НОВАЯ БЕСТОПЛИВНАЯ КОСМИЧЕСКАЯ ЭНЕРГЕТИКА . Последнее изменение. [ 28.01.03 г.]

Главная страница Статьи и разработки Ссылки в сети Возврат в cписок

Российская Экологическая Академия Самарский технический университет.

Дудышев В. 12.01.03 г

Современная цивилизация пока не умеет эффективно получать и преобразовывать энергию. Несовершенство технологий и техники приводит к прогрессирующему загрязнению всех сфер окружающей среды и к приближению глобальной экологической катастрофы. Наибольший экологический урон планете наносят энергетика и транспорт, в частности, космонавтика. Топлива на планете ограниченное количества, но его требуется для выработки требуемой энергии все больше. Вследствие низкой эффективности энергетики и транспорта возрастает и объем отравляющих токсичных веществ.   Выход из энергетического и экологического тупика состоит в поиске и создании новой экологически чистой энергетики и качественно новых чистых безотходных технологий получения и преобразования энергии. Лучший учитель для цивилизации – сама Природа, точнее, ее экологическое и энергетическое совершенство. По сути, человечество постоянно учится у Природы, потому что она совершенна. Сначала учились добывать огонь, а вот теперь учимся добывать чистую энергию и электричество. Так будет всегда. И чем более глубоко познается Природа планеты, тем больше возможностей открывается для создания более совершенных экологически чистых источников энергии, в частности, для космонавтики и не только для нее. ПРИРОДНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ПЛАНЕТЫ   Мои исследования и исследования некоторых других российских ученых помогли раскрыть тайны природного электричества и тайны природных явлений. Теперь стало ясно, что в околопланетном космосе и на самой планете миллионы лет уже четко работают сверхмощные природные электрические генераторы и двигатели. Природное электричество поступает к планете исходно от Солнца через геомагнитные полярные каспы (зоны схождения магнитных силовых линий над магнитными полюсами планеты, примерно с высот 30-40 км над планетой), путем захвата природной плазмы геомагнитными силовыми линиями и далее накапливается в ионосферы планеты и ее радиационных поясах. Благодаря наличию потока солнечного ветра, взаимодействующего с геомагнитосферой планеты, вокруг нее непрерывно работает околопланетный магнитогазодинамический генератор. Причем, это генератор с огромной, трудно постижимой для понимания по человеческим меркам мощности. Этот генератор порождает мощные электрические токи во всех токопроводящих сферах вокруг Земли и внутри нее. Эти токи взаимодействуют с геомагнитным полем и порождают электромеханические усилия вращения самой планеты, и ее подвижных сред. Например, океанические течения, движения расплавленной магмы внутри Земли и прочее. Поэтому наша планета – это не просто огромный электрически заряженный космический шар и огромный магнит, но и супермощный экологически совершенный природный электромеханический преобразователь (мотор-генератор) солнечной энергии. Все процессы, происходящие на планете и вокруг нее – от полярный сияний, до ее вращения, времен года и непрерывного кругооборота всех природных явлений, - это по сути непрерывные и циклические и процессы преобразования солнечной энергии в электромеханические и тепловые виды энергии природных явлений. Впервые я написал об этом механизме нашей планеты еще в 1984 г. [1]. Физические основы бестопливной космонавтики изложены впервые мною в [2]. Физические основы, методология и предпосылки создания бестопливной космической энергетики и космонавтики    Так давайте учиться у Природы планеты грамотно получать и преобразовывать электроэнергию. Я предлагаю новую чистую безотходную энергетику. Иначе говоря, предлагаю решать энергетическую и экологическую проблему цивилизации путем разумного технического использования мизерной части энергии природного электричества и геомагнетизма, т.е. научиться подключать наши нагрузки к этим природным генераторам. О том, как это лучше и проще сделать я и рассуждаю в этой статье. Техническая реализация нетрадиционных преобразователей такой дармовой электроэнергии околоземного космоса на борту орбитальных аппаратов вполне возможна уже в ближайшие годы, и это не утопия, а вполне близкая реальность. Такие новая космонавтика и новая космическая энергетика впервые были предложены в России. Сущность данного нового научно-технического направления состоит в разработке и исследовании новых способов и устройств использовании возобновляемой энергии околоземного космоса (природной плазмы ионосферы, электрического и магнитного полей планеты) для получения тяги и электроэнергии на борту бестопливных орбитальных космических аппаратов. Основные научно-технические изыскания по этому направлению космонавтики уже сделаны мною. В этой статье на данную тему показана техническая возможность и перспективность использования возобновляемой энергии околоземного пространства для создания в 21 веке перспективной бестопливной орбитальной космонавтики. Основные технические решения бестопливной энергетики    Конструкции нетрадиционных бортовых преобразователей возобновляемой энергии околоземного электричества различаются в зависимости от типа используемой возобновляемой энергии и цели ее использования и применения. В статье перечислены и пояснены чертежами основные нетрадиционные способы и устройства нетрадиционного получения энергии из энергии природного околопланетного электричества и магнетизма для новой энергетики и бестопливной орбитальной космонавтики (рис.1-5, и рис. A-F). Перечислим их по порядку и дадим ниже краткие пояснения к этим рисункам.   