Traducido del original (ingles)
Patente de Estados Unidos 4686605
Eastlund 11 de agosto 1987
Método y aparato para alterar una región en la atmósfera de la Tierra, la ionosfera y la magnetosfera
Resumen
Un método y aparato para alterar lo menos una región seleccionada que normalmente existe sobre la superficie de la tierra. La región está muy entusiasmado por la resonancia electrón ciclotrón calefacción para aumentar así su densidad de partículas cargadas. En una encarnación, la radiación electromagnética polarizada circularmente se transmite hacia arriba en una dirección substancialmente paralela ya lo largo de una línea de campo que se extiende por la región de plasma que modificar. La radiación se transmite en una frecuencia que excita la resonancia ciclotrón de electrones para calentar y acelerar las partículas cargadas. Este incremento de energía puede causar ionización de partículas neutrales que luego son absorbidos como parte de la región, lo que aumenta la densidad de partículas cargadas de la región.
Inventores: Eastlund, Bernard J. (Spring, TX)
Cesionario: APTI, Inc. (Los Angeles, CA)
Appl. N º: 06/690, 333
Archivado: 10 de enero 1985
Actual EE.UU. Clase: 361/231; 244/158.1; 380/59; 89/1.11
Clase internacional actual: H05H 01/02 (20060101); H05H 1 / 18 (20060101); F41G 20/07 (20060101); F41G 22/07 (20060101); F41H 13/00 (20060101); H01Q 1 / 36 (20060101 ); H05B 006/64 (), 003/00 H05C (); 001/46 H05H ()
Campo de búsqueda: 361/230, 231 376 / 100 244/158R 89/1.11 380/59
Las referencias citadas [Se hace referencia por]
Otras referencias
Revista de la Libertad, (2 / 35) p. 7 N. Tesla. .
New York Times (9/22/40) Sección 2, p. 7 W. Laurence L.. .
New York Times (12/8/15), p. 8 Col. 3 ..
Primaria examinador: Cangialosi, Salvatore
Abogado, agente o empresa: MacDonald, Roderick W.
Reclamaciones
Reclamo:
1. Un método para alterar lo menos una región normalmente existentes sobre la superficie de la tierra con la radiación electromagnética con origen natural y las divergencias en las líneas del campo magnético de la tierra que comprende la transmisión de radiación electromagnética por primera vez en una frecuencia de entre 20 y 7200 kHz de la superficie de la Tierra, dijo que la transmisión se llevó a cabo esencialmente en el principio de la transmisión substancialmente paralelo ya lo largo de por lo menos uno de dichos dijo líneas de campo, ajustando la frecuencia de la radiación primero en un valor que hará las delicias de resonancia electrón ciclotrón a una altura inicial de al menos 50 km sobre la superficie de la tierra, por el que en la región en la que dijo que la resonancia electrón ciclotrón tiene calefacción lugar, la ionización más, y el movimiento de ambas partículas cargadas y neutras se lleva a cabo, dicha excitación ciclotrón resonancia de dicha región se continúa hasta que la concentración de electrones de dicha región alcanza un valor de al menos 10 . sup.6 por centímetro cúbico y tiene una energía de iones de al menos 2 EV.
2. El método de la demanda 1 incluyendo el paso de proporcionar partículas artificiales en dicho por lo menos una región que son excitados por dicha resonancia electrón ciclotrón.
3. El método de la demanda 2 en donde las partículas artificiales se proporcionan mediante la inyección misma en dicho por lo menos una región de un satélite en órbita.
4. El método de la demanda 1 en donde el umbral de excitación de la resonancia electrón ciclotrón es de 1 vatio por centímetro cúbico y es suficiente para causar el movimiento de una región de plasma lo largo de dicha divergencia de las líneas de campo magnético a una altitud superior a la altitud a la que dijo que la excitación se inició.
5. El método de la demanda 4 en donde la región el aumento de plasma tira con ella una parte sustancial de las partículas neutras de la atmósfera que existen en o cerca de dicha región de plasma.
6. El método de la demanda 1 en donde se proporciona al menos una fuente independiente de la radiación electromagnética en segundo lugar, dijo que la radiación del segundo tiene por lo menos una frecuencia diferente de la radiación, dijo en primer lugar, que inciden dijo que al menos una segunda radiación sobre dicha región, dijo que la región está experimentando ciclotrón del electrón excitación de la resonancia causada por la radiación, dijo primero.
7. El método de la demanda 6 en donde la radiación del segundo tiene una frecuencia que es absorbida por dicha región.
8. El método de la demanda 6 en donde la región se plasma en la ionosfera y la radiación dicha segunda excita ondas de plasma en la ionosfera, dijo.
9. El método de la demanda 8 en donde la concentración de electrones alcanza un valor de por lo menos 10.sup.12 por centímetro cúbico.
10. El método de la demanda 8 en donde la excitación de la resonancia electrón ciclotrón es inicialmente llevado a cabo dentro de la ionosfera y se continúa por un tiempo suficiente para que dicha región a elevarse por encima de la ionosfera, dijo.
11. El método de la demanda 1 en donde la excitación de la resonancia electrón ciclotrón se lleva a cabo por encima de unos 500 kilómetros y por un tiempo de 0,1 a 1,200 segundos de tal manera que la calefacción múltiples de dicha región del plasma se consigue por medio de la calefacción estocásticos en la magnetosfera.
12. El método de la demanda 1 en donde la radiación electromagnética primera es la mano derecha circularmente polarizada en el hemisferio norte y la mano izquierda polarizada circularmente en el hemisferio sur.
13. El método de la demanda 1 en donde la radiación electromagnética se genera en el lugar de una fuente de combustible de hidrocarburo de origen natural, dijo la fuente de combustible que se encuentra en al menos una de las latitudes norte o sur magnéticos.
14. El método de la demanda 13 en donde la fuente de combustible es el gas natural y la electricidad para generar dicha radiación electromagnética se obtiene por la quema de gas natural, dijo en al menos uno de turbina de gas magnetohidrodinámica, la célula de combustible, y EGD generadores eléctricos situados en el lugar donde dijo naturales de gas natural se produce en la tierra.
15. El método de la demanda 14 en donde el sitio de gas natural se encuentra dentro de las latitudes magnéticas que abarcan Alaska.
Descripción
DESCRIPCIÓN
1. Campo técnico
Esta invención se refiere a un método y aparato para alterar lo menos una región seleccionada normalmente existentes sobre la superficie de la tierra y más concretamente se refiere a un método y aparato para alterar dicho por lo menos una región inicialmente se transmite la radiación electromagnética de la superficie esencialmente paralelos y de la tierra a lo largo de origen natural, divergentes líneas de campo magnético que se extienden desde la superficie de la tierra a través de la región o regiones a ser alterado.
2. Antecedentes de la técnica
A finales de la década de 1950, se descubrió que los cinturones de origen natural existen a gran altura sobre la superficie de la tierra, y se ha establecido que estos resultados cinturones de electrones cargados e iones que se atrapa a lo largo de las líneas de fuerza magnética (líneas de campo) de la la tierra del campo magnético dipolar esencialmente. Los electrones y los iones atrapados se limitan a lo largo de las líneas de campo magnético entre dos espejos que existen en puntos separados a lo largo de las líneas de campo. Los electrones atrapados y los iones se mueven en trayectorias helicoidales alrededor de sus líneas de campo en particular y "rebote" de ida y vuelta entre los espejos magnéticos. Estos electrones e iones atrapados puede oscilar a lo largo de las líneas de campo durante largos períodos de tiempo.
En los últimos años, los esfuerzos se han realizado importantes para comprender y explicar los fenómenos involucrados en los cinturones de electrones e iones atrapados, y explorar posibles formas de control y uso de estos fenómenos con fines benéficos. Por ejemplo, a fines de 1950 y principios de 1960 tanto en Estados Unidos y la Unión Soviética detonó una serie de dispositivos nucleares de los rendimientos diferentes para generar un gran número de partículas cargadas a distintas alturas, por ejemplo, a 200 kilómetros (km) o más. Esto se hizo con el fin de establecer y estudio de los cinturones artificial de electrones e iones atrapados. Estos experimentos estableció que al menos algunos de los electrones y los iones extraños de los dispositivos detonaron se quedan atrapados a lo largo de las líneas de campo en la magnetosfera de la Tierra para formar los cinturones de artificial, que se mantuvieron estables durante períodos prolongados de tiempo. Para una discusión de estos experimentos ver "El cinturón de radiación y la magnetosfera", Hess WN, Blaisdell Publishing Co., 1968, pps. 155 y seg.
Otras propuestas que se han avanzado para modificar las correas actuales de los electrones e iones atrapados y / o el establecimiento de cinturones de similares artificiales son la inyección de partículas cargadas de un satélite de transportar una carga útil de los materiales radiactivos desintegración beta o emisores alfa, y la inyección de partículas cargadas de un satélite acelerador de electrones cargo. Otro enfoque se describe en EE.UU. Pat. N º 4042196 en donde un bajo consumo de energía de gas ionizado, por ejemplo, el hidrógeno, se libera de un satélite en órbita sincrónica cerca de la punta de un cinturón de radiación que se produce naturalmente en la magnetosfera de la Tierra para producir un aumento sustancial en la precipitación de partículas energéticas y, bajo ciertas condiciones, producir un límite en el número de partículas que pueden ser atrapados de forma estable. Este efecto de la precipitación se deriva de una mejora de la Whistler-mode y las interacciones ciclotrón de iones de modo que resultan de la inyección de gas ionizado o "plasma frío".
También se ha propuesto lanzar grandes nubes de bario en la magnetosfera de forma que fotoionización aumenta la densidad del plasma frío, produciendo así la precipitación de electrones a través de interacciones modo mejorado Whistler.
Sin embargo, en todos los enfoques mencionados anteriormente, los mecanismos implicados en el desencadenamiento de los cambios en los fenómenos de las partículas atrapadas en realidad debe ser colocado dentro de la zona afectada, por ejemplo, la magnetosfera, antes de que se puede actuar para efectuar el cambio deseado.
ionosfera de la Tierra no es considerado como un "atrapados" cinturón ya que hay pocas partículas atrapadas en ella. El término "atrapados" en este documento se refiere a situaciones en las que se equilibra la fuerza de gravedad sobre las partículas atrapadas por las fuerzas magnéticas en lugar de las fuerzas hidrostática o colisión. Los electrones y los iones de carga en la ionosfera también siguen trayectorias helicoidales alrededor de las líneas de campo magnético dentro de la ionosfera, pero no están atrapados entre los espejos, como en el caso de los cinturones atrapado en la magnetosfera, puesto que la fuerza gravitacional sobre las partículas es compensada por colisión o fuerzas hidrostáticas.
En los últimos años, una serie de experimentos se han llevado a cabo para modificar la ionosfera de alguna manera controlado para investigar la posibilidad de un resultado beneficioso. Para una discusión detallada de estas operaciones ver los siguientes documentos: (1) Modificación de la Teoría de la ionosfera, G. Meltz y FW Perkins, (2) El Fondo para Platteville de alta potencia; Carrol et al, (3) Los experimentos de Arecibo Calefacción, NOSOTROS Gordon y HC. Carlson, Jr., y (4) Calefacción ionosférica por potentes ondas de radio;. Meltz y otros, todos ellos publicados en Radio Science, vol. 9, No. 11, noviembre de 1974, en las páginas 885-888, 889-894, 1041-1047 y 1049-1063, respectivamente, todos los cuales se incorporan al presente por referencia. En dichos experimentos, algunas regiones de la ionosfera se calientan a cambiar la densidad de electrones y la temperatura dentro de estas regiones. Esto se logra mediante la transmisión de la tierra basada en la radiación de antenas electromagnéticas de alta frecuencia en un ángulo sustancialmente, no paralelo a, el campo magnético de la ionosfera para calentar las partículas de la ionosfera sobre todo por el calentamiento óhmico. La temperatura de los electrones de la ionosfera se ha aumentado en cientos de grados en estos experimentos, y los electrones con varios de electrón-voltios de energía se han producido en número suficiente para mejorar la luminiscencia atmosférica. concentraciones de electrones se han reducido en un pequeño porcentaje, debido a la expansión del plasma como consecuencia de aumento de la temperatura.
En el toro Elmo baches (EBT), un dispositivo de fusión controlada en el Laboratorio Nacional Oak Ridge, toda la calefacción es proporcionada por microondas en la interacción de electrones por resonancia ciclotrón. Un anillo de electrones calientes se forma en la superficie de la Tierra en el espejo magnético por una combinación de resonancia electrón ciclotrón y calefacción estocástico. En la EBT, los electrones del anillo se producen con un promedio de "temperatura" de 250 kilovoltios de electrones o kev (2.5.times.10.sup.9 K) y una versión beta de plasma entre 0,1 y 0,4; ver, "un estudio teórico de electrón - ciclotrón Absorción en Toro Elmo baches ", Batchelor y Goldfinger, fusión nuclear, vol. 20, No. 4 (1980) pps. 403-418.
Calefacción electrón ciclotrón resonancia se ha utilizado en los experimentos en la superficie de la tierra para producir y acelerar el plasma en un campo magnético divergente. Kosmahl et al. mostró que el poder se transfirió de las ondas electromagnéticas y que un plasma totalmente ionizado se aceleró con un ángulo de divergencia de aproximadamente 13 grados. La densidad óptima de gas neutro se 1.7.times.10.sup.14 por centímetro cúbico; ver, "la aceleración con plasma microondas Cerca de resonancia de ciclotrón", Kosmahl et al, Journal of Applied Physics, vol.. 38, N º 12, noviembre, 1967, pps. 4576-4582.
Descripción de la invención
La presente invención proporciona un método y aparato para alterar lo menos una región seleccionada que normalmente existe sobre la superficie de la tierra. La región está muy entusiasmado por el calentamiento de resonancia electrón ciclotrón de electrones que ya están presentes y / o artificial creado en la región de tal modo para aumentar la energía de partículas cargadas y en última instancia, la densidad de la región.
