home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / pc / text / spacedig / v11_0 / v11_039.txt < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-07-08  |  14KB

  1. Return-path: <ota+space.mail-errors@andrew.cmu.edu>
  2. X-Andrew-Authenticated-as: 7997;andrew.cmu.edu;Ted Anderson
  3. Received: from beak.andrew.cmu.edu via trymail for +dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl@andrew.cmu.edu (->+dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl) (->ota+space.digests)
  4.           ID </afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/Mailbox/4ZpudAK00VcJ0MaU5l>;
  5.           Tue, 13 Feb 90 01:33:49 -0500 (EST)
  6. Message-ID: <AZpuco-00VcJ0MYk5a@andrew.cmu.edu>
  7. Reply-To: space+@Andrew.CMU.EDU
  8. From: space-request+@Andrew.CMU.EDU
  9. To: space+@Andrew.CMU.EDU
  10. Date: Tue, 13 Feb 90 01:33:25 -0500 (EST)
  11. Subject: SPACE Digest V11 #39
  12.  
  13. SPACE Digest                                      Volume 11 : Issue 39
  14.  
  15. Today's Topics:
  16.                Re: Spacewarps?
  17.           measurement standards (aerospace)
  18.              Laser/solar sail propulsion
  19. ----------------------------------------------------------------------
  20.  
  21. Date: 13 Feb 90 03:44:10 GMT
  22. From: jarvis.csri.toronto.edu!helios.physics.utoronto.ca!physics.utoronto.ca!neufeld@rutgers.edu  (Christopher Neufeld)
  23. Subject: Re: Spacewarps?
  24.  
  25. In article <10208@hoptoad.uucp> tim@hoptoad.UUCP (Tim Maroney) writes:
  26. >In article <10180@hoptoad.uucp> tim@hoptoad.UUCP (Tim Maroney) writes:
  27. >>>Why do you say containment wouldn't require energy?  The treatments
  28. >>>I've seen indicated that degenerate matter or neutronium would be
  29. >>>required, and these are not gravitationally stable at these sizes....
  30. >>>The centrifugal force from spinning at near c would tear
  31. >>>the thing apart in nanoseconds unless some sort of opposing force were
  32. >>>used to contain it.
  33. >
  34. >In article <1990Feb12.001825.27799@helios.physics.utoronto.ca>
  35. >neufeld@physics.utoronto.ca (Christopher Neufeld) writes:
  36. >>   Containment doesn't require energy. A force is not energy. Energy
  37. >>results when a force acts across a distance (the integral of the scalar
  38. >>product of F with dx). Consider: a compressed gas canister contains the
  39. >>gas, but it doesn't need batteries to do it, and it won't fail after some
  40. >>well-defined period of time because it has run out of energy.
  41. >
  42. >A compressed gas canister is not containing a torus of collapsed matter
  43. >rotating at near the speed of light.  The problems are rather different.
  44. >
  45.    No they aren't. I used a gas canister as an example. It requires no
  46. energy to exert an arbitarily large force so long as the object against
  47. which the force is being exerted does not recoil under the force. I can
  48. list several other examples: a support column in a building does not do
  49. work on the building, the sun does not do work on a body in a circular
  50. orbit (ignoring quadrupole and higher order effects), a refrigerator magnet
  51. does no work in order to remain attached to the refrigerator, super glue
  52. does not do work when hanging an object from the ceiling. Simply put, the
  53. matter of *containment* by a force, no matter how large, does not require
  54. the expenditure of energy. Whether it is necessary for the mechanism which
  55. is exerting the force to consume energy is an entirely different matter
  56. than that of containment. A standard electromagnet is dissipative, a
  57. superconducting magnet is not (in the proper regime).
  58.  
  59. >>   Remember, if it consumes energy, it must be radiating energy, or raising
  60. >>the potential energy of the combined system. So, if your spinning torus is
  61. >>held together with the thirtieth century equivalent of elastic bands and
  62. >>chewing gum, they wouldn't consume energy. If it's held together by
  63. >>"tractor fields", well, then the elements generating your fields might
  64. >>themselves be dissipative, but that is a separate problem from the matter
  65. >>of containment.
  66. >
  67. >Let's get real, Chris.  What kind of material are you proposing as a
  68. >passive containment system?  You know and I know that molecular bonds
  69. >are about as strong as tissue paper compared to the centrifugal force
  70. >we're talking about.  I was thinking of some form of magnetic
  71. >containment, personally; but it's pretty silly to talk about passive
  72. >containment, except by some completely new form of matter.
  73. >
  74.    Well, I wouldn't say this is necessarily any less likely than the idea
  75. of the space warp in the first place. Normal materials are bound by
  76. gravitational or electromagnetic forces. If we're considering making the
  77. torus out of degenerate nuclear material, you might allow for the
  78. possibility of a nuclear binding mechanism rather than an electromagnetic
  79. one. Anyway, magnetic containment is not intrinsically dissipative either.
