Por el barco? ¿Por el plasma? ¿Por la escama? Sí, los mismos copos irradiarán preferencialmente ( no exclusivamente) a lo largo de la normal a ambas caras planas; el "espejo" y el color no tienen efecto. (¿Y qué se supone que significa "espejado"? No existe un espejo que funcione en todas las longitudes de onda. Los espejos solo funcionan dentro de un rango bastante estrecho de longitudes de onda).
@AlexP bueno, todo irradiará, pero me refería a los copos. >>"reflejo" y color no tienen efecto. Esto no es correcto. Black vs White/Mirrored hace una gran diferencia en la cantidad de calor irradiado. Ver: en.wikipedia.org/wiki/Thermal_radiation
@TobyWeston: ¿Dónde exactamente en ese excelente artículo dicen que "negro contra blanco/espejado hace una gran diferencia en la cantidad de calor irradiado" ? Eso sería muy extraño: "negro", "blanco" y "espejado" son propiedades del objeto relativas a cómo refleja o absorbe la luz en el espectro visible, y me sorprendería mucho si tuvieran algún efecto sobre la radiación infrarroja. . Tendrían un efecto sobre la radiación absorbida en el espectro visible.
@AlexP tal vez estén hablando de emisividad. Como la radiación de cuerpo negro frente a cuerpo blanco, que puede tener un gran efecto en la radiación térmica. Una superficie reflectante lisa y pulida suele tener una baja emisividad.

Respuestas (2)

Puede que funcione, pero..

Su concepto requiere varios aspectos desconocidos/no investigados para comportarse correctamente. SI puede encontrar una manera para que esos copos de espejo/no espejo se orienten correctamente, Y hacer que circulen correctamente para recolectar el calor en primer lugar sin obstruirse, Y hacer que transporten suficiente calor Y que no absorban demasiado calor de su giro de plasma convertirlo en gas (que luego flotaría), entonces el concepto podría funcionar. Sin embargo, no tengo idea de cómo orientarías los copos que no sean a lo largo de las líneas magnéticas. Podrá seleccionar IN o OUT, pero no cualquier otra dirección.

Si su principal preocupación es el efecto de enfriamiento, considere esto:

Hay conceptos similares para el rechazo del calor espacial que requieren muchos menos obstáculos para funcionar, y serían igual de espectaculares para los propósitos narrativos.

Eche un vistazo a este enlace: http://toughsf.blogspot.com/2017/07/all-radiators.html
Esta es una página web que se dedica a todo lo relacionado con el espacio, tanto actual como planificado y teórico.

Específicamente, mire el Radiador de la Fuente Curie.

Es muy similar a su idea, pero requiere mucha menos tecnología meticulosa para que funcione. cita de la página, en caso de que se pierda:ingrese la descripción de la imagen aquí

Un radiador de punto Curie opera alrededor de la temperatura a la cual las partículas de polvo metálico pierden su magnetismo. El hierro, por ejemplo, pierde su ferromagnetismo a 1043K. El radiador de punto Curie utiliza limaduras de metal o incluso gotas de líquido. Se calienta por encima de la temperatura del punto de Curie y se expulsa al espacio, lejos de la nave espacial. Hay un campo magnético en su lugar, pero no se ven afectados por él. El hierro puede liberarse a temperaturas de hasta 3134K y recolectarse a 1043K, pero el cobalto tiene una temperatura de Curie de hasta 1388K, es naturalmente negro y hierve a 3400K, lo que lo convierte en un mejor refrigerante. El pequeño tamaño de las partículas o gotas de líquido permite que se irradien varios megavatios de calor residual por metro cuadrado.

Veo algunos problemas con el concepto tal como está ahora:

  • El plasma se puede representar como un gas muy caliente, donde los átomos se disocian. Por lo general, se necesita frecuencia de RF para sostener el plasma. Sospecho que esos copos de metal no harán cosas buenas mientras interactúan con la radiación de RF.
  • Suponiendo que la radiación de RF no estropee los copos, no estarán alineados donde usted quiere que apunten, sino donde la configuración del campo electromagnético decida alinearlos, y no será una configuración estacionaria (recuerde, usted necesita una frecuencia de RF para sostener el plasma)
  • Si los copos emiten más en un lado que en el otro, podrían estar sujetos a una asimetría de fuerza como consecuencia de que se moverían, lo que nuevamente es algo que no desea, porque desea apuntarlos en una dirección específica, lo más probable lejos de su barco.
En este caso, el calentamiento del plasma no provendrá de la radiación de RF, sino de la circulación del plasma (gas) a través del motor (fusión, ciencia ficción) para enfriarlo. Recogería calor y necesitaría irradiarlo. Los copos estarían orientados por los campos magnéticos, pero esta es una de las áreas de las que estoy menos seguro...