En una encarnación esto se hace mediante la transmisión de la radiación polarizada circularmente electromagnética de la superficie de la tierra en o cerca del lugar donde un origen natural del campo magnético dipolar (fuerza) la línea cruza la superficie de la tierra. La polarización circular de mano derecha se utiliza en el hemisferio norte y la polarización circular de mano izquierda se usa en el hemisferio sur. La radiación se transmite deliberadamente desde el principio en una dirección substancialmente paralela ya lo largo de una línea de campo que se extiende hacia arriba a través de la región a ser alterado. La radiación se transmite en una frecuencia que se basa en la gyrofrequency de las partículas cargadas y que, cuando se aplica a la región por lo menos una, excita la resonancia electrón ciclotrón dentro de la región o regiones para calentar y acelerar las partículas cargadas en sus respectivas trayectorias helicoidales alrededor ya lo largo de la línea de campo. suficiente energía se emplea para causar la ionización de partículas neutras (moléculas de oxígeno, nitrógeno y similares, partículas, etc), que luego se convierten en una parte de la región, lo que aumenta la densidad de partículas cargadas de la región. Este efecto aún se puede mejorar, proporcionando partículas artificiales, por ejemplo, los electrones, iones, etc, directamente en la región podrían verse afectados por un cohete, el satélite, o similares para complementar las partículas en el plasma de origen natural. Estas partículas artificiales también son ionizados por la radiación electromagnética de transmisión lo que aumenta la densidad de las partículas cargadas del plasma resultante en la región.
En otra realización de la invención, la resonancia de ciclotrón del electrón calefacción se lleva a cabo en la región o regiones en niveles de potencia suficiente para permitir que un plasma en la región para generar una fuerza de espejo que obliga a los electrones cargados del plasma alterados al alza a lo largo de la fuerza línea a una altura que es superior a la altura original. En este caso los puntos relevantes del espejo están en la base de la región alterada o regiones. Los electrones cargados arrastre iones con ellos, así como otras partículas que pueden estar presentes. potencia suficiente, por ejemplo, 10.sup.15 julios, pueden aplicarse de manera que el plasma alterada puede quedar atrapado en la línea de campo entre los puntos de espejo y oscilará en el espacio por periodos prolongados de tiempo. En esta realización, una nube de plasma alterada se puede establecer en las localizaciones seleccionadas para la modificación de la comunicación o para otros fines.
En otra realización, esta invención se utiliza para modificar al menos una región seleccionada del plasma en la ionosfera para establecer una capa definida de plasma que tiene un aumento de la densidad de partículas cargadas. Una vez que esta capa se ha establecido, y manteniendo al mismo tiempo la transmisión de la viga principal de la radiación electromagnética polarizada circularmente, la viga principal se modula y / o por lo menos un segundo haz diferentes, la radiación electromagnética modulada se transmite de por lo menos una fuente distinta a diferentes frecuencia que será absorbida en la capa de plasma. La amplitud de la frecuencia del haz de carretera y / o la segunda viga o vigas se modula en resonancia con al menos un modo de oscilación conocida en la región o regiones seleccionadas para excitar el modo de oscilación conocida para propagar una onda de frecuencia conocida o las olas en todo el ionosfera.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La construcción real de la operación, y las aparentes ventajas de esta invención se comprenderán mejor haciendo referencia a los dibujos en los que como los números de identificación, como las piezas y en la que:
La figura. 1 es una vista esquemática simplificada de la tierra (no a escala) con un campo magnético (fuerza) a lo largo de la línea que se lleva a cabo la presente invención;
La figura. 2 es una realización dentro de la invención en la cual se levanta una región seleccionada del plasma a una mayor altura;
La figura. 3 es una simplificación, la representación idealizada de un fenómeno físico que participan en la presente invención, y
La figura. 4 es una vista esquemática de otra encarnación en la presente invención.
La figura. 5 es una vista esquemática de una encarnación los aparatos incluidos en esta invención.
Los mejores modos para realizar la invención
El campo magnético del planeta es algo similar a una barra de imán dipolo. Como tal, el campo magnético de la Tierra contiene numerosos campo divergentes o líneas de fuerza, cada línea de intersección de la superficie de la tierra en los puntos en los lados opuestos del ecuador. Las líneas de campo que cruzan la superficie de la tierra cerca de los polos tienen vértices que se encuentran en los puntos más en la magnetosfera de la Tierra, mientras que los más cercanos al ecuador tienen vértices que alcanzan sólo la parte inferior de la magnetosfera.
A distintas alturas sobre la superficie de la tierra, por ejemplo, tanto en la ionosfera y la magnetosfera, el plasma está presente de forma natural a lo largo de estas líneas de campo. Este plasma está formado por igual número de partículas de carga positiva y negativa (es decir, los electrones e iones), que se guían por la línea de campo. Está bien establecido que una partícula cargada en un campo magnético gyrates sobre las líneas del campo, el centro de giro en cualquier instancia que se llama el "centro de referencia» de la partícula. A medida que la partícula se mueve girando a lo largo de una línea de campo en un campo uniforme, que va a seguir una trayectoria helicoidal alrededor de su centro rector, por lo tanto, el movimiento lineal, y se mantendrá en la línea de campo. Los electrones y los iones de ambos siguen trayectorias helicoidales alrededor de una línea de campo, pero giran en direcciones opuestas. Las frecuencias en el que los electrones y los iones de girar alrededor de la línea de campo se llaman frecuencias gyromagnetic o frecuencias de ciclotrón, ya que son idénticas a la expresión de la frecuencia angular de giro de las partículas en un ciclotrón. La frecuencia de ciclotrón de iones en un campo magnético dado es menor que la de los electrones, en proporción inversa a sus masas.
Si las partículas que forman el plasma a lo largo de las líneas del campo de la tierra continuó moviéndose con un ángulo de paso constante, a menudo denominada "alfa", que pronto tendría un impacto en la superficie de la tierra. alfa tono ángulo se define como el ángulo entre la dirección del campo magnético de la Tierra y la velocidad (V) de la partícula. Sin embargo, en la convergencia de los campos de fuerza, el ángulo de paso se cambia de tal manera que permitan la partícula a la vuelta y evitar el impacto. Considere una partícula que se mueve a lo largo de una línea de campo hacia la tierra. Se mueve en una región de creciente intensidad de campo magnético y por lo tanto aumenta la alfa seno. Pero alfa seno sólo puede aumentar a 1,0, y en ese momento, la partícula se da vuelta y empieza a moverse a lo largo de la línea de campo, y disminuye alfa. El punto en el que la partícula se da la vuelta se llama el punto de espejo, y alfa no es igual a noventa grados. Este proceso se repite en el otro extremo de la línea de campo en el que la misma fuerza del campo magnético valor de B, es decir, Bm, existe. La partícula de nuevo se da la vuelta y esto se llama el "punto conjugado" del punto de espejo original. La partícula es atrapada y por lo tanto ir y venir entre los dos espejos magnéticos. La partícula puede continuar oscilando en el espacio de esta manera durante largos periodos de tiempo. El lugar real donde una partícula espejo puede ser calculada a partir de los siguientes:
en donde:
alpha.sub.o = ángulo de paso ecuatorial de partículas
B.sub.o = intensidad de campo ecuatorial en una línea de campo en particular
B.sub.m = intensidad de campo en el punto del espejo
Descubrimientos recientes han demostrado que hay regiones importantes de las partículas atrapadas en el espacio natural que comúnmente se llama "atrapados cinturones de radiación". Estos cinturones se producen en altitudes superiores a 500 km y en consecuencia se encuentran en la magnetosfera y sobre todo por encima de la ionosfera.
La ionosfera, si bien pueden coincidir algunos de los cinturones de partículas atrapadas, es una región en la que las fuerzas hidrostática rigen la distribución de partículas en el campo gravitatorio. movimiento de partículas dentro de la ionosfera se rige tanto por las fuerzas hidrodinámicas y electrodinámica. Si bien hay pocas partículas atrapadas en la ionosfera, sin embargo, el plasma está presente a lo largo de las líneas de campo en la ionosfera. Las partículas cargadas que forman este movimiento plasma entre las colisiones con otras partículas a lo largo de similares trayectorias helicoidales alrededor de las líneas del campo ya pesar de una partícula en particular puede difundir a la baja en la baja atmósfera de la tierra o perder energía y apartarse de su línea de campo original debido a las colisiones con otras partículas , estas partículas cargadas son normalmente sustituye por otras partículas cargadas disponibles o por partículas que se ionizan por colisión con dichas partículas. La densidad de electrones (N.sub.e) del plasma varía con las condiciones reales y los lugares involucrados. Además, las partículas neutras, iones y electrones están presentes en las proximidades de las líneas de campo.
La producción de ionización mayor también va a alterar la distribución de los componentes atómicos y moleculares de la atmósfera, sobre todo a través de una mayor concentración de nitrógeno atómico. La atmósfera superior es normalmente rica en oxígeno atómico (el componente dominante de la atmósfera por encima de 200 km de altitud), pero el nitrógeno atómico es normalmente relativamente raros. Esto se puede esperar que se manifiesta en mayor resplandor, entre otros efectos.
Como es conocido en la física del plasma, las características de un plasma puede ser alterada por la adición de energía a las partículas cargadas o por las partículas ionizantes o excitantes adicionales para aumentar la densidad del plasma. Una forma de hacerlo es calentar el plasma que se puede realizar de diferentes maneras, por ejemplo, la compresión óhmico, magnético, ondas de choque, magnético de bombeo, la resonancia de ciclotrón del electrón, y similares.
Desde ciclotrón de electrones por resonancia calefacción está involucrado en la presente invención, una breve discusión de los mismos está en orden. El aumento de la energía de los electrones en un plasma mediante la invocación de ciclotrón del electrón calefacción resonancia, se basa en un principio similar al utilizado para acelerar partículas cargadas en un ciclotrón. Si un plasma está confinado por un campo magnético axial estática de la fuerza B, las partículas cargadas que giran alrededor de las líneas de fuerza con una frecuencia dada, en hercios, como f.sub.g 1.54.times.10.sup.3 = B / A, donde: B = fuerza del campo magnético en gauss, y A = número de masa del ion.
Supongamos un campo variable en el tiempo de esta frecuencia se superpone a la B campo estático para confinar el plasma, por el paso de una corriente de radiofrecuencia a través de una bobina que es concéntrico con que la producción del campo axial, a continuación, en cada medio ciclo de su rotación alrededor del las líneas del campo, las partículas cargadas adquirir energía del campo eléctrico oscilante asociado a la frecuencia de radio. Por ejemplo, si B es de 10.000 gauss, la frecuencia del campo que está en resonancia con los protones en un plasma es de 15.4 megahertz.
Tal como se aplica a los electrones, ciclotrón de electrones calefacción resonancia requiere un campo de oscilación tiene una frecuencia definida determinado por la fuerza del campo de confinamiento. La radiación de radiofrecuencia produce campos variables en el tiempo (eléctricos y magnéticos), y el campo eléctrico acelera la partícula cargada. Los electrones energizados compartir su energía con los iones y neutros, sometiéndose a las colisiones con las partículas, con lo que efectivamente elevar la temperatura de los electrones, iones y neutros. El reparto de energía entre estas especies está determinado por las frecuencias de colisión. Para una comprensión más detallada de la física involucrada, vea "Reacciones termonuclear controlada", Glasstone y Lovberg, D. Van Nostrand Company, Inc., Princeton, NJ, 1960 y "El cinturón de radiación y la magnetosfera", Hess, Blaisdell Publishing Company, 1968, los cuales se incorporan al presente por referencia.
Refiriéndonos ahora a los dibujos, la presente invención proporciona un método y aparato para alterar lo menos una región de plasma que se encuentra a lo largo de una línea de campo, sobre todo cuando pasa a través de la ionosfera y la magnetosfera. La figura. 1 es una ilustración simplificada de la tierra 10 y la otra de su fuerza dipolo magnético o líneas de campo 11. Como se comprenderá, la línea 11 puede ser cualquiera de las líneas de campo numerosos natural existente y la localización geográfica real 13 y 14 de la línea 11 serán elegidos en base a una operación concreta a realizar. Las localizaciones reales en el que las líneas de campo se cruzan la superficie de la Tierra está documentado y es fácilmente comprobable por los expertos en la materia.
La línea 11 pasa a través de la I región que se encuentra a una altitud sobre la superficie de la tierra. Una amplia gama de altitudes son útiles dado el poder que puede ser empleado por la práctica de esta invención. El ciclotrón de electrones por resonancia efecto de calentamiento se puede hacer para actuar sobre los electrones en cualquier lugar sobre la superficie de la tierra. Estos electrones pueden estar ya presentes en la atmósfera, la ionosfera, y / o magnetosfera de la tierra, o pueden ser generadas artificialmente por una variedad de medios tales como rayos X, haces de partículas cargadas, rayos láser, plasma la envoltura que rodea un objeto, como un misil o un meteorito, y similares. Además, las partículas artificiales, por ejemplo, los electrones, iones, etc, puede ser inyectado directamente en la región R de un cohete tierra-en marcha o en órbita satélites de transporte, por ejemplo, una carga útil de los materiales radiactivos desintegración beta, emisores alfa, un acelerador de electrones , y / o gases ionizados como el hidrógeno, véase EE.UU. Pat. N º 4.042.196. La altitud puede ser superior a unos 50 km si se desea, por ejemplo, puede ser de aproximadamente 50 km hasta unos 800 km, y, en consecuencia puede estar en cualquiera de la ionosfera y la magnetosfera de la o las dos. Como se explicó anteriormente, el plasma estará presente a lo largo de la línea 11 en la región R y está representado por la línea helicoidal 12. 12 del plasma está compuesto de partículas cargadas (es decir, los electrones e iones) que giran sobre la oposición trayectorias helicoidales a lo largo de la línea 11.
