Podstawy - pole magnetyczne i siły dynamiczne kontra grawitacja.
Siła odśrodkowa pojawia się wszędzie, gdzie mamy do czynienia z ruchem w przyrodzie, a właściwie w przypadku ruchu po okręgu, elipsie i innych orbitach. Siła odśrodkowa to element fizyki mający związek z dynamiką ruchu i jest określona jako siła natury grawitacyjnej. W całym wszechświecie obowiązuje to samo prawo określające jak ma funkcjonować grawitacja i jak współgra ona z właśnie tą siłą, mówiąc precyzyjniej te dwie siły się uzupełniają wzajemnie. Pole magnetyczne to pole bipolarne, i w odróżnieniu od pola grawitacyjnego, które jest polem jednobiegunowym, ma ono swoje znaczenie w kosmosie jednak, nie jest ono tak istotne w skali makro jak grawitacja kosmiczna, która ma znaczenie porządkujące wszystkie struktury materialne typu gwiazd i galaktyk kosmologicznie. Żyjąc na Ziemi, człowiek pozostał w polu grawitacyjnym poprzez wieki i aż do czasów współczesnych pole to wywarło na nim proste jarzmo, ukształtowało go i stało się formą przyrodniczą, która przemawia do człowieka w ściśle przewidywalny sposób, gdyż nie znał on innych warunków poza tych w których stale przebywał, a o mikrograwitacji i nieważkości nie wiedział on przez te lata nic. Teraz, gdy technologia umożliwiła otworzenie się na nową jakość, którą jest potrzeba eksploracji przestrzeni kosmicznej, gdzie nie ma warunków środowiska pierwotnego i nie mają zastosowania przyzwyczajenia związane z obecnością realiów planetarnych, możemy zacząć myśleć o czymś więcej niż sporadyczna obecność w pobliżu planety, na której żyjemy od stuleci. W tym celu zastanówmy się z rzeczowością nad wykorzystaniem sił powszechnych, by przełamać dyktat przyrody i więzienia grawitacyjnego, w którym nasze ciała są przyciśnięte do powierzchni planety w sposób który umożliwia nam chodzenie i odpoczynek. W kosmosie nie ma charakterystycznych cech, nie ma punktu odniesienia, stron świata, góry, dołu więc niekiedy można czuć się trochę nieswojo, gdy nie ma sztucznie utrzymywanych warunków przyjaznych ludziom, jak sztuczna grawitacja, odpowiednia temperatura i komplikacje z upływem czasu i zegarem biologicznym. Stopniowo humanoid zwany człowiekiem zamieszkujący planetę nazywaną Ziemią, uzyska technologię kosmiczną do kolonizacji własnego systemu gwiezdnego i pobliskich planet w innych niedalekich systemach planetarnych, a oto chciałbym przedstawić pewne rozwiązania technologiczne w formie prostych wizualizacji, by ta wizja mogła się zacząć realizować. Nie jednorodne siły odśrodkowe są tu tym rozwiązaniem, które ma tu zastosowanie. System przedstawiony na rysunku 1 składa się z 11 rolek, poruszających się po szynie ślizgowej, a dzieje się tak dzięki zmiennemu polu magnetycznemu z elektromagnesów. Oczywiście rysunek jest nieprecyzyjny, ponieważ jest to jedynie schemat, nie rysunek techniczny wykonawczy. Rolki obracają się jednocześnie wokół swoich osi jak również po szynie, jednak promień krzywizny górnej jest większy, a promień dolnej krzywizny jest mniejszy, a wiadomo że czym większa odległość od centrum obrotu tym siły odśrodkowe większe, dynamika układu jest niesymetryczna na osi pionowej.
Rysunek 1
Pierwotnie rozważałem w formie schematu system złożony z 9 rolek, tak jak jest pokazane na rysunku 2, ale prawdopodobnie jest on za luźny. Na pewno związek faktu że górny okrąg jest większy od dolnego ma swoje odwzorowanie w ilości rolek na górnym odcinku okręgu i dolnym, bo dlatego właśnie więcej rolek zmieści się na dłuższym odcinku okręgu niż na dolnym krótszym i nie trzeba już tego bardziej wyjaśniać. Dlatego moment jednostkowy pędu przypadający na górną półkulę różni się od dolnych rejonów. Kąt manewru rolek u dołu jest co prawda większy i zmiana kierunku pędu może być bardziej ostra w tym przypadku, co zaowocuje szarpnięciami inercyjnymi, ale mają one charakter krótszy impaktowy, gdyż rolki pokonują ciaśniejszy krąg, dodatkowo jest ich mniej więc wyprodukują mniej szarpnięć w danym przedziale czasowym.
Rysunek 2
W podobnym co do metody rozwiązaniu z rysunku 3 zastosowałem trzy masywne kule stalowe takiegoż kształtu obręczy szyn ślizgowych oraz elektromagnesy, oczywiście rysunek jest nieprecyzyjny. System musi być zsynchronizowany. Prawdopodobnie tendencja do wibracji będzie większa niż w odmianie rolkowej zwłaszcza w przypadku sporadycznej desynchronizacji, ale to już kwestia odpowiedniej i precyzyjnej elektroniki sterującej.
Rysunek 3
Więcej części ruchomych jak na rysunku 4, w tego typu rozwiązania przy zastosowaniu rozwiązań bardziej natury mechanicznej, napotykają na istotne problemy konstrukcyjne związane z nieuniknionym tarciem.
Rysunek 4
