Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Какие двигатели помогут освоить космос?

Какие двигатели помогут освоить космос?
Астро/аэро инженер Кен Хара разрабатывает компьютерные модели, чтобы сделать малоизвестный, но широко используемый двигатель более подходящим для дальних полетов.


Когда большинство людей думают о космическом путешествии, они представляют себе ракеты, подобные Сатурну 5, которая отправила астронавтов Apollo на Луну.

Большая часть этой огромной ракеты состояла из топлива, которое сжигала, чтобы запустить на орбиту крошечную космическую капсулу с экипажем. Там, где нет земной гравитации, краткие запуски двигателей, работающих на топливе, направляли космическую капсулу Apollo к Луне и обратно.

С тех пор ученые разработали альтернативные технологии двигателей, которые не сжигают тяжелое топливо. Вместо этого эти двигатели ионизируют стабильные газы, такие как ксенон и криптон, используя электричество от солнечных элементов, чтобы отделить электроны от атомов газа, чтобы создать поток положительно заряженных ионов, называемый плазмой. Космический корабль выталкивает эту плазму из выхлопа, чтобы продвигаться в невесомой пустоте.

Плазменные двигатели в настоящее время позволяют сотням GPS, военным и коммуникационным спутникам вносить незначительные корректировки курса и поддерживать стабильные орбиты. Но теперь ученые разрабатывают новое поколение ионных двигателей, способных отправлять космические корабли в дальние миссии по всей Солнечной системе, такие как модуль Deep Space 1, который посетил астероид (9969) Брайля и комету Боррелли, и космический корабль Dawn, который отправился к пояс астероидов между Марсом и Юпитером.


«Плазменные двигатели - будущее космических исследований», - сказал Кен Хара, доцент кафедры аэронавтики и космонавтики, который помогает разрабатывать компьютерные модели, чтобы сделать ионные двигатели более мощными, эффективными и полезными.

Хара говорит, что плазменные двигатели имеют ряд преимуществ перед своими предшественниками. Для начала, ионизированные газы, используемые в качестве пропеллентов в плазменных двигателях, весят меньше, чем топливо, сжигаемое двигателями эпохи Apollo. Каждый килограмм, который космический корабль экономит, уменьшая топливную нагрузку, означает больший вес научной нагрузки. Более того, когда космический аппарат с плазменным двигателем находится в космосе, он может разгоняться с течением времени, в конечном итоге давая этим легким двигателям преимущество в скорости.

Понимание того, почему это так, включает концепцию удельного импульса - скорость, с которой топливо выходит из двигателя. Традиционный двигатель, работающий на топливе, сжигает огромный объем топлива, но с низкой скоростью выхлопа, комбинация, которая производит огромную тягу. Поэтому ракета на стартовой площадке сначала медленно движется, когда поднимается огромным потоком пламени, а затем ускоряется, когда создаваемая огромная тяга разрушает силу тяжести и отправляет ракету в небо.

В отличие от этого, плазменный двигатель предназначен для другой среды - запуска космического корабля, который уже находится в условиях низкой гравитации или невесомости. Плазменный двигатель запускается, испуская ионизированные частицы с чрезвычайно высокими скоростями выхлопа, но очень маленькими объемами, движение космического корабля можно сравнить с дыханием. В космическом вакууме, когда ничто не может уменьшить поступательный импульс космического корабля, эти потоки ионизированной тяги позволяют судну набирать скорость с течением времени, двигаясь как быстрее, так и дальше, чем космический корабль, работающий на топливе.

Хара, недавно удостоенный награды Общества электрического ракетного двигателя, создает компьютерные модели, которые помогут еще больше улучшить плазменные двигатели, исследуя, как плазма может достигать более быстрых и более мощных скоростей удельного импульса. Для этого ему необходимо разработать вычислительные модели, которые решат новые уравнения и проверять их правильность при строгом математическом анализе. Затем он должен проверить эти результаты, сравнивая свои математические предсказания с тем, что экспериментальные ученые демонстрируют на реальных плазменных двигателях.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
-2
Генная терапия частично восстанавливает зрение полностью слепым мышам

Генная терапия частично восстанавливает зрение полностью слепым мышам

При некоторых формах слепоты некоторые части глаза все еще работают, но повреждение светочувствительных клеток приводит к нарушению зрения. Исследователи из компании Nanoscope использовали генную терапию для обхода повреждённых клеток и восстановления определённого уровня зрения у полностью слепых мышей.

Фоторецепторы - это палочки и колбочки сетчатки, и эти клетки - первая ступень в цепи, которая обеспечивает зрение. Когда фоторецепторы активируются светом, они посылают химический сигнал другим нейронам сетчатки, включая так называемые биполярные клетки, которые, в свою очередь, посылают сигнал в зрительный нерв и в мозг для обработки. К сожалению, эти фоторецепторы повреждаются при многих забол...
26.10.20 22:51
0
0
TESS обнаружил первую планету, размером с Землю, в обитаемой зоне звезды

TESS обнаружил первую планету, размером с Землю, в обитаемой зоне звезды

Космический телескоп TESS был запущен в 2018 году с целью обнаружения небольших планет вокруг ближайших звезд, достаточно ярких для отслеживания массы и атмосферы их планет.