Antena 15 se coloca tan cerca como sea práctico a la ubicación 14 en la línea 11 se cruza la superficie de la tierra. Antena 15 puede ser de cualquier construcción conocida por la direccionalidad de alta, por ejemplo, una matriz escalonada, el ángulo de haz de propagación (. Theta.) Tipo. Véase "El radar MST en Poker Flat, Alaska", de Radio Ciencia, vol. 15, No. 2, marzo-abril 1980, pps. 213-223, que se incorpora al presente por referencia. Antena 15 está unida al transmisor 16, que genera un haz de radiación electromagnética de alta frecuencia en una amplia gama de frecuencias discretas, por ejemplo, de cerca de 20 a cerca de 1800 kilohercios (kHz).
Transmisor 16 es accionado por el generador de energía significa 17, que es preferible que consta de uno o más grande, generadores eléctricos comerciales. Algunas realizaciones de la presente invención requieren grandes cantidades de energía, por ejemplo, hasta 10.sup.9 a 10.sup.11 vatios, en onda continua o potencia emitida en impulsos. Generación de la energía necesaria es en el estado de la técnica. Aunque los generadores eléctricos necesarios para la práctica de la invención puede ser alimentado en cualquier forma conocida, por ejemplo, reactores nucleares, las instalaciones hidroeléctricas, los combustibles de hidrocarburos, y similares, esta invención, por su requerimiento de energía muy grande en ciertas aplicaciones, está especialmente adaptada para su uso con ciertos tipos de fuentes de combustible que naturalmente ocurren en lugares estratégicos geográfica alrededor de la Tierra. Por ejemplo, grandes reservas de hidrocarburos (petróleo y gas natural) existen en Alaska y Canadá. En el norte de Alaska, en particular la región de North Slope, grandes reservas están actualmente disponibles. Alaska y el norte de Canadá también están muy bien situado geográficamente en cuanto a las latitudes magnéticas. Alaska ofrece un fácil acceso a las líneas de campo magnético que se adaptan especialmente a la práctica de esta invención, ya que muchas líneas de campo que se extienden a altitudes deseable que esta invención se cruzan la tierra en Alaska. Por lo tanto, en Alaska, hay una combinación única de las grandes fuentes, el combustible de acceso conveniente a las intersecciones campo de línea. Además, una fuente de combustible particularmente necesaria para la generación de grandes cantidades de electricidad está en Alaska, en abundancia, esta fuente es el gas natural. La presencia de cantidades muy grandes de gas natural de combustión limpia en las latitudes de Alaska, en particular en la vertiente norte, y la disponibilidad de la magnetohidrodinámica (MHD), la turbina de gas, pilas de combustible, electrogasdynamic (EGD) generadores eléctricos que funcionan de manera muy eficiente con gas natural proporcionar una fuente de energía ideal para los requisitos de un poder sin precedentes de algunas de las aplicaciones de esta invención. Para una discusión más detallada de los distintos medios para la generación de electricidad proveniente de combustibles de hidrocarburos, consulte "Aspectos eléctricos de la combustión", Lawton y Weinberg, Clarendon Press, 1969. Por ejemplo, es posible generar la electricidad directamente a la alta frecuencia necesaria para impulsar el sistema de antena. Para ello, normalmente la velocidad del flujo de los gases de combustión (v), la perturbación más allá del campo magnético de la dimensión d (en el caso de MHD), siga la regla:
donde f es la frecuencia con la que se genera la electricidad. Por lo tanto, si v = 1.78.times.10.sup.6 cm / seg y d = 1 cm a continuación de la electricidad se genera a una frecuencia de 1,78 Mhz.
Dicho de otra manera, en Alaska, el tipo de combustible (gas natural) se encuentra naturalmente en grandes cantidades y en sólo el derecho latitudes magnéticas para la práctica más eficaz de la presente invención, una combinación única de circunstancias. Deseable latitudes magnéticas para la práctica de este interés invención superficie de la tierra, tanto al norte y sur del ecuador, en particular latitudes deseables son aquellos, tanto al norte y sur, lo que corresponde en magnitud con las latitudes magnéticas que abarcan Alaska.
Refiriéndose a la figura. 2 bis ambodiment primero se ilustra en una región seleccionada R1 de plasma 12 se ve alterada por la resonancia de ciclotrón del electrón calefacción para acelerar los electrones del plasma de 12, que están siguiendo trayectorias helicoidales a lo largo de la línea de campo de 11.
Para lograr este resultado, la radiación electromagnética se transmite desde el principio, esencialmente paralela a la línea 11 a través de antena de 15 como la mano derecha circularmente polarizada radiación de onda 20. Onda 20 tiene una frecuencia que hará las delicias de resonancia del ciclotrón del electrón con el plasma 12 en su altura inicial u original. Esta frecuencia puede variar dependiendo de la resonancia de ciclotrón del electrón de la región R1 que a su vez, se puede determinar a partir de datos disponibles en función de la altitud de la región R1, la línea de determinado campo 11 se utiliza, la fuerza del campo magnético de la tierra, etc frecuencias de alrededor de 20 a cerca de 7.200 kHz, preferiblemente de 20 a cerca de 1800 kHz puede ser empleado. Asimismo, para cualquier aplicación dada, habrá un umbral (nivel de potencia mínimo) que se necesita para producir el resultado deseado. El nivel de potencia mínima es una función del nivel de producción de plasma y el movimiento necesario, teniendo en cuenta todos los procesos de pérdida que puede ser dominante en un plasma en particular o trayectoria de la propagación.
Como la resonancia de ciclotrón del electrón se establece en el plasma 12, la energía se transfiere de la radiación electromagnética 20 en 12 del plasma para calentar y acelerar los electrones en él y, posteriormente, iones y partículas neutras. Dado que este proceso continúa, las partículas neutras que están presentes dentro de R1 se ionizan y se absorbe en el plasma 12 y esto aumenta la densidad de electrones y de iones de plasma 12. A medida que la energía de los electrones se eleva a valores de alrededor de 1 kilo electrón-voltio (keV), la fuerza generada espejo (se explica más adelante) dirigirá el plasma emocionados 12 al alza a lo largo de la línea 11 para formar un R2 pluma a una altitud superior a el de la R1.
resultados de plasma de la aceleración de la fuerza sobre un electrón producido por un campo magnético estático no uniforme (B). La fuerza, llamada fuerza espejo, se da por
dónde. mu. es el momento magnético del electrón y. degradado. B es el gradiente del campo magnético. Mu. se define de la manera:
donde W.sub .. perp. es la energía cinética en la dirección perpendicular a la de las líneas de campo magnético y B es la intensidad del campo magnético en la línea de fuerza en que se encuentra el centro rector de la partícula. La fuerza representada por la ecuación (2) es la fuerza que es responsable de una ecuación de partículas obedecer (1).
Dado que el campo magnético es divergente en la región R1, se puede demostrar que el plasma se mueve hacia arriba desde la región de calefacción, como se muestra en la figura. 1 y además se puede demostrar que
en el lado izquierdo es la primera transversal de electrones de energía cinética, el primer término de la derecha es la energía cinética del electrón transversal en algún momento (Y) en la región de campo expandido, mientras que el plazo final es el paralelo de iones de energía cinética a B en punto (Y). Este último término es lo que constituye el flujo de iones que desee. Es producida por un campo electrostático creado por los electrones que se aceleran de acuerdo a la ecuación (2) en la región del campo divergentes y tira de iones junto con ellos. La ecuación (3) ignora paralelo de electrones de energía cinética a B porque V.sub.e.parallel. . Apprxeq.V.sub.i.parallel., Por lo que la mayor parte de la energía cinética en paralelo se encuentra en los iones debido a su mayor masa. Por ejemplo, si un flujo de energía electromagnética de cerca de 1 a 10 vatios por centímetro cuadrado se aplica a la región I, cuya altitud es de 115 km, un plasma con una densidad (N.sub.e) de 10.sup.12 por centímetros cúbicos se genera y se mueve hacia arriba a R2 región que tiene una altitud de unos 1000 km. El movimiento de los electrones en el plasma se debe a la fuerza de espejo, mientras que los iones se mueven por difusión ambipolar (que resulta del campo electrostático). Esto efectivamente "levanta" una capa de plasma de 12 desde la ionosfera y la magnetosfera con una R2 elevación más alta. La energía total necesaria para crear un plasma con una superficie de base de 3 kilómetros cuadrados y una altura de 1000 km es de unos 3.times.10.sup.13 julios.
La figura. 3 es una representación idealizada de la circulación de plasma de 12 en la excitación por la resonancia de ciclotrón del electrón dentro del campo de la tierra fuerza divergentes. Los electrones (e) se aceleran a velocidades necesarias para generar la fuerza necesaria para causar espejo de su movimiento hacia arriba. Al mismo tiempo, las partículas neutras (n) que están presentes a lo largo de la línea 11 en la región R1 se ionizan y se convierten en parte de plasma de 12. Como los electrones (e) se mueven hacia arriba a lo largo de la línea 11, que arrastra los iones (i) y neutrales (n) con ellos sino en un ángulo. Theta. de unos 13 grados al campo de la línea 11. Además, ninguna de las partículas que pueden estar presentes en la región R1, serán barridos hacia arriba con el plasma. Como las partículas cargadas del plasma de 12 partículas se mueven hacia arriba, otros como neutrales dentro o por debajo de R1, se mueven para reemplazar a las partículas en movimiento ascendente. Estos neutrales, bajo ciertas condiciones, puede arrastrar con ellos las partículas cargadas.
Por ejemplo, como un plasma se mueve hacia arriba, otras partículas a la misma altura como el paso de plasma horizontalmente en la región para sustituir el plasma y el aumento de plasma para formar nuevos. La energía cinética desarrollada por dicho otras partículas que se mueven horizontalmente, por ejemplo, en el mismo orden de magnitud que el total de la energía cinética de los vientos zonales estratosférico sabe que existen.
Refiriéndose de nuevo a la figura. 2, 12 del plasma en la región R1 se mueve hacia arriba a lo largo de la línea de campo de 11. El plasma de 12 entonces se forma una columna (área rayada en la figura. 2), que será relativamente estable durante períodos prolongados de tiempo. El período exacto de tiempo puede variar considerablemente y estarán determinadas por las fuerzas gravitacionales y una combinación de términos de pérdida de radiación y de difusión. En el ejemplo detallado anterior, los cálculos se basaron en la formación de una columna mediante la producción de 0.sup. energías de 2 EV / partícula. Cerca de 10 ev por partícula sería necesario ampliar el plasma de 12 a ápice en el punto C (Figura 1). Hay por lo menos algunas de las partículas de plasma 12 serán atrapados y oscilará entre los puntos del espejo a lo largo de la línea de campo de 11. Esta oscilación entonces permitirá calentamiento adicional del plasma atrapado 12 por calentamiento estocástico que se asocia a las partículas atrapadas y oscilante. Ver "Un nuevo mecanismo para acelerar los electrones en la ionosfera a lo desconocido" por Helliwell AR y Bell TF, diario de la investigación geofísica, vol. 65, No. 6, junio de 1960. Esto se realiza preferentemente a una altura de al menos 500 km.
El plasma del ejemplo típico podría ser empleado para modificar o interrumpir las transmisiones de microondas de satélites. Si es menos de negro total de salida de la transmisión se desea (por ejemplo, codificación por desplazamiento de fase de señales digitales), la densidad del plasma (N.sub.e) solo deberá ser por lo menos cerca 10.sup.6 por centímetro cúbico durante un plasma orginating a una altitud de aproximadamente 250 a aproximadamente 400 km y en consecuencia menos energía (es decir, la radiación electromagnética), por ejemplo, 10.sup.8 julios serán necesarios. Del mismo modo, si la densidad N.sub.e es del orden de 10.sup.8, una pluma correctamente colocado proporcionará una superficie de reflejo para las ondas métricas y se puede utilizar para mejorar, interferir con, o modificar las transmisiones de comunicación. Se puede observar de lo anterior que por la aplicación adecuada de los diversos aspectos de esta invención en lugares estratégicos y con fuentes de alimentación adecuada, un medio y método se proporciona para causar interferencia con, o incluso la interrupción total de comunicaciones a través de una porción muy grande de la tierra . Esta invención podría emplearse para alterar no sólo la tierra de comunicaciones basado en las comunicaciones tanto en el aire civiles y militares, sino también, y las comunicaciones marítimas (tanto superficial como subterránea). Esto tendría importantes implicaciones militares, en particular como una barrera o factor de confusión para los misiles hostiles o aviones. El cinturón o cinturones de ionización mayor producida por el método y un aparato de esta invención, en particular si se establece a lo largo del Norte de Alaska y Canadá, podría ser empleado como un dispositivo de alerta temprana, así como un medio de interrupción de las comunicaciones. Además, la simple capacidad de producir tal situación en un período de tiempo de práctica puede por sí misma ser una fuerza de disuasión a la acción hostil. La combinación ideal de las líneas de campo propicio intersección de la superficie de la tierra en el punto donde las fuentes importantes de combustible están disponibles para la generación de quantitities muy grande de energía electromagnética, como la vertiente norte de Alaska, proporciona los medios para lograr lo anterior en un período de tiempo de práctica , por ejemplo, los requisitos estratégicos podría exigir el logro de las regiones que desee modificar en períodos de tiempo de dos minutos o menos y esto se puede lograr con esta invención, especialmente cuando la combinación de gas natural y magnetohidrodinámica, la turbina de gas, pilas de combustible y / o generadores eléctricos son EGD empleados en el punto donde las líneas de campo útiles cruzan la superficie de la tierra. Una característica de esta invención que satisface una necesidad básica de un sistema de armas, es decir, la comprobación continua de operatividad, es que pequeñas cantidades de energía pueden ser obtenidos con fines de control de operatividad. Además, en la explotación de esta invención, ya que el haz principal electromagnético que genera la correa reforzada ionizado de esta invención pueden ser modulados en sí y / o uno o más olas de más radiación electromagnética puede verse afectadas en la región ionizada formado por esta invención al igual que se describen con más detalle en adelante con respecto a la figura. 4, una gran cantidad de señales moduladas al azar de la magnitud de energía muy grandes se pueden generar en un modo altamente no lineales. Esto puede causar confusión o interferencia con, o incluso la interrupción completa de sistemas de guía empleado incluso por los más sofisticados de aviones y misiles. La capacidad de emplear y transmitir a través de zonas muy extensas de la tierra de una pluralidad de las ondas electromagnéticas de frecuencias que varían y que el mismo cambio en la voluntad de una manera aleatoria, proporciona una capacidad única para interferir con todos los medios de comunicación, terrestres, marítimos y / o el aire, al mismo tiempo. A causa de la yuxtaposición de la única fuente de combustible utilizable en el punto donde se cruzan las líneas de campo deseable superficie de la tierra, como la interferencia de ancho de comunicación que van y completa se puede lograr en un período corto de tiempo resonably. Debido al fenómeno de creación de reflejo discutido arriba, también puede ser prorrogado por períodos de tiempo considerables, de modo que no sería un mero efecto transitorio que podría ser simplemente esperó a cabo por una fuerza de oposición. Por lo tanto, esta invención proporciona la capacidad de poner cantidades sin precedentes de poder en la atmósfera de la Tierra en lugares estratégicos y mantener el nivel de inyección de energía, sobre todo si pulso al azar se emplea, de manera mucho más precisa y mejor controlada que hasta ahora realizada por el anterior el arte, sobre todo por la detonación de dispositivos nucleares de yeilds varios a distintas alturas. Cuando los enfoques de la técnica produjo efectos meramente transitoria, la combinación única de combustibles y las líneas deseables de campo en el punto donde el combustible se permite la creación de, en comparación con los enfoques de la técnica, controlados con precisión y los efectos de larga duración que no puede, en términos prácticos, simplemente se esperó a cabo. Además, al conocer las frecuencias del espectro electromagnético varias vigas empleadas en la práctica de esta invención, es posible no sólo a interferir con las comunicaciones de terceros, sino para aprovecharse de uno o más de tales vigas para llevar a cabo una red de comunicaciones a pesar de que el resto de las comunicaciones del mundo se interrumpen. Dicho de otra manera, lo que se usa para interrumpir las comunicaciones de otra persona puede estar al servicio de conocimientos de esta invención como una red de comunicaciones en el momento mismo. Además, una vez que la propia red de comunicación se establece, en la medida de largo alcance de los efectos de esta invención pueden ser empleados para recoger las señales de comunicación de otros con fines de inteligencia. Por lo tanto, se puede observar que los efectos de interrumpir alcanzables por esta invención pueden ser empleados en beneficio de la parte que es la práctica de este invento ya que el conocimiento de las ondas electromagnéticas que se emplean diferentes y cómo varían en frecuencia y magnitud se puede utilizar para una ventaja para la comunicación positiva y los propósitos de escucha al mismo tiempo. Sin embargo, esta invención no se limita a los lugares donde la fuente de combustible natural existe o donde las líneas se cruzan naturalmente deseable campo de la superficie de la tierra. Por ejemplo, el combustible, en particular del combustible de hidrocarburo, pueden ser transportados por conducciones y similares a la ubicación en la invención tiene que ser practicada.