На рис. A упрощенно показано общее строение энергетических зон околопланетного космического пространства (вид из космоса). Тор ионосферы вокруг планеты изображен синим цветом, а ее геомагнитосфера показана в виде геомагнитных силовых линий (желтые линии). Поток заряженных частиц солнечной природной и космической плазмы, непрерывно поступающий в магнитосферу планеты, упрощенно изображен светлыми конусами над магнитными полюсами планеты. На этом фоне показаны некоторые устройства бестопливной орбитальной космонавтики вокруг нашей планеты, в ее ионосфере и магнитосфере. Там же, на рис. A упрощенно показаны основные устройства бестопливной орбитальной космонавтики. Так, слева вверху - в ионосфере планеты - изображен полый магнитогазодинамический преобразователь природной плазмы, и справа вверху в переделах ее магнитосферы изображен токопроводящий контур и, наконец, справа внизу показан бортовой соленоид. Все эти и иные устройства бестопливной орбитальной космонавтики показаны более подробно на отдельных рисунках - рис 1-5.   На рис.1 показана упрощенная конструкция бестопливной тросовой энергетической системы. Основные элементы этой системы – электроизолированный снаружи трос (4), требуемой длины; зарядосборные надувные электроды (6), (7); бортовой источник электроэнергии, например, солнечная батарея (1) и/или электрическая нагрузка (5). Здесь (8)- преобразователь параметров электроэнергии; (9) - корпус спутника, (10) - сфера рекомбинации электрических зарядов.   На рис. 2 показано простейшее устройство магнитогазодинамического типа, работающее от околопланетной природной плазмы ионосферы планеты для превращения ее в тягу и электроэнергию на борту орбитального спутника. Основные элементы этой нетрадиционной энергетической системы – солнечная батарея (1), полая камера, на ее входе размещены постоянные магниты (5) по одной плоскости камеры и зарядосборные пластины (6), (7) в квадратуре с силовыми магнитными линиями, а также клеммы для присоединения электрической нагрузки (4); концентратор природной плазмы – соленоид (3); система ориентации полой камеры вдоль геомагнитных линий (не показана), и сама околопланетная плазма (8). На рис. 3 показан бортовой соленоид, работающий от энергии геомагнитного поля Земли. В его состав входит солнечная батарея (1); преобразователь параметров электроэнергии (переключатель направления тока) (2); катушка соленоида (3) и магнитопровод (4). На рис.4 показан новый бестопливный магнитный генератор-движитель. В простейшем варианте - это замкнутый на нагрузку токопроводящий контур, электроизолированный снаружи. Он выполнен, например, в виде металлического кольца (1), соединенного последовательно с электрической нагрузкой (2), и включает в себя ребра жесткости конструкции (3) и сам орбитальный спутник (4). Это простейшее устройство преобразования энергии геомагнитного поля Земли в электроэнергию и/или тягу космического аппарата в околоземном космосе.   На рис. 5 показан упрощенный электрический чертеж установки, который использует для выработки электроэнергии из ионосферы планеты ток электрической разрядки природного околопланетного конденсатора "ионосфера- Земля". В состав устройства (в наземном варианте) входит ионизатор (6), размещенный на электроизоляторе (7). Над ним размещены торообразные зарядосборные электроды (4), соединенные с электрической нагрузкой (3) и электрозаземлителем (5), углубленным в мокрый грунт (2), а также ионосфера (1) и конус разрядки тока ионосферы (8) на нагрузку (3) . Эта наземно-ионосферная установка показана на рис.D,E более подробно и красочно в реальных условиях на местности. На них видны отдельные его работающие элементы в объеме. На рис.D показана конструкция наземно-ионосферной электростанции с одним ионизатором. На рис.E показана конструкция наземно-ионосферной электростанции с двумя ионизаторами.    Обозначения к рис. D,E (общие позиции): 1. Ионосфера планеты в зоне ее электрической разрядки 2. Луч ионизатора 3. Зона электрической разрядки ионосферного конденсатора по лучу ионизатора 2 в электропроводящие слои планеты 4. Кольцевые электроды из жаропрочных сплавов 5. Ионизатор ( рентгеновский лазер) 6. Электроизоляторная плита для крепления конструкции (электродов (4) и ионизатора (5)) 7. Высоковольтный преобразователь – распределитель напряжения 8. Электроизолятор линии электропередачи 9. Электрический кабель для присоединения электрода (4) к электрической нагрузке 10. Мачта высоковольтной линии электропередачи 11. Высоковольтная линия электропередачи (высоковольтные провода) 12. Устройство регулирования параметров ионизатора (5) (наклона и мощности ионизирующего луча (2) ионизатора (5)) 13. Удаленная мачта высоковольтной линии электропередачи 14. Электроизоляторные штанги для крепления электрода (4) к основанию (6) 15. Электрическая нагрузка в зоне электростанции (для примера показана как система электроосвещения).   На рис. F показана перспективная система глобального беспроводного Интернет на базе дешевых бестопливных орбитальных спутников. Эта линия беспроводной связи работает на частоте порядка 10-20 Ггц направленным электромагнитным излучением между двумя удаленными персональными компьютерами. Аналогично может быть организована и глобальная телефонная связь через два спутниковых телефона. Параметры энергии и методология использования природного электричества   Конкретные данные о природном электричестве (концентрации и интенсивности природной плазмы, величинах напряженностей электрического и магнитного полей в околоземной магнитосфере планеты, в зависимости ее параметров от времени года, суток и т.д.) можно найти в отечественных и зарубежных справочниках [3], [4] и др. Не хватало только панорамного видения сущности этого механизма. Теперь это новое понимание процессов функционирования природного электричества возникло. Поэтому пора "запрягать" природную плазму в работу. До сих пор природную околоземную плазму пока не использовали в орбитальной бестопливной космонавтике, а, напротив, предохраняли космические аппараты от нее. Парадокс развития орбитальной космонавтики состоит в том, что до сих пор природная околоземная плазма являлась помехой для орбитальной космонавтики. Наиболее эффективно, на наш взгляд, -именно полезное использование природной околоземной плазмы в качестве рабочего тела в электрореактивных космических движителях. Это особенно перспективно достигается в околоземной ионосфере и в радиационных поясах планеты, например, ближайшие максимумы концентраций электронов на высотах 300-1000 км. Перспективность использования природной околопланетной плазмы в космических двигателях малой тяги и в иных космических электротехнологиях экологически безвредно по следующим причинам: · запасы энергии природной плазмы и ее концентрация в околоземном пространстве настолько велики, что использование даже одной тысячной доли процента этой мощности покроет энергетические потребности человечества на ближайшее тысячелетие (10 Дж/год), в то время как плазменная оболочка планеты устойчива даже при ее 10% возмущениях, происходящих во время магнитных “бурь”, обусловленных солнечными вспышками (см. [3] с.367); · природная околоземная плазма непрерывно пополняется заряженными космическими частицами, преимущественно солнечным ветром, захваченными магнитной “ловушкой” Земли, в основном через приполярные каспы - щели, и затем разгоняется до скоростей м/с природными космическими ускорителями.   