El pasado día colgué una entrada sobre una posible vía muy especulativa hacia la femtotecnologia mediante Materia AB.
Ha habido criticas diciendo que esto es pseudociencia, como esta de emulenews en el blog ‘Francis (th)E mule Science's News’
Esta es mi opinión.
Hay poca cosa sobre femtotecnologia, además de la Materia AB, hay algo sobre femtotecnologia mediante bosones de Higgs y átomos hechos de monopolos, todo ello igualmente muy especulativo. La situación actual de la física es tal que cualquiera de estas propuestas ES PURA ESPECULACIÓN.
NI SIQUIERA HEMOS DETECTADO O SABEMOS SI EXISTEN REALMENTE LOS BOSONES DE HIGGS O LOS MONOPOLOS.
Cualquier articulo sobre el tema que salga, no solo en los próximos años, sino probablemente dentro de las próximas décadas, no será mas que especulación, sin la suficiente información pasar asegurar que algo así sea posible, pero... tampoco para afirmar que es imposible. Solo el tiempo lo dirá.
Pero...¿qué tiene de malo explorar nuevas vías?
Tampoco es que los que especulan con la Materia AB intenten presentarlo como algo totalmente cierto, sino no dirían esto
‘No lab work, confirmation definitely still needed, no immediate prospects of any kind, I want to be very clear on that. This is a "wouldn't it be nice" kind of thing. There are ideas and urging investigation, but there is no test tube of AB-Matter sitting in a lab anywhere. There are ideas about approaches that might be productive to build tools to build tools-- and the bootstrapping I mentioned earlier might make it pay IF. IF. IF.’
La nanotecnología molecular también ha sido(y es) catalogada de pseudociencia, alegando argumentos parecidos, por ejemplo que el principio de incertidumbre y la agitación térmica haría (o hará) imposible colocar los átomos donde queramos uno a uno. ¿Son nuestros conocimientos sobre la naturaleza del núcleo mas certeros que los que tenemos sobre el principio de incertidumbre o la agitación térmica?¿Seria mejor que los que buscan la manipulación atómica con precisión dejen de explorar este campo, porque ambos fenómenos supuestamente así lo impiden?
¿Es menos pseudociencia el Warp drive de Alcubierre?
Probablemente la Materia AB al final no sea posible, pero merece la pena indagar.
¿Ciencia o pseudociencia? Es especulación científica extrema, no pseudociencia.
O por lo menos a mi ambas no me parecen la misma cosa
Mostrando entradas con la etiqueta Alexander Bolonkin. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta Alexander Bolonkin. Mostrar todas las entradas
miércoles, 9 de diciembre de 2009
viernes, 4 de diciembre de 2009
Materia AB y femtotecnología
Dentro de unas pocas décadas seremos capaces mediante la nanotecnología molecular de manipular la materia con precisión atómica. Esta capacidad nos dará un poder tecnológico enorme y será una revolución.
¿Pero será este el limite?¿Encontrara una civilización tecnológica como la nuestra u otra extraterrestre un muro que impida su progresión tecnológica tan pronto?¿O se puede superar esta barrera?¿Seria posible ir a una escala muy inferior al nanómetro ? Si no lo es, seria una autentica frustración tener tantos millones de años por delante y encontrarse una barrera tan pronto.
Aviso que el material de Alexander Bolonkin que voy a presentar a continuación es altamente especulativo, pero si se consiguiese nos daría una tecnología que parecería magia.
La materia conocida se encuentra en forma de átomos, con un núcleo compuesto de protones y neutrones, con electrones orbitando este núcleo, a una distancia 100.000 veces mayor que el tamaño del propio núcleo. Un átomo medio tiene una décima parte de un nanometro(10^-10m) y su núcleo alrededor de un femtometro(10^-15m).
Lo que propone Bolonkin es crear una forma de materia degenerada estable, apilando los nucleones(neutrones y protones) en forma de cadenas o filamentos, y crear mallas con estos filamentos. Estaríamos manejando ya la femtoescala. A la tecnología que maneja estructuras a esta escala se le llama femtotecnología, en semejanza a la nanotecnología.
Las propiedades de una materia así serian increíbles. Como algo así no existe en la naturaleza Bolonkin la llama Materia AB.
La materia normal debe sus propiedades, por ejemplo, los valores del modulo de Young y de resistencia a la tracción y compresión, a la fuerza de enlace entre orbitales, y por lo tanto a fuerzas electromagnéticas. La Materia AB esta unida por la fuerza nuclear fuerte, varios ordenes de magnitud mas fuerte que la anterior.
En la imagen superior se representan varios tipos diferentes de filamentos de Materia AB
a) Monofilamento o cuerda lineal. Nucleones(2), electrones(5)
b) Barra compuesta de 4 monofilamentos.
c) Barra compuesta de muchos monofilamentos.
d) Cuerda hecha de nucleones(2) con electrones (5) en orbitas(4)
e) Tubo de simple capa con electrones(5) en orbitas(4).
f) Sección de un tubo multicapa rodeado de una nube de electrones(6)
g) Sección de una barra.
h) Tubo de simple capa con electrones insertados en la Materia AB
Y en esta imagen se puede ver una lamina continua de Materia AB y una malla compuesta de cuerdas de Materia AB.
Se podrían crear estructuras en forma de columna partir de cuerdas o filamentos de Materia AB.
Bolonkin presenta varias formas de crear esta materia.
Una utiliza tecnología reminiscente de la fabricación de chips.
Las fuentes de electrones, y nucleones concentran haces de partículas en el lado contrario de la cámara, en la mascara de evaporación donde se forma la Materia AB
(1) Instalación
(2) Materia AB y la mascara de evaporación o formación
(3) Fuente de neutrones
(4) Fuente de protones y núcleos cargados
(5) Fuente de electrones
(6) Nube de partículas
(7) Pared, refleja los neutrones y usa la energía nuclear
La creación de materia AB produciría energía, igual que un reactor de fusión.