La figura. 4 ilustra otra forma de realización en una región seleccionada del R.sub.3 plasma que se encuentra dentro de la ionosfera de la Tierra se ve alterado para aumentar la densidad del mismo por el que una capa relativamente estable, 30 de plasma relativamente densa se mantiene dentro de R.sub.3 región. La radiación electromagnética se transmite desde el principio esencialmente paralelo al campo de la línea 11 a través de antena de 15 en su mano derecha circularmente polarizada de onda y una frecuencia (por ejemplo, 1,78 megahercios cuando el campo magnético en la altitud deseada es de 0,66 Gauss) capaz de resonancia electrón ciclotrón emocionante en el plasma 12 a la altura en particular de plasma 12. Esto produce el calentamiento de las partículas (electrones, iones, neutros, y partículas) y la ionización de las partículas no cargadas línea adyacente 11, todos los cuales son absorbidos en el plasma de 12 a aumentar la densidad de los mismos. La potencia de transmisión, por ejemplo, 2.times.10.sup.6 vatios para un máximo de dos minutos el tiempo de calentamiento, es menor que el requerido para generar la fuerza F espejo requerida para mover 12 del plasma hacia arriba como en la encarnación anterior.
Sin dejar de transmitir la radiación electromagnética de la antena 20 15, un segundo haz de radiación electromagnética 31, que se encuentra en una frecuencia definida diferente de la radiación de la antena 15, se transmite de una o más fuentes de segunda a través de la antena 32 en la capa 30 y es absorbido por una porción de la capa 30 (zona rayada en la figura. 4). La onda de la radiación electromagnética de la antena 32 es de amplitud modulada para que coincida con un modo de conocer de oscilación f.sub.3 en la capa 30. Esto crea una resonancia en la capa 30, que excita a una nueva ola de plasma 33, que también tiene una frecuencia de f.sub.3 y que luego se propaga a través de la ionosfera. Onda 33 se puede utilizar para mejorar o interrumpir las comunicaciones o ambos, dependiendo de lo que se desea en un uso particular. Por supuesto, más de una nueva ola de 33 puede ser generado y las nuevas olas diferentes puede modular a voluntad y de una manera muy lineal.
La figura. 5 muestra los aparatos útiles en esta invención, en particular cuando las aplicaciones de esta invención son empleados que requieren cantidades muy grandes de energía. En la figura. 5 se muestra la superficie de la tierra 40 con un pozo 41 se extiende hacia abajo thereinto hasta que penetra en la producción de hidrocarburos depósito 42. yacimiento de Hidrocarburos 42 produce el gas natural solo o en combinación con aceite crudo. Los hidrocarburos son producidos a partir de depósito de 42 a 41 y así en boca de pozo 43 a un sistema de tratamiento de 44 por medio de tubería de 45. En tratador de 44 años, líquidos deseables tales como el petróleo crudo y condensados de gas son separados y recuperados por la pipa 46 mientras que los gases no deseados y líquidos como el agua, H.sub.2 S, y como la están separados por la pipa 47. Deseable gases como el dióxido de carbono están separados por la pipa de 48 años, y la corriente de gas natural restante se elimina del tratador 44 por medio de tubería de 49 tanques para el almacenamiento en medios convencionales (no se muestra) para su uso futuro y / o la utilización en una eléctrica como generador de una turbina de gas magnetohidrodinámica, la célula de combustible o de un generador EGD 50. Cualquier número deseado y la combinación de diferentes tipos de generadores eléctricos se pueden emplear en la práctica de esta invención. El gas natural se quema en 50 generador para producir grandes cantidades de electricidad que se almacena y / o pasado a través de cable de 51 a un transmisor de 52 que genera la radiación electromagnética que se utilizará en el método de esta invención. La radiación electromagnética se pasa a través de cable de antena de 53 a 54 que se encuentra en o cerca del final de la línea de campo 11. Antena 54 envía la radiación de onda polarizada circularmente 20 hacia arriba a lo largo de la línea de campo 11 para llevar a cabo los distintos métodos de esta invención, según lo descrito arriba.
Por supuesto, la fuente de combustible no será necesario que en su estado de origen natural pero en primer lugar se puede convertir a otra forma de energía segunda fuente, como el hidrógeno, la hidracina y similares, y la electricidad generada a partir de dicho formulario segunda fuente de energía.
Se puede observar de lo anterior que cuando la superficie de la línea conveniente el campo 11 se cruza la tierra de los 40 en o cerca de una fuente grande de hidrocarburos de origen natural 42, excesivamente grandes cantidades de energía puede ser muy eficiente producción y transmisión en la dirección de las líneas de campo. Esto es particularmente cierto cuando la fuente de combustible es el gas natural y los generadores magnetohidrodinámica se emplean. Además, todo esto puede ser realizado en un espacio físico relativamente pequeño cuando hay la coincidencia única fuente de combustible de 42 y línea de campo deseable 11. Por supuesto, sólo un juego de equipo se muestra en la figura. 5 para mayor simplicidad. Para un gran yacimiento de hidrocarburos de 42 años, una pluralidad de pozos de 41 puede ser empleado para alimentar a una o más técnicas de almacenamiento y / o trato y el mayor número de generadores de 55, necesaria para alimentar uno o más transmisores de 52 y una o más antenas de 54. Dado que todos los aparatos de 44 a 54 puede ser empleado y se utiliza esencialmente en la vista donde ocurren naturalmente fuente de combustible 42 se encuentra, toda la radiación electromagnética necesaria 20 se genera esencialmente en el mismo lugar como fuente de combustible 42. Esto establece un importe máximo de la radiación electromagnética utilizables 20 ya que no hay almacenamiento de grandes cantidades o las pérdidas de transporte que vaya a efectuar. En otras palabras, el aparato se pone a la vista de la fuente de combustible cuando sea conveniente línea de campo de 11 intersecta la superficie de la Tierra 40 en o cerca de la ubicación geográfica de la fuente de combustible de 42 años, fuente de combustible 42 que está en una latitud magnética deseable para la práctica de este invención, por ejemplo, Alaska.
La generación de electricidad por el movimiento de un fluido conductor a través de un campo magnético, es decir, magnetohidrodinámica (MHD), proporciona un método de generación de energía eléctrica sin partes mecánicas en movimiento y cuando el fluido conductor es un plasma formado por la combustión de un combustible como naturales de gas, una combinación ideal de aparatos se realiza ya que el gas natural de combustión limpia muy constituye la realización de plasma de una manera eficiente y el plasma así formado, cuando pasa a través de un campo magnético, genera electricidad de una manera muy eficiente. Por lo tanto, el uso de fuente de combustible de 42 a generar un plasma por la combustión del mismo para la generación de electricidad fundamentalmente en el sitio de ocurrencia de la fuente de combustible es único e ideal cuando los niveles de alta potencia se requieren y las líneas deseable campo 11 se cruzan la superficie de la Tierra 40 en o cerca del sitio de la fuente de combustible 42. Una ventaja especial para los generadores MHD es que se puede hacer para generar grandes cantidades de energía con un pequeño volumen, el dispositivo de peso ligero. Por ejemplo, un generador de 1.000 megavatios TMS puede interpretarse usando imanes superconductores para pesar más o menos 42,000 libras y puede ser fácilmente levantada del aire.
Esta invención tiene una variedad fenomenal de las posibles ramificaciones y la posible evolución futura. Como se mencionó anteriormente, la destrucción de misiles o aviones, a la deformación, o la confusión puede resultar, en particular cuando se emplean partículas relativistas. Por otra parte, grandes regiones de la atmósfera podría ser elevado a una altitud inesperadamente alta por lo que los misiles encuentro las fuerzas de arrastre inesperadas y no planificadas con la destrucción resultante o la desviación de los mismos. La modificación del clima es posible, por ejemplo, alterando los patrones de viento superiores atmósfera o alterar los patrones de absorción de energía solar mediante la construcción de uno o varios penachos de partículas atmosféricas, que funcionará como un dispositivo de la lente o el enfoque. También según lo referido a las modificaciones anteriores, molecular de la atmósfera puede tener lugar de modo que los efectos positivos del medio ambiente se puede lograr. Además de cambiar realmente la composición molecular de una región de la atmósfera, una molécula o moléculas se puede elegir para una mayor presencia. Por ejemplo, el ozono, nitrógeno, etc concentraciones en la atmósfera podría ser incrementado artificialmente. Del mismo modo, la mejora del medio ambiente se podría lograr haciendo que la disolución de entidades químicas diferentes, como el dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, etc. Transporte de las entidades también se puede realizar cuando se recurra a los efectos de arrastre causado por las regiones de la atmósfera en movimiento a lo largo de líneas divergentes sobre el terreno. Las pequeñas partículas de micrones de tamaño pueden ser transportados a continuación, y, en determinadas circunstancias y con la disponibilidad de energía suficiente, las partículas más grandes o los objetos podrían ser afectados de manera similar. Las partículas con las características deseadas, tales como pegajosidad, la reflectividad, absorción, etc, puede ser transportado con fines o efectos específicos. Por ejemplo, una nube de partículas pegajosas se podría establecer para aumentar la resistencia de un misil o satélite que pasa a su través. Incluso columnas de plasma que tiene sustancialmente la densidad de partículas menos cargado que se describe anteriormente producirán efectos de arrastre sobre los misiles que afectará a un peso ligero (ficticio) de misiles de una manera sustancialmente diferente a una pesada (en vivo) de misiles y afectar esto puede utilizarse para distinguir entre la dos tipos de misiles. Una columna en movimiento también podría servir como un medio para el suministro de una estación espacial o para enfocar gran cantidad de luz solar sobre las porciones seleccionadas de la tierra. Las encuestas de alcance mundial también podría llevarse a cabo porque la tierra del campo magnético natural puede ser alterado de manera significativa de una manera controlada por los efectos beta plasma resultante, por ejemplo, la mejora de las encuestas magnetotelúrico. defensas de pulso electromagnético son también posibles. El campo magnético terrestre podría ser disminuido o perturbado a alturas adecuadas para modificar o eliminar el campo magnético en la generación de electrones de alta Compton (por ejemplo, de las explosiones nucleares de alta altitud) regiones. De intensidad alta, bien controlados los campos eléctricos pueden proporcionar en lugares seleccionados para varios propósitos. Por ejemplo, el plasma que rodea la vaina de un misil o satélite podría ser utilizado como un disparador para la activación de un campo de alta intensidad para destruir el misil o satélite. Además, las irregularidades se pueden crear en la ionosfera que interfiera con el normal funcionamiento de los distintos tipos de radares, por ejemplo, el radar de apertura sintética. La presente invención también puede ser usado para crear cinturones artificial de partículas atrapadas que a su vez pueden ser estudiados para determinar la estabilidad de estas partes. Aún más, las plumas, de conformidad con la presente invención se puede formar para simular y / o realizar las mismas funciones que realizadas por la detonación de un dispositivo de "tirón" de tipo nuclear, sin tener que detonar un dispositivo. Por lo tanto, se observa que las ramificaciones son numerosas, de gran alcance y extremadamente variada en la utilidad.