Рассмотрим более подробно основные устройства бестопливной энергетики будущего, которые могут применяться для полезного использования возобновляемой энергии околоземного космоса. Бестопливная орбитальная космонавтика   Известно, что космонавтика уже совершенно необходима цивилизации, но пока это весьма затратная и экологически опасная отрасль техники. Современная космонавтика из-за низкого ресурса работы околоземных орбитальных спутников и необходимости частых запусков все новых ракетоносителей, наносит огромный урон природе, в частности атмосфере и ионосфере планеты, создает озоновые дыры в верхних слоях атмосферы, провоцирует возникновение ураганов, засоряет околопланетное пространство отработавшими свой срок многочисленными устройства и их обломками. Как повысить техническую и экологическую эффективность орбитальной космонавтики за счет использования возобновляемой энергии природного электричества и магнетизма? Об этом ниже. Тросовая орбитальная электромеханическая система (рис1).   По сути - это помещенная в ионосферу планеты и ориентированно по радиусу к Земле, развернутая на орбите простая система, содержащая концентраторы природной плазмы в виде ажурных надувных электропроводящих сфер (6), (7) и электропроводящий трос (4) с электрической нагрузкой (5), (генераторный режим) или с внешним бортовым источником электроэнергии (солнечной батареей (1)). Сущность и принцип работы такой тросовой энергетической системы основаны на эффектах генерации природного электричества и на законах электротехники – по сути, на законе Ома. Известно, что в околоземном пространстве от солнечной плазмы непрерывно работает ионосферный плазменный магнитогазодинамический генератор, работа которого основана на эффекте Холла силового взаимодействия солнечной плазмы, обтекающей магнитосферу планеты с геомагнитным полем. В результате происходит разделение разноименно заряженных частиц во всех околопланетных сферах, и возникают огромные природные конденсаторы. Именно этот механизм создает естественную огромную разность электрических потенциалов над планетой. Это напряжение огромно и составляет до 300-500 киловольт на высотах 50-100 км относительно поверхности планеты. Электрическая напряженность природного электричества с высотой падает, но еще весьма заметна в ионосфере планеты. Поэтому электропроводящий внутри и электроизолированный снаружи трос, растянутый за орбитальным спутником ориентируют (центрируют) преимущественно по радиусу к планете и выделяют на его концах как раз эту уже существующую разность электрических потенциалов в околоземной ионосферной, например, для получения электроэнергии. а) генераторный режим работы тросовой системы   Получение электроэнергии в тросе становится возможным при подключении электрической нагрузки (5) в разрыв этого электроизолированного снаружи троса (4). Электрический ток частиц природной плазмы протекает как в туннеле по этой цепи через концентрирующие плазму зарядосборные электроды (6),(7) и через сам трос (4) с нагрузкой (5). Благодаря выделению на нем разности электрических потенциалов этого природного околоземного электричества, высокой электропроводности троса и благодаря достаточно высокой электропроводности ионосферной плазмы. По сути, тросовая система (рис.1) является концентратором и "туннелем" для прохождения через него природной плазмы. Главное для получения полезного максимального эффекта - это согласование сопротивления плазмы и сопротивления троса. Стрелками на рис.1 показано направление протекания этого тока через трос. б) двигательный режим работы тросовой системы   В случае подключения вместо нагрузки источника электроэнергии от солнечной батареи появляется возможность изменения направления и силы тока через трос (4). Как известно из электромеханики, сила Ампера возникает при протекании тока через проводник, помещенный в постоянное магнитном поле. При этом проводник с электрическим током начинает двигаться в магнитном поле так, чтобы занять положение параллельно силовым линиям магнитного поля. Поэтому этот трос можно использовать как источник электромеханической силы. Это бывает нужным в космонавтике при необходимости маневра и поддержания орбиты спутника. Весьма перспективно использовать такой трос, прикрепленный жестко к космическому аппарату, для получения электромеханической тяги орбитального спутника. Для этого необходим бортовой бестопливный источник электроэнергии, который присоединяют в разрыв этого троса. Например, если присоединить в разрыв троса потенциалы от солнечной батареи, то получают электромеханическую силу тяги на борту орбитального спутника от этого троса (Сила Ампера). Это вполне возможно в ионосфере планеты благодаря существованию в ней огромных запасов природной ионосферной плазмы и наличию в ней разности электрических потенциалов. Расчеты и эксперименты тросовой системы   Проведенные расчеты тросовой орбитальной энергетической системы при длинах троса от десятков метров до длины порядка 2-4 км, а также опыты на действующих макетах подтверждают возможность получения электромеханической силы (тяги) данного троса от взаимодействия данного проводника с током с геомагнитным полем Земли, достаточным для компенсации силы трения и даже существенного ускорения