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/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V08 / V8_320.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-07-08  |  17KB

  1. Return-path: <ota+space.mail-errors@andrew.cmu.edu>
  2. X-Andrew-Authenticated-as: 0;andrew.cmu.edu;Network-Mail
  3. Received: from po5.andrew.cmu.edu via trymail for +dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/space/space.dl@andrew.cmu.edu (->+dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/space/space.dl) (->ota+space.digests)
  4.           ID </afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/Mailbox/po5.andrew.cmu.edu.2144.0.0>;
  5.           Wed, 10 Aug 88 04:10:05 -0400 (EDT)
  6. Received: from andrew.cmu.edu via qmail
  7.           ID </afs/andrew.cmu.edu/service/mailqs/q002/QF.andrew.cmu.edu.230003d2.e35130>;
  8.           Wed, 10 Aug 88 04:05:39 -0400 (EDT)
  9. Received: by andrew.cmu.edu (5.54/3.15) id <AA00299> for +dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/space/space.dl; Wed, 10 Aug 88 04:04:57 EDT
  10. Received: by angband.s1.gov id AA04207; Wed, 10 Aug 88 01:04:39 PDT
  11.     id AA04207; Wed, 10 Aug 88 01:04:39 PDT
  12. Date: Wed, 10 Aug 88 01:04:39 PDT
  13. From: Ted Anderson <ota@angband.s1.gov>
  14. Message-Id: <8808100804.AA04207@angband.s1.gov>
  15. To: Space@angband.s1.gov
  16. Reply-To: Space@angband.s1.gov
  17. Subject: SPACE Digest V8 #320
  18.  
  19. SPACE Digest                                      Volume 8 : Issue 320
  20.  
  21. Today's Topics:
  22.                Re: Solar Sails
  23.              Re: Libertarian space policy
  24.                  Solar flares
  25.              20-year anniversary
  26.                   Satellites
  27.               Re: Lithium cells
  28.         Re: Space Station Name chosen -- Fred
  29.                  Re: E stamp
  30.                RE:  Solar Sails
  31.              Re: Libertarian space policy
  32.                Re: 20-year anniversary
  33. ----------------------------------------------------------------------
  34.  
  35. Date: 2 Aug 88 09:47:50 GMT
  36. From: polya!crew@labrea.stanford.edu  (Roger Crew)
  37. Subject: Re: Solar Sails
  38.  
  39. In <8807311909.AA21830@doc.cc.utexas.edu> sedspace (Steve Abrams) writes:
  40. > In V8 #306, Eric "TheBoo" Bazan (eric@shorty.cs.wisc.edu) writes:
  41. >> My question is this: just how does the sun 'push' against the sail?
  42. >> Is it the solar wind of charged particles (protons and electrons),
  43. >> or the actual photonic flux, or both?
  44. >     Since the wave and particle paradigms for electromagnetic radiation are
  45. > equivalent, you can certainly think of "material" photons bouncing off a sail
  46. > film and, thereby, transferring momentum to the sail.  However, I assume you
  47. > want to view it from the wave perspective.
  48. >  [...stuff about photons ...]
  49.  
  50. Look, if you want to view it from the wave perspective, 
  51. you're supposed to forget you ever heard the word ``photon.''
  52.  
  53. An electromagnetic wave in a vacuum consists of an electric field and
  54. a magnetic field oscillating perpendicularly to one another, both
  55. perpendicular to the direction of motion.  So consider what happens if
  56. you have a single charged particle sitting off in the middle of
  57. nowhere when an EM wave hits it:
  58.  
  59. Let's just put a positron (+ charge so that we don't get too messed up by
  60. sign changes) in the middle of your terminal screen and have the wave
  61. be moving into the screen.  Just to keep things simple let's have the wave
  62. be polarized so that the electric field (E) is oscillating up and
  63. down.
  64.  
  65. By itself, the electric field causes the positron to vibrate up and
  66. down.  As with any simple harmonic oscillator the force will be 180
  67. degrees out of phase with the displacement; the positron reaches its
  68. lowest point just when the electric field is at its strongest pointing
  69. upward (thus pushing the particle back up...) and vice versa.  Note
  70. that the velocity of the particle is 90 degrees ahead of the dislacement.
