EMLS – Elektromagnetisches Start-System

EMLS – Elektromagnetisches Start-System
Klassifizierung: INTERN – VERTRAULICH
Betreff: Die Physik der kinetischen Beschleunigung und Orbitalernte

MLS – Elektromagnetisches Start-System
Projektidentität: Ökologisch / Fortschrittliches elektromagnetisches Weltraumstart-
Website: www.emls-project.com
Kontakt: info@emls-project.com
Klassifizierung: INTERN – VERTRAULICH

Technischer Bericht: Das Flagella-Protokoll – Mehrarmige viskoelastische Erfassung und Rückgewinnung orbitaler Ressourcen

GENEHMIGUNG Forscher:Naseer Alsharmani
Projekt:Integration des elektromagnetischen Startsystems (EMLS)

1. Designkonzept: Bioinspirierte „Euglena“-Flagellen

DerBio-Hunterist eine autonome Ernteeinheit, die über das EMLS gestartet wird. Anstelle von starren Roboterarmen verwendet er50 unabhängige viskoelastische Flagellen. Diese Tentakel nutzen ein internesferrofluidisches Drucksystemundsupraleitende Spulenbasenfür die räumliche 3D-Orientierung, wodurch Verwicklungen verhindert und die Erfassung mehrerer Ziele ermöglicht werden.

2. Mathematische Modellierung des Erfassungsmechanismus

A. Viskoelastische Dämpfung (Kelvin-Voigt-Modell)

Um zu verhindern, dass die kinetische Energie der Trümmer den Jäger beschädigt, müssen die Flagellen als hocheffiziente Stoßdämpfer fungieren. Die Belastung (σ) einer Flagelle beim Aufprall wird wie folgt modelliert:

σ(t) = E * ε(t) + η * ( dε (t) / dt )

Wo:
• E: Elastizitätsmodul des Kohlenstoffnanoröhrenkerns (Elastizität).
• η: Viskositätskoeffizient des internen nicht-newtonschen Polymers (Dämpfung).
• ε(t): Dehnung (Verlängerung) als Funktion der Zeit.

Physikalische Erkenntnis:Das Flagellum erstreckt sich wie eine biologische Peitsche und wandelt die kinetische Energie der Trümmer in thermische und elastische potenzielle Energie um, ohne den Stoß auf den Hauptbus zurückzuwerfen.

B. Impulserhaltung und Schwerpunktverschiebung

Wenn ein Jäger (Masse M_h) ein Trümmerteil (Masse M_d) einfängt, beträgt die Endgeschwindigkeit (V_f) des kombinierten Systems:

V_f = (M_h * V_h + M_d * V_d) / (M_h + M_d)

Um das System zu stabilisieren, verteilen die 50 Flagellen die Masse neu, indem sie die Trümmer zum geometrischen Massenschwerpunkt ziehen und so das Trägheitsmoment (I) minimieren:

I = Σ (m_i * r_i²)

Durch die Verringerung des Hebelarms r (Flagellenlänge) gewinnt der Jäger die Kontrolle über die Drehbewegung der Trümmer.

3. Orbitalmanöver und Bahntransfer

Sobald die Trümmer gesichert sind, begibt sich der Jäger zurOrbitalschmiede (Recycling-Hub). Wir verwenden einespiralförmige Flugbahn mit geringem Schub, die für Plasmastrahltriebwerke optimiert ist.

Delta-v-Anforderung:

Δv = √( μ / r₁ ) * [ √( 2r₂ / (r₁ + r₂) ) - 1 ]

Wo:
• μ: Gravitationsparameter der Erde.
• r₁: Radius der Umlaufbahn für das Einfangen von Trümmern.
• r₂: Radius der Umlaufbahn des Recycling-Hubs.