орбитального бестопливного аппарата на высотах от 200 до 3000 км В генераторном режиме работы такая тросовая система может обеспечить получение электроэнергии на борту ИЗС (искусственного спутника Земли) до 30-50 квт при длине троса несколько километров в теневой части на высотах орбиты примерно 300-500 км. Особое преимущество тросовой системы - это относительная простота и дешевизна такого нетрадиционного орбитального тросового двигатель-генератора. В исходном состоянии трос и надувные электроды компактно свернуты и размещены в капсуле орбитального космического спутника. Развертывание троса на орбите весьма просто и удобно в случае наличия на борту спутника устройства его развертывания (типа безынерционной катушки спиннинга), надувных конструкций зарядосборных электродов и с применением для троса материалов с механической памятью. Полый магнитогазодинамический преобразователь энергии природной околопланетной плазмы   Настоящие способ и устройство бестопливной космонавтики основаны на использовании природной околоземной плазмы в качестве рабочего тела в полых магнитогазодинамических преобразователях энергии. Давно известны способы использования искусственной плазмы в орбитальной космонавтике для получения малой реактивной тяги путем создания на борту и ускорения искусственной плазмы, приготовляемой из первичного сырья, топлива (аналоги, например, в [5]), однако на борту спутника запас топлива ограничен. В нашем случае использования ионосферной плазмы такой двигатель-генератор будет работать сколь угодно долго. Магнитогазодинамический преобразователь энергии возобновляемой природной плазмы ионосферы планеты упрощенно показан на рис.2. Пояснение элементов его конструкции сделаны в начале статьи. Устройство работает следующим образом: а) генераторный режим   Вначале полую камеру этого нетрадиционного преобразователя природной энергии плазмы размещают в ионосфере планеты и ориентируют вдоль силовых геомагнитных линий. Постоянные магниты (5), размещенные на входе полой камеры, сортируют частички плазмы по знаку, а именно, отклоняют разноименные электрические заряды из потока природной плазмы (8), которые осаждаются затем на противоположные зарядосборные пластины (6), (7). К ним через клеммы (4) и присоединяют электрическую нагрузку (не показана).   В результате, на пластинах (6), (7) накапливается природное электричество и между ними образуется разность потенциалов. При подключении этих пластин (6), (7) через клеммы (4) к электрической нагрузке возникает непрерывный ток рекомбинации данных зарядов. В результате получаем эффективный новый бестопливный бортовой тип источника энергии. Концентрацию природной плазмы (8) в полой камере обеспечивают бортовым электромагнитом (3). Данный источник (рис.2) особенно полезен для получения электроэнергии в теневой части орбит спутников Земли. б) двигательный режим работы устройства   В этом варианте использования устройства к клеммам (4) присоединяют электрические потенциалы от независимого источника, например, от солнечной батареи (1). При прохождении электрического тока между пластинами (6), (7) и силовыми магнитными линиями от магнитов (5) через поток природной плазмы, внутри полой камеры возникает сила Лоренца-Ампера. Сила Лоренца-Ампера обеспечивает ускорение плазмы в полой камере с той силой и в том направлении, которые зависят от направления и величины тока. В результате и полая камера получает требуемый импульс тяги. Величина этого импульса тяги переменна в зависимости от величины тока, магнитного поля и параметров природной плазмы.   Применение данной системы в космонавтике позволит в перспективе решить и энергетическую и экологическую проблемы и тем более ускорит создание мобильного бестопливного орбитального космического транспорта.   Данная полая МГД-система исследовалась на действующих физических и математических моделях ее реальной работы на разных высотах в ионосфере околоземного космоса. Расчеты концентрации и интенсивности ионосферной природной плазмы и параметров такого компактного бортового МГД-преобразователя и лабораторные эксперименты на действующих макетах показывают работоспособность такого устройства и возможность компенсации силы трения орбитального аппарата за счет использования ионосферной природной плазмы в широком диапазоне высот орбитальных космических аппаратов (от 200 км над планетой до его геостационарной орбиты - 36000 км над планетой). В генераторном режиме возможно получение на борту бестопливного спутника электроэнергии от нескольких ватт до многих десятков и сотен киловатт, в зависимости от конструктивных параметров устройства и наличия концентраторов природной плазмы. Пути использования возобновляемой энергии геомагнитного поля планеты   Как уже доказано, геомагнитное поле планеты (магнитосфера планеты) простирается в космосе на расстояние более 10 радиусов Земли. Плотность энергии на самых оживленных трассах околопланетного космоса вполне достаточна для ее полезного использования и получения электромеханическим способом электромеханической тяги и электроэнергии на борту таких электромагнитных орбитальных бестопливных спутников. Два основных способа и устройства использования огромной энергии магнитосферы планеты в бестопливной орбитальной космонавтике пояснены ниже: Бортовой соленоид в магнитосфере Земли   Предложен оригинальный способ и устройство бестопливного поддержания и изменения траектории движения искусственного спутника Земли (ИСЗ) на околополярных околоземных орбитах путем силового взаимодействия бортового электромагнита с геомагнитным полем (рис. 3). В состав устройства входит непосредственно бортовой электромагнит (3), (4) бестопливный источник электроэнергии, например, бортовая солнечная батарея (1) и переключатель- регулятор (2) электрического тока через обмотки этого электромагнита. Для эффективного управления траекторией движения такого спутника необходима также система ориентации спутника в геомагнитном поле Земли. Суть эффективного силового взаимодействия бортового орбитального электромагнита и магнитных полюсов планеты кроется в неоднородности геомагнитного поля по широте и долготе вокруг планеты. Сущность этого изобретения состоит в создании циклического силового электромагнитного взаимодействия данного ИСЗ с геомагнитным полем Земли путем циклического переключении полярности и изменения величины электрического тока в обмотках бортового электромагнита, запитанного от солнечной бортовой фотобатареи.   