  80. While the actual implementation may be dissipative, there is no theoretical
  81. reason to require it. The original question was "what sort of energies
  82. would be required to contain such a system". The answer is that, in
  83. principle, no energy would be required beyond startup energy, though your
  84. mileage may vary depending on how you decide to do it. Without a concrete
  85. suggestion as to how the containment is to be done it is not possible to
  86. put any numbers on the energy consumption.
  87.  
  88. >(This isn't the first time you've made some truly astonishing
  89. >assumptions on materials science here, either.  First it was your
  90. >statement that we could never develop high-temperature superconductors
  91. >lighter than today's low-temperature superconductors; 
  92. >
  93.    Whoa! I didn't say this. I said that today's low-temperature
  94. superconductors could be made into an energy storage device of a certain
  95. mass and volume per unit energy stored. I then stated that it would be
  96. unlikely that you could do much better than that for high-temperature
  97. superconductors. This was not because they wouldn't be lighter. Most of the
  98. weight I mentioned in that posting was for mechanical support against the
  99. magnetic explosive force. This is independent of what material makes up the
  100. conducting elements. The magnet I listed had to fight a thousand
  101. atmospheres of pressure. How light the superconductors become isn't the
  102. question, it's a matter of ductility and tensile strength. High Tc
  103. superconductors are ceramics, and are brittle. Their mechanical properties
  104. are poorer than those of conventional superconductors. This is not likely
  105. to change in the forseeable future, because the superconducting state seems
  106. closely linked to the presence of coupled two dimensional conducting sheets
  107. with a non-conductive spacing material. Non-conducting materials usually
  108. have poor tensile strength because the electron orbits are highly localized
  109. so that any stretching of the lattice effectively breaks the bonds. While
  110. my research isn't into the mechanical properties of high-Tc
  111. superconductors, my master's degree came from a theoretical examination of
  112. the electrical properties of them, and my PhD work now is associated with
  113. some of their other properties.
  114.  
  115. >now it's this
  116. >assertion that we will be able to develop materials orders of magnitude
  117. >stronger than the theoretical maximum for molecular-bonded matter.
  118. >
  119.    You said molecular bonds, I didn't.
  120.  
  121. >Not
  122. >only are they both highly strange assumptions, they seem to conflict
  123. >directly; finding the common denominator is left as an exercise for the
  124. >reader.)
  125. >
  126.    Actually, I think your position is closer to conflicting. You say that
  127. molecular bonds can't be made very much stronger, and yet believe that
  128. ceramics can be designed with higher ductilities than some metal alloys
  129. designed specifically for good mechanical properties (and flux pinning and
  130. a few other useful things, like high BCS coupling strength).
  131.  
  132. >-- 
  133. >Tim Maroney, Mac Software Consultant, sun!hoptoad!tim, tim@toad.com
  134. >
  135. >"I see little divinity about them or you.  You talk to me of Christianity
  136. > when you are in the act of hanging your enemies.  Was there ever such
  137. > blasphemous nonsense!" - Shaw, "The Devil's Disciple"
  138.  
  139.  
  140. -- 
  141.  Christopher Neufeld....Just a graduate student  |
  142.  neufeld@helios.physics.utoronto.ca              | "Vulcan has no moon."
  143.  cneufeld@pro-generic.cts.com                    | "I'm not surprised!"
  144.  "Don't edit reality for the sake of simplicity" |
  145.  
  146. ------------------------------
  147.  
  148. Date: Mon, 12 Feb 90 17:58:32 EST
  149. From: John Roberts <roberts@cmr.ncsl.nist.gov>
  150. Disclaimer: Opinions expressed are those of the sender
  151.     and do not reflect NIST policy or agreement.
  152. Subject: measurement standards (aerospace)
  153.  
  154.  
  155. >From: cs.utexas.edu!samsung!munnari.oz.au!cluster!metro!otc!gregw@tut.cis.ohio-state.edu  (Greg Wilkins)
  156. >Subject: Re: metric vs. imperial units
  157.  
  158. >You guys just keep making excuses!!!!   Yes an entire country can convert
  159. >from imperial to metric -> Eg Australia and we have the safest airline in
  160. >the world.  If any airline or spaceflight relies on the pilots ability to
  161. >do mental arithmetic in his native units, then it aint safe!!
  162. Other people have posted comments on this. Keeping space flight standards
  163. consistent with aviation standards at least for the time being sounds
  164. reasonable.
  165.  
  166. >The whole point is that metric has many big points in its favour:
  167.  
  168. > - The rest of the world is using it
  169. Agreed.
  170.  
  171. > - To some extent, when designing physical systems, recurring decimal
  172. >   places can be avoided, hence round off errors can be reduced.
  173. For shame! That's one of the few areas in which the "standard" system really
  174. shines, since it was a major design criterion. For instance, express 1/3
  175. of a foot in inches (4). Now try 1/3 of a meter in mm (333.33333333333...).