Una vez que tuviésemos cierta cantidad de Materia AB, obtener mas seria mas fácil. Al estrusionar un gas, un liquido o un sólido a través de los agujeros en una lamina de Materia AB, se formarían filamentos de Materia AB que se podrían ensamblar después para formar mas laminas.
Estas son las propiedades de la materia AB:
Resistencia: Al estar unida por la fuerza nuclear fuerte la Materia AB es increíblemente resistente, tendría una resistencia 10^23 veces la del acero.
Una delgadísima película de Materia AB de un femtometro de grosor y un metro cuadrado podría soportar 100 millones de toneladas.
La materia AB es increíblemente densa (8.35*10^17 kg/m3), pero esto no es un problema porque debido a sus pequeñas dimensiones el peso de las cantidades requeridas es minúsculo. Por ejemplo, según la luz de malla el peso de un m2 variaría de algunas millonésimas de kg a unos cientos de kg.
Resistencia a altas temperaturas: La temperatura necesaria para romper la materia AB seria de 7000 millones de grados, temperaturas mucho mas altas que las del centro del Sol o las de los reactores de fusión.
Seria también un material atérmico, la masa de una lamina de materia AB es tan alta comparada con la masa de los átomos que la rodean que no se ve afectada. Es como si se intentase mover una puerta de acero macizo con pelotas de ping pong. Apenas 100 kg de materia AB forraría todo el Shuttle y soportaría cualquier tipo de reentrada!!
Propiedades dieléctricas: Como se ha mencionado anteriormente la Materia AB tiene tres formas de alojar los electrones, aquella forma en la que los e- están embebidos en la cadena seria un material de alta resistencia dieléctrica(8*10^15 MV/m) muchísimo mas que cualquier material actual(680 MV/m) .
Superconductividad: La forma de Materia AB que tiene una nube de e- alrededor posiblemente tendría una resistencia cero o casi cero(incluso a millones de grados ) si los filamentos se colocasen en dirección del la corriente.
Resistencia química: La Materia AB no se vería afectada por ninguna reacción química, ni sufriría fatiga ni corrosión. Perduraría millones de años inalterable.
Propiedades según ancho de malla: En una malla, a la distancia entre los filamentos que la componen se le llama luz o ancho de malla. La Materia AB tiene diferentes propiedades según su luz.
Si la luz es de mas de 100 fm la radiación lumínica pasaría totalmente a través de esta sin verse afectada.
Si la luz es de mas de 100 nm la materia normal pasaría a través de la materia AB sin problemas, porque el tamaño de la fibra 2*10^-15 m es muchísimo menor que el diámetro de un átomo, 3*10^-10 m.
Es decir podríamos fabricar un muro de materia AB con una luz de mas de 100 nm y seria invisible, y podríamos atravesarlo como si no estuviese. Este muro a su vez podría estar sujetando un peso de miles de toneladas, y este parecería que esta suspendido como por arte de magia pues parecería que nada lo sujeta.
Si la luz esta entre 10 nm y 100 fm el muro seria invisible pero impenetrable para cualquier forma de gas, liquido, o materia sólida. Si nos chocásemos con un muro así parecería que un campo de fuerza misterioso no nos dejase pasar.
Super-reflectividad, si la luz es inferior a cierta longitud de onda se reflejara totalmente. Se podrían crear lentes indestructibles.
Si disminuimos los suficiente la luz ninguna forma de radiación podrá atravesarla.
Si la luz es inferior al diámetro de los átomos, como resultado obtenemos un material de cero fricción.
Estas propiedades darían una aplicaciones increíbles.
Podrías forrar una nave espacial totalmente con una lamina de materia AB con una luz que no dejase pasar absolutamente nada, y tendría una nave totalmente indestructible, capaz de soportar millones de grados, explosiones de bombas atómicas y cualquier tipo de ataque. Mucho mejor que cualquier campo de fuerza de las series de sci-fi que te imagines. Lo mismo se puede aplicar a los coches, aviones, barcos, tanques...
Reactores de fusión mas eficientes y compactos.
Un problema en el Tokamak, es la perdida de energía del plasma por contacto de este con las paredes del reactor. Una capa de materia AB, al ser atérmica, soluciona esto y permitiría compactar los reactores en gran medida.
La fricción cero permitiría aviones con un vuelo de una eficiencia altísima, con un consumo muy bajo de combustible. El 90% de la energía se pierde en el rozamiento con el aire. Ídem para barcos.
La fricción con el aire además limita la velocidad de un avión en la atmósfera. Se podrían crear aviones hipersónicos que podrían viajar a velocidades increíbles.
Se podría mejorar el diseño de los cohetes y de los aviones a reacción, ya que las eficiencias de estos dependen de las temperaturas a las que trabajan los materiales de las turbinas o la cámara de combustión.
Se podrían construir chips billones de veces mas pequeños y miles de veces mas rápidos
Volantes de inercia con capacidad de almacenar una energía increíble.
Un volante de inercia es un dispositivo que permite almacenar energía en forma de energía cinética. A grandes rasgos en un rotor que gira a gran velocidad en una cámara de vació. Se puede utilizar energía para aumentar el giro del rotor, y una vez que se ha terminado la fuente de energía, este rotor puede volver a devolver esa energía. La energía acumulada depende de la velocidad de giro del rotor y de su masa. La velocidad de giro esta limitada por la resistencia del material del rotor. Cuanto mas resistente mas velocidad de giro. La Materia AB debido a su alta resistencia podría permitir grandes velocidades angulares que junto a su alta densidad y la fricción cero (no necesitas cámara de vació) daría volantes con capacidad de almacenar grandes cantidades de energía.
