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!
1
Ученые предполагают, что Девятая планета – это черная дыра

Ученые предполагают, что Девятая планета – это черная дыра

Ученые из Гарвардского университета и Black Hole Initiative (BHI) разработали новый метод обнаружения черных дыр во внешней Солнечной системе, с помощью которого поставят точку в поиске истинной природы гипотетической Девятой планеты.

В публикации в Astrophysical Journal Letters подчеркивается способность будущего обзора неба Legacy Survey of Space and Time (LSST) наблюдать аккреционные вспышки, присутствие которых докажет или исключит мнение о том, является ли Девятая планета черной дырой. Доктор Ави Леб, профессор наук в Гарварде Франк Б. Бэйрд младший и Амир Сирадж, студент Гарвардского университета, разработали новый метод...
12.07.20 13:26
0
0
Сливающиеся нейтронные звезды раскроют секреты Вселенной

Сливающиеся нейтронные звезды раскроют секреты Вселенной

Космический пульсар проливает свет на давнюю загадку первого обнаруженного слияния нейтронных звезд, показывая, что один член обреченной звездной пары был намного больше другого.

По мнению ученых, обнаружение большего количества таких неравных слияний может однажды помочь разгадать космическую загадку, связанную с ускорение расширения Вселенной, а также с конечной судьбой космоса. В 2017 году астрономы стали свидетелями невиданного ранее события - слияния двух нейтронных звезд. Нейтронные звезды - это остатки крупных звезд, погибших в результате катастрофических взрывов с...
11.07.20 17:38
0
0
Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация наносит вред как тканям, так и материалам. Но инженеры из Массачусетского технологического института крайне удивились, обнаружив, что она может помочь некоторым сплавам восстановиться, продлив срок их полезного использования.

Это поможет в проектировании будущих электростанций. Известно, что в ядерных реакторах радиация ускоряет коррозию большинства материалов, что приводит к возможному выходу из строя и вероятным катастрофическим последствиям. Поэтому в новом исследовании ученые из MIT и Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли намеревались определить, насколько вредна коррозия при разных уровнях радиации. Но их...
10.07.20 18:40
0
3
VERITAS: исследуя глубокие истины Венеры

VERITAS: исследуя глубокие истины Венеры

Миссия VERITAS, наблюдая за Венерой, может помочь понять эволюцию нашей планеты и даже скалистые планеты, вращающиеся вокруг других звезд.

Представим себе Землю. Теперь заполним небо густыми, затененными солнцем облаками серной кислоты; испарим океаны, поднимем температуру до 500 градусов по Цельсию, и увеличим давление воздуха достаточно, чтобы сгладить нас в блин. Теперь у нас есть Венера - каменистая планета, похожая по размеру на Землю, но отличающаяся почти любым другим признаком. То, насколько по-разному развивались эти сестры...
09.07.20 23:58
0
1
Ученые предполагают, что Девятая планета – это черная дыра

Ученые предполагают, что Девятая планета – это черная дыра

Ученые из Гарвардского университета и Black Hole Initiative (BHI) разработали новый метод обнаружения черных дыр во внешней Солнечной системе, с помощью которого поставят точку в поиске истинной природы гипотетической Девятой планеты.

В публикации в Astrophysical Journal Letters подчеркивается способность будущего обзора неба Legacy Survey of Space and Time (LSST) наблюдать аккреционные вспышки, присутствие которых докажет или исключит мнение о том, является ли Девятая планета черной дырой. Доктор Ави Леб, профессор наук в Гарварде Франк Б. Бэйрд младший и Амир Сирадж, студент Гарвардского университета, разработали новый метод...
12.07.20 13:26
0
0
Сливающиеся нейтронные звезды раскроют секреты Вселенной

Сливающиеся нейтронные звезды раскроют секреты Вселенной

Космический пульсар проливает свет на давнюю загадку первого обнаруженного слияния нейтронных звезд, показывая, что один член обреченной звездной пары был намного больше другого.

По мнению ученых, обнаружение большего количества таких неравных слияний может однажды помочь разгадать космическую загадку, связанную с ускорение расширения Вселенной, а также с конечной судьбой космоса. В 2017 году астрономы стали свидетелями невиданного ранее события - слияния двух нейтронных звезд. Нейтронные звезды - это остатки крупных звезд, погибших в результате катастрофических взрывов с...
11.07.20 17:38
0
3
VERITAS: исследуя глубокие истины Венеры

VERITAS: исследуя глубокие истины Венеры

Миссия VERITAS, наблюдая за Венерой, может помочь понять эволюцию нашей планеты и даже скалистые планеты, вращающиеся вокруг других звезд.

Представим себе Землю. Теперь заполним небо густыми, затененными солнцем облаками серной кислоты; испарим океаны, поднимем температуру до 500 градусов по Цельсию, и увеличим давление воздуха достаточно, чтобы сгладить нас в блин. Теперь у нас есть Венера - каменистая планета, похожая по размеру на Землю, но отличающаяся почти любым другим признаком. То, насколько по-разному развивались эти сестры...
09.07.20 23:58
0
1
Телескоп Seimei изучает солнечные вспышки

Телескоп Seimei изучает солнечные вспышки

Холодный, темный хаос космоса наполнен тайнами. К счастью, способы, которые позволяют вглядываться в темноту, увеличиваются, и теперь включают в себя 3,8-метровый телескоп Seimei университета Киото.

Используя новый телескоп, расположенный на вершине холма в Окаяме к западу от Киото, астрономам из Высшей школы науки Киотского университета и Национальной астрономической обсерватории Японии удалось обнаружить 12 звездных вспышек у AD Льва, красного карлика в 16 световых годах от нас. Одна из этих вспышек была в 20 раз больше, чем создаваемые нашим Солнцем. «Солнечные вспышки - это внезапные взр...
09.07.20 20:10
0