  71.  
  72. No problem so far, but now we've also got a magnetic field (B) as well
  73. which will be oscillating left to right.  Recall that the magnetic
  74. field is generated by the changing electric field (Maxwell's version of
  75. Ampere's Law) [B ~ dE/dt]
  76.    --- and vice versa (Faraday's Law  E ~ -dB/dt), after all, this is
  77.        how we get an electromagnetic wave in the first place ---
  78.  
  79. and will thus be 90 degrees ahead of the electric field.  After lots
  80. of exercises with your right thumb and index finger, you'll get that
  81. whenever the positron is moving upwards (electric field changing
  82. downwards), the magnetic field points to the right, and whenever the
  83. positron is moving downwards, the magnetic field is to the left.
  84.  
  85. Thus, at all times, the magnetic force on the particle q(v x B) is
  86. pointed into the screen.  If the particle were an electron, the
  87. magnetic force would be reversed, but we also have that it would be
  88. vibrating in the opposite direction --- still ends up being pushed
  89. into the screen.
  90.  
  91. To first order, this is what's happening.  
  92.  
  93. But it's not the whole story.  Whenever a charged particle
  94. accelerates, it radiates a wave of its own.  Part of this wave heads
  95. into the screen, cancelling out a part of the original wave headed in
  96. that direction.  The other part heads out of the screen back towards
  97. your face.  
  98. Thus, energy has been taken out of the original wave; some of it goes
  99. to the particle, the rest gets reflected back.  If you consider the
  100. waves to have momentum inversely proportional to the wavelength,
  101. it turns out that momentum is conserved as well.
  102.  
  103. Note that this is a completely classical explanation; at no point have
  104. we drawn on anything from quantum mechanics.  
  105.  
  106. --
  107. Roger Crew                    ``Beam Wesley into the sun!''
  108. Usenet:    {arpa gateways, decwrl, uunet, rutgers}!polya.stanford.edu!crew
  109. Internet:  crew@polya.Stanford.EDU
  110.  
  111. ------------------------------
  112.  
  113. Date: 2 Aug 88 04:51:39 GMT
  114. From: clyde!watmath!utgpu!utzoo!henry@bellcore.com  (Henry Spencer)
  115. Subject: Re: Libertarian space policy
  116.  
  117. In article <978@bucket.UUCP> leonard@bucket.UUCP (Leonard Erickson) writes:
  118. >Note that Argentina has *already* started claiming *soveriegnty
  119. >over it's portion of Antartica...
  120.  
  121. Claims of sovereignty over parts of Antarctica are nothing new; I don't
  122. believe it has *ever* been the case that *all* interested parties were
  123. willing to renounce them completely.  Just because the superpowers have
  124. renounced them does not mean everybody has.  (In fact, this is the sort
  125. of assumption that really irritates citizens of non-superpower nations.)
  126. However, the big powers *have* played a key role in keeping those claims
  127. in the realm of unimportant legal fiction.  When the US and the USSR
  128. ignore your claims and violate them regularly, nobody else is likely
  129. to take them seriously either.
  130. -- 
  131. MSDOS is not dead, it just     |     Henry Spencer at U of Toronto Zoology
  132. smells that way.               | uunet!mnetor!utzoo!henry henry@zoo.toronto.edu
  133.  
  134. ------------------------------
  135.  
  136. Date: Wed,  3 Aug 88 02:17:17 EDT
  137. From: "Keith F. Lynch" <KFL@ai.ai.mit.edu>
  138. Subject: Solar flares
  139. To: eos%spacvax.rice.edu@rice.edu
  140. Cc: KFL@ai.ai.mit.edu, Space@angband.s1.gov
  141.  
  142. > From: "Pat Reiff" <eos@spacvax.rice.edu>
  143.  
  144. > ... the great flare of August 2, 1982 ... the Apollo program was
  145. > still going on at that time ...
  146.  
  147. Are you sure you don't mean 1972?
  148.                                 ...Keith
  149.  
  150. ------------------------------
  151.  
  152. Date: 3 Aug 88 01:10:02 GMT
  153. From: tektronix!teklds!mrloog!dant@ucbvax.berkeley.edu  (Dan Tilque;1893;92-101;)
  154. Subject: 20-year anniversary
  155.  
