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!
0
НАСА начинает подготовку к запуску первой миссии к троянским астероидам

НАСА начинает подготовку к запуску первой миссии к троянским астероидам

Первый космический аппарат НАСА для исследования троянских астероидов прибыл в пятницу, 30 июля, в Космический центр Кеннеди во Флориде. Сейчас он находится в чистом помещении, готовый начать последние приготовления к запуску в октябре.

У миссии 23-дневный период запуска, начинающийся 16 октября. Lucy пройдет заключительные испытания и заправку топливом, прежде чем ее переместят на стартовую площадку на станции космических сил на мысе Канаверал. «Пандемия коронавируса потребовала от нас изменить методику сборки, интеграции и тестирования», - сказала Донья Дуглас-Брэдшоу, менеджер проекта Lucy в Центре космических полетов имени Г...
04.08.21 11:15
0
0
Почему странная металлическая звезда вылетает из Млечного Пути?

Почему странная металлическая звезда вылетает из Млечного Пути?

Примерно в 2000 световых годах от Земли к краю Млечного Пути движется звезда. Эта звезда, известная как LP 40–365, является одной из уникальной породы быстро движущихся звезд - остатков массивных белых карликов, которые частично сохранились после гигантского звездного взрыва.

«Эта звезда движется так быстро, что почти наверняка покидает галактику… [она] движется почти на 2 миллиона миль в час», - говорит Джей Джей Гермес, доцент астрономии Колледжа искусств и наук Бостонского университета. Но почему этот летающий объект уносится за пределы Млечного Пути? Потому что это осколок от прошлого взрыва сверхновой, который все еще движется вперед. «Пройти через частичную дето...
03.08.21 10:13
0
0
В уникальных окаменелостях сохранился мозг, возрастом 310 миллионов лет

В уникальных окаменелостях сохранился мозг, возрастом 310 миллионов лет

Исследователи обнаружили один из старейших и лучше всего сохранившихся мозгов. Подковоносный краб возрастом 310 миллионов лет был обнаружен с целым мозгом благодаря ранее неизвестному методу сохранения.

Большая часть наших знаний о древних существах происходит от костей - мягкие ткани не очень хорошо сохраняются в окаменелостях. Некоторые механизмы лучше других сохраняют эти хрупкие ткани, и наиболее известный из них - янтарь. Ученые могут сканировать существ в янтарных оболочках, чтобы получить изображения их мозга и других органов. Самые старые янтарные включения датируются около 230 миллионов...
02.08.21 10:58
0
1
«Озера» с жидкой водой на Марсе могут быть просто замороженной глиной

«Озера» с жидкой водой на Марсе могут быть просто замороженной глиной

Несколько лет назад астрономы объявили о невероятном открытии на Марсе озер с жидкой водой, погребенных под ледяной шапкой на южном полюсе. Но, к сожалению, три новых статьи опровергают это утверждение, а новые эксперименты предполагают, что сигнал «воды» создает замороженная глина.

Существует множество свидетельств, указывающих на очень влажное древнее прошлое Красной планеты, и обнаружение жидкой воды, которая все еще скапливается там сегодня, было чем-то вроде Святого Грааля. В 2018 году ученые наконец нашли это - орбитальный аппарат Mars Express вернул радиолокационные сигналы, соответствующие границе раздела с водой. Команда пришла к выводу, что озеро с жидкой водой нахо...
01.08.21 15:21
0
0
НАСА начинает подготовку к запуску первой миссии к троянским астероидам

НАСА начинает подготовку к запуску первой миссии к троянским астероидам

Первый космический аппарат НАСА для исследования троянских астероидов прибыл в пятницу, 30 июля, в Космический центр Кеннеди во Флориде. Сейчас он находится в чистом помещении, готовый начать последние приготовления к запуску в октябре.

У миссии 23-дневный период запуска, начинающийся 16 октября. Lucy пройдет заключительные испытания и заправку топливом, прежде чем ее переместят на стартовую площадку на станции космических сил на мысе Канаверал. «Пандемия коронавируса потребовала от нас изменить методику сборки, интеграции и тестирования», - сказала Донья Дуглас-Брэдшоу, менеджер проекта Lucy в Центре космических полетов имени Г...
04.08.21 11:15
0
0
Почему странная металлическая звезда вылетает из Млечного Пути?

Почему странная металлическая звезда вылетает из Млечного Пути?

Примерно в 2000 световых годах от Земли к краю Млечного Пути движется звезда. Эта звезда, известная как LP 40–365, является одной из уникальной породы быстро движущихся звезд - остатков массивных белых карликов, которые частично сохранились после гигантского звездного взрыва.

«Эта звезда движется так быстро, что почти наверняка покидает галактику… [она] движется почти на 2 миллиона миль в час», - говорит Джей Джей Гермес, доцент астрономии Колледжа искусств и наук Бостонского университета. Но почему этот летающий объект уносится за пределы Млечного Пути? Потому что это осколок от прошлого взрыва сверхновой, который все еще движется вперед. «Пройти через частичную дето...
03.08.21 10:13
0
1
«Озера» с жидкой водой на Марсе могут быть просто замороженной глиной

«Озера» с жидкой водой на Марсе могут быть просто замороженной глиной

Несколько лет назад астрономы объявили о невероятном открытии на Марсе озер с жидкой водой, погребенных под ледяной шапкой на южном полюсе. Но, к сожалению, три новых статьи опровергают это утверждение, а новые эксперименты предполагают, что сигнал «воды» создает замороженная глина.

Существует множество свидетельств, указывающих на очень влажное древнее прошлое Красной планеты, и обнаружение жидкой воды, которая все еще скапливается там сегодня, было чем-то вроде Святого Грааля. В 2018 году ученые наконец нашли это - орбитальный аппарат Mars Express вернул радиолокационные сигналы, соответствующие границе раздела с водой. Команда пришла к выводу, что озеро с жидкой водой нахо...
01.08.21 15:21
0
2
Первый коммерческий перепрограммируемый спутник запущен в космос

Первый коммерческий перепрограммируемый спутник запущен в космос

Первый в мире коммерческий полностью перепрограммируемый спутник был запущен из Французской Гвианы в пятницу на борту ракеты Ariane 5, открыв новую эру более гибких коммуникаций.

В отличие от обычных моделей, которые спроектированы и «зашиты» на Земле и не могут быть повторно использованы после выхода на орбиту, Eutelsat Quantum позволяет пользователям адаптировать связь к своим потребностям - почти в режиме реального времени. Спутник будет выведен на орбиту примерно через 36 минут после запуска. По данным Европейского космического агентства, поскольку его можно перепрог...
31.07.21 14:31
0