2.2 Тросові системи, що взаємодіють з магнітним полем Землі

Значний інтерес представляють тросові системи, які взаємодіють з магнітним полем Землі. Якщо електропровідний і ізольований зовні трос розгорнути з орбітальної станції вздовж місцевої вертикалі і за допомогою бортової енергоустановки пропустити по ньому електричний струм то з боку геомагнітного поля на трос буде діяти розподілена сила, яка прискорює рух станції. Трос в цьому випадку буде діяти, як свого роду електромагнітний двигун для станції. Струм, що протікає по тросу, повинен замикатися через іоносферну плазму; контакт з плазмою здійснюється спеціальними пристроями, через які на одному кінці троса електрони стікають в навколишнє плазму, а на іншому кінці збираються з плазми.

Провідний трос можна використовувати не тільки як двигун, але і як генератор електричної енергії. При русі троса, забезпеченого на кінцях пристроями контакту з плазмою, в магнітному полі в тросі буде индуцироваться електрорушійна сила. Якщо між тросом і одним з пристроїв контакту з плазмою помістити електричне навантаження, то на ній буде проводитися корисна робота. Сила, що діє на трос з боку магнітного поля, в цьому випадку буде гальмувати рух станції. За попередніми оцінками, коефіцієнт корисної дії такого електрогенератора дуже висок- близько 90%. За рахунок великої швидкості руху троса е.р.с. індукції становитиме на висоті 400 км близько 2000 В / км. При довжині троса 10-20 км різницю потенціалів між його кінцями складе 2-4 кВ, сила ГЗК буде вимірюватися амперами, потужність генератора може досягти декількох десятків кіловат. Зменшення висоти орбіти в процесі генерації електроенергії може компенсуватися тягою реактивних двигунів, що дає високоефективний спосіб переказу хімічної енергії в електричну.

Вигідною виглядає комбінація режимів тяги і генерації. При вході станції в тінь Землі де сонячні батареї перестають виробляти енергію. У цей період руху електроенергія на борту станції може вироблятися тросовим генератором за рахунок зменшення енергії орбітального руху. При виході на освітлену сторону Землі частина електроенергії, що виробляється сонячними батареями, потрібно буде використовувати для роботи троса як двигуна з метою поповнення енергії орбітального руху. Можливість збереженої енергії у вигляді енергії орбітального руху і вивільнення її з малими втратами за допомогою тросового мотор-генератора представляється дуже привабливою. Якщо на станції для тих чи інших цілей необхідна короткочасна генерація пікової електричної потужності, тоді протягом багатьох витків трос працює як двигун і станція набирає висоту, потім у потрібний момент трос переключається на генерацію і за кілька витків переводить запасені енергію орбітального руху в електроенергію за рахунок зменшення виcoти польоту станції.

Пропускаючи струм по тросу у фазі зі зміною положення станції на орбіті, можна змінювати всі елементи орбіти без витрат хімічного палива що дає новий і досить економний спосіб маневрування на орбіті. Описану електромагнітну тросову систему можна використовувати також для прийому і генерації радіохвиль і експериментів з іоносферною плазмою.