  156. Next year will be the 20th anniversary of Apollo 11 and I'm sure that
  157. everyone would like to celebrate it.  It never hurts to be prepared in
  158. advance, so lets start to kick ideas around.
  159.  
  160. My idea is that they launch Discovery on or before July 20, 1989, even 
  161. if its faucets do leak.  Any others?
  162.  
  163.  
  164. ---
  165. Dan Tilque    --    dant@twaddl.LA.TEK.COM
  166.  
  167. ------------------------------
  168.  
  169. Date: 2 Aug 88 22:45:37 GMT
  170. From: unccvax!nrk@mcnc.org  (Nitin R Kulkarni)
  171. Subject: Satellites
  172.  
  173. Hello, fellow-netters.
  174.  
  175. I am a newcomer to this group. Can anybody in net-world give me the
  176. following information :
  177.  
  178.     1. How many satellites has the US and the USSR launched into
  179.        deep space ?
  180.     2. Their probable location in our solar system as of today. 
  181.     3. The dates when they were launched. 
  182.  
  183. Thanks in advance.
  184.  
  185. Nitin.
  186.  
  187. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  188. UUCP : nrk@unccvax.UUCP
  189. ARPA : nrk%unccvax@mcnc.org
  190.  
  191. ******    Is it clean in other dimensions ?   ******
  192.  
  193. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  194.  
  195. ------------------------------
  196.  
  197. Date: 3 Aug 88 02:14:51 GMT
  198. From: killer!tness7!tness1!nuchat!splut!jay@ames.arc.nasa.gov  (Jay "you ignorant splut!" Maynard)
  199. Subject: Re: Lithium cells
  200.  
  201. In article <880729-124705-5997@Xerox> "chaz_heritage.WGC1RX"@XEROX.COM writes:
  202. >Some reported explosions of lithium cells are due not to short-circuiting but to
  203. >application of AC.
  204. >[...]
  205. >Since in the astronautics application no high-voltage AC will be present in the
  206. >circuit, there appears to be no risk of such violent explosions. Assessment of
  207. >the outgas hazard is clearly in the hands of experts.
  208.  
  209. Uhm...not quite.
  210. Main power on the space station is specified as 220 VAC at 20 kHz.
  211.  
  212. This, of course, makes power supplies efficient (since, in essence,
  213. they're giving you the front half of a switching power supply), but can
  214. indeed generate AC across a lithium battery in the manner described.
  215.  
  216. -- 
  217. Jay Maynard, EMT-P, K5ZC...>splut!< | Never ascribe to malice that which can
  218. uucp:       uunet!nuchat!           | adequately be explained by stupidity.
  219.    hoptoad!academ!uhnix1!splut!jay  +----------------------------------------
  220. {killer,bellcore}!tness1!           | Birthright Party '88: let's get spaced!
  221.  
  222. ------------------------------
  223.  
  224. Date: 2 Aug 88 08:33:11 GMT
  225. From: mcvax!enea!liuida!yngla@uunet.uu.net  (Yngve Larsson)
  226. Subject: Re: Space Station Name chosen -- Fred
  227.  
  228. In article <605@ecrcvax.UUCP> johng@ecrcvax.UUCP (John Gregor) writes:
  229. >>space station "Freedom".
  230. >                ^^^ ^
  231. Well, coincindence of coincidences; The strange fact is that "Fred" is the
  232. Swedish word for "Peace". How nice of you to (sort of) honor Mir in this 
  233. way.. :-)
  234. >
  235. >John Gregor                                       johng%ecrcvax.UUCP@pyramid.COM
  236.  
  237.  
  238. -- 
  239. Yngve Larsson                               UUCP: ...mcvax!enea!liuida!yla
  240. Dept of CIS                                       Internet: yla@ida.liu.se
  241. Linkoping University, Sweden                          Phone: +46-13-281949
  242.  
  243. ------------------------------
  244.  
  245. Date: 1 Aug 88 19:15:32 GMT
  246. From: trwrb!aero!venera.isi.edu!rogers@ucbvax.berkeley.edu  (Craig Milo Rogers; FAST)
  247. Subject: Re: E stamp
  248.  