Eastlund 11 de agosto 1987
Método y aparato para alterar una región en la atmósfera de la Tierra, la ionosfera y la magnetosfera
Resumen
Un método y aparato para alterar lo menos una región seleccionada que normalmente existe sobre la superficie de la tierra. La región está muy entusiasmado por la resonancia electrón ciclotrón calefacción para aumentar así su densidad de partículas cargadas. En una encarnación, la radiación electromagnética polarizada circularmente se transmite hacia arriba en una dirección substancialmente paralela ya lo largo de una línea de campo que se extiende por la región de plasma que modificar. La radiación se transmite en una frecuencia que excita la resonancia ciclotrón de electrones para calentar y acelerar las partículas cargadas. Este incremento de energía puede causar ionización de partículas neutrales que luego son absorbidos como parte de la región, lo que aumenta la densidad de partículas cargadas de la región.
Inventores: Eastlund, Bernard J. (Spring, TX)
Cesionario: APTI, Inc. (Los Angeles, CA)
Appl. N º: 06/690, 333
Archivado: 10 de enero 1985
Actual EE.UU. Clase: 361/231; 244/158.1; 380/59; 89/1.11
Clase internacional actual: H05H 01/02 (20060101); H05H 1 / 18 (20060101); F41G 20/07 (20060101); F41G 22/07 (20060101); F41H 13/00 (20060101); H01Q 1 / 36 (20060101 ); H05B 006/64 (), 003/00 H05C (); 001/46 H05H ()
Campo de búsqueda: 361/230, 231 376 / 100 244/158R 89/1.11 380/59
Las referencias citadas [Se hace referencia por]
Otras referencias
Revista de la Libertad, (2 / 35) p. 7 N. Tesla. .
New York Times (9/22/40) Sección 2, p. 7 W. Laurence L.. .
New York Times (12/8/15), p. 8 Col. 3 ..
Primaria examinador: Cangialosi, Salvatore
Abogado, agente o empresa: MacDonald, Roderick W.
Reclamaciones
Reclamo:
1. Un método para alterar lo menos una región normalmente existentes sobre la superficie de la tierra con la radiación electromagnética con origen natural y las divergencias en las líneas del campo magnético de la tierra que comprende la transmisión de radiación electromagnética por primera vez en una frecuencia de entre 20 y 7200 kHz de la superficie de la Tierra, dijo que la transmisión se llevó a cabo esencialmente en el principio de la transmisión substancialmente paralelo ya lo largo de por lo menos uno de dichos dijo líneas de campo, ajustando la frecuencia de la radiación primero en un valor que hará las delicias de resonancia electrón ciclotrón a una altura inicial de al menos 50 km sobre la superficie de la tierra, por el que en la región en la que dijo que la resonancia electrón ciclotrón tiene calefacción lugar, la ionización más, y el movimiento de ambas partículas cargadas y neutras se lleva a cabo, dicha excitación ciclotrón resonancia de dicha región se continúa hasta que la concentración de electrones de dicha región alcanza un valor de al menos 10 . sup.6 por centímetro cúbico y tiene una energía de iones de al menos 2 EV.
2. El método de la demanda 1 incluyendo el paso de proporcionar partículas artificiales en dicho por lo menos una región que son excitados por dicha resonancia electrón ciclotrón.
3. El método de la demanda 2 en donde las partículas artificiales se proporcionan mediante la inyección misma en dicho por lo menos una región de un satélite en órbita.
4. El método de la demanda 1 en donde el umbral de excitación de la resonancia electrón ciclotrón es de 1 vatio por centímetro cúbico y es suficiente para causar el movimiento de una región de plasma lo largo de dicha divergencia de las líneas de campo magnético a una altitud superior a la altitud a la que dijo que la excitación se inició.
5. El método de la demanda 4 en donde la región el aumento de plasma tira con ella una parte sustancial de las partículas neutras de la atmósfera que existen en o cerca de dicha región de plasma.
6. El método de la demanda 1 en donde se proporciona al menos una fuente independiente de la radiación electromagnética en segundo lugar, dijo que la radiación del segundo tiene por lo menos una frecuencia diferente de la radiación, dijo en primer lugar, que inciden dijo que al menos una segunda radiación sobre dicha región, dijo que la región está experimentando ciclotrón del electrón excitación de la resonancia causada por la radiación, dijo primero.
7. El método de la demanda 6 en donde la radiación del segundo tiene una frecuencia que es absorbida por dicha región.
8. El método de la demanda 6 en donde la región se plasma en la ionosfera y la radiación dicha segunda excita ondas de plasma en la ionosfera, dijo.
9. El método de la demanda 8 en donde la concentración de electrones alcanza un valor de por lo menos 10.sup.12 por centímetro cúbico.
10. El método de la demanda 8 en donde la excitación de la resonancia electrón ciclotrón es inicialmente llevado a cabo dentro de la ionosfera y se continúa por un tiempo suficiente para que dicha región a elevarse por encima de la ionosfera, dijo.
11. El método de la demanda 1 en donde la excitación de la resonancia electrón ciclotrón se lleva a cabo por encima de unos 500 kilómetros y por un tiempo de 0,1 a 1,200 segundos de tal manera que la calefacción múltiples de dicha región del plasma se consigue por medio de la calefacción estocásticos en la magnetosfera.
12. El método de la demanda 1 en donde la radiación electromagnética primera es la mano derecha circularmente polarizada en el hemisferio norte y la mano izquierda polarizada circularmente en el hemisferio sur.
13. El método de la demanda 1 en donde la radiación electromagnética se genera en el lugar de una fuente de combustible de hidrocarburo de origen natural, dijo la fuente de combustible que se encuentra en al menos una de las latitudes norte o sur magnéticos.
14. El método de la demanda 13 en donde la fuente de combustible es el gas natural y la electricidad para generar dicha radiación electromagnética se obtiene por la quema de gas natural, dijo en al menos uno de turbina de gas magnetohidrodinámica, la célula de combustible, y EGD generadores eléctricos situados en el lugar donde dijo naturales de gas natural se produce en la tierra.
15. El método de la demanda 14 en donde el sitio de gas natural se encuentra dentro de las latitudes magnéticas que abarcan Alaska.
Descripción
DESCRIPCIÓN
1. Campo técnico
Esta invención se refiere a un método y aparato para alterar lo menos una región seleccionada normalmente existentes sobre la superficie de la tierra y más concretamente se refiere a un método y aparato para alterar dicho por lo menos una región inicialmente se transmite la radiación electromagnética de la superficie esencialmente paralelos y de la tierra a lo largo de origen natural, divergentes líneas de campo magnético que se extienden desde la superficie de la tierra a través de la región o regiones a ser alterado.
2. Antecedentes de la técnica
A finales de la década de 1950, se descubrió que los cinturones de origen natural existen a gran altura sobre la superficie de la tierra, y se ha establecido que estos resultados cinturones de electrones cargados e iones que se atrapa a lo largo de las líneas de fuerza magnética (líneas de campo) de la la tierra del campo magnético dipolar esencialmente. Los electrones y los iones atrapados se limitan a lo largo de las líneas de campo magnético entre dos espejos que existen en puntos separados a lo largo de las líneas de campo. Los electrones atrapados y los iones se mueven en trayectorias helicoidales alrededor de sus líneas de campo en particular y "rebote" de ida y vuelta entre los espejos magnéticos. Estos electrones e iones atrapados puede oscilar a lo largo de las líneas de campo durante largos períodos de tiempo.
En los últimos años, los esfuerzos se han realizado importantes para comprender y explicar los fenómenos involucrados en los cinturones de electrones e iones atrapados, y explorar posibles formas de control y uso de estos fenómenos con fines benéficos. Por ejemplo, a fines de 1950 y principios de 1960 tanto en Estados Unidos y la Unión Soviética detonó una serie de dispositivos nucleares de los rendimientos diferentes para generar un gran número de partículas cargadas a distintas alturas, por ejemplo, a 200 kilómetros (km) o más. Esto se hizo con el fin de establecer y estudio de los cinturones artificial de electrones e iones atrapados. Estos experimentos estableció que al menos algunos de los electrones y los iones extraños de los dispositivos detonaron se quedan atrapados a lo largo de las líneas de campo en la magnetosfera de la Tierra para formar los cinturones de artificial, que se mantuvieron estables durante períodos prolongados de tiempo. Para una discusión de estos experimentos ver "El cinturón de radiación y la magnetosfera", Hess WN, Blaisdell Publishing Co., 1968, pps. 155 y seg.
Otras propuestas que se han avanzado para modificar las correas actuales de los electrones e iones atrapados y / o el establecimiento de cinturones de similares artificiales son la inyección de partículas cargadas de un satélite de transportar una carga útil de los materiales radiactivos desintegración beta o emisores alfa, y la inyección de partículas cargadas de un satélite acelerador de electrones cargo. Otro enfoque se describe en EE.UU. Pat. N º 4042196 en donde un bajo consumo de energía de gas ionizado, por ejemplo, el hidrógeno, se libera de un satélite en órbita sincrónica cerca de la punta de un cinturón de radiación que se produce naturalmente en la magnetosfera de la Tierra para producir un aumento sustancial en la precipitación de partículas energéticas y, bajo ciertas condiciones, producir un límite en el número de partículas que pueden ser atrapados de forma estable. Este efecto de la precipitación se deriva de una mejora de la Whistler-mode y las interacciones ciclotrón de iones de modo que resultan de la inyección de gas ionizado o "plasma frío".
También se ha propuesto lanzar grandes nubes de bario en la magnetosfera de forma que fotoionización aumenta la densidad del plasma frío, produciendo así la precipitación de electrones a través de interacciones modo mejorado Whistler.
Sin embargo, en todos los enfoques mencionados anteriormente, los mecanismos implicados en el desencadenamiento de los cambios en los fenómenos de las partículas atrapadas en realidad debe ser colocado dentro de la zona afectada, por ejemplo, la magnetosfera, antes de que se puede actuar para efectuar el cambio deseado.
ionosfera de la Tierra no es considerado como un "atrapados" cinturón ya que hay pocas partículas atrapadas en ella. El término "atrapados" en este documento se refiere a situaciones en las que se equilibra la fuerza de gravedad sobre las partículas atrapadas por las fuerzas magnéticas en lugar de las fuerzas hidrostática o colisión. Los electrones y los iones de carga en la ionosfera también siguen trayectorias helicoidales alrededor de las líneas de campo magnético dentro de la ionosfera, pero no están atrapados entre los espejos, como en el caso de los cinturones atrapado en la magnetosfera, puesto que la fuerza gravitacional sobre las partículas es compensada por colisión o fuerzas hidrostáticas.
En los últimos años, una serie de experimentos se han llevado a cabo para modificar la ionosfera de alguna manera controlado para investigar la posibilidad de un resultado beneficioso. Para una discusión detallada de estas operaciones ver los siguientes documentos: (1) Modificación de la Teoría de la ionosfera, G. Meltz y FW Perkins, (2) El Fondo para Platteville de alta potencia; Carrol et al, (3) Los experimentos de Arecibo Calefacción, NOSOTROS Gordon y HC. Carlson, Jr., y (4) Calefacción ionosférica por potentes ondas de radio;. Meltz y otros, todos ellos publicados en Radio Science, vol. 9, No. 11, noviembre de 1974, en las páginas 885-888, 889-894, 1041-1047 y 1049-1063, respectivamente, todos los cuales se incorporan al presente por referencia. En dichos experimentos, algunas regiones de la ionosfera se calientan a cambiar la densidad de electrones y la temperatura dentro de estas regiones. Esto se logra mediante la transmisión de la tierra basada en la radiación de antenas electromagnéticas de alta frecuencia en un ángulo sustancialmente, no paralelo a, el campo magnético de la ionosfera para calentar las partículas de la ionosfera sobre todo por el calentamiento óhmico. La temperatura de los electrones de la ionosfera se ha aumentado en cientos de grados en estos experimentos, y los electrones con varios de electrón-voltios de energía se han producido en número suficiente para mejorar la luminiscencia atmosférica. concentraciones de electrones se han reducido en un pequeño porcentaje, debido a la expansión del plasma como consecuencia de aumento de la temperatura.
En el toro Elmo baches (EBT), un dispositivo de fusión controlada en el Laboratorio Nacional Oak Ridge, toda la calefacción es proporcionada por microondas en la interacción de electrones por resonancia ciclotrón. Un anillo de electrones calientes se forma en la superficie de la Tierra en el espejo magnético por una combinación de resonancia electrón ciclotrón y calefacción estocástico. En la EBT, los electrones del anillo se producen con un promedio de "temperatura" de 250 kilovoltios de electrones o kev (2.5.times.10.sup.9 K) y una versión beta de plasma entre 0,1 y 0,4; ver, "un estudio teórico de electrón - ciclotrón Absorción en Toro Elmo baches ", Batchelor y Goldfinger, fusión nuclear, vol. 20, No. 4 (1980) pps. 403-418.
Calefacción electrón ciclotrón resonancia se ha utilizado en los experimentos en la superficie de la tierra para producir y acelerar el plasma en un campo magnético divergente. Kosmahl et al. mostró que el poder se transfirió de las ondas electromagnéticas y que un plasma totalmente ionizado se aceleró con un ángulo de divergencia de aproximadamente 13 grados. La densidad óptima de gas neutro se 1.7.times.10.sup.14 por centímetro cúbico; ver, "la aceleración con plasma microondas Cerca de resonancia de ciclotrón", Kosmahl et al, Journal of Applied Physics, vol.. 38, N º 12, noviembre, 1967, pps. 4576-4582.
Descripción de la invención
La presente invención proporciona un método y aparato para alterar lo menos una región seleccionada que normalmente existe sobre la superficie de la tierra. La región está muy entusiasmado por el calentamiento de resonancia electrón ciclotrón de electrones que ya están presentes y / o artificial creado en la región de tal modo para aumentar la energía de partículas cargadas y en última instancia, la densidad de la región.
