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
Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Пока космический корабль НАСА Вояджер-1 продолжает передавать научные данные и в остальном работает в обычном режиме, команда миссии ищет источник проблемы с системными данными.

Команда инженеров космического корабля пытается разгадать загадку: межзвездный исследователь работает нормально, получает и выполняет команды с Земли, а также собирает и возвращает научные данные. Но показания системы артикуляции и управления ориентацией зонда (AACS) не отражают того, что на самом деле происходит на борту. AACS контролирует ориентацию 45-летнего Вояджера. Помимо других задач, он ...
19.05.22 17:28
0
0
ВВС США успешно запустили гиперзвуковую ракету с четвертой попытки

ВВС США успешно запустили гиперзвуковую ракету с четвертой попытки

Это был четвертый раз, когда ВВС США успешно запустили свое гиперзвуковое оружие быстрого реагирования (ARRW) AGM-183A с борта B-52H Stratofortress 14 мая 2022 года у побережья Южной Калифорнии после трех неудач.

Общий рост международной напряженности привел к тому, что гонка вооружений по созданию практических гиперзвуковых ракет набирает обороты, особенно в Соединенных Штатах, которые ранее больше концентрировались на исследованиях, чем на развертывании. В этом нет ничего удивительного, потому что гиперзвуковое оружие изменит правила игры и изменит ход войны так, как не наблюдалось со времен разработки ...
18.05.22 17:01
0
1
Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Уникальный новый инструмент в сочетании с мощным телескопом и небольшой помощью природы дал исследователям возможность заглянуть в галактические ясли в сердце молодой Вселенной.

После Большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад ранняя Вселенная была заполнена огромными облаками нейтрального диффузного газа, известными как затухающие альфа-системы Лаймана, или DLA. Эти DLA служили галактическими питомниками, поскольку газы внутри медленно конденсировались, подпитывая формирование звезд и галактик. Их все еще можно наблюдать сегодня, но это непросто.«DLA — это ключ к по...
18.05.22 16:52
0
0
Тефлоновая опреснительная мембрана быстро очищает воду

Тефлоновая опреснительная мембрана быстро очищает воду

Инженеры Токийского университета разработали новый тип опреснительной мембраны, которая работает быстрее и требует меньшего давления и энергии, чем существующие технологии.

Новая мембрана состоит из ряда наноразмерных трубок, облицованных материалом на основе тефлона, который отталкивает соли, позволяя воде проходить с небольшим трением. Многие регионы мира сталкиваются с нехваткой чистой питьевой воды, и с изменением климата эта проблема будет только усугубляться. Опреснение солоноватой или морской воды жизненно важно, и в работах нет недостатка в творческих устрой...
17.05.22 15:03
0
1
Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Пока космический корабль НАСА Вояджер-1 продолжает передавать научные данные и в остальном работает в обычном режиме, команда миссии ищет источник проблемы с системными данными.

Команда инженеров космического корабля пытается разгадать загадку: межзвездный исследователь работает нормально, получает и выполняет команды с Земли, а также собирает и возвращает научные данные. Но показания системы артикуляции и управления ориентацией зонда (AACS) не отражают того, что на самом деле происходит на борту. AACS контролирует ориентацию 45-летнего Вояджера. Помимо других задач, он ...
19.05.22 17:28
0
1
Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Уникальный новый инструмент в сочетании с мощным телескопом и небольшой помощью природы дал исследователям возможность заглянуть в галактические ясли в сердце молодой Вселенной.

После Большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад ранняя Вселенная была заполнена огромными облаками нейтрального диффузного газа, известными как затухающие альфа-системы Лаймана, или DLA. Эти DLA служили галактическими питомниками, поскольку газы внутри медленно конденсировались, подпитывая формирование звезд и галактик. Их все еще можно наблюдать сегодня, но это непросто.«DLA — это ключ к по...
18.05.22 16:52
0
0
Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Чтобы не отключать свет на лунном аванпосте НАСА Artemis, Национальные лаборатории Сандия разрабатывает электрические микросети для управления распределением энергии от мини-ядерных реакторов лунной базы к различным жилым и вспомогательным объектам.

Стремление НАСА установить постоянное присутствие человека на Луне в качестве репетиции возможной миссии с экипажем на Марс ставит огромные инженерные задачи, из-за которых строительство Международной космической станции (МКС) выглядит как возведение сарая. Мало того, что лунная база будет в тысячу раз дальше от Земли, чем космическая лаборатория, это также потребует совершенно нового подхода к ре...
16.05.22 14:59
0
0
Ученые-планетологи предлагают решение парадокса Ферми: сверхлинейное масштабирование, ведущее к сингулярности

Ученые-планетологи предлагают решение парадокса Ферми: сверхлинейное масштабирование, ведущее к сингулярности

Пара исследователей из Института науки Карнеги и Калифорнийского технологического института разработали возможное решение парадокса Ферми.

В статье, опубликованной в Journal of the Royal Society Interface, Майкл Вонг и Стюарт Бартлетт предполагают, что причина того, что нас не посетили инопланетяне с других планет, заключается в сверхлинейном масштабировании, которое приводит к сингулярности. Несколько лет назад физик Энрико Ферми спросил коллегу, почему инопланетяне из космоса не посетили Землю. Они отметили, что из-за огромных раз...
13.05.22 15:37
0