home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / pc / text / spacedig / v13_6 / v13_618.txt < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-06-07  |  17KB

  1. Return-path: <ota+space.mail-errors@andrew.cmu.edu>
  2. X-Andrew-Authenticated-as: 7997;andrew.cmu.edu;Ted Anderson
  3. Received: from hogtown.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)
  4.           ID </afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/Mailbox/kcI7BpC00WBwM1R05o>;
  5.           Sat,  8 Jun 91 02:04:37 -0400 (EDT)
  6. Message-ID: <QcI7Bju00WBw81PE4j@andrew.cmu.edu>
  7. Precedence: junk
  8. Reply-To: space+@Andrew.CMU.EDU
  9. From: space-request+@Andrew.CMU.EDU
  10. To: space+@Andrew.CMU.EDU
  11. Date: Sat,  8 Jun 91 02:04:32 -0400 (EDT)
  12. Subject: SPACE Digest V13 #618
  13.  
  14. SPACE Digest                                     Volume 13 : Issue 618
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.          POTENTIAL GEOMAGNETIC STORM WARNING
  18.              Re: Gravity vs. Mass
  19.           Re: vacuum energies for propolsion
  20.          Re: New Subject--Solar Collectors (Dual Use)
  21.  
  22. Administrivia:
  23.  
  24.     Submissions to the SPACE Digest/sci.space should be mailed to
  25.   space+@andrew.cmu.edu.  Other mail, esp. [un]subscription requests,
  26.   should be sent to space-request+@andrew.cmu.edu, or, if urgent, to
  27.              tm2b+@andrew.cmu.edu
  28.  
  29. ----------------------------------------------------------------------
  30.  
  31. Date: Thu, 23 May 91 01:23:30 MDT
  32. From: oler <@BITNET.CC.CMU.EDU:oler@HG.ULeth.CA> (CARY OLER)
  33. Subject: POTENTIAL GEOMAGNETIC STORM WARNING
  34. X-St-Vmsmail-To: st%"space+@andrew.cmu.edu"
  35.  
  36.                 /\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\
  37.  
  38.                      POTENTIAL GEOMAGNETIC STORM WARNING
  39.  
  40.                           ISSUED: 06:30 UT, 23 MAY
  41.  
  42.                 /\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\
  43.  
  44.  
  45. WARNINGS ISSUED:
  46.  
  47.   - POTENTIAL MINOR GEOMAGNETIC STORM WARNING
  48.   - LOW LATITUDE AURORAL ACTIVITY WATCH
  49.   - POTENTIAL GIC ANOMALY WARNING
  50.  
  51.  
  52. ATTENTION:
  53.  
  54.      A minor to major geomagnetic storm is expected to begin between 24-28
  55. May. The high risk period extends from 25 to 27 May, while the moderate risk
  56. period extends from 24 to 28 May.  The most recent data indicates that
  57. moderate to strong geomagnetic activity may occur on these dates, caused by a
  58. well placed solar coronal hole.  This coronal hole is the same one which
  59. produced the major geomagnetic storm of late April.  Similar conditions are
  60. forecasted for 25 to 27 May, with increasingly disturbed conditions being
  61. observed from 23 May until 25 or 27 May.  Thereafter, a gradual decline in
  62. activity is expected.  Generally unsettled to active conditions should be
  63. observed by 01 or 02 June.
  64.  
  65.      Middle latitude geomagnetic activity will reach minor storm levels with
  66. a risk for major storming, particularly on 25 to 27 May.  Periods of major
  67. storming are expected over the middle latitudes.  High latitudes are
  68. expected to experience major geomagnetic storming with a risk for isolated
  69. severe geomagnetic storming over the auroral zone latitudes.
  70.  
  71.      Planetary A-index values between 35 and 60 are possible, particularly
  72. between 25 and 27 May.  High latitude A-index values could range from 45 to
  73. 100 on these dates.  Planetary K-index values are expected to reach 5 and 6.
  74. Middle and low latitudes should witness K values of 5 and 6, particularly
  75. between 25 and 27 May.  High latitude K-indices could range between 5 and 8.
  76. The least active periods during these disturbed days for the middle latitudes
  77. are forecasted to occur between 11 am and 3 pm, local time.  During these
  78. less active periods, geomagnetic activity is expected to range from unsettled
  79. to very active levels (depending on location).
  80.  
  81.      Auroral activity will become moderate to very high over the northerly
  82. middle and high latitude regions between 25 and 27 May.  This activity could
  83. become visible over the lower latitudes during a fairly brief window several
  84. hours before sunrise.  Lunar phase will interfere with attempts to view
  85. auroral activity until the Moon sets, several hours before sunrise.  This
  86. period of decreasing lunar luminosity (as the Moon sets) will provide
  87. enhanced conditions and darker skies for observing auroral activity, but the
  88. window between Moonset and sunrise (or morning twilight) will become
  89. increasingly narrow with each passing day.  By 27 or 28 May, this window will
  90. close.  It should be noted that the probability of observing auroral activity
  91. during this brief window period over the lower latitudes is not high, but is
  92. possible nonetheless.  For this reason, a Low Latitude Auroral Activity Watch
  93. has been issued for the southerly middle and low latitude regions.