En una encarnación esto se hace mediante la transmisión de la radiación polarizada circularmente electromagnética de la superficie de la tierra en o cerca del lugar donde un origen natural del campo magnético dipolar (fuerza) la línea cruza la superficie de la tierra. La polarización circular de mano derecha se utiliza en el hemisferio norte y la polarización circular de mano izquierda se usa en el hemisferio sur. La radiación se transmite deliberadamente desde el principio en una dirección substancialmente paralela ya lo largo de una línea de campo que se extiende hacia arriba a través de la región a ser alterado. La radiación se transmite en una frecuencia que se basa en la gyrofrequency de las partículas cargadas y que, cuando se aplica a la región por lo menos una, excita la resonancia electrón ciclotrón dentro de la región o regiones para calentar y acelerar las partículas cargadas en sus respectivas trayectorias helicoidales alrededor ya lo largo de la línea de campo. suficiente energía se emplea para causar la ionización de partículas neutras (moléculas de oxígeno, nitrógeno y similares, partículas, etc), que luego se convierten en una parte de la región, lo que aumenta la densidad de partículas cargadas de la región. Este efecto aún se puede mejorar, proporcionando partículas artificiales, por ejemplo, los electrones, iones, etc, directamente en la región podrían verse afectados por un cohete, el satélite, o similares para complementar las partículas en el plasma de origen natural. Estas partículas artificiales también son ionizados por la radiación electromagnética de transmisión lo que aumenta la densidad de las partículas cargadas del plasma resultante en la región.
En otra realización de la invención, la resonancia de ciclotrón del electrón calefacción se lleva a cabo en la región o regiones en niveles de potencia suficiente para permitir que un plasma en la región para generar una fuerza de espejo que obliga a los electrones cargados del plasma alterados al alza a lo largo de la fuerza línea a una altura que es superior a la altura original. En este caso los puntos relevantes del espejo están en la base de la región alterada o regiones. Los electrones cargados arrastre iones con ellos, así como otras partículas que pueden estar presentes. potencia suficiente, por ejemplo, 10.sup.15 julios, pueden aplicarse de manera que el plasma alterada puede quedar atrapado en la línea de campo entre los puntos de espejo y oscilará en el espacio por periodos prolongados de tiempo. En esta realización, una nube de plasma alterada se puede establecer en las localizaciones seleccionadas para la modificación de la comunicación o para otros fines.
En otra realización, esta invención se utiliza para modificar al menos una región seleccionada del plasma en la ionosfera para establecer una capa definida de plasma que tiene un aumento de la densidad de partículas cargadas. Una vez que esta capa se ha establecido, y manteniendo al mismo tiempo la transmisión de la viga principal de la radiación electromagnética polarizada circularmente, la viga principal se modula y / o por lo menos un segundo haz diferentes, la radiación electromagnética modulada se transmite de por lo menos una fuente distinta a diferentes frecuencia que será absorbida en la capa de plasma. La amplitud de la frecuencia del haz de carretera y / o la segunda viga o vigas se modula en resonancia con al menos un modo de oscilación conocida en la región o regiones seleccionadas para excitar el modo de oscilación conocida para propagar una onda de frecuencia conocida o las olas en todo el ionosfera.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La construcción real de la operación, y las aparentes ventajas de esta invención se comprenderán mejor haciendo referencia a los dibujos en los que como los números de identificación, como las piezas y en la que:
La figura. 1 es una vista esquemática simplificada de la tierra (no a escala) con un campo magnético (fuerza) a lo largo de la línea que se lleva a cabo la presente invención;
La figura. 2 es una realización dentro de la invención en la cual se levanta una región seleccionada del plasma a una mayor altura;
La figura. 3 es una simplificación, la representación idealizada de un fenómeno físico que participan en la presente invención, y
La figura. 4 es una vista esquemática de otra encarnación en la presente invención.
La figura. 5 es una vista esquemática de una encarnación los aparatos incluidos en esta invención.
Los mejores modos para realizar la invención
El campo magnético del planeta es algo similar a una barra de imán dipolo. Como tal, el campo magnético de la Tierra contiene numerosos campo divergentes o líneas de fuerza, cada línea de intersección de la superficie de la tierra en los puntos en los lados opuestos del ecuador. Las líneas de campo que cruzan la superficie de la tierra cerca de los polos tienen vértices que se encuentran en los puntos más en la magnetosfera de la Tierra, mientras que los más cercanos al ecuador tienen vértices que alcanzan sólo la parte inferior de la magnetosfera.
A distintas alturas sobre la superficie de la tierra, por ejemplo, tanto en la ionosfera y la magnetosfera, el plasma está presente de forma natural a lo largo de estas líneas de campo. Este plasma está formado por igual número de partículas de carga positiva y negativa (es decir, los electrones e iones), que se guían por la línea de campo. Está bien establecido que una partícula cargada en un campo magnético gyrates sobre las líneas del campo, el centro de giro en cualquier instancia que se llama el "centro de referencia» de la partícula. A medida que la partícula se mueve girando a lo largo de una línea de campo en un campo uniforme, que va a seguir una trayectoria helicoidal alrededor de su centro rector, por lo tanto, el movimiento lineal, y se mantendrá en la línea de campo. Los electrones y los iones de ambos siguen trayectorias helicoidales alrededor de una línea de campo, pero giran en direcciones opuestas. Las frecuencias en el que los electrones y los iones de girar alrededor de la línea de campo se llaman frecuencias gyromagnetic o frecuencias de ciclotrón, ya que son idénticas a la expresión de la frecuencia angular de giro de las partículas en un ciclotrón. La frecuencia de ciclotrón de iones en un campo magnético dado es menor que la de los electrones, en proporción inversa a sus masas.
Si las partículas que forman el plasma a lo largo de las líneas del campo de la tierra continuó moviéndose con un ángulo de paso constante, a menudo denominada "alfa", que pronto tendría un impacto en la superficie de la tierra. alfa tono ángulo se define como el ángulo entre la dirección del campo magnético de la Tierra y la velocidad (V) de la partícula. Sin embargo, en la convergencia de los campos de fuerza, el ángulo de paso se cambia de tal manera que permitan la partícula a la vuelta y evitar el impacto. Considere una partícula que se mueve a lo largo de una línea de campo hacia la tierra. Se mueve en una región de creciente intensidad de campo magnético y por lo tanto aumenta la alfa seno. Pero alfa seno sólo puede aumentar a 1,0, y en ese momento, la partícula se da vuelta y empieza a moverse a lo largo de la línea de campo, y disminuye alfa. El punto en el que la partícula se da la vuelta se llama el punto de espejo, y alfa no es igual a noventa grados. Este proceso se repite en el otro extremo de la línea de campo en el que la misma fuerza del campo magnético valor de B, es decir, Bm, existe. La partícula de nuevo se da la vuelta y esto se llama el "punto conjugado" del punto de espejo original. La partícula es atrapada y por lo tanto ir y venir entre los dos espejos magnéticos. La partícula puede continuar oscilando en el espacio de esta manera durante largos periodos de tiempo. El lugar real donde una partícula espejo puede ser calculada a partir de los siguientes:
en donde:
alpha.sub.o = ángulo de paso ecuatorial de partículas
B.sub.o = intensidad de campo ecuatorial en una línea de campo en particular
B.sub.m = intensidad de campo en el punto del espejo
Descubrimientos recientes han demostrado que hay regiones importantes de las partículas atrapadas en el espacio natural que comúnmente se llama "atrapados cinturones de radiación". Estos cinturones se producen en altitudes superiores a 500 km y en consecuencia se encuentran en la magnetosfera y sobre todo por encima de la ionosfera.
La ionosfera, si bien pueden coincidir algunos de los cinturones de partículas atrapadas, es una región en la que las fuerzas hidrostática rigen la distribución de partículas en el campo gravitatorio. movimiento de partículas dentro de la ionosfera se rige tanto por las fuerzas hidrodinámicas y electrodinámica. Si bien hay pocas partículas atrapadas en la ionosfera, sin embargo, el plasma está presente a lo largo de las líneas de campo en la ionosfera. Las partículas cargadas que forman este movimiento plasma entre las colisiones con otras partículas a lo largo de similares trayectorias helicoidales alrededor de las líneas del campo ya pesar de una partícula en particular puede difundir a la baja en la baja atmósfera de la tierra o perder energía y apartarse de su línea de campo original debido a las colisiones con otras partículas , estas partículas cargadas son normalmente sustituye por otras partículas cargadas disponibles o por partículas que se ionizan por colisión con dichas partículas. La densidad de electrones (N.sub.e) del plasma varía con las condiciones reales y los lugares involucrados. Además, las partículas neutras, iones y electrones están presentes en las proximidades de las líneas de campo.
La producción de ionización mayor también va a alterar la distribución de los componentes atómicos y moleculares de la atmósfera, sobre todo a través de una mayor concentración de nitrógeno atómico. La atmósfera superior es normalmente rica en oxígeno atómico (el componente dominante de la atmósfera por encima de 200 km de altitud), pero el nitrógeno atómico es normalmente relativamente raros. Esto se puede esperar que se manifiesta en mayor resplandor, entre otros efectos.
Como es conocido en la física del plasma, las características de un plasma puede ser alterada por la adición de energía a las partículas cargadas o por las partículas ionizantes o excitantes adicionales para aumentar la densidad del plasma. Una forma de hacerlo es calentar el plasma que se puede realizar de diferentes maneras, por ejemplo, la compresión óhmico, magnético, ondas de choque, magnético de bombeo, la resonancia de ciclotrón del electrón, y similares.
Desde ciclotrón de electrones por resonancia calefacción está involucrado en la presente invención, una breve discusión de los mismos está en orden. El aumento de la energía de los electrones en un plasma mediante la invocación de ciclotrón del electrón calefacción resonancia, se basa en un principio similar al utilizado para acelerar partículas cargadas en un ciclotrón. Si un plasma está confinado por un campo magnético axial estática de la fuerza B, las partículas cargadas que giran alrededor de las líneas de fuerza con una frecuencia dada, en hercios, como f.sub.g 1.54.times.10.sup.3 = B / A, donde: B = fuerza del campo magnético en gauss, y A = número de masa del ion.
Supongamos un campo variable en el tiempo de esta frecuencia se superpone a la B campo estático para confinar el plasma, por el paso de una corriente de radiofrecuencia a través de una bobina que es concéntrico con que la producción del campo axial, a continuación, en cada medio ciclo de su rotación alrededor del las líneas del campo, las partículas cargadas adquirir energía del campo eléctrico oscilante asociado a la frecuencia de radio. Por ejemplo, si B es de 10.000 gauss, la frecuencia del campo que está en resonancia con los protones en un plasma es de 15.4 megahertz.
Tal como se aplica a los electrones, ciclotrón de electrones calefacción resonancia requiere un campo de oscilación tiene una frecuencia definida determinado por la fuerza del campo de confinamiento. La radiación de radiofrecuencia produce campos variables en el tiempo (eléctricos y magnéticos), y el campo eléctrico acelera la partícula cargada. Los electrones energizados compartir su energía con los iones y neutros, sometiéndose a las colisiones con las partículas, con lo que efectivamente elevar la temperatura de los electrones, iones y neutros. El reparto de energía entre estas especies está determinado por las frecuencias de colisión. Para una comprensión más detallada de la física involucrada, vea "Reacciones termonuclear controlada", Glasstone y Lovberg, D. Van Nostrand Company, Inc., Princeton, NJ, 1960 y "El cinturón de radiación y la magnetosfera", Hess, Blaisdell Publishing Company, 1968, los cuales se incorporan al presente por referencia.
Refiriéndonos ahora a los dibujos, la presente invención proporciona un método y aparato para alterar lo menos una región de plasma que se encuentra a lo largo de una línea de campo, sobre todo cuando pasa a través de la ionosfera y la magnetosfera. La figura. 1 es una ilustración simplificada de la tierra 10 y la otra de su fuerza dipolo magnético o líneas de campo 11. Como se comprenderá, la línea 11 puede ser cualquiera de las líneas de campo numerosos natural existente y la localización geográfica real 13 y 14 de la línea 11 serán elegidos en base a una operación concreta a realizar. Las localizaciones reales en el que las líneas de campo se cruzan la superficie de la Tierra está documentado y es fácilmente comprobable por los expertos en la materia.
La línea 11 pasa a través de la I región que se encuentra a una altitud sobre la superficie de la tierra. Una amplia gama de altitudes son útiles dado el poder que puede ser empleado por la práctica de esta invención. El ciclotrón de electrones por resonancia efecto de calentamiento se puede hacer para actuar sobre los electrones en cualquier lugar sobre la superficie de la tierra. Estos electrones pueden estar ya presentes en la atmósfera, la ionosfera, y / o magnetosfera de la tierra, o pueden ser generadas artificialmente por una variedad de medios tales como rayos X, haces de partículas cargadas, rayos láser, plasma la envoltura que rodea un objeto, como un misil o un meteorito, y similares. Además, las partículas artificiales, por ejemplo, los electrones, iones, etc, puede ser inyectado directamente en la región R de un cohete tierra-en marcha o en órbita satélites de transporte, por ejemplo, una carga útil de los materiales radiactivos desintegración beta, emisores alfa, un acelerador de electrones , y / o gases ionizados como el hidrógeno, véase EE.UU. Pat. N º 4.042.196. La altitud puede ser superior a unos 50 km si se desea, por ejemplo, puede ser de aproximadamente 50 km hasta unos 800 km, y, en consecuencia puede estar en cualquiera de la ionosfera y la magnetosfera de la o las dos. Como se explicó anteriormente, el plasma estará presente a lo largo de la línea 11 en la región R y está representado por la línea helicoidal 12. 12 del plasma está compuesto de partículas cargadas (es decir, los electrones e iones) que giran sobre la oposición trayectorias helicoidales a lo largo de la línea 11.