Se podría cargar una para un coche, un avión, un barco o una sonda espacial en el momento de su fabricación, y este no necesitaría combustible en décadas.
Esta característica también podría servir como método de propulsión para naves espaciales. El limite de la velocidad del rotor de AB seria un 13% de c. Se podría utilizar esa velocidad alcanzada por el rotor para lanzar algún tipo de material como forma de propulsión. Y porque no lanzar sondas de esta forma. O proyectiles en armas poderosísimas.
Un poco de transhumanismo. Imaginémonos un futuro posthumano en el que podemos reproducir con Materia AB la complejidad de un ser humano y crear un ‘femtoser’. 200 de estos seres podrían alojarse en un espacio de un microbio. Si también estuviese disponible la descarga de mentes, podríamos pasar la nuestra a uno de estos seres.
Para un ser así el jardín de una casa seria tan grande como el sistema solar entero lo es para un ser humano normal, un planeta entero como una galaxia entera.
Podrían viajar en naves espaciales del tamaño de una bacteria.¿Cómo podríamos detectar algo así?. De todas formas no estaría muy claro que tipo de información podrían sacar del medio macroscópico, o si se podrían comunicar con nosotros.
Aunque Bolonkin no lo menciona, un ser así probablemente por la velocidad de computación altísima de su mente, percibiría las cosas a cámara lenta, probablemente unos segundos le parecerían años.
Pensando en aplicaciones, se me han ocurrido algunas mas, como sondas para explorar el manto de la Tierra, o el interior del Sol. También espadas con un filo que lo corta todo. Ni que decir que el ascensor espacial seria una cosa de niños. Se podrían construir habitats espaciales descomunales, como los Orbitales de Bank.
Todo suena muy especulativo, pero también lo era la nanotecnología hace unas décadas. Si fuese posible el avance tecnológico seria inimaginable. La femtotecnología posibilitaría muchas cosas mas, y hay otras formas de conseguirla, pero esta entrada ya es un poco larga, así que eso sera en otra ocasión ;)
Paper original de Alexander Bolonkin ‘Femtotechnology: Nuclear Matter with Fantastic Properties’
¿Pero será este el limite?¿Encontrara una civilización tecnológica como la nuestra u otra extraterrestre un muro que impida su progresión tecnológica tan pronto?¿O se puede superar esta barrera?¿Seria posible ir a una escala muy inferior al nanómetro ? Si no lo es, seria una autentica frustración tener tantos millones de años por delante y encontrarse una barrera tan pronto.
Aviso que el material de Alexander Bolonkin que voy a presentar a continuación es altamente especulativo, pero si se consiguiese nos daría una tecnología que parecería magia.
La materia conocida se encuentra en forma de átomos, con un núcleo compuesto de protones y neutrones, con electrones orbitando este núcleo, a una distancia 100.000 veces mayor que el tamaño del propio núcleo. Un átomo medio tiene una décima parte de un nanometro(10^-10m) y su núcleo alrededor de un femtometro(10^-15m).
Lo que propone Bolonkin es crear una forma de materia degenerada estable, apilando los nucleones(neutrones y protones) en forma de cadenas o filamentos, y crear mallas con estos filamentos. Estaríamos manejando ya la femtoescala. A la tecnología que maneja estructuras a esta escala se le llama femtotecnología, en semejanza a la nanotecnología.
Las propiedades de una materia así serian increíbles. Como algo así no existe en la naturaleza Bolonkin la llama Materia AB.
La materia normal debe sus propiedades, por ejemplo, los valores del modulo de Young y de resistencia a la tracción y compresión, a la fuerza de enlace entre orbitales, y por lo tanto a fuerzas electromagnéticas. La Materia AB esta unida por la fuerza nuclear fuerte, varios ordenes de magnitud mas fuerte que la anterior.
En la imagen superior se representan varios tipos diferentes de filamentos de Materia AB
a) Monofilamento o cuerda lineal. Nucleones(2), electrones(5)
b) Barra compuesta de 4 monofilamentos.
c) Barra compuesta de muchos monofilamentos.
d) Cuerda hecha de nucleones(2) con electrones (5) en orbitas(4)
e) Tubo de simple capa con electrones(5) en orbitas(4).
f) Sección de un tubo multicapa rodeado de una nube de electrones(6)
g) Sección de una barra.
h) Tubo de simple capa con electrones insertados en la Materia AB
Y en esta imagen se puede ver una lamina continua de Materia AB y una malla compuesta de cuerdas de Materia AB.
Se podrían crear estructuras en forma de columna partir de cuerdas o filamentos de Materia AB.
Bolonkin presenta varias formas de crear esta materia.
Una utiliza tecnología reminiscente de la fabricación de chips.
Las fuentes de electrones, y nucleones concentran haces de partículas en el lado contrario de la cámara, en la mascara de evaporación donde se forma la Materia AB
(1) Instalación
(2) Materia AB y la mascara de evaporación o formación
(3) Fuente de neutrones
(4) Fuente de protones y núcleos cargados
(5) Fuente de electrones
(6) Nube de partículas
(7) Pared, refleja los neutrones y usa la energía nuclear
La creación de materia AB produciría energía, igual que un reactor de fusión.
Una vez que tuviésemos cierta cantidad de Materia AB, obtener mas seria mas fácil. Al estrusionar un gas, un liquido o un sólido a través de los agujeros en una lamina de Materia AB, se formarían filamentos de Materia AB que se podrían ensamblar después para formar mas laminas.
Estas son las propiedades de la materia AB:
Resistencia: Al estar unida por la fuerza nuclear fuerte la Materia AB es increíblemente resistente, tendría una resistencia 10^23 veces la del acero.
Una delgadísima película de Materia AB de un femtometro de grosor y un metro cuadrado podría soportar 100 millones de toneladas.