  94.  
  95.      Auroral activity over the middle latitudes is expected to be moderate to
  96. high.  Areas from the central to northern U.S. may be able to observe periods
  97. of auroral activity on the evenings of 25 - 27 May, particularly after the
  98. Moon sets.  Whether the low latitude regions (equatorward of about 40N (or
  99. 35S)) observe any activity is dependent on several factors, including the
  100. intensity of geomagnetic and auroral storming, atmospheric transparency,
  101. availability of a flat northern horizon for observations, etc. If a good
  102. observing site is found, good atmospheric conditions exist, and observing is
  103. done between 10 pm and 5:30 am local time, auroral activity could be spotted
  104. over the lower latitudes.  Use binoculars or a small telescope (with a wide
  105. field of view) to increase your chances of observing activity over the middle
  106. and lower latitudes.  A camera may provide the best overall chance for
  107. spotting auroral activity over the lower latitudes, particularly during the
  108. dark sky periods near the time when the moon sets and shortly thereafter.
  109.  
  110.      The auroral oval will expand equatorward and poleward during this
  111. disturbed period.  Northerly middle latitudes are expected to penetrate the
  112. auroral zone boundary during the peak in geomagnetic activity between 25-27
  113. May.  High to very high auroral activity could be witnessed during these
  114. periods.
  115.  
  116.      Southern hemisphere observers in Australia and New Zealand will have
  117. good opportunities to view auroral activity on 24-28 May, with decreasing
  118. probabilities after 26 May due to lunar interference.  Auroral activity
  119. could become visible over the southern sections of Australia (particularly
  120. south of the Australian Alps), and the southern or southwestern regions of
  121. New Zealand if activity intensifies to predicted levels.
  122.  
  123.      HF propagation conditions will become increasingly disturbed between 24
  124. May and 27 May, with a slow and gradual improvement thereafter.  Conditions
  125. are expected to range from Good to Very Poor.  On 25-27 May, conditions will
  126. become disturbed with generally fair to very poor propagation conditions over
  127. most areas.  Geomagnetic activity is expected to be least active between
  128. approximately 11 am and 3 or 4 pm local time.  During this period, HF
  129. propagation conditions should stabilize somewhat, although ionospheric
  130. conditions will be weaker and less stable on these dates.  Night-time
  131. propagation conditions will not be impressive.  Noise, distortion and periods
  132. of severe fading and flutter will exist, particularly on 25-27 May during the
  133. evenings and early morning hours.  DX will still be possible and no
  134. significant blackout periods are expected (except possibly over the high
  135. latitudes during intense auroral activity), but ionospheric conditions will
  136. not be favorable for long-distance communications.  Signal qualities will
  137. be poor during the evening and early morning hours.  Some stabilization can
  138. be expected during the daylight hours.
  139.  
  140.      There is a high probability for middle and high latitude VHF auroral
  141. backscatter communications on 25 through 27 May, with a moderate probability
  142. from 24 to 28 May.  Conditions are expected to become favorable for possibly
  143. widespread VHF auroral backscatter communications on these dates.  For best
  144. results, use directive antennas pointed northward (or southward for the
  145. southern hemisphere) at low elevation angles (below 10 degrees).  Some
  146. limited auroral backscatter communications may become possible over isolated
  147. low latitude regions (near the middle/low latitude boundary) if geomagnetic
  148. activity surpasses predicted levels.  Signal qualities will be poor for
  149. backscattered VHF signals.  Use CW for best chances at longer-distance VHF
  150. communications via auroral backscatter.
  151.  
  152.      Improvements in HF radio communications are expected to occur on 28 or
  153. 29 May.  A return to prestorm conditions is not expected until early June.
  154. If storming reaches levels forecasted, the ionosphere will require several
  155. days to recover and strengthen.
  156.  
  157.      A geomagnetic storm alert will be issued if middle latitude geomagnetic
  158. activity surpasses minor storm thresholds.
  159.  