Достоинство данного устройства состоит в создании по сути новой бестопливного околополярного движителя космонавтики, в котором для создания импульса тяги орбитального спутника используется возобновляемая энергия Солнца и электромагнитная энергия геомагнитного поля планеты, достаточного для компенсации трения ИСЗ на данной орбите и длительного удержания такого ИСЗ на полярной и близкой к ней орбитах. Устройство может быть также использовано и для бестопливного маневра ИСЗ на полярных орбитах (как вокруг нашей планеты, так и вблизи планет, обладающих собственным магнитным полем), также как разгонный движитель-аппарат для межпланетных аппаратов.   Благодаря использованию возобновляемой электромагнитной энергии геомагнитного поля и солнечной энергии удается поддерживать и даже регулировать в относительно широких пределах траекторию движения такого нетрадиционного орбитального ИСЗ вообще без затрат расходного топлива и без затрат электроэнергии бортовых АБ.   Такой орбитальный бестопливный движитель позволяет реально осуществить циклическое силовое электромагнитное взаимодействие данного бортового магнита или электромагнита (соленоида) с геомагнитным полем планеты. В результате становится возможным создание долгоживущего "вечного полярного спутника Земли" с изменяемой по высоте полярной орбитой. Соленоид может быть запитан электроэнергией разными нетрадиционными способами, например, дармовым электричеством, полученным от солнечной батареи. Благодаря цикличному изменению направления тока в соленоиде можно обеспечить ускорение орбитального спутника на его первоначальной орбите, т.е. осуществить бестопливный маневр в космосе. Это возможно, поскольку бортовой соленоид создает однонаправленное электромагнитное усилие данного соленоида поочередно к каждому из магнитных полюсов планеты. В Зоне полюсов планеты питание электромагнита отключают, а после прохождения их вновь включают через определенный интервал времени или по угловому их перемещению на орбите.   Такое устройство позволит обеспечить сколь угодно долгое сохранение определенной полярной орбиты бестопливного орбитального аппарата вокруг любой планеты, обладающей магнитосферой и магнитным полем. Кроме того, возможным становится увеличение орбитальной скорости и изменение полярной орбиты вплоть до полного отрыва его от притяжения Земли и выхода в открытый космос, например для полета к Марсу. В принципе, такой соленоидальный движитель может быть использован при пилотируемом спуске космического аппарата в зоне магнитных полюсов и магнитных аномалий планеты. В этом случае он будет работать в режиме электромагнитного торможения космического аппарата.   Расчеты, проведенные на математических моделях таких устройств, и лабораторные эксперименты на действующих макетах подтверждают реализуемость и перспективность данного технического предложения практически во всех участках околоземной геомагнитосферы. Замкнутый кольцевой контур с током в магнитосфере планеты   Он показан упрощенно на рис. 4. Устройство достаточно просто и состоит из замкнутого электропроводного контура (1) с электрической нагрузкой (2). На рис. 4 показаны также некоторые элементы его конструкции, в частности, ребра жесткости (3) и преобразователь электроэнергии (4). Принцип его работы основан на использовании возобновляемой энергии геомагнитного поля в пределах магнитосферы планеты. Контур размещается подвижно в пределах магнитосферы планеты и укрепляется его на борту бестопливного орбитального движителя. Такое простейшее устройство работает как обратимый электромеханический преобразователь магнитной энергии планеты в электроэнергию или даже тормозную тягу (в зависимости от цели и его назначения). Электрический ток в данном контуре образуется вследствие возникновения электромагнитной индукции, наведенной в нем при пересечении им геомагнитных силовых линий. Этот контур позволяет реализовать и двигательный режим, например, как для бестопливной корректировки положения космического аппарата, так и для получения электроэнергии от взаимодействия данного токового контура с магнитным полем планеты. Созданный электрический ток может быть особенно длительным и большим по величине в случае реализации контура как сверхпроводящего. Такой токовый контур особенно полезно может быть использован для получения электроэнергии в теневой части орбиты бестопливных космических искусственных спутников Земли. Иные перспективные комбинации устройств нетрадиционной бестопливной энергетики   Отметим, что в случае разумного сочетания этих вышеперечисленных устройств, некоторые из которых будут работать в двигательном, а иные и в генераторном режимах, можно сделать космонавтику маневренной вообще без использования топлива на борту. В перспективе это позволит вообще отказаться от дорогих, громоздких и ненадежных солнечных батарей. В реальных орбитальных бестопливных движителях целесообразно использовать комбинации этих перечисленных выше способов и устройств. Например, для получения импульса тяги и поддержания заданной полярной орбиты искусственного спутника целесообразно применять бортовой соленоид, а для получения электроэнергии на борту целесообразно использовать МГД - преобразователь энергии околоземной природной плазмы.   Вполне целесообразно также и иное сочетание таких космических устройств, например, для ускоренного и/или широкомасштабного маневра с орбиты на орбиту и для быстрой ориентации бестопливной орбитальной космической станции. Например, полезны сочетания и совместная работа на космическом аппарате бортового соленоида, троса и полого МГД-двигателя на природной плазме. Тогда бортовой соленоид и полый МГД - преобразователь природной плазмы при маневре будут работать в режиме двигателей с электропитанием от тросовой энергетической установки. Также можно совместно использовать трос и соленоид как движители, а МГД – преобразователь как генератор электроэнергии. В этом случае живучесть и маневренность спутника возрастает. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ОРБИТАЛЬНОЙ КОСМОНАВТИКЕ ОГРОМНОЙ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГИИ ПРИРОДНЫХ ОКОЛОЗЕМНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ   Около планеты существует два подобных конденсатора. Один размещен между ионосферой и поверхностью планеты, а второй - между радиационными поясами планеты. Способ использования энергии природного электроконденсатора между обкладками радиационных поясов планеты   Цель предложения - полезное использование на борту бестопливного орбитального спутника на высотах порядка десятков тысяч километров над планетой мизерной части этой огромной электроэнергии разряда данного околопланетного конденсатора. Это достигается следующим образом: вначале организуют цепь электрической разрядки обкладок этого конденсатора, разноименные заряды тока разрядки космических обкладок этого конденсатора по ионизирующему лучу от ионосферы и электроносферы РПЗ, причем начинают и концентрируют ток разрядки путем направленного облучения этих обкладок посредством бортового ионизатора, размещенного на орбитальной станции КЭ внутри РПЗ. Электропитание ионизатора осуществляют от солнечных батарей; затем по лучу данного ионизатора через полезную нагрузку осуществляют управляемую разрядку данного природного околопланетного конденсатора; замыкают электрическую цепь сконцентрированных зарядов ионосферы и электроносферы радиационного пояса через электропроводящий луч ионизатора на бортовую нагрузку, например, на омическое сопротивление; преобразуют выделенную разность потенциалов данного природного конденсатора на специальных электродах посредством генератора электромагнитных колебаний, например, в электромагнитные волны требуемой частоты и фазы рентгеновского ионизирующего лазера и микроволнового генератора; направленно излучают электромагнитные волны в упомянутых частотных диапазонах посредством передающих устройств на заданные объекты, например, наземные приемные антенны; затем преобразуют эту энергию электромагнитного излучения из космоса уже на Земле в электроэнергию требуемых параметров; передают электроэнергию разрядки РПЗ в виде электромагнитного направленного излучения на иные космические и прочие объекты, расположенные вне прямой электромагнитной связи с космической электростанцией (КЭ). Например, через систему трех геостационарных энергетических ретрансляторов, обеспечивающих практически 100% охват всей земной поверхности.   Рациональным вариантом такого устройства в режиме генерации электроэнергии на борту орбитального ИСЗ является также дополнение его передающей антенной для преобразования выделенной разности потенциалов с упомянутых электродов посредством низкочастотного инвертора (разновидности генератора электромагнитных колебаний) и трансформаторно-выпрямительного устройства в электроэнергию постоянного и переменного тока требуемых параметров непосредственно на самой космической электростанции (КЭ). Концентрацию электрических зарядов в зонах разрядки РПЗ можно осуществлять дополнительно бортовыми магнитными ловушками (рис. 2). МОЩНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ   Перечисленные выше космические бестопливные электростанции пока не позволяют создать мощные энергетические узлы для покрытия нужд цивилизации в электроэнергии на Земле, поскольку концентрация полученной энергии на борту ограничена размерами их конструкций. Иное дело – при создании наземно-ионосферных энергетических комплексов. Здесь габариты бестопливных электростанций могут быть значительными и концентрация энергии съема из ионосферы на Землю путем разрядки ионосферы по ионизирующему лучу может достигать тысяч мегаватт. Рассмотрим этот проект более подробно. Способ использования энергии ионосферного конденсатора   В околопланетном пространстве существует огромный естественный "резервуар" природного электричества. Он образован вокруг планеты как мощный естественно подзаряжаемый от солнечной плазмы околоземный электрический конденсатор с обкладками "ионосфера-поверхность Земли". В этом пространстве на природной плазме работает природный МГД-генератор. Именно он постоянно подзаряжает обкладки "ионосфера-Земля" этого околоземного конденсатора. Его мощность огромна и намного превышает суммарную мощность всех электростанций мира. Парадокс ситуации состоит в том, что периодически и сам этот природный околопланетный электрический конденсатор бесполезно, а иногда и опасно частично разряжается во время аномальных природных явлений в разных точках планеты. Например, это происходит во время многочисленных гроз, циклонов, ураганов и землетрясений. Но, оказывается, вполне возможно использовать эту огромную возобновляемую энергию более полезно. Для этого нами предложены простые и полезные способы его разрядки через полезную нагрузку с получением электроэнергии на Земле или в космосе. Для этого надо только организовать управляемый разряд обкладок этого конденсатора через полезную электрическую нагрузку. Наш способ использования возобновляемой энергии этого генератора для нужд мировой энергетики основан на простейших законах электротехники и электроэнергетики подсоединения параллельных нагрузок к источнику электроэнергии. Частичная управляемая разрядка этого ионосферного конденсатора экологически безопасна, поскольку постоянно происходит реально в природе. Поэтому часть энергии разряда данного природного конденсатора электричества может быть использована для получения полезной электроэнергии в наземной нагрузке.   Новые предложенные мною источники энергии такого типа показаны упрощенно на рис. 5 и D,E (см. обложку). В состав устройства (рис.5) в наземно-ионосферном варианте входит ионизатор (6), размещенный на электроизоляторе (7). Над ним размещены торообразные зарядосборные электроды (4), соединенные с электрической нагрузкой (3) и электрозаземлителем (5), углубленным в мокрый грунт (2). Ионосфера (1), и (8)- конус разрядки тока ионосферы на нагрузку (3). В качестве источника ионизирующего излучения целесообразно использовать рентгеновский лазер.   