La materia AB es increíblemente densa (8.35*10^17 kg/m3), pero esto no es un problema porque debido a sus pequeñas dimensiones el peso de las cantidades requeridas es minúsculo. Por ejemplo, según la luz de malla el peso de un m2 variaría de algunas millonésimas de kg a unos cientos de kg.
Resistencia a altas temperaturas: La temperatura necesaria para romper la materia AB seria de 7000 millones de grados, temperaturas mucho mas altas que las del centro del Sol o las de los reactores de fusión.
Seria también un material atérmico, la masa de una lamina de materia AB es tan alta comparada con la masa de los átomos que la rodean que no se ve afectada. Es como si se intentase mover una puerta de acero macizo con pelotas de ping pong. Apenas 100 kg de materia AB forraría todo el Shuttle y soportaría cualquier tipo de reentrada!!
Propiedades dieléctricas: Como se ha mencionado anteriormente la Materia AB tiene tres formas de alojar los electrones, aquella forma en la que los e- están embebidos en la cadena seria un material de alta resistencia dieléctrica(8*10^15 MV/m) muchísimo mas que cualquier material actual(680 MV/m) .
Superconductividad: La forma de Materia AB que tiene una nube de e- alrededor posiblemente tendría una resistencia cero o casi cero(incluso a millones de grados ) si los filamentos se colocasen en dirección del la corriente.
Resistencia química: La Materia AB no se vería afectada por ninguna reacción química, ni sufriría fatiga ni corrosión. Perduraría millones de años inalterable.
Propiedades según ancho de malla: En una malla, a la distancia entre los filamentos que la componen se le llama luz o ancho de malla. La Materia AB tiene diferentes propiedades según su luz.
Si la luz es de mas de 100 fm la radiación lumínica pasaría totalmente a través de esta sin verse afectada.
Si la luz es de mas de 100 nm la materia normal pasaría a través de la materia AB sin problemas, porque el tamaño de la fibra 2*10^-15 m es muchísimo menor que el diámetro de un átomo, 3*10^-10 m.
Es decir podríamos fabricar un muro de materia AB con una luz de mas de 100 nm y seria invisible, y podríamos atravesarlo como si no estuviese. Este muro a su vez podría estar sujetando un peso de miles de toneladas, y este parecería que esta suspendido como por arte de magia pues parecería que nada lo sujeta.
Si la luz esta entre 10 nm y 100 fm el muro seria invisible pero impenetrable para cualquier forma de gas, liquido, o materia sólida. Si nos chocásemos con un muro así parecería que un campo de fuerza misterioso no nos dejase pasar.
Super-reflectividad, si la luz es inferior a cierta longitud de onda se reflejara totalmente. Se podrían crear lentes indestructibles.
Si disminuimos los suficiente la luz ninguna forma de radiación podrá atravesarla.
Si la luz es inferior al diámetro de los átomos, como resultado obtenemos un material de cero fricción.
Estas propiedades darían una aplicaciones increíbles.
Podrías forrar una nave espacial totalmente con una lamina de materia AB con una luz que no dejase pasar absolutamente nada, y tendría una nave totalmente indestructible, capaz de soportar millones de grados, explosiones de bombas atómicas y cualquier tipo de ataque. Mucho mejor que cualquier campo de fuerza de las series de sci-fi que te imagines. Lo mismo se puede aplicar a los coches, aviones, barcos, tanques...
Reactores de fusión mas eficientes y compactos.
Un problema en el Tokamak, es la perdida de energía del plasma por contacto de este con las paredes del reactor. Una capa de materia AB, al ser atérmica, soluciona esto y permitiría compactar los reactores en gran medida.
La fricción cero permitiría aviones con un vuelo de una eficiencia altísima, con un consumo muy bajo de combustible. El 90% de la energía se pierde en el rozamiento con el aire. Ídem para barcos.
La fricción con el aire además limita la velocidad de un avión en la atmósfera. Se podrían crear aviones hipersónicos que podrían viajar a velocidades increíbles.
Se podría mejorar el diseño de los cohetes y de los aviones a reacción, ya que las eficiencias de estos dependen de las temperaturas a las que trabajan los materiales de las turbinas o la cámara de combustión.
Se podrían construir chips billones de veces mas pequeños y miles de veces mas rápidos
Volantes de inercia con capacidad de almacenar una energía increíble.
Un volante de inercia es un dispositivo que permite almacenar energía en forma de energía cinética. A grandes rasgos en un rotor que gira a gran velocidad en una cámara de vació. Se puede utilizar energía para aumentar el giro del rotor, y una vez que se ha terminado la fuente de energía, este rotor puede volver a devolver esa energía. La energía acumulada depende de la velocidad de giro del rotor y de su masa. La velocidad de giro esta limitada por la resistencia del material del rotor. Cuanto mas resistente mas velocidad de giro. La Materia AB debido a su alta resistencia podría permitir grandes velocidades angulares que junto a su alta densidad y la fricción cero (no necesitas cámara de vació) daría volantes con capacidad de almacenar grandes cantidades de energía.
Se podría cargar una para un coche, un avión, un barco o una sonda espacial en el momento de su fabricación, y este no necesitaría combustible en décadas.
Esta característica también podría servir como método de propulsión para naves espaciales. El limite de la velocidad del rotor de AB seria un 13% de c. Se podría utilizar esa velocidad alcanzada por el rotor para lanzar algún tipo de material como forma de propulsión. Y porque no lanzar sondas de esta forma. O proyectiles en armas poderosísimas.
Un poco de transhumanismo. Imaginémonos un futuro posthumano en el que podemos reproducir con Materia AB la complejidad de un ser humano y crear un ‘femtoser’. 200 de estos seres podrían alojarse en un espacio de un microbio. Si también estuviese disponible la descarga de mentes, podríamos pasar la nuestra a uno de estos seres.
Para un ser así el jardín de una casa seria tan grande como el sistema solar entero lo es para un ser humano normal, un planeta entero como una galaxia entera.