  160. PLEASE SEND ANY REPORTS OF DEGRADED RADIO PROPAGATION CONDITIONS, SIGHTINGS
  161. OF AURORAL ACTIVITY, VHF BACKSCATTER COMMUNICATIONS OR OTHER ANOMALIES TO:
  162. OLER@HG.ULETH.CA (INTERNET), OLER@ALPHA.ULETH.CA (USENET), OR (SNAIL-MAIL)
  163. TO: SOLAR TERRESTRIAL DISPATCH, P.O. BOX 357, STIRLING, ALBERTA, CANADA,
  164. T0K 2E0.  PLEASE INCLUDE THE DATE AND TIME (LOCAL AND UT) OF THE OBSERVATION,
  165. THE APPROXIMATE LATITUDE/LONGITUDE OF THE OBSERVATION LOCATION, AND A BRIEF
  166. DESCRIPTION OF THE PHENOMENA OBSERVED.  WE THANK ALL THOSE WHO TAKE THE TIME
  167. TO SEND IN OBSERVATIONAL REPORTS.
  168.  
  169.  
  170.                 /\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\
  171.  
  172. ------------------------------
  173.  
  174. Date: 21 May 91 21:32:23 GMT
  175. From: agate!spool.mu.edu!samsung!munnari.oz.au!comp.vuw.ac.nz!kauri.vuw.ac.nz!bankst@ucbvax.Berkeley.EDU  (Timothy Banks)
  176. Subject: Re: Gravity vs. Mass
  177.  
  178. re: Discussion of Gravity at the Centre of the Earth.
  179.  
  180. Consider a spherical shell. At very large distances compared to the
  181. shell radius R, the gravitational field will look like that of a 
  182. point mass M. The lines of force are therefore radially inward, and
  183. equally spaced at all distances from the shell due to spherical
  184. symmetry. Hence the field outside of a shell can be expressed as
  185.  
  186.        g = - ( G * M ) / r     , where G is the Gravitational constant,
  187.                                  and r > R (r is the distance from the
  188.                                  centre of the shell).
  189.  
  190. The lines must end on the shell. There are no lines inside, which can be
  191. seen as if there were, they would converge at the sphere's centre - where
  192. there is no mass. Hence, inside a shell, it can be seen that
  193.  
  194.      g = 0                       r < R
  195.  
  196. Another way of looking at it is this....if you are at the centre, one
  197. "portion" of the sphere's pull is exactly balanced by a portion on the
  198. opposite side. The "pulls" cancel out. If you move slightly to the side
  199. of the origin, then while you are closer to one side and so experience
  200. greater graviational attraction from there, this is balanced by there
  201. being more mass on the opposite side - which is slightly more distant now.
  202. However, despite each "portion" on this  side now having less individual
  203. pull, collectively this larger region now exerts an equal and opposite
  204. pull to the side nearer you. Oh, how I wish I could draw some diagrams
  205. here! I'm sure my English makes this look much harder than it is. Anyway,
  206. all I can suggest is that you scribble some diagrams yourself, to try
  207. to convince yourself.
  208.  
  209. OK, now onto a solid sphere, which we will treat as a set of spherical
  210. shells nestled inside each other. Outside the sphere we can write the
  211. field (just like before) as :
  212.  
  213.         g = - ( G * M ) / r         r > R
  214.  
  215. where M is now the total mass of the sphere. This can be seen as each shell
  216. now "behaves" as if it were a point mass at the sphere's centre. Inside
  217. the sphere is a little more complicated. We assume a constant density 
  218. (which is not true of the Earth),i.e.
  219.  
  220.        p = M / V = M / ( 4 * pi * R^3)  where V is the Earth's volume
  221.                                         p is the density
  222.                                         pi is pi!
  223.                                         and R^3 means R cubed, (R * R * R)
  224.  
  225. We now what to find the field at a distance r within the Earth. The shells
  226. beyond radius r have no effect, as we saw above. So, we need only worry
  227. about the mass inside radius r (call this M'), i.e
  228.  
  229.        M' = p * ( 4 * pi * r^3) 
  230.  
  231.           = ( M / ( ( 4 / 3 ) * pi * R^3)) * ((4/3) * pi * r^3))
  232.  
  233.           = ( M * r^3) / R^3
  234.  
  235. and so the field at a point within the sphere is
  236.  
  237.        g = - ( G * M' ) / r^2
  238.  
  239.          = - ( G * M * r) / R^3
  240.  
  241. after substitution. Hence the field's magnitude increases with r inside the
  242. sphere. I'll try some ascii graphics
  243.  
  244.    --------------------------------------> r
  245.    |\               _________/ 
  246.    | \         ____/
  247.    |  \     __/
  248.    |   \  _/
  249.    |    \/
  250.    g    R
  251.  
  252. Actually, beyond r it is a nice smooth line - but I can't draw that here!
  253. :-)
  254.  
  255. Now for a fun bit: Consider a frictionless straight tunnel right through
  256. the Earth. and not necessarily through the centre. How long to get to the
  257. other side?
  258.  
  259. Let the x axis be along the tunnel, while the y axis cuts through the
  260. mid way point of the tunnel, and the centre of the Earth. Then, a 
  261. particle at point x will experience the gravitational force
  262.  