Antena 15 se coloca tan cerca como sea práctico a la ubicación 14 en la línea 11 se cruza la superficie de la tierra. Antena 15 puede ser de cualquier construcción conocida por la direccionalidad de alta, por ejemplo, una matriz escalonada, el ángulo de haz de propagación (. Theta.) Tipo. Véase "El radar MST en Poker Flat, Alaska", de Radio Ciencia, vol. 15, No. 2, marzo-abril 1980, pps. 213-223, que se incorpora al presente por referencia. Antena 15 está unida al transmisor 16, que genera un haz de radiación electromagnética de alta frecuencia en una amplia gama de frecuencias discretas, por ejemplo, de cerca de 20 a cerca de 1800 kilohercios (kHz).
Transmisor 16 es accionado por el generador de energía significa 17, que es preferible que consta de uno o más grande, generadores eléctricos comerciales. Algunas realizaciones de la presente invención requieren grandes cantidades de energía, por ejemplo, hasta 10.sup.9 a 10.sup.11 vatios, en onda continua o potencia emitida en impulsos. Generación de la energía necesaria es en el estado de la técnica. Aunque los generadores eléctricos necesarios para la práctica de la invención puede ser alimentado en cualquier forma conocida, por ejemplo, reactores nucleares, las instalaciones hidroeléctricas, los combustibles de hidrocarburos, y similares, esta invención, por su requerimiento de energía muy grande en ciertas aplicaciones, está especialmente adaptada para su uso con ciertos tipos de fuentes de combustible que naturalmente ocurren en lugares estratégicos geográfica alrededor de la Tierra. Por ejemplo, grandes reservas de hidrocarburos (petróleo y gas natural) existen en Alaska y Canadá. En el norte de Alaska, en particular la región de North Slope, grandes reservas están actualmente disponibles. Alaska y el norte de Canadá también están muy bien situado geográficamente en cuanto a las latitudes magnéticas. Alaska ofrece un fácil acceso a las líneas de campo magnético que se adaptan especialmente a la práctica de esta invención, ya que muchas líneas de campo que se extienden a altitudes deseable que esta invención se cruzan la tierra en Alaska. Por lo tanto, en Alaska, hay una combinación única de las grandes fuentes, el combustible de acceso conveniente a las intersecciones campo de línea. Además, una fuente de combustible particularmente necesaria para la generación de grandes cantidades de electricidad está en Alaska, en abundancia, esta fuente es el gas natural. La presencia de cantidades muy grandes de gas natural de combustión limpia en las latitudes de Alaska, en particular en la vertiente norte, y la disponibilidad de la magnetohidrodinámica (MHD), la turbina de gas, pilas de combustible, electrogasdynamic (EGD) generadores eléctricos que funcionan de manera muy eficiente con gas natural proporcionar una fuente de energía ideal para los requisitos de un poder sin precedentes de algunas de las aplicaciones de esta invención. Para una discusión más detallada de los distintos medios para la generación de electricidad proveniente de combustibles de hidrocarburos, consulte "Aspectos eléctricos de la combustión", Lawton y Weinberg, Clarendon Press, 1969. Por ejemplo, es posible generar la electricidad directamente a la alta frecuencia necesaria para impulsar el sistema de antena. Para ello, normalmente la velocidad del flujo de los gases de combustión (v), la perturbación más allá del campo magnético de la dimensión d (en el caso de MHD), siga la regla:
donde f es la frecuencia con la que se genera la electricidad. Por lo tanto, si v = 1.78.times.10.sup.6 cm / seg y d = 1 cm a continuación de la electricidad se genera a una frecuencia de 1,78 Mhz.
Dicho de otra manera, en Alaska, el tipo de combustible (gas natural) se encuentra naturalmente en grandes cantidades y en sólo el derecho latitudes magnéticas para la práctica más eficaz de la presente invención, una combinación única de circunstancias. Deseable latitudes magnéticas para la práctica de este interés invención superficie de la tierra, tanto al norte y sur del ecuador, en particular latitudes deseables son aquellos, tanto al norte y sur, lo que corresponde en magnitud con las latitudes magnéticas que abarcan Alaska.
Refiriéndose a la figura. 2 bis ambodiment primero se ilustra en una región seleccionada R1 de plasma 12 se ve alterada por la resonancia de ciclotrón del electrón calefacción para acelerar los electrones del plasma de 12, que están siguiendo trayectorias helicoidales a lo largo de la línea de campo de 11.
Para lograr este resultado, la radiación electromagnética se transmite desde el principio, esencialmente paralela a la línea 11 a través de antena de 15 como la mano derecha circularmente polarizada radiación de onda 20. Onda 20 tiene una frecuencia que hará las delicias de resonancia del ciclotrón del electrón con el plasma 12 en su altura inicial u original. Esta frecuencia puede variar dependiendo de la resonancia de ciclotrón del electrón de la región R1 que a su vez, se puede determinar a partir de datos disponibles en función de la altitud de la región R1, la línea de determinado campo 11 se utiliza, la fuerza del campo magnético de la tierra, etc frecuencias de alrededor de 20 a cerca de 7.200 kHz, preferiblemente de 20 a cerca de 1800 kHz puede ser empleado. Asimismo, para cualquier aplicación dada, habrá un umbral (nivel de potencia mínimo) que se necesita para producir el resultado deseado. El nivel de potencia mínima es una función del nivel de producción de plasma y el movimiento necesario, teniendo en cuenta todos los procesos de pérdida que puede ser dominante en un plasma en particular o trayectoria de la propagación.
Como la resonancia de ciclotrón del electrón se establece en el plasma 12, la energía se transfiere de la radiación electromagnética 20 en 12 del plasma para calentar y acelerar los electrones en él y, posteriormente, iones y partículas neutras. Dado que este proceso continúa, las partículas neutras que están presentes dentro de R1 se ionizan y se absorbe en el plasma 12 y esto aumenta la densidad de electrones y de iones de plasma 12. A medida que la energía de los electrones se eleva a valores de alrededor de 1 kilo electrón-voltio (keV), la fuerza generada espejo (se explica más adelante) dirigirá el plasma emocionados 12 al alza a lo largo de la línea 11 para formar un R2 pluma a una altitud superior a el de la R1.
resultados de plasma de la aceleración de la fuerza sobre un electrón producido por un campo magnético estático no uniforme (B). La fuerza, llamada fuerza espejo, se da por
dónde. mu. es el momento magnético del electrón y. degradado. B es el gradiente del campo magnético. Mu. se define de la manera:
donde W.sub .. perp. es la energía cinética en la dirección perpendicular a la de las líneas de campo magnético y B es la intensidad del campo magnético en la línea de fuerza en que se encuentra el centro rector de la partícula. La fuerza representada por la ecuación (2) es la fuerza que es responsable de una ecuación de partículas obedecer (1).
Dado que el campo magnético es divergente en la región R1, se puede demostrar que el plasma se mueve hacia arriba desde la región de calefacción, como se muestra en la figura. 1 y además se puede demostrar que
en el lado izquierdo es la primera transversal de electrones de energía cinética, el primer término de la derecha es la energía cinética del electrón transversal en algún momento (Y) en la región de campo expandido, mientras que el plazo final es el paralelo de iones de energía cinética a B en punto (Y). Este último término es lo que constituye el flujo de iones que desee. Es producida por un campo electrostático creado por los electrones que se aceleran de acuerdo a la ecuación (2) en la región del campo divergentes y tira de iones junto con ellos. La ecuación (3) ignora paralelo de electrones de energía cinética a B porque V.sub.e.parallel. . Apprxeq.V.sub.i.parallel., Por lo que la mayor parte de la energía cinética en paralelo se encuentra en los iones debido a su mayor masa. Por ejemplo, si un flujo de energía electromagnética de cerca de 1 a 10 vatios por centímetro cuadrado se aplica a la región I, cuya altitud es de 115 km, un plasma con una densidad (N.sub.e) de 10.sup.12 por centímetros cúbicos se genera y se mueve hacia arriba a R2 región que tiene una altitud de unos 1000 km. El movimiento de los electrones en el plasma se debe a la fuerza de espejo, mientras que los iones se mueven por difusión ambipolar (que resulta del campo electrostático). Esto efectivamente "levanta" una capa de plasma de 12 desde la ionosfera y la magnetosfera con una R2 elevación más alta. La energía total necesaria para crear un plasma con una superficie de base de 3 kilómetros cuadrados y una altura de 1000 km es de unos 3.times.10.sup.13 julios.
La figura. 3 es una representación idealizada de la circulación de plasma de 12 en la excitación por la resonancia de ciclotrón del electrón dentro del campo de la tierra fuerza divergentes. Los electrones (e) se aceleran a velocidades necesarias para generar la fuerza necesaria para causar espejo de su movimiento hacia arriba. Al mismo tiempo, las partículas neutras (n) que están presentes a lo largo de la línea 11 en la región R1 se ionizan y se convierten en parte de plasma de 12. Como los electrones (e) se mueven hacia arriba a lo largo de la línea 11, que arrastra los iones (i) y neutrales (n) con ellos sino en un ángulo. Theta. de unos 13 grados al campo de la línea 11. Además, ninguna de las partículas que pueden estar presentes en la región R1, serán barridos hacia arriba con el plasma. Como las partículas cargadas del plasma de 12 partículas se mueven hacia arriba, otros como neutrales dentro o por debajo de R1, se mueven para reemplazar a las partículas en movimiento ascendente. Estos neutrales, bajo ciertas condiciones, puede arrastrar con ellos las partículas cargadas.
Por ejemplo, como un plasma se mueve hacia arriba, otras partículas a la misma altura como el paso de plasma horizontalmente en la región para sustituir el plasma y el aumento de plasma para formar nuevos. La energía cinética desarrollada por dicho otras partículas que se mueven horizontalmente, por ejemplo, en el mismo orden de magnitud que el total de la energía cinética de los vientos zonales estratosférico sabe que existen.
Refiriéndose de nuevo a la figura. 2, 12 del plasma en la región R1 se mueve hacia arriba a lo largo de la línea de campo de 11. El plasma de 12 entonces se forma una columna (área rayada en la figura. 2), que será relativamente estable durante períodos prolongados de tiempo. El período exacto de tiempo puede variar considerablemente y estarán determinadas por las fuerzas gravitacionales y una combinación de términos de pérdida de radiación y de difusión. En el ejemplo detallado anterior, los cálculos se basaron en la formación de una columna mediante la producción de 0.sup. energías de 2 EV / partícula. Cerca de 10 ev por partícula sería necesario ampliar el plasma de 12 a ápice en el punto C (Figura 1). Hay por lo menos algunas de las partículas de plasma 12 serán atrapados y oscilará entre los puntos del espejo a lo largo de la línea de campo de 11. Esta oscilación entonces permitirá calentamiento adicional del plasma atrapado 12 por calentamiento estocástico que se asocia a las partículas atrapadas y oscilante. Ver "Un nuevo mecanismo para acelerar los electrones en la ionosfera a lo desconocido" por Helliwell AR y Bell TF, diario de la investigación geofísica, vol. 65, No. 6, junio de 1960. Esto se realiza preferentemente a una altura de al menos 500 km.
El plasma del ejemplo típico podría ser empleado para modificar o interrumpir las transmisiones de microondas de satélites. Si es menos de negro total de salida de la transmisión se desea (por ejemplo, codificación por desplazamiento de fase de señales digitales), la densidad del plasma (N.sub.e) solo deberá ser por lo menos cerca 10.sup.6 por centímetro cúbico durante un plasma orginating a una altitud de aproximadamente 250 a aproximadamente 400 km y en consecuencia menos energía (es decir, la radiación electromagnética), por ejemplo, 10.sup.8 julios serán necesarios. Del mismo modo, si la densidad N.sub.e es del orden de 10.sup.8, una pluma correctamente colocado proporcionará una superficie de reflejo para las ondas métricas y se puede utilizar para mejorar, interferir con, o modificar las transmisiones de comunicación. Se puede observar de lo anterior que por la aplicación adecuada de los diversos aspectos de esta invención en lugares estratégicos y con fuentes de alimentación adecuada, un medio y método se proporciona para causar interferencia con, o incluso la interrupción total de comunicaciones a través de una porción muy grande de la tierra . Esta invención podría emplearse para alterar no sólo la tierra de comunicaciones basado en las comunicaciones tanto en el aire civiles y militares, sino también, y las comunicaciones marítimas (tanto superficial como subterránea). Esto tendría importantes implicaciones militares, en particular como una barrera o factor de confusión para los misiles hostiles o aviones. El cinturón o cinturones de ionización mayor producida por el método y un aparato de esta invención, en particular si se establece a lo largo del Norte de Alaska y Canadá, podría ser empleado como un dispositivo de alerta temprana, así como un medio de interrupción de las comunicaciones. Además, la simple capacidad de producir tal situación en un período de tiempo de práctica puede por sí misma ser una fuerza de disuasión a la acción hostil. La combinación ideal de las líneas de campo propicio intersección de la superficie de la tierra en el punto donde las fuentes importantes de combustible están disponibles para la generación de quantitities muy grande de energía electromagnética, como la vertiente norte de Alaska, proporciona los medios para lograr lo anterior en un período de tiempo de práctica , por ejemplo, los requisitos estratégicos podría exigir el logro de las regiones que desee modificar en períodos de tiempo de dos minutos o menos y esto se puede lograr con esta invención, especialmente cuando la combinación de gas natural y magnetohidrodinámica, la turbina de gas, pilas de combustible y / o generadores eléctricos son EGD empleados en el punto donde las líneas de campo útiles cruzan la superficie de la tierra. Una característica de esta invención que satisface una necesidad básica de un sistema de armas, es decir, la comprobación continua de operatividad, es que pequeñas cantidades de energía pueden ser obtenidos con fines de control de operatividad. Además, en la explotación de esta invención, ya que el haz principal electromagnético que genera la correa reforzada ionizado de esta invención pueden ser modulados en sí y / o uno o más olas de más radiación electromagnética puede verse afectadas en la región ionizada formado por esta invención al igual que se describen con más detalle en adelante con respecto a la figura. 4, una gran cantidad de señales moduladas al azar de la magnitud de energía muy grandes se pueden generar en un modo altamente no lineales. Esto puede causar confusión o interferencia con, o incluso la interrupción completa de sistemas de guía empleado incluso por los más sofisticados de aviones y misiles. La capacidad de emplear y transmitir a través de zonas muy extensas de la tierra de una pluralidad de las ondas electromagnéticas de frecuencias que varían y que el mismo cambio en la voluntad de una manera aleatoria, proporciona una capacidad única para interferir con todos los medios de comunicación, terrestres, marítimos y / o el aire, al mismo tiempo. A causa de la yuxtaposición de la única fuente de combustible utilizable en el punto donde se cruzan las líneas de campo deseable superficie de la tierra, como la interferencia de ancho de comunicación que van y completa se puede lograr en un período corto de tiempo resonably. Debido al fenómeno de creación de reflejo discutido arriba, también puede ser prorrogado por períodos de tiempo considerables, de modo que no sería un mero efecto transitorio que podría ser simplemente esperó a cabo por una fuerza de oposición. Por lo tanto, esta invención proporciona la capacidad de poner cantidades sin precedentes de poder en la atmósfera de la Tierra en lugares estratégicos y mantener el nivel de inyección de energía, sobre todo si pulso al azar se emplea, de manera mucho más precisa y mejor controlada que hasta ahora realizada por el anterior el arte, sobre todo por la detonación de dispositivos nucleares de yeilds varios a distintas alturas. Cuando los enfoques de la técnica produjo efectos meramente transitoria, la combinación única de combustibles y las líneas deseables de campo en el punto donde el combustible se permite la creación de, en comparación con los enfoques de la técnica, controlados con precisión y los efectos de larga duración que no puede, en términos prácticos, simplemente se esperó a cabo. Además, al conocer las frecuencias del espectro electromagnético varias vigas empleadas en la práctica de esta invención, es posible no sólo a interferir con las comunicaciones de terceros, sino para aprovecharse de uno o más de tales vigas para llevar a cabo una red de comunicaciones a pesar de que el resto de las comunicaciones del mundo se interrumpen. Dicho de otra manera, lo que se usa para interrumpir las comunicaciones de otra persona puede estar al servicio de conocimientos de esta invención como una red de comunicaciones en el momento mismo. Además, una vez que la propia red de comunicación se establece, en la medida de largo alcance de los efectos de esta invención pueden ser empleados para recoger las señales de comunicación de otros con fines de inteligencia. Por lo tanto, se puede observar que los efectos de interrumpir alcanzables por esta invención pueden ser empleados en beneficio de la parte que es la práctica de este invento ya que el conocimiento de las ondas electromagnéticas que se emplean diferentes y cómo varían en frecuencia y magnitud se puede utilizar para una ventaja para la comunicación positiva y los propósitos de escucha al mismo tiempo. Sin embargo, esta invención no se limita a los lugares donde la fuente de combustible natural existe o donde las líneas se cruzan naturalmente deseable campo de la superficie de la tierra. Por ejemplo, el combustible, en particular del combustible de hidrocarburo, pueden ser transportados por conducciones y similares a la ubicación en la invención tiene que ser practicada.