На данный момент TESS обнаружил семнадцать малых планет вокруг одиннадцати ближайших карликов класса M - звезд, которые меньше Солнца (менее 60% его массы) и более холодные (температура поверхности менее 3900 Кельвинов). Астрономы сообщают, что одна из этих планет, TOI-700d, размером с Землю и расположена в обитаемой зоне своей звезды; они также обсуждают её возможный климат. Астрономы из Центра ...
26.10.20 21:31
0
1
Osiris-Rex потерял часть образцов астероида Бенну

Osiris-Rex потерял часть образцов астероида Бенну

Ученые заявили, что космический корабль НАСА забит таким количеством обломков астероидов, которые были захвачены на этой неделе, что его заклинило, и драгоценные частицы улетели прочь.

Ученые объявили новость через 3 дня после того, как космический корабль Osiris-Rex ненадолго коснулся астероида Бенну, что стало первой попыткой НАСА выполнить ??миссию. По словам ведущего ученого миссии Данте Лауретта из Университета Аризоны, операция во вторник в 200 миллионах миль от Земли собрала гораздо больше материала, чем ожидалось для возвращения на Землю - сотни граммов. Контейнер с обр...
25.10.20 19:33
0
1
Учёные исследовали атмосферу на горячем Нептуне, которого не должно быть

Учёные исследовали атмосферу на горячем Нептуне, которого не должно быть

Команда во главе с астрономом из Канзасского университета собрала данные, полученные с космических телескопов НАСА TESS и Spitzer, чтобы впервые отобразить атмосферу очень необычной экзопланеты, получившей название «горячий Нептун».

Результаты, касающиеся недавно обнаруженной планеты LTT 9779b, были опубликованы в Astrophysical Journal Letters. В статье подробно описывается первая спектральная характеристика атмосферы любой планеты, обнаруженной TESS, первая глобальная температурная карта любой планеты TESS с атмосферой и горячим Нептуном, чей спектр излучения фундаментально отличается от многих более крупных «горячих юпитеро...
24.10.20 20:40
0
0
TESS обнаружил первую планету, размером с Землю, в обитаемой зоне звезды

TESS обнаружил первую планету, размером с Землю, в обитаемой зоне звезды

Космический телескоп TESS был запущен в 2018 году с целью обнаружения небольших планет вокруг ближайших звезд, достаточно ярких для отслеживания массы и атмосферы их планет.

На данный момент TESS обнаружил семнадцать малых планет вокруг одиннадцати ближайших карликов класса M - звезд, которые меньше Солнца (менее 60% его массы) и более холодные (температура поверхности менее 3900 Кельвинов). Астрономы сообщают, что одна из этих планет, TOI-700d, размером с Землю и расположена в обитаемой зоне своей звезды; они также обсуждают её возможный климат. Астрономы из Центра ...
26.10.20 21:31
0
1
Osiris-Rex потерял часть образцов астероида Бенну

Osiris-Rex потерял часть образцов астероида Бенну

Ученые заявили, что космический корабль НАСА забит таким количеством обломков астероидов, которые были захвачены на этой неделе, что его заклинило, и драгоценные частицы улетели прочь.

Ученые объявили новость через 3 дня после того, как космический корабль Osiris-Rex ненадолго коснулся астероида Бенну, что стало первой попыткой НАСА выполнить ??миссию. По словам ведущего ученого миссии Данте Лауретта из Университета Аризоны, операция во вторник в 200 миллионах миль от Земли собрала гораздо больше материала, чем ожидалось для возвращения на Землю - сотни граммов. Контейнер с обр...
25.10.20 19:33
0
1
Учёные исследовали атмосферу на горячем Нептуне, которого не должно быть

Учёные исследовали атмосферу на горячем Нептуне, которого не должно быть

Команда во главе с астрономом из Канзасского университета собрала данные, полученные с космических телескопов НАСА TESS и Spitzer, чтобы впервые отобразить атмосферу очень необычной экзопланеты, получившей название «горячий Нептун».

Результаты, касающиеся недавно обнаруженной планеты LTT 9779b, были опубликованы в Astrophysical Journal Letters. В статье подробно описывается первая спектральная характеристика атмосферы любой планеты, обнаруженной TESS, первая глобальная температурная карта любой планеты TESS с атмосферой и горячим Нептуном, чей спектр излучения фундаментально отличается от многих более крупных «горячих юпитеро...
24.10.20 20:40
0
1
Теория относительности Эйнштейна, важная для GPS, наблюдается в далеких звездах

Теория относительности Эйнштейна, важная для GPS, наблюдается в далеких звездах

Что общего у Альберта Эйнштейна, глобальной системы позиционирования (GPS) и пары звёзд в 29 000 световых лет от Земли?

Ответ заключается в эффекте Общей теории относительности Эйнштейна, называемом «гравитационное красное смещение», когда свет смещается в более красные цвета из-за силы тяжести. Используя рентгеновскую обсерваторию Чандра, астрономы обнаружили явление в двух звездах, вращающихся вокруг друг друга в нашей галактике на расстоянии около 29 000 световых лет (200 000 триллионов миль) от Земли. Хотя эти ...
23.10.20 18:21
0