Такая бестопливная мощная наземно-ионосферная электростанция (рис.5, D,E) реализуется на Земле путем подключения одного конца электрической полезной нагрузки к ионосфере, заряженной положительно относительно поверхности планеты, через ионизирующий луч, направленный с поверхности Земли в ионосферу или в обратном направлении из космоса на Землю, причем другой конец электрической нагрузки надежно заземляют, либо размещают в природном электролите, например, в Мировом океане.   Опишем подробнее работу этого устройства по упрощенной схеме (рис.5) в наземно-космическом варианте. Вначале с Земли от ионизатора (6) создают направленную ионизацию атмосферы вплоть до ее верхних слоев и края ионосферы (20-30 км над планетой). Поскольку величина напряжения этой природной обкладки (1) ионосферного конденсатора относительно поверхности (2) планеты огромна (порядка 300-400 киловольт), то процесс ионизации атмосферы заканчивается вскоре тлеющим или коронным тихим разрядом ионосферного потенциала по ионизирующему лучу на электроды (4) и заземлитель (5). После надежного электрического пробоя ионосферы на нагрузку и формирования конуса (8) токовой разрядки ионосферы на землю ионизирующий источник может быть отключен. Далее по мере нарастания тока разрядки ионосферного конденсатора включают параллельно электродам (4) электрическую нагрузку (3) с максимальным сопротивлением и постепенно выводят требуемый ток нагрузки за счет регулирования параметров нагрузки (3). Таким образом, ионизирующий луч от ионизатора (6) создает электропроводящий канал (8) разрядки ионосферы (1) в токопроводящие слои Земли (2) через заземлитель (5), электрод (4) и полезную электрическую нагрузку (3).   Создание такой нетрадиционной электростанции реально благодаря огромному запасу электроэнергии природного околоземного конденсатора и наличию механизма его естественного постоянного возобновления от природной ионосферной плазмы и Солнечного ветра.   Данные способ и устройство могут обеспечить электроэнергией либо отдельного электропотребителя, значительной мощности (сотни мегаватт) с регулированием снимаемой мощности, которое осуществляется посредством регулируемой нагрузки, либо вообще всю цивилизацию при условии безопасного размещения таких установок в пустынных безлюдных местах без ущерба для окружающей среды. Максимальная мощность снимаемой электроэнергии с ионосферы максимальна в зимний период, поскольку поток солнечного ветра в этот период к планете максимален. СПОСОБЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНОГО ИОНОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА   Как наиболее просто преобразовать энергию разряда ионосферы в полезные виды энергии. На мой взгляд, наиболее целесообразно и просто превратить энергию токового разряда в тепло посредством электронагрева резервуаров с водой. Для получения тепловой энергии пара из энергии разряда ионосферного конденсатора (рис. 5, D,E), в качестве нагрузки используют сверхмощные электропарогенераторы, через которые и пропускают мощные токи разряда ионосферы. Полученный пар используют далее по назначению - и для теплоснабжения городов, и для выработки электроэнергии посредством традиционных паровых турбин и теплоэлектростанций. Более прямой путь - это преобразование электроэнергии на нагрузке в электроэнергию стандартных параметров, например, с помощью мощных высоковольтных преобразователей частоты (инверторов). Но данный путь технически более сложен.   В космическом варианте осуществления разрядки ионосферы с орбитального спутника ионизатор и полезную нагрузку устанавливают на самом спутнике.   Способ и устройства проверены пока только в лабораторных условиях. Данный тип устройств полезной разрядки этого конденсатора уже исследован мною на действующих макетах и математических моделях Расчетами и экспериментами доказано, что настоящий способ получения электроэнергии из природного электричества является экологически чистым и может служить альтернативой существующим способам традиционного получения электроэнергии. Кроме того, он может также служить в перспективе эффективным способом управления погодой и климатом планеты. УПРАВЛЕНИЕ ПОГОДОЙ И ПРИРОДНЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ   Чтобы понять каким образом c помощью новой нетрадиционной энергетики можно управлять аномальными природными явлениями, кратко вспомним их физическую суть [1]. Ранее мною уже было исследовано и доказано, что физическая суть многих аномальных природных явлений состоит в электромеханическом преобразовании избытков энергии природного электричества в механическую и тепловую энергию циклонов, ураганов и землетрясений [1], [3]. Ионосфера планеты устроена так, что может удержать только вполне определенное количество заряженных частиц природной плазмы. Потом она начинает сбрасывать излишки электричества через атмосферу или трансформировать свою электрическую и электромагнитную энергию во время магнитных бурь внутрь Земли. Таким образом, по сути, излишек природного электричества является спусковым механизмом начала этих аномальных природных явлений и источником энергии для этих стихий. Землетрясение является следствием излишней закачки природного электричества в подземные конденсаторы. Оно возникает в момент электрического пробоя обкладок подземных природных конденсаторов с высвобождением огромной энергии в виде электрогидравлического удара под землей. Ураган является следствием мощного и широкого пробоя ионосферы на Акваторию Мирового Океана и Землю. Это приводит к мощнейшей закрутке ионизированного воздуха и морской ионизированной воды, по правилам электромеханики под действием силы Ампера. Поэтому задача и методология новой энергетики для управления аномальными природными явлениями состоит в управляемом и полезном сбросе излишков энергии околопланетного пространства в полезную нагрузку. Например, по схеме устройства (рис. 5, D,E) путем использования части, и особенно излишка энергии природного электричества и магнетизма в полезных, а не в разрушительных целях можно управлять и погодой планеты. Для этого надо искусственно вызывать пробои ионосферы и возникновения циклонов и осадков в нужных точках Мирового океана планеты. С помощью этого метода можно регулировать даже климат планеты и предотвращать многие аномальные природные явления, например, предотвращать магнитные бури, землетрясения, ураганы и прочее [2], [4].   