¿Podría un CubeSat ser propulsado por este sistema de propulsión electromagnética de baja tecnología?

Se me ocurrió una idea conceptual para un sistema de propulsión electromagnética de baja tecnología para un CubeSat, y me gustaría saber si crearía (sobre una base teórica) una fuerza neta lo suficientemente fuerte como para mantener un CubeSat en órbita y/o impulsarlo a través del espacio interplanetario.

Consulte el dibujo conceptual a continuación.

Esto muestra una tabla no metálica con dos postes no metálicos sujetos a ella. Adjunto a cada poste hay una palanca no metálica con un electroimán sujeto a cada extremo de la palanca. (Los cables para cada electromagnético no se muestran en este dibujo). He etiquetado cada electroimán con un número para ayudar a explicar cómo funcionaría el sistema. Las flechas en el dibujo indican la dirección de rotación de cada palanca.

El principio de funcionamiento es que a medida que un electroimán en cada palanca se atrae entre sí a través de sus campos magnéticos que interactúan, cada palanca se alejará del poste sobre el que gira, y esta fuerza de tracción que se ejerce en cada poste creará una red. fuerza en el tablero que debe impulsar el tablero (y por lo tanto el CubeSat) en la dirección indicada en el dibujo.

La forma en que funcionaría es cuando las palancas giran alrededor de sus postes, cuando el electroimán en la palanca superior alcanza el punto B y el electroimán en la palanca inferior alcanza el punto C, se suministrará electricidad a estos electroimanes haciendo que se atraigan entre sí. Cuando ambos electroimanes alcancen el punto A juntos, la electricidad de cada uno de ellos se apagará para que los dos no se bloqueen magnéticamente y hagan que la rotación de sus palancas se detenga. Los interruptores eléctricos activados por rotación realizarían esta función.

Entonces, a medida que los electroimanes n.° 2 y n.° 3 se encienden mientras viajan entre los puntos B/C y el punto A, los electroimanes n.° 1 y n.° 4 se apagarán. Luego, cuando los electroimanes n.° 1 y n.° 4 se encienden mientras se viaja entre los puntos B/C y el punto A, los electroimanes n.° 2 y n.° 3 se apagan. La electricidad para los electroimanes provendría de baterías cargadas por paneles solares.

Además, creo que las palancas deben girar alrededor de los cojinetes del eje de alta fricción. Estos serían ideales para este sistema porque cuanto más difícil sea para los electroimanes girar las palancas, más largas estarán las palancas en el área de los Puntos B/C al Punto A del tablero y, por lo tanto, deberían generar más fuerza neta durante cada revolución completa. de las palancas, pero no sé si esto sería cierto o no. La desventaja de usar cojinetes de eje de alta fricción es que se generaría mucho calor.

¿Funcionaría realmente este sistema de propulsión electromagnética de baja tecnología y la fuerza neta creada sería suficiente para mantener un CubeSat en órbita y/o impulsarlo a través del espacio interplanetario?

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Todas las fuerzas sumarán cero.
Es posible que desee echar un vistazo a esto: en.wikipedia.org/wiki/Space_tether
¿Espera que el dispositivo se propulse reaccionando contra un campo externo (como en la respuesta que se publicó) o simplemente presionando las publicaciones (mi interpretación)? En otras palabras, si este dispositivo estuviera en el espacio, lo suficientemente lejos de cualquier estrella o planeta como para que no hubiera campos externos que lo afectaran -una perfecta ausencia conceptual de influencias externas-, ¿crees que funcionaría?
@ Organic Marble, sí, creo que si este dispositivo estuviera en el espacio lejos de cualquier estrella o planeta, produciría movimiento por la influencia del campo externo, que serían los campos magnéticos de los electroimanes, actuando contra los campos magnéticos que se están produciendo. dentro de la(s) placa(s) de cobre a través de corrientes de Foucault (es decir, una aplicación de la Ley de Lenz).
@ infrisios, Eché un vistazo a eso y estudié los diseños de otros dispositivos de base anclada. Creo que la gran escala de esos dispositivos los hace muy poco prácticos.
Si no está reaccionando contra algún campo externo, entonces es un impulso sin reacción y no puede funcionar debido a la conservación del impulso. askamathematician.com/2017/12/… ¡No es necesario profundizar en los detalles! Las unidades sin reacción no pueden funcionar.
@ Organic Marble, bueno, si ese es el caso, entonces tal vez este dispositivo podría usarse como un motor de CC simple que giraría dos ejes.

Respuestas (1)

¿Podría un CubeSat ser propulsado por este sistema de propulsión electromagnético sin propulsor?

No, estoy bastante seguro de que no puede, a menos que sea muy grande (kilómetros o más).

Debido a que los imanes permanentes y los electroimanes solo proporcionan dipolos y momentos magnéticos más altos, no hay forma de impulsarse en un campo magnético uniforme. Necesitas monopolos para hacer eso.

El análogo eléctrico es el mismo; coloque un dipolo electrostático en un campo eléctrico uniforme y sentirá un par, pero no una fuerza neta.

Sin embargo, si su sistema es muy grande, digamos kilómetros o más, es posible que pueda usar el gradiente muy débil en el campo de la Tierra para obtener una cantidad muy pequeña de fuerza de propulsión hacia adelante o hacia atrás, aunque no estoy seguro.

eso es interesante. Quizás este pueda ser un sistema de propulsión ideal para usar en satélites hechos por el hombre que algún día orbitarán alrededor de Júpiter, ya que su campo magnético es unas 20.000 veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra.
@HRIATEXP Wikipedia dice solo 14 veces más fuerte y, debido al tamaño más grande, el gradiente no será mucho más fuerte que el de la Tierra.
mi mal, la fuente que encontré en Google está comparando la Magnetosfera de Júpiter con la Magnetosfera de la Tierra, consulte lasp.colorado.edu/outerplanets/giantplanets_magnetospheres.php
@HRIATEXP ¡eso es interesante! Te recomendaría que hicieras una nueva pregunta, algo como "Si el campo magnético de Júpiter es 14 veces más fuerte que el de la Tierra, ¿por qué su magnetosfera es 20 000 veces más fuerte?" y cita "Unas 20.000 veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra, el campo magnético de Júpiter crea una magnetosfera tan grande que comienza a desviar el viento solar casi 3 millones de kilómetros antes de que llegue a Júpiter". ¡Esto es un verdadero rompecabezas! Incluya tanto ese enlace como el enlace de Wikipedia (y la cita).
Creo que haré esa pregunta mañana.
@HRIATEXP Gracias por aceptar, ¡sigo pensando que vale la pena hacer esa pregunta! ;-)
¿Qué campo es más débil en la órbita baja de la Tierra, el del Sol o el de la Tierra? ¿Magnético o eléctrico? ¿Se podría usar el más fuerte para obtener algo de "propulsión"?
¿Podría un CubeSat ser propulsado por este sistema de propulsión electromagnética de baja tecnología?
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