La figura. 4 ilustra otra forma de realización en una región seleccionada del R.sub.3 plasma que se encuentra dentro de la ionosfera de la Tierra se ve alterado para aumentar la densidad del mismo por el que una capa relativamente estable, 30 de plasma relativamente densa se mantiene dentro de R.sub.3 región. La radiación electromagnética se transmite desde el principio esencialmente paralelo al campo de la línea 11 a través de antena de 15 en su mano derecha circularmente polarizada de onda y una frecuencia (por ejemplo, 1,78 megahercios cuando el campo magnético en la altitud deseada es de 0,66 Gauss) capaz de resonancia electrón ciclotrón emocionante en el plasma 12 a la altura en particular de plasma 12. Esto produce el calentamiento de las partículas (electrones, iones, neutros, y partículas) y la ionización de las partículas no cargadas línea adyacente 11, todos los cuales son absorbidos en el plasma de 12 a aumentar la densidad de los mismos. La potencia de transmisión, por ejemplo, 2.times.10.sup.6 vatios para un máximo de dos minutos el tiempo de calentamiento, es menor que el requerido para generar la fuerza F espejo requerida para mover 12 del plasma hacia arriba como en la encarnación anterior.
Sin dejar de transmitir la radiación electromagnética de la antena 20 15, un segundo haz de radiación electromagnética 31, que se encuentra en una frecuencia definida diferente de la radiación de la antena 15, se transmite de una o más fuentes de segunda a través de la antena 32 en la capa 30 y es absorbido por una porción de la capa 30 (zona rayada en la figura. 4). La onda de la radiación electromagnética de la antena 32 es de amplitud modulada para que coincida con un modo de conocer de oscilación f.sub.3 en la capa 30. Esto crea una resonancia en la capa 30, que excita a una nueva ola de plasma 33, que también tiene una frecuencia de f.sub.3 y que luego se propaga a través de la ionosfera. Onda 33 se puede utilizar para mejorar o interrumpir las comunicaciones o ambos, dependiendo de lo que se desea en un uso particular. Por supuesto, más de una nueva ola de 33 puede ser generado y las nuevas olas diferentes puede modular a voluntad y de una manera muy lineal.
La figura. 5 muestra los aparatos útiles en esta invención, en particular cuando las aplicaciones de esta invención son empleados que requieren cantidades muy grandes de energía. En la figura. 5 se muestra la superficie de la tierra 40 con un pozo 41 se extiende hacia abajo thereinto hasta que penetra en la producción de hidrocarburos depósito 42. yacimiento de Hidrocarburos 42 produce el gas natural solo o en combinación con aceite crudo. Los hidrocarburos son producidos a partir de depósito de 42 a 41 y así en boca de pozo 43 a un sistema de tratamiento de 44 por medio de tubería de 45. En tratador de 44 años, líquidos deseables tales como el petróleo crudo y condensados de gas son separados y recuperados por la pipa 46 mientras que los gases no deseados y líquidos como el agua, H.sub.2 S, y como la están separados por la pipa 47. Deseable gases como el dióxido de carbono están separados por la pipa de 48 años, y la corriente de gas natural restante se elimina del tratador 44 por medio de tubería de 49 tanques para el almacenamiento en medios convencionales (no se muestra) para su uso futuro y / o la utilización en una eléctrica como generador de una turbina de gas magnetohidrodinámica, la célula de combustible o de un generador EGD 50. Cualquier número deseado y la combinación de diferentes tipos de generadores eléctricos se pueden emplear en la práctica de esta invención. El gas natural se quema en 50 generador para producir grandes cantidades de electricidad que se almacena y / o pasado a través de cable de 51 a un transmisor de 52 que genera la radiación electromagnética que se utilizará en el método de esta invención. La radiación electromagnética se pasa a través de cable de antena de 53 a 54 que se encuentra en o cerca del final de la línea de campo 11. Antena 54 envía la radiación de onda polarizada circularmente 20 hacia arriba a lo largo de la línea de campo 11 para llevar a cabo los distintos métodos de esta invención, según lo descrito arriba.
Por supuesto, la fuente de combustible no será necesario que en su estado de origen natural pero en primer lugar se puede convertir a otra forma de energía segunda fuente, como el hidrógeno, la hidracina y similares, y la electricidad generada a partir de dicho formulario segunda fuente de energía.
Se puede observar de lo anterior que cuando la superficie de la línea conveniente el campo 11 se cruza la tierra de los 40 en o cerca de una fuente grande de hidrocarburos de origen natural 42, excesivamente grandes cantidades de energía puede ser muy eficiente producción y transmisión en la dirección de las líneas de campo. Esto es particularmente cierto cuando la fuente de combustible es el gas natural y los generadores magnetohidrodinámica se emplean. Además, todo esto puede ser realizado en un espacio físico relativamente pequeño cuando hay la coincidencia única fuente de combustible de 42 y línea de campo deseable 11. Por supuesto, sólo un juego de equipo se muestra en la figura. 5 para mayor simplicidad. Para un gran yacimiento de hidrocarburos de 42 años, una pluralidad de pozos de 41 puede ser empleado para alimentar a una o más técnicas de almacenamiento y / o trato y el mayor número de generadores de 55, necesaria para alimentar uno o más transmisores de 52 y una o más antenas de 54. Dado que todos los aparatos de 44 a 54 puede ser empleado y se utiliza esencialmente en la vista donde ocurren naturalmente fuente de combustible 42 se encuentra, toda la radiación electromagnética necesaria 20 se genera esencialmente en el mismo lugar como fuente de combustible 42. Esto establece un importe máximo de la radiación electromagnética utilizables 20 ya que no hay almacenamiento de grandes cantidades o las pérdidas de transporte que vaya a efectuar. En otras palabras, el aparato se pone a la vista de la fuente de combustible cuando sea conveniente línea de campo de 11 intersecta la superficie de la Tierra 40 en o cerca de la ubicación geográfica de la fuente de combustible de 42 años, fuente de combustible 42 que está en una latitud magnética deseable para la práctica de este invención, por ejemplo, Alaska.
La generación de electricidad por el movimiento de un fluido conductor a través de un campo magnético, es decir, magnetohidrodinámica (MHD), proporciona un método de generación de energía eléctrica sin partes mecánicas en movimiento y cuando el fluido conductor es un plasma formado por la combustión de un combustible como naturales de gas, una combinación ideal de aparatos se realiza ya que el gas natural de combustión limpia muy constituye la realización de plasma de una manera eficiente y el plasma así formado, cuando pasa a través de un campo magnético, genera electricidad de una manera muy eficiente. Por lo tanto, el uso de fuente de combustible de 42 a generar un plasma por la combustión del mismo para la generación de electricidad fundamentalmente en el sitio de ocurrencia de la fuente de combustible es único e ideal cuando los niveles de alta potencia se requieren y las líneas deseable campo 11 se cruzan la superficie de la Tierra 40 en o cerca del sitio de la fuente de combustible 42. Una ventaja especial para los generadores MHD es que se puede hacer para generar grandes cantidades de energía con un pequeño volumen, el dispositivo de peso ligero. Por ejemplo, un generador de 1.000 megavatios TMS puede interpretarse usando imanes superconductores para pesar más o menos 42,000 libras y puede ser fácilmente levantada del aire.
Esta invención tiene una variedad fenomenal de las posibles ramificaciones y la posible evolución futura. Como se mencionó anteriormente, la destrucción de misiles o aviones, a la deformación, o la confusión puede resultar, en particular cuando se emplean partículas relativistas. Por otra parte, grandes regiones de la atmósfera podría ser elevado a una altitud inesperadamente alta por lo que los misiles encuentro las fuerzas de arrastre inesperadas y no planificadas con la destrucción resultante o la desviación de los mismos. La modificación del clima es posible, por ejemplo, alterando los patrones de viento superiores atmósfera o alterar los patrones de absorción de energía solar mediante la construcción de uno o varios penachos de partículas atmosféricas, que funcionará como un dispositivo de la lente o el enfoque. También según lo referido a las modificaciones anteriores, molecular de la atmósfera puede tener lugar de modo que los efectos positivos del medio ambiente se puede lograr. Además de cambiar realmente la composición molecular de una región de la atmósfera, una molécula o moléculas se puede elegir para una mayor presencia. Por ejemplo, el ozono, nitrógeno, etc concentraciones en la atmósfera podría ser incrementado artificialmente. Del mismo modo, la mejora del medio ambiente se podría lograr haciendo que la disolución de entidades químicas diferentes, como el dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, etc. Transporte de las entidades también se puede realizar cuando se recurra a los efectos de arrastre causado por las regiones de la atmósfera en movimiento a lo largo de líneas divergentes sobre el terreno. Las pequeñas partículas de micrones de tamaño pueden ser transportados a continuación, y, en determinadas circunstancias y con la disponibilidad de energía suficiente, las partículas más grandes o los objetos podrían ser afectados de manera similar. Las partículas con las características deseadas, tales como pegajosidad, la reflectividad, absorción, etc, puede ser transportado con fines o efectos específicos. Por ejemplo, una nube de partículas pegajosas se podría establecer para aumentar la resistencia de un misil o satélite que pasa a su través. Incluso columnas de plasma que tiene sustancialmente la densidad de partículas menos cargado que se describe anteriormente producirán efectos de arrastre sobre los misiles que afectará a un peso ligero (ficticio) de misiles de una manera sustancialmente diferente a una pesada (en vivo) de misiles y afectar esto puede utilizarse para distinguir entre la dos tipos de misiles. Una columna en movimiento también podría servir como un medio para el suministro de una estación espacial o para enfocar gran cantidad de luz solar sobre las porciones seleccionadas de la tierra. Las encuestas de alcance mundial también podría llevarse a cabo porque la tierra del campo magnético natural puede ser alterado de manera significativa de una manera controlada por los efectos beta plasma resultante, por ejemplo, la mejora de las encuestas magnetotelúrico. defensas de pulso electromagnético son también posibles. El campo magnético terrestre podría ser disminuido o perturbado a alturas adecuadas para modificar o eliminar el campo magnético en la generación de electrones de alta Compton (por ejemplo, de las explosiones nucleares de alta altitud) regiones. De intensidad alta, bien controlados los campos eléctricos pueden proporcionar en lugares seleccionados para varios propósitos. Por ejemplo, el plasma que rodea la vaina de un misil o satélite podría ser utilizado como un disparador para la activación de un campo de alta intensidad para destruir el misil o satélite. Además, las irregularidades se pueden crear en la ionosfera que interfiera con el normal funcionamiento de los distintos tipos de radares, por ejemplo, el radar de apertura sintética. La presente invención también puede ser usado para crear cinturones artificial de partículas atrapadas que a su vez pueden ser estudiados para determinar la estabilidad de estas partes. Aún más, las plumas, de conformidad con la presente invención se puede formar para simular y / o realizar las mismas funciones que realizadas por la detonación de un dispositivo de "tirón" de tipo nuclear, sin tener que detonar un dispositivo. Por lo tanto, se observa que las ramificaciones son numerosas, de gran alcance y extremadamente variada en la utilidad.
Fuente Pagina original:
http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/PTO/srchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=4,686,605.PN.&OS=PN/4,686,605&RS=PN/4,686,605
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