  249.  
  250.     Since the center of illumination lies over Siberia, and the
  251. orange bands in the background might have the correct elevation for
  252. orbital platforms, perhaps the E stamp depicts SDI deployment.  What a
  253. subtle method to subliminally influence the US voting public!  This,
  254. too, would explain why the stamp is limited to "domestic" use;
  255. wouldn't want too many Soviets or Europeans getting the wrong ideas
  256. through repeated exposure to these stamps.
  257.  
  258.                     Craig Milo Rogers
  259.  
  260. ------------------------------
  261.  
  262. Date: Wed, 3 Aug 88 12:20:22 CDT
  263. From: sedspace@doc.cc.utexas.edu (Steve Abrams)
  264. Posted-Date: Wed, 3 Aug 88 12:20:22 CDT
  265. Subject: RE:  Solar Sails
  266.  
  267.  
  268.     In V8 #312, Alan Bostick replies to a simple question (FLAME 
  269. ON)  in his ubiquitously obnoxious and condescending manner 
  270. intended, not so much to answer the question or enlighten the 
  271. questioner, as to impress us with his virtuosity in physics.  However, 
  272. as a former professor of mine used to say, "If you can't answer a 
  273. physics question in words, *without resorting to formulae*, then you 
  274. don't understand the topic well enough. (FLAME OFF)
  275.  
  276.     Now, the original poster asked and Alan responded:
  277.  
  278. >In article <10922@oberon.USC.EDU> robiner@ganelon.usc.edu (Steve) writes:
  279. >>If the light bounces off the sail, how does it impart momentum.  What 
  280. >>energy of the photon is now reduced?  I think the photons must be
  281. >>ABSORBED by the sail for this to work.
  282. >
  283. >Well, you're wrong. 
  284.  
  285.     However, Alan (in his response) implicitly agreed that the 
  286. momentum trasnfer *does* occur when the photon *is* absorbed by 
  287. the sail film...
  288.  
  289. >The photon bounces off of the mirror and is reflected in
  290. >accordance with the laws of reflection.
  291.  
  292.     Well, Alan, you kinda' glossed over the mechanism of 
  293. momentum transfer by the "in accordance with the laws of 
  294. reflection" phrase.  Let's look at exactly what happens when the 
  295. photon is "reflected."  In an "ideal" reflective surface, the incident 
  296. photon is *temporarily* absorbed by the electrons (at some 
  297. equilibrium energy level dictated by thermal effects and its "nearest 
  298. neighbor" electrons) in the surface of the sail (look up "classical skin 
  299. depth" and "anomalous skin effects").  An electron absorbing a 
  300. photon increases its energy level.  The photon's momentum is 
  301. transmitted, via interaction with the electron's potential "barrier," to 
  302. the metallic lattice of atoms of the sail film.  In addition, the electron 
  303. with the higher energy level is unstable and perturbations induced 
  304. by the "re-bound" of the potential barrier cause it to decay to its 
  305. original energy level thereby emitting a photon with the original 
  306. energy *but* in a direction of "least opposition" (i.e. back towards the 
  307. surface and not further into the film; this new photon's polarization 
  308. is also reversed from the original's) thereby imparting more 
  309. momentum because of the change in direction; of course, in a *real* 
  310. reflective surface, the electron decays to a higher energy level and 
  311. the re-emitted photon has less energy than the original.  
  312.  
  313.     Occasionally, some "higher energy" electrons are more stable in 
  314. their new configuration and survive the "re-bound."  These photons 
  315. are the ones we call "absorbed."  Also, since skin depths for most 
  316. metals are for the same order of magnitude as the thicknesses of sail 
  317. films and thin films are close (within a couple of orders of 
  318. magnitude) in thickness to the wavelengths of the radiation incident, 
  319. some photons make it all the way through and are "transmitted."
  320.  
  321.     BOTTOM LINE:  For the ideal sail films you were discussing, 
  322. *all* incident photons *are* absorbed, transmit a "unit" of 
  323. momentum, and are re-emitted (transmitting another "unit" of 
  324. momentum).
  325.  