Podrían viajar en naves espaciales del tamaño de una bacteria.¿Cómo podríamos detectar algo así?. De todas formas no estaría muy claro que tipo de información podrían sacar del medio macroscópico, o si se podrían comunicar con nosotros.
Aunque Bolonkin no lo menciona, un ser así probablemente por la velocidad de computación altísima de su mente, percibiría las cosas a cámara lenta, probablemente unos segundos le parecerían años.
Pensando en aplicaciones, se me han ocurrido algunas mas, como sondas para explorar el manto de la Tierra, o el interior del Sol. También espadas con un filo que lo corta todo. Ni que decir que el ascensor espacial seria una cosa de niños. Se podrían construir habitats espaciales descomunales, como los Orbitales de Bank.
Todo suena muy especulativo, pero también lo era la nanotecnología hace unas décadas. Si fuese posible el avance tecnológico seria inimaginable. La femtotecnología posibilitaría muchas cosas mas, y hay otras formas de conseguirla, pero esta entrada ya es un poco larga, así que eso sera en otra ocasión ;)
Paper original de Alexander Bolonkin ‘Femtotechnology: Nuclear Matter with Fantastic Properties’
lunes, 27 de abril de 2009
Transferencia de energía eléctrica en el espacio
Sin duda las ideas y propuestas de Alexander Bolonkin son originales e innovadoras y esta tambien lo es.
Es una propuesta para poder transferir electricidad en grandes cantidades a otras partes del sistema solar.
Una vez que empecemos a colonizar el sistema solar, puede que veamos útil transferir grandes cantidades de energía de un parte del sistema solar donde es muy abundante a otra donde no lo es tanto.
En el sistema solar interior hay energía solar abundante(a la distancia de Mercurio 6 veces mas intensa que en la orbita de la Tierra).
Gigantescas estaciones de paneles solares podrían colocarse en una orbita cercana al sol y así poder suministrar energía a grandes proyectos que requieran mucha energía, como posibles casos de terraformación, construcción de megaestructuras, o suministro de energía a naves espaciales, entre otras muchas funciones mas.
Esta transferencia de electricidad de realizaría sin cables, utilizando un filamento de plasma como conductor de la electricidad.
El plasma es el cuarto estado de la materia, los núcleos atómicos están desprovistos de sus electrones, así que hay cargas positivas y negativas libres, estas cargas libres permiten el paso de corriente lectrica, asi el plasma actua de conductor.
El propio filamento de plasma generaría por lo tanto un campo magnético que comprimiría el plasma, y así manteniendo la integridad del sistema, al mantener el plasma en una forma compacta.
De esta forma seria posible incluso transportar energía desde la Tierra a Marte(100 millones de km), con una cantidad de plasma que no superaría unos pocos cientos de gramos.
Este es un ejemplo pero sigamos con otros posibles usos.
Transferencia de energía al espacio
Se podría conectar una fuente eléctrica(1) a una estación espacial o una nave espacial(3)mediante dos cables de plasma(2) creados en forma de una haz de plasma enviados en su dirección.
En caso necesario el cable de plasma se puede desviar con un reflector de plasma(4)
La sección del cable de plasma puede ser miles de m2 .
Como se observa en la figura (a) los dos cables de plasma al tener corrientes opuestas se repelen. Los cables de plasma pueden deformarse hasta ser circulares si es necesario, esto es necesario para los siguientes casos a explicar.
Una nave espacial podría conectarse al cable y extraer energía eléctrica, Bolonkin plantea dos formas de extracción, la primera propone extraer las partículas cargadas mediante una fina película conductora para su uso, y posterior emisión por otra fina película( figura b), o mediante dos finas redes con un campo electroestático que opone resistencia a la corriente del plasma.(figura a)
La figura c muestra un reflector de plasma que cuenta de varias redes con cargas opuestas, para reflejar las partículas de cargas opuestas.
Transferencia de electricidad a un satélite, una estación espacial o la Luna.
En este caso se necesitarían al menos dos torres de 100 km( de las que ya se hablo aquí)si queremos que la transferencia sea continua, esta altura es necesaria para que la atmósfera no interfiera con el plasma.
Para una transferencia puntual a un satélite solo es necesaria una torre, como se observa en la imagen.
La energía solar recogida por paneles solares en LEO o la Luna se puede enviar a la Tierra, o al revés.
Se observa la Luna(7), la Tierra(1), las dos torres(2), el cable de plasma(4)(6)
Transferencia de electricidad a Marte.
Misma situación a la anterior pero llevada mas alla, valida incluso si Marte esta en el punto opuesto de la orbita.
Vela magnética AB de plasma.
La idea consiste en cerrar el cable de plasma en una circunferencia gigantesca.
A causa de la bajísima resistencia en el plasma el circulo se mantendría sin apoyo externo durante algunos años.
En el centro iría la nave espacial, que se mantendría unida al circulo de plasma gracias a un campo magnético que ella produciría, seria atraída o repelida por la vela según se coloque detrás o delante de este.
La vela se impulsaría gracias al viento solar. El viento es un flujo de partículas cargadas proveniente del sol, estas partículas cargadas ceden su momento al campo magnético, lo ‘empujan’, otras versiones de velas magnéticas ya se han propuesto como método para viajar a porcentajes bajos de c(3%), pero las velas(de todo tipo) ya tendrán su sitio en entradas posteriores.
Anillo de plasma(2), nave espacial(1), viento solar(3), empuje de la vela magnetica(4), fuerza magnética de la nave(5)
Transferencia inalámbrica de energía eléctrica en la Tierra.
Se trata de utilizar la ionosfera como acumulador eléctrico gigantesco y como conductor de masivas cantidades de electricidad de un continente a otro.
La superficie terrestre es utilizada como conductor de regreso.