  176. As another example, the number of feet in a mile (5280) is evenly divisible
  177. by 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 11, 12, 15, 16, 20, 22, 24, 30, 32, 33, 40, 44, 48,
  178. 55, 60, 66, 80, 88, 96, 110, 120, 132, 160, 165, 176, 220, 240, 264, 330,
  179. 352, 440, 480, 528, 660, 880, 1056, 1320, 1760, and 2640, a total of 46
  180. integer factors! In contrast, the number of meters in a kilometer (1000)
  181. is evenly divisible by 2, 4, 5, 8, 10, 20, 25, 40, 50, 100, 125, 200, 250,
  182. and 500 - only 14 factors. In either case, the most useful factors are
  183. probably those <= 20, still a ratio of 12 to 6.
  184.  
  185. > - To do any sort of calculation by computer, metric is by far better than
  186. >   imperial, thus reducing the possibility of program error.
  187. That depends on how you express the terms. If metric distances are given
  188. as "3 kilometers, 768 meters, 122 millimeters", and "standard" distances
  189. are given as "11256.3827165 feet", then the metric system will lose out.
  190. (Of course you wouldn't use metric measures in this fashion, but "standard"
  191. measures are used both ways, depending on the application.) I would presume
  192. that the traditional measures were developed for mental calculation, while
  193. the metric system was developed for use with hand calculations and slide
  194. rules. Digital computers can handle both, if you're careful.
  195.  
  196. >I am told that America is the most inwardly looking nation on the planet,
  197. >and boy does it show!!!   
  198. Please convince the Central American nations of this fact - it would be very
  199. helpful to our diplomatic relations! :-) Actually, I suppose this is partly
  200. correct and partly incorrect, and attitudes vary over time. Since "inwardly
  201. looking" has no clear definition, commenting on this is sort of like trying
  202. to respond to the statement, "Men! You're all alike!" You could also say
  203. that the US is the only nation sufficiently democratic not to have forced
  204. its citizens to give up their traditional measures. :-) :-) :-)
  205. The government is willing to go fully metric any time the public agrees to
  206. it. I believe the military has already gone mostly to metric (except aviation,
  207. I suppose).
  208.  
  209. >If you guys are serious about international
  210. >cooperation you have to pick a set of common units (for more cost and
  211. >saftey reasons), and when it comes to the choice metric wins hands down.
  212. I think things are headed in that direction - it's just slower in some fields
  213. than in others. Also remember that the US is not the only country to stick to
  214. "peculiar" standards. Europe has been blocking an international standard on
  215. HDTV television broadcast format unless it's PAL-compatible (or SECAM?) while
  216. the US and Japan are willing to settle on an extension of NTSC. 
  217.  
  218. >Anyway, to sum up, stop making excuses, start making changes, put a bit
  219. >of effort in , and maybe, just maybe you will be able to talk technical
  220. >with the rest of the world in twenty years or so!
  221. Or maybe we'll be able to use subterfuge to get you to talk technical with
  222. us. Haven't you folks in metric countries wondered why your integrated
  223. circuits have a pin spacing of 2.54mm? :-) :-) :-) :-)
  224.                        John Roberts
  225.                        roberts@cmr.ncsl.nist.gov
  226.  
  227. ------------------------------
  228.  
  229. Date: Mon, 12 Feb 90 09:55:29 EST
  230. From: John Roberts <roberts@cmr.ncsl.nist.gov>
  231. Disclaimer: Opinions expressed are those of the sender
  232.     and do not reflect NIST policy or agreement.
  233. Subject: Laser/solar sail propulsion
  234.  
  235.  
  236. >From: portal!portal!cup.portal.com!hkhenson@apple.com  (H Keith Henson)
  237. >Subject: Re: Spacecraft drives and fuel efficiency
  238.  
  239. >A civilization actually able to travel between the stars it seem likely to
  240. >me is going to be tapping stars for energy.  We already know of one way to
  241. >do that, build a bunch of monster solar power plants, and convert the
  242. >energy to laser light.  Lasers will levitate against 1g, and as someone
  243. >(Henry?) recently said, a year at one gee is the speed of light.  
  244. >(How to stop is left as an exercise)  Keith Henson
  245.  
  246. Lasers can (theoretically) lift a payload against 1g in a launch from Earth
  247. (the Livermore proposal) because the laser is heating a reaction mass (i.e.
  248. a block of ice) which is several times the mass of the payload, and which is
  249. consumed in a few minutes. (Another option involves heating the air under
  250. the payload as reaction mass.) Driving a manned spacecraft and its sail
  251. in open space at an acceleration of 1g by pure photon pressure without blasting
  252. it into plasma in a fraction of a second would be a much greater challenge.
  253. (It might be done with a *really* huge thin sail (to reduce required power
  254. density), optimized for reflection at the wavelength of the laser (to reduce
  255. heating).) In practice, I think much lower accelerations are likely to be
  256. preferable.
  257.                      John Roberts
  258.                      roberts@cmr.ncsl.nist.gov
  259.  
  260. ------------------------------
  261.  
  262. End of SPACE Digest V11 #39
  263. *******************
  264.