  326.     FLAME RE-IGNITED:   See, Alan, it can be explained without the 
  327. tedium of working through ASCII equations and in a manner that 
  328. conveys the *physics* of the topic and not just the math.  So,
  329.  
  330. >Next time, think for a minute before shooting off your mouth...
  331.  
  332.     FLAME RE-DOUSED
  333.  
  334.  
  335.     I've been wondering if anyone has looked into the possibility of 
  336. using thin, conducting polymer films rather than metallic films for 
  337. sail films.  I know that polymers were once used for backing for a 
  338. metallic film and dropped to improve the thrust to mass ratio.  Can 
  339. thin films be polymerized to appropriate thicknesses?  If so, the 
  340. doping to make them electrically conducting (and reflective) can be 
  341. done rather easily.  The electrical conduction mechanisms are 
  342. different in these polymers from metals so, presumably, are the 
  343. reflections mechanisms.  With metals, you must consider specular, 
  344. diffuse, and back reflectances.  Anyone know if all of these apply to 
  345. the reflection mechanism of conducting polymers?  Are there any 
  346. different ones?
  347.  
  348.  
  349.                     Ad Astra,
  350.  
  351.                     Steve Abrams
  352.  
  353.  \                                                                       /
  354. --"You have twenty seconds to put down your slide rule...19...18...17..."--
  355.  /                                                                       \
  356.                                                      --  RoboDweeb
  357.  
  358. 2721 Hemphill Park, Apt. C    ARPANET:  sedspace@doc.cc.utexas.edu
  359. Austin, TX  78705        CompuServe:  [70376,1025]
  360. (512)480-0895            
  361.                 OR
  362.      c/o Students for the Exploration and Development of Space
  363.    P.O. Box 7338, 358 Texas Union, University of Texas at Austin
  364.               Austin, TX  78713-7883  (512)471-7097
  365.  
  366. ------------------------------
  367.  
  368. Sender: "James J. Lippard" <Lippard@his-phoenix-multics.arpa>
  369. Date:  Wed, 3 Aug 88 10:49 MST
  370. From: "James J. Lippard" <Lippard@bco-multics.arpa>
  371. Subject:  Re: Libertarian space policy
  372. Reply-To: Lippard@bco-multics.arpa
  373. To: WALL%BRANDEIS.BITNET@mitvma.mit.edu
  374. Cc: Space@angband.s1.gov
  375.  
  376. >Date:     Mon, 25 Jul 88 15:05 EDT
  377. >From: <WALL%BRANDEIS.BITNET@mitvma.mit.edu> (Matt)
  378.  
  379. > I can hardly wait to see the outer space equivalent of Love Canal and
  380. > Manville asbestos.
  381.  
  382. Ah yes, Love Canal--where the government used its power of eminent domain
  383. to take a Hooker Chemical dump site and build a school on it despite
  384. Hooker's warnings against it.
  385.  
  386. Jim Lippard
  387. Lippard at BCO-MULTICS.ARPA
  388.  
  389. ------------------------------
  390.  
  391. Date: 3 Aug 88 21:58:52 GMT
  392. From: jec@iuvax.cs.indiana.edu  (James E. Conley)
  393. Subject: Re: 20-year anniversary
  394.  
  395. In article <2087@silver.bacs.indiana.edu> konath@silver.UUCP (kannan) writes:
  396. >In article <3763@teklds.TEK.COM> dant@mrloog.LA.TEK.COM (Dan Tilque) writes:
  397. ><Next year will be the 20th anniversary of Apollo 11 and I'm sure that
  398. ><everyone would like to celebrate it.  It never hurts to be prepared in
  399. ><advance, so lets start to kick ideas around.
  400. >
  401. ><My idea is that they launch Discovery on or before July 20, 1989, even 
  402. ><if its faucets do leak.  Any others?
  403.  
  404. I would hope that NASA would cancel the launch if there we any unreasonable
  405. possibility of failure.  Last thing we need to be remindered is how twenty
  406. years ago we would put men on the moon, and now all we can do is scatter
  407. them over the Atlantic Ocean.
  408.  
  409. ------------------------------
  410.  
  411. End of SPACE Digest V8 #320
  412. *******************
  413.