Son necesarias al menos dos torres de 100 km, altura donde esta la ionosfera. Mejor si son mas de dos.
Vea un par de problemas a esto si fuésemos capaces de hacerlo, primero la gente ya tiene miedo con una simple antena de telefonía cerca suyo, la oposición antes una de estas cosas seria mucho mayor. Y las conspiranoias sobre el control del clima o la mente nacerían a patadas sin duda.
La otra es que necesitaríamos un gobierno a nivel mundial, no veo sino quien estaría dispuesto a enviar mucha energía eléctrica de un continente a otro.
El paper original ‘Wireless Transfer of Electricity in Outer Space’ de Alexander Bolonkin
Es una propuesta para poder transferir electricidad en grandes cantidades a otras partes del sistema solar.
Una vez que empecemos a colonizar el sistema solar, puede que veamos útil transferir grandes cantidades de energía de un parte del sistema solar donde es muy abundante a otra donde no lo es tanto.
En el sistema solar interior hay energía solar abundante(a la distancia de Mercurio 6 veces mas intensa que en la orbita de la Tierra).
Gigantescas estaciones de paneles solares podrían colocarse en una orbita cercana al sol y así poder suministrar energía a grandes proyectos que requieran mucha energía, como posibles casos de terraformación, construcción de megaestructuras, o suministro de energía a naves espaciales, entre otras muchas funciones mas.
Esta transferencia de electricidad de realizaría sin cables, utilizando un filamento de plasma como conductor de la electricidad.
El plasma es el cuarto estado de la materia, los núcleos atómicos están desprovistos de sus electrones, así que hay cargas positivas y negativas libres, estas cargas libres permiten el paso de corriente lectrica, asi el plasma actua de conductor.
El propio filamento de plasma generaría por lo tanto un campo magnético que comprimiría el plasma, y así manteniendo la integridad del sistema, al mantener el plasma en una forma compacta.
De esta forma seria posible incluso transportar energía desde la Tierra a Marte(100 millones de km), con una cantidad de plasma que no superaría unos pocos cientos de gramos.Este es un ejemplo pero sigamos con otros posibles usos.
Transferencia de energía al espacio
Se podría conectar una fuente eléctrica(1) a una estación espacial o una nave espacial(3)mediante dos cables de plasma(2) creados en forma de una haz de plasma enviados en su dirección.
En caso necesario el cable de plasma se puede desviar con un reflector de plasma(4)
La sección del cable de plasma puede ser miles de m2 .
Como se observa en la figura (a) los dos cables de plasma al tener corrientes opuestas se repelen. Los cables de plasma pueden deformarse hasta ser circulares si es necesario, esto es necesario para los siguientes casos a explicar.
Una nave espacial podría conectarse al cable y extraer energía eléctrica, Bolonkin plantea dos formas de extracción, la primera propone extraer las partículas cargadas mediante una fina película conductora para su uso, y posterior emisión por otra fina película( figura b), o mediante dos finas redes con un campo electroestático que opone resistencia a la corriente del plasma.(figura a)
La figura c muestra un reflector de plasma que cuenta de varias redes con cargas opuestas, para reflejar las partículas de cargas opuestas.
Transferencia de electricidad a un satélite, una estación espacial o la Luna.
En este caso se necesitarían al menos dos torres de 100 km( de las que ya se hablo aquí)si queremos que la transferencia sea continua, esta altura es necesaria para que la atmósfera no interfiera con el plasma.
Para una transferencia puntual a un satélite solo es necesaria una torre, como se observa en la imagen.
La energía solar recogida por paneles solares en LEO o la Luna se puede enviar a la Tierra, o al revés.
Se observa la Luna(7), la Tierra(1), las dos torres(2), el cable de plasma(4)(6)
Transferencia de electricidad a Marte.
Misma situación a la anterior pero llevada mas alla, valida incluso si Marte esta en el punto opuesto de la orbita.
Vela magnética AB de plasma.
La idea consiste en cerrar el cable de plasma en una circunferencia gigantesca.
A causa de la bajísima resistencia en el plasma el circulo se mantendría sin apoyo externo durante algunos años.
En el centro iría la nave espacial, que se mantendría unida al circulo de plasma gracias a un campo magnético que ella produciría, seria atraída o repelida por la vela según se coloque detrás o delante de este.
La vela se impulsaría gracias al viento solar. El viento es un flujo de partículas cargadas proveniente del sol, estas partículas cargadas ceden su momento al campo magnético, lo ‘empujan’, otras versiones de velas magnéticas ya se han propuesto como método para viajar a porcentajes bajos de c(3%), pero las velas(de todo tipo) ya tendrán su sitio en entradas posteriores.
Anillo de plasma(2), nave espacial(1), viento solar(3), empuje de la vela magnetica(4), fuerza magnética de la nave(5)Transferencia inalámbrica de energía eléctrica en la Tierra.
Se trata de utilizar la ionosfera como acumulador eléctrico gigantesco y como conductor de masivas cantidades de electricidad de un continente a otro.
La superficie terrestre es utilizada como conductor de regreso.
Son necesarias al menos dos torres de 100 km, altura donde esta la ionosfera. Mejor si son mas de dos.
Vea un par de problemas a esto si fuésemos capaces de hacerlo, primero la gente ya tiene miedo con una simple antena de telefonía cerca suyo, la oposición antes una de estas cosas seria mucho mayor. Y las conspiranoias sobre el control del clima o la mente nacerían a patadas sin duda.La otra es que necesitaríamos un gobierno a nivel mundial, no veo sino quien estaría dispuesto a enviar mucha energía eléctrica de un continente a otro.
El paper original ‘Wireless Transfer of Electricity in Outer Space’ de Alexander Bolonkin
martes, 30 de septiembre de 2008
Torres espaciales
Hace años que la construcción de torres de varios km de altura es posible, pero su elevadísimo coste(varios billones) ha hecho inviable su construcción.