Effizienzvorteil:Da das EMLS den Jäger zu einem Bruchteil der Kosten (7,3 $/kg) startet, beträgt die Energierücklaufquote (EROI) für das Recycling von 1 kg Aluminium ungefähr:

EROI ≈ 15:1

(Im Vergleich zu ~ 1:20 bei herkömmlicher chemischer Raketenrückgewinnung.)

4. Fortgeschrittene Physik: Wirbelstrombremsung

Vor dem physischen Kontakt induziert der Jäger mit seinen Magnetspulen Wirbelströme in metallischen Trümmern. Dadurch entsteht ein Gegenmagnetfeld, das das Objekt aus seiner Drehung bringt. Die Bremskraft (F_brake) beträgt ungefähr:

F_bremse ≈ σ * v * B² * Vol

Wo:
• σ: Elektrische Leitfähigkeit des Trümmerteils (z. B. Aluminiumlegierung).
• v: Relativgeschwindigkeit.
• B: Magnetische Flussdichte aus den Spulen des Suchgeräts.
• Vol: Volumen des leitfähigen Trümmerteils.

5. Ökologische Auswirkungen: Erhaltung der Atmosphäre

Durch Recycling im Orbit wird der „Aluminiumoxidwolken“-Effekt vermieden. Bei der herkömmlichen Entsorgung von 1.000 Tonnen Weltraummüll in der Atmosphäre würden etwa 250 Tonnen Metalloxide in die Stratosphäre gelangen.

•EMLS-Lösung:Emissionsfreier Start + geschlossener Kreislauf bei der Fertigung im Orbit =klimaneutrale Weltraumlogistik.

Zusammenfassung für Interessengruppen

DasFlagella-Protokollverwandelt Weltraummüll von einer operativen Gefahr in einestrategische Reserve. Durch den Einsatz des EMLS als Hochgeschwindigkeits-Transportsystem können Flotten von Bio-Jägern eingesetzt werden, um die Gefahr des Kessler-Syndroms zu mindern und gleichzeitig Rohstoffe für die nächste Generation von Mond- und Mars-Habitaten zu liefern.

Elektromagnetischer Antrieb

• Kernlogik: Betrieb über die Lorentzkraft F = q(E + v \ B ), um in einer Vakuumumgebung Hypergeschwindigkeit zu erreichen.

• Effizienz: Erreicht eine Gesamtsystemeffizienz von 85 % und übertrifft damit herkömmliche chemische Raketen deutlich.

Endgeschwindigkeit: Beschleunigung auf 11.200 m/s, die genaue Schwelle, die für den Trans-Lunar Injection (TLI) erforderlich ist.

Beschleunigungsprofil: Konstante Beschleunigung von 1.294,34 m/s^2 über eine Strecke von 45,8 km.

Überschrift: Trägheitsdämpfung und Integrität der biologischen Nutzlast

Aktuelle Validierungsphase: TRL-4 (Technologiereifegrad 4) Unser firmeneigenes intelligentes Hydrogel-Dämpfungssystem wird derzeit strengen Tests unterzogen, um die Unversehrtheit empfindlicher Nutzlasten unter extremer Beschleunigung sicherzustellen.

• Strategische Partnerschaft: Die Tests werden im Gravion Microgravity Lab (Frankreich) durchgeführt, das Teil des Inkubator-Ökosystems der International Space University (ISU) ist.

• Die 132-G-Herausforderung: Die Forschung konzentriert sich auf die Validierung der Hydrogel-Leistung bei einer konstanten Beschleunigung von 132 G, wobei die genauen Kräfte des EMLS-Startprofils simuliert werden.

• Wichtiger Maßstab: Zu den ersten Erfolgen zählen Eierüberlebenstests bei 100 G, die die Fähigkeit des Systems zum Schutz komplexer biologischer Strukturen belegen.

• Innovation mit doppeltem Zweck: Nach Abschluss der Phase der Erdumrundung wird das Dämpfungsmaterial so umfunktioniert, dass es als Treibstoff nach dem Start verwendet werden kann, wodurch die Masseneffizienz der Mission erheblich gesteigert wird.