Mejor diseño para Plasma Magnet Sail/Catch

Entonces, ha etiquetado este [hard science]que hace que sea bastante difícil de responder... especialmente dadas las definiciones como " sopa de partículas cargadas a una velocidad no despreciable (una fracción de C), de polarizado (no polarizado, mi mal. Lo hago quiero que el haz sea coherente después de todo) polvo magnético ". Te ahorraré una broma sobre la coherencia, al menos.

Entonces.

El polvo sigue siendo algo así como un haz coherente, se expande, pero no hasta el punto en que no sería práctico.

Las discusiones sobre cómo enfocar un haz de casi cualquier cosa en una nave estelar de tamaño plausible sobre las diferencias interestelares están un poco fuera del alcance de esta pregunta, pero harías bien en considerar que el "polvo magnético" suena sospechosamente como handwavery para mí.

Harías bien en leer sobre el tema. Hay un documento que vale la pena leer: Propulsión de haz de masa: una descripción general que analiza este problema específico y menciona algunas soluciones posibles. El polvo magnético no aparece en ninguno de ellos, FWIW, pero ¿quizás tengas una fuente más reciente para ese tipo de cosas?

FWIW, mi propuesta de propulsión interestelar favorita es el Sailbeam de Jordin Kare , que usaba proyectiles "inteligentes" capaces de apuntar de forma básica a la nave objetivo.

El objetivo principal de esto es acelerar dicho barco hasta 0,5 C.

Esto hace que las cosas sean sencillas, aunque no simples. Hay demasiada energía en cualquier partícula que viaje a esa velocidad para tratar de absorberla dejándola chocar con la nave espacial. Tienes que desviarlo de alguna otra manera, y el enfoque habitual es usar un gran campo magnético.

En general, se supone que la corriente de masa entrante se reduce a gas ionizado por algún medio... autodestrucción para proyectiles más grandes, colisión con una masa de gas mucho más pequeña o ionización a través de láseres para proyectiles más pequeños. El hecho de que el polvo sea meramente magnético probablemente no sea suficiente aquí, pero esto está fuera del alcance de la pregunta, por lo que no entraré en más detalles.

Del artículo de Nordley y Crowl, aquí hay un diagrama de un reflector magnético de "bucle doble":

Tenga en cuenta dos cosas importantes: una corriente de plasma disparada hacia adelante a través del reflector y la corriente obvia disparada hacia atrás. Esto tiene algunas implicaciones:

1. Su nave probablemente quiera ser como una dona, para permitir que el plasma sin desviar se dispare hacia adelante sin la necesidad de protegerse contra todo eso. Esta corriente de plasma hacia adelante no se desperdicia, sino que ayuda a desviar el medio interestelar frente a ti, lo que reduce el daño y la radiación que recibe la nave durante su viaje.
2. Su rayo de propulsión probablemente quiera ser pulsado, o el plasma desviado de partículas interferirá con la masa entrante. Esto reducirá la cantidad de masa que golpea el reflector magnético, reduciendo así el empuje y la eficiencia. Dispara una gota de propulsor, luego espera un poco a que se desvíe y se disipe hasta convertirse en inofensivo.

Hay otro problema aquí, que es que los campos magnéticos grandes y poderosos en el espacio inducen el arrastre de la nave espacial al interactuar con el medio interestelar. Esto es lo que finalmente acabó con el estatorreactor Bussard , pero nos da la posibilidad de usar una vela magnética como una especie de paracaídas interestelar para romper con velocidades relativistas .

Para garantizar que las fuerzas de arrastre no excedan el empuje, Kare propuso una bobina adicional más grande con un dipolo opuesto a la(s) bobina(s) reflectora principal(es) generadora(s) de empuje:

• El arrastre está dominado por la región de campo bajo lejos del bucle
• El segundo bucle más grande con dipolo opuesto cancela el campo

y del papel principal

los campos no se cancelan con precisión hasta bien fuera del radio del bucle exterior

Este bucle de cancelación podría tener diez veces o más el radio de las bobinas reflectoras y una corriente mucho menor. No proporciona un buen diagrama de esto, pero sí ofreció este excelente ejemplo de arte de PowerPoint en la presentación que acompañaba al documento vinculado anteriormente:

El diagrama no está a escala. La carga útil aquí es un punto que se muestra en azul, pero dado que está en la diana del objetivo, probablemente no se recomienda para naves espaciales impulsadas por flujo masivo, en lugar de simplemente impulsadas por viento solar. Tenga en cuenta que la carga útil y la bobina de cancelación se arrastran detrás de la bobina de transmisión/reflectora principal.

Para resumir entonces, y parafraseando a Elijah : la apariencia y el trabajo de su nave espacial será como una rosquilla dentro de una rosquilla, posiblemente dentro de una rosquilla. Una bobina de apantallamiento muy grande para reducir el arrastre magnético en el medio interestelar mientras los reflectores están funcionando, y una o dos bobinas mucho más pequeñas pero de mayor corriente que forman el reflector. La carga útil se distribuirá alrededor de las bobinas de transmisión, lo que permitirá que la materia de propulsión perdida se dispare por el medio sin necesidad de blindarse. Las bobinas de transmisión aún necesitarán refrigeración y protección, y la carga útil puede necesitar protección dentro de una capa superconductora mientras el reflector está funcionando, dependiendo de si es algo que se ve afectado indebidamente por campos magnéticos fuertes o no.