Material modernos como los composites de carbono/epoxy permitirían la construcción de torres de hasta 114 km de altura, con una proporción altura/base de 20, es decir una torre de 100 km de altura tendría que tener una base de 5 km.
Material modernos como los composites de carbono/epoxy permitirían la construcción de torres de hasta 114 km de altura, con una proporción altura/base de 20, es decir una torre de 100 km de altura tendría que tener una base de 5 km.
Estas torres superaltas( hasta 50 km), servirían de plataforma de lanzamiento de carga hasta una amarra espacial rotatoria o un ascensor espacial cuyo extremo inferior termine en la parte superior de la atmósfera.
Varias torres mediante un maglev podrían servir de lanzamiento de vehículos al espacio, desde una altura donde se evitaría mas del 80% de la atmósfera.
Aparte de esto estas torres tendrían mas aplicaciones que se comentan mas adelante.
Siguiendo con el tema de las torres espaciales voy a comentar el concepto de torre espacial electroestática de Alexander A.Bolonkin del que he hablado ya, que soluciona parte de los problemas de las torres normales y que al ir mas allá se convierte en un sustituto del ascensor espacial.
Básicamente en una torre hinchable que se mantiene en pie gracias a la presión interior de un gas de electrones.
El gas de electrones tiene unas propiedades diferentes a un gas molecular. Un gas de electrones puede tener una presión diferente en un mismo volumen concreto, la presión depende de la intensidad eléctrica, y esta pude ser diferente en diferentes partes de un mismo volumen.
Como se ve en el dibujo la torre electroestática AB(1) es un cilindro hinchable con unas capas dieléctricas(8)(10), en cuyo interior hay una capa conductora fina(9), cargada positivamente, dentro del tubo hay un gas de electrones(12), el tubo esta separado en secciones por una delgada partición(11). La capa conductora permite acelerar(o frenar) las cabinas(3) a cualquier velocidad , las fuerzas electroestáticas impiden que la cabina se separe del tubo.
En la base tendría sujeciones(4) para resistir el viento troposferico. Por el medio pasa un laser de control(13)0704.3466_Page_03.jpg)
La presión del gas de electrones compensa el peso del tubo a lo largo de este, de forma que la torre AB no sufre esfuerzo de compresión longitudinal sino que sufre una fuerza de traccion(6) longitudinal, que la hace mantenerse en pie, lo que hace que a diferencia del ascensor espacial pueda tener una altura de 37.000 sin necesidad de un contrapeso, si la altura supera la orbita geoestacionaria(5) la fuerza centrífuga colabora aun mas en mantener en pie la torre.
La presion del gas es maxima cerca del tubo y cero en el centro(asi como la intensidad electrica),y la carga positiva de la capa interior se equilibra con la carga negativa del gas.
La torre puede tener cualquier altura desde unos pocos km(3-100) hasta una altura considerable (37000-120000 km).
Sus usos podrían ser los siguientes:
-plataformas de observación y entretenimiento. Los turistas podrían ver una amplia zona, incluido el negro del espacio y la curvatura del horizonte.
-sustituto de los satélites de comunicaciones de orbita baja(LEO). De seis a diez torres AB de 100 km de altitud darían al cobertura de la constelación de satélites LEO con mayor potencia, permanencia y posibles mejoras.
-plataformas para rectenas, que permitirían recibir energía con mayor eficiencia de los futuros sps a una frecuencia mas alta
-observatorios permanentes que competirían con los observatorios aerotransportados y observatorios espaciales.
-experimentación y ocio aprovechando la posibilidad de varios minutos en caída libre que ofrecerían.
-plataformas de lanzamiento y aterrizaje de naves espaciales.
Presenta ciertas ventajas respecto al ascensor espacial:
-pueden ser construidas desde la Tierra sin necesidad de cohetes. Esto reduce el costo miles de veces.
-puede tener cualquier altura y una gran capacidad de carga.
-pueden tener la altura de la orbita geosincrona sin necesidad de continuar la torre hasta una altura mucho mayor para hacer de contrapeso.
-el peso de la torre AB es varias decenas menor que el ascensor espacial.
-pueden ser construidas con un material menos resistente que el necesario para el ascensor espacial.
-las torres AB pueden tener rápidos elevadores electroestáticos movidos por un alto voltaje desde la superficie de la Tierra.
-son mas seguras contra el impacto de micrometeoritos, un impacto solo crearía un pequeño agujero en al torre, el escape de electrones se compensaría con inyección de electrones.
-la torre puede ser doblada en la dirección necesitada dando el voltaje necesario en la parte adecuada de la torre.
Por dar un ejemplo una torre AB de 120.000 km con una base de 10 metros tendría una masa de 10.000 toneladas, poco en comparación con los 3.000.000 de toneladas de la torre de la CNN en Toronto de solo 553 metros de altura.
Para entrar mas en profundidad leed el paper original"Optimal Electrostatic Space Tower"
lunes, 18 de agosto de 2008
Domos hinchables para la Luna, Marte y los asteroides
A continuación voy a hablar sobre un modelo de domo diseñado por Alexander Bolonkin, este diseño aporta una solución muy atractiva y económica de crear domos, en la Luna, Marte, asteroides, e incluso en zonas áridas terrestres como desiertos y zonas polares, dando unas condiciones cálidas equivalentes a las de España, Italia o Florida.
Además aporta un método para suministrar luz en caso de no disponer ciclos de luz como los terrestres, caso que se da en la Luna donde las noches duran 14 días.
Para que las personas puedan vivir permanentemente fuera de la Tierra, necesitaran unas condiciones que se asemejen los mas posible a las que se den en nuestro planeta, si quieren estar en buenas condiciones de salud, tanto físicas como mentales.