Короче говоря, для управления природными явлениями достаточно будет стабилизировать интенсивность и величину непрерывно восполняемых от Солнца запасов этой природной энергии в магнитосфере планеты. Это может быть достигнуто только с помощью нашего метода. А именно, путем передачи излишка этой энергии природного геоэлектричества и геомагнетизма из околопланетного пространства с помощью описанных выше в статье специальных энергетических систем и в виде направленного электромагнитного излучения из космоса на Землю. Например, путем передачи электроэнергии околопланетного природного генератора из космоса со специальных передающих космических антенн спутников- преобразователей (рис.1-5, D,E) направленно на приемные антенны Земли. ОСНОВНЫЕ СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ И ДОСТОИНСТВА НОВЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ   1. Бестопливная космонавтика и освоение космического пространства. Существует реальная возможность использования этих устройств в ионосферах иных планет и их спутников, поскольку уже установлено, что во многих околопланетных пространствах уже сконцентрирована и непрерывно восполняется от Солнца огромная не используемая до сих пор возобновляемая электроэнергия движущихся заряженных частиц природной плазмы в магнитосфере планет, например, на Марсе, Сатурне, Юпитере, Ио. Такая новая энергетика вполне реальна и такая бестопливная пилотируемая орбитальная космонавтика существенно удешевит освоение космического пространства.   2. Решение экологических глобальных проблем Применение возобновляемой энергии природного электричества и магнетизма в нуждах космонавтики и энергетики существенно улучшит глобальную экологию планеты и снизит ее влияние от космонавтики и планетарной энергетики в целом, поскольку тогда не надо будет осуществлять частые запуски ракетоносителей и сжигать сырье и топлива на планете.   3. Дешевая и быстродействующая всемирная космическая связь. Бестопливная орбитальная космонавтика позволяет резко удешевить и повысить быстродействие всех систем космической связи и телекоммуникаций. Для примера на рис. F (см. обложку) показана простейшая беспроводная быстродействующая система связи через два и более бестопливных орбитальных спутника (беспроводная Интернет вообще без телефонных кабелей и двухсторонней связью, и спутниковая телефонная связь с прямым выходом абонентов через такие "вечные спутники Земли).   4. Управление погодой и многими природными планетарными явлениями Устранение и снижение мощности многих планетарных стихийных явлений (см. вышеописанный раздел статьи.)   Благодаря полезному использованию мизерной части непрерывно возобновляемой от Солнца энергии природных источников электроэнергии околоземного пространства становится возможным и перспективным создание новой экологически чистой бестопливной энергетики и бестопливной орбитальной космонавтики. В результате экология планеты существенно улучшится. На основе такой космической энергетики и бестопливной космонавтики произойдет революция во всех системах передачи информации. Они станут полностью беспроводными и дешевыми в эксплуатации. А именно, произойдет резкое удешевление и увеличение их быстродействия и пропускной способности, поскольку сейчас именно телефонные линии связи тормозят прогресс в системах связи. Бестопливная космическая энергетика позволит предотвращать многие природные аномальные и стихийные явления и катаклизмы. Таким образом, новая космическая энергетика и бестопливная космонавтика открывают новые горизонты прогресса человечества. Литература 1. Дудышев В.Д., Земля - электрическая машина// "Техника- молодежи" №11/84 2. Дудышев В.Д. Введение в глобальную экологию или Электромеханика живой природы // "Экология и промышленность России" №11/99 3. Инженерный справочник по космической технике, М., 1977, стр.40. 4. Физика космоса, М.,1986 г. 5. Алексеев, Непосредственное преобразование различных видов энергии в электрическую и механическую, М-Л, 1963 6. Дудышев В.Д. "Новая космическая энергетика" - Доклад на 4 международном конгрессе "Экология и окружающая среда" Россия, Самара- Астрахань, 2000 г. 7. "Экологические последствия космонавтики" - Доклад на 4 международном конгрессе "Экология и окружающая сред" Россия, Самара- Астрахань, 2000 г.

Кратко об авторе данной статьи

Справка

Дудышев Валерий Дмитриевич - 49 лет, д.т.н. ,профессор Самарского технического университета , чл.-корр. РАН(экология), ученый - революционер и одновременно ученый - энциклопедист, специалист по быстрому выявлению противоречий и парадоксов в науке и технике и выдвижению идей для их устранения, изобретатель с особым тонким чутьем и нетрадиционным решением глобальных проблем цивилизации в области естествознания, экологии, космонавтики, энергетики и прочих., профессиональный изобретатель. Опубликовал уже более 300 статей и докладов, и имеет много интересных изобретений в разных сферах техники, порядка 200 зарегистрированных изобретений (а.с. и патентов). Основатель многих новых научных направлений - в глобальной экологии , в нетрадиционной энергетике, в огневых технологиях, в тепловых и электрических машинах и многих иных областях техники и науки.. Им разработана новая общая теория природных явлений, в которой по новому объяснены все природные явления на основе электромагнитных Солнечно-Земных связей, природного электричества и открыты их взаимосвязь с практически всеми природными явлениями и единый энергетический механизм через единый электромагнетизм и природную электромеханику. Предложены пути управления природными явлениями ,в частности по предотвращению ураганов, землетрясений вулканов и прочего.

© Дудышев В. 2003 г.