[論文レビュー] AB Levitrons and their Applications to Earth's Motionless Satellites

Alexander Bolonkin|ArXiv.org|Aug 18, 2007

Electromagnetic Launch and Propulsion Technology参考文献 3被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、AB Levitronが生成する人工磁場を用いて、地球表面の上空に大規模な宇宙ステーションや人工衛星を静止状態で浮上させる、画期的な磁気浮上法を提案している。特に関節を加えた磁場配置により安定した磁気平衡を実現することで、100 kmまでの高度で、持続的な通信中継局、測位システム、地球観測プラットフォームの実現可能性を示している。

ABSTRACT

Author offers the new and distinctly revolutionary method of levitation in artificial magnetic field. It is shown that a very big space station and small satellites may be suspended over the Earth's surface and used as motionless radio-TV translators, telecommunication boosters, absolute geographic position locators, personal and mass entertainment and as planet-observation platforms. Presented here is the theory of big AB artificial magnetic field and levitation in it is generally developed. Computation of three macro-projects: space station at altitude 100 km, TV-communication antenna at height 500 m, and multi-path magnetic highway. Key words: levitation, AB Levitrons, motionless space satellite.

研究の動機と目的

• 宇宙用プラットフォームのための安定した磁気浮上を実現する人工磁場を新規に開発すること。
• 軌道力学や推進系を用いずに静止衛星を維持する課題を解決すること。
• 通信、観測、ナビゲーション用途に適した大規模プラットフォームを、長期間にわたり静止状態で運用可能とする。
• 100 km高度の宇宙ステーションや500 mの高さのテレビ放送用アンテナといった大規模システムを磁気支持を用いて設計すること。
• 輸送およびエネルギー転送を可能にするマルチパス磁気ハイウェイの実現可能性を検討すること。

提案手法

• 三次元空間における安定な磁気浮上を可能にする人工磁場配置（AB Levitron）を設計する。
• 磁気双極子相互作用および磁場勾配制御の原則を適用し、重力と釣り合わせた平衡状態を達成する。
• さまざまな高度における場の安定性と力のバランスをシミュレートするために、計算モデルを用いる。
• 所定の磁場を生成するために、特定の幾何配置に配置された超伝導体または永久磁石アレイのシステムを提案する。
• 100 kmおよび500 mの高度での持続的浮上に必要なエネルギー要件と場の均一性を分析する。
• 浮上物体の制御された輸送を可能にする、場の方向に沿ったパスを有する磁気ハイウェイの概念を導入する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 人工磁場のみを用いて、地球の上空に安定した静止衛星を維持することは可能か？
• RQ2 100 kmの高度に大質量を平衡状態に保つために必要な磁場配置は何か？
• RQ3 500 mの高さでテレビ放送や測位用途に実用的な磁気浮上が可能か？
• RQ4 浮上物を継続的に輸送できるマルチパス磁気ハイウェイをどのように設計できるか？
• RQ5 実世界の条件下でこのようなシステムを展開するにあたり、エネルギー的・材料的制約は何か？

主な発見

• 理論的分析により、100 kmまでの高度で、特別に設計された人工磁場内に安定した磁気浮上が可能であることが確認された。
• AB Levitron構成を用いることで、100 kmの高度に位置する宇宙ステーションを静止状態で維持できることが示された。
• 500 mの高さのテレビ通信アンテナが、放送用の静止プラットフォームとして実現可能であることが示された。
• 将来的な磁気輸送システムのスケーラブルなインfraストラクチャーとして、マルチパス磁気ハイウェイの概念が提案された。
• 計算モデルにより、提案された構成下で力のバランスと場の安定性が確認された。
• 本手法により、軌道速度や推進系の必要性が回避され、持続的な位置保持が可能となった。