Estos domos serian una especie de invernaderos hinchables, construidas con una membrana fina(0.2-0.4 mm) sin soportes rígidos, la cobertura exterior es doble con aire entre ellas para dar aislamiento, la estructura tiene forma de hemisferio o de medio tubo y parte de la membrana tiene control sobre las transparencia y una fina capa de aluminio de alrededor de 1 micrometro que funciona como un colector gigantesco de la radiación solar incidente(calor). Este calor de podría utilizar para suministrar energía eléctrica o mecánica.
El domo posee una celosía para controlar el paso de la luz.
En su interior habría una biosfera con ciclos biológicos que suministrarían oxigeno y comida a sus habitantes.
El autor da dos modelos básicos de domo, según las escala y la población de su interior.
El mas pequeño se muestra en la siguiente figura.
En el dibujo se observa la doble película exterior; que incluye las celosías(3) para el control de la iluminación, en el lado izquierdo(1) están abiertas permitiendo el paso de la luz, y en el lado derecho(2) están cerradas reflejando la luz al interior del domo; y la película interior.
La sección superior presenta una presión atmosférica de 0.01-0.1 atm, la inferior 1 atmósfera.
La película incluye dos finas mallas, la primera (3) impide grandes daños en caso de rotura y la segunda (4) es una fina red de tela metálica conductora que en caso de sufrir un daño como la rotura por un micrometeorito alerta del incidente.
Lo ideal seria colocar estos domos en los polos lunares, allí se podrían construir espejos que mediante levitación magnética reflejasen la luz hacia el domo que esta debajo, el campo magnético generado además protegería a los habitantes del viento solar y la radiación cósmica.
Ese espejo no pesaría más de 70-80 kilos.
Bolonkin sugiere la posibilidad de cubrir totalmente un planeta entero con domos
Además estos domos podrían crear edenes en zonas desérticas e inhóspitas de la tierra.
Estos domos presentan muchas ventajas sobre otro modelos de domos presentados por otros científicos, un domo formado por cemento de 25 cm de grosor del mismo tamaño pesaría varias miles de veces mas que el modelo presentado por Bolonkin, en vez de necesitarse miles de toneladas de metal y cristal solo se necesitaría una pequeña cantidad de tela plástica relativamente barata, y se permitiría el paso de la luz que generaría energía y comida en el interior.
Para mas información “Inflatable Dome for Moon, Mars, Asteroids and Satellites”De Alexander Bolonkin.
Además aporta un método para suministrar luz en caso de no disponer ciclos de luz como los terrestres, caso que se da en la Luna donde las noches duran 14 días.
Para que las personas puedan vivir permanentemente fuera de la Tierra, necesitaran unas condiciones que se asemejen los mas posible a las que se den en nuestro planeta, si quieren estar en buenas condiciones de salud, tanto físicas como mentales.
Estos domos serian una especie de invernaderos hinchables, construidas con una membrana fina(0.2-0.4 mm) sin soportes rígidos, la cobertura exterior es doble con aire entre ellas para dar aislamiento, la estructura tiene forma de hemisferio o de medio tubo y parte de la membrana tiene control sobre las transparencia y una fina capa de aluminio de alrededor de 1 micrometro que funciona como un colector gigantesco de la radiación solar incidente(calor). Este calor de podría utilizar para suministrar energía eléctrica o mecánica.
El domo posee una celosía para controlar el paso de la luz.
En su interior habría una biosfera con ciclos biológicos que suministrarían oxigeno y comida a sus habitantes.
El autor da dos modelos básicos de domo, según las escala y la población de su interior.
El mas pequeño se muestra en la siguiente figura.
La altura entre la doble capa superior(4) y las inferiores(6) es de alrededor de 3 metros, entre los cuales hay cables de soporte(5), en el suelo hay suelo fértil, con sistemas de riego y tubos de enfriamiento(9)
Las diferentes secciones están conectadas por pasillos(2) y cámaras herméticas(3).
Si un meteorito atravesase la doble capa la capa inferior cerraría temporalmente el agujero.
Esta variante tendría unas dimensiones 10x10 metros con peso de 7-12 kg/m^2(3 kg aire-1 kg. membrana-3-8 suelo) dando un total de 10 toneladas
La segunda variante tiene una escala mucho mayor, con unas dimensiones de 200x1000 metros.
En el dibujo se observa la doble película exterior; que incluye las celosías(3) para el control de la iluminación, en el lado izquierdo(1) están abiertas permitiendo el paso de la luz, y en el lado derecho(2) están cerradas reflejando la luz al interior del domo; y la película interior.
La sección superior presenta una presión atmosférica de 0.01-0.1 atm, la inferior 1 atmósfera.
La película incluye dos finas mallas, la primera (3) impide grandes daños en caso de rotura y la segunda (4) es una fina red de tela metálica conductora que en caso de sufrir un daño como la rotura por un micrometeorito alerta del incidente.
Lo ideal seria colocar estos domos en los polos lunares, allí se podrían construir espejos que mediante levitación magnética reflejasen la luz hacia el domo que esta debajo, el campo magnético generado además protegería a los habitantes del viento solar y la radiación cósmica.
Ese espejo no pesaría más de 70-80 kilos.
Bolonkin sugiere la posibilidad de cubrir totalmente un planeta entero con domos
Además estos domos podrían crear edenes en zonas desérticas e inhóspitas de la tierra.
Estos domos presentan muchas ventajas sobre otro modelos de domos presentados por otros científicos, un domo formado por cemento de 25 cm de grosor del mismo tamaño pesaría varias miles de veces mas que el modelo presentado por Bolonkin, en vez de necesitarse miles de toneladas de metal y cristal solo se necesitaría una pequeña cantidad de tela plástica relativamente barata, y se permitiría el paso de la luz que generaría energía y comida en el interior.
Para mas información “Inflatable Dome for Moon, Mars, Asteroids and Satellites”De Alexander Bolonkin.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)