  263.       f = m * g = - (m * G * M * r~) / R^2
  264.  
  265. where R is the earth's radius, r~ is the object's position vector, and M
  266. is the earth's mass. The y component of this force is balanced by the
  267. tunnel's normal force. The x component is then
  268.  
  269.      F = ( - G * M * m * r * sin (theta) ) / R^2
  270.  
  271. where theta is the angle between the y axis and vector r. This becomes
  272. (using sin(theta) = x / r to simplify <-- note the assumption here! :-))
  273.  
  274.      F = - ( G * M * m * x ) / R^2
  275.  
  276. The x acceleration is then
  277.  
  278.     a = F / m = - w^2 * x
  279.  
  280. where 
  281.     
  282.     w^2 = ( G * M) / R^2
  283.  
  284. (i.e. the simple harmonic motion equation). w is the angular frequency.
  285.  
  286. So,
  287.  
  288.     if g = ( G * M ) / R^2
  289.  
  290. then
  291.  
  292.     w^2 = g / R
  293.  
  294. and the period of the simple harmonic motion (oscillation) is
  295.  
  296.     T = ( 2 * pi ) / w = ( 2 * pi ) * sqrt(R/g) = 84.4 minutes.
  297.  
  298. This period T is independent of the length of the tunnel, so you could
  299. travel from one city to another in 42 minutes regardless of the distance
  300. inbetween.
  301.  
  302. OK, thats it, and I hope I have made no major blunders in laying this
  303. out. Those in the know can see the approximations made, and the limitations
  304. of this approach, but I hope that this posting will serve its purpose of
  305. explaining to those with little physics background exactly what is going
  306. on.
  307.  
  308. Please don't flame me about this...you can find identical write ups in 
  309. introductory physics textbooks. So, send /dev/null please!
  310.  
  311. Thanks!
  312. -- 
  313. Timothy Banks, Physics Department, Victoria University of Wellington, NZ.
  314.   Bankst@kauri.vuw.ac.nz, bankst@matai.vuw.ac.nz, bankst@rata.vuw.ac.nz
  315.   "This groundbreaking work demonstrates that Mars is the only habitable
  316.      planet in our Solar System" : Adam Hilger Ltd Promotional Leaflet
  317.  
  318. ------------------------------
  319.  
  320. Date: 21 May 91 22:19:51 GMT
  321. From: agate!headcrash.Berkeley.EDU!gwh@ucbvax.Berkeley.EDU  (George William Herbert)
  322. Subject: Re: vacuum energies for propolsion
  323.  
  324. In article <281@rins.ryukoku.ac.jp> will@rins.ryukoku.ac.jp (will) writes:
  325. >    Also, does anyone know where Dr. Robert Forward is and how to contact
  326. >    him?
  327.  
  328. Robert L. Forward
  329. Forward Unlimited
  330. Malibu, California 90265-7783
  331.  
  332. -george william herbert
  333. gwh@ocf.berkeley.edu
  334.  
  335. ------------------------------
  336.  
  337. Date: 22 May 91 11:29:43 GMT
  338. From: van-bc!rsoft!mindlink!a752@ucbvax.Berkeley.EDU  (Bruce Dunn)
  339. Subject: Re: New Subject--Solar Collectors (Dual Use)
  340.  
  341.  
  342.      Silicon solar cells have lower output per unit light as they heat up.  To
  343. give some feel for this, an early 1980s NASA publication estimated that power
  344. output for a simple solar array (built for powering an ion-engine orbital
  345. transfer vehicle) would be 179 W/square meter with a cell temperature of 55
  346. degrees C.  With a 2 to 1 reflector system, cell temperature climbed to 106
  347. degrees C and power climbed to 260 W/square meter, short of the 358 W which
  348. would be implied by the doubling of the light.
  349.      GaAs solar cells apparently suffer less from heat-induced degradation of
  350. performance.  They may therefore be more suitable for concentrator type solar
  351. arrays.
  352.      All types of solar cells suffer radiation damage, particularly if they
  353. spend appreciable time in the Van Allen radiation belts.  Silicon cells are
  354. more susceptible to damage than GaAs cells.  Damaged cells can be partially
  355. revived by annealing at elevated temperatures, which heals the
  356. radiation-induced defects.  One approach to using solar arrays in a high
  357. radiation environment is to use GaAs cells in a concentrator array, and run
  358. them at a temperature high enough so that they anneal themselves "on the job".
  359. This is impractical for silicon cells, which have very poor output at
  360. temperatures which allow annealing.
  361. --
  362. Bruce Dunn    Vancouver, Canada   Bruce_Dunn@mindlink.bc.ca
  363.  
  364. ------------------------------
  365.  
  366. End of SPACE Digest V13 #618
  367. *******************
  368.