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
SpaceX отправит людей на Луну

SpaceX отправит людей на Луну

НАСА выбрало SpaceX для высадки первых астронавтов на поверхность Луны, заявило агентство, что стало огромной победой для компании Илона Маска.

Контракт на сумму 2,9 миллиарда долларов предусматривает создание прототипа космического корабля Starship, который проходит испытания на полигоне SpaceX в Техасе. «Сегодня я очень взволнован, и мы все очень рады объявить, что мы наградили SpaceX за продолжение разработки нашей интегрированной системы приземления человека», - сказала Лиза Уотсон-Морган, менеджер программы НАСА. SpaceX опередила B...
17.04.21 18:44
0
0
Новая визуализация НАСА исследует изгиб света двойных черных дыр

Новая визуализация НАСА исследует изгиб света двойных черных дыр

Пара черных дыр, в миллионы раз больше массы Солнца, вращаются по орбите и совершают гипнотическое па-де-де в новой визуализации НАСА.

На ней показано, как черные дыры искажают и перенаправляют свет, исходящий от водоворота горячего газа, аккреционного диска, который окружает каждую из них. Если смотреть со стороны плоскости орбиты, каждый аккреционный диск приобретает характерный двугорбый вид. Но когда одна проходит перед другой, гравитация черной дыры на переднем плане превращает ее партнера в быстро меняющуюся последовательн...
16.04.21 19:00
0
2
Возможны ложные данные о кислороде при поиске признаков жизни на других планетах

Возможны ложные данные о кислороде при поиске признаков жизни на других планетах

В поисках жизни на других планетах присутствие кислорода в атмосфере планеты является одним из потенциальных признаков биологической активности, которая может быть обнаружена будущими телескопами. Новое исследование описывает несколько сценариев, в которых безжизненная каменистая планета вокруг звезды, похожей на Солнце, может эволюционировать и создать кислород в атмосфере.

Новые результаты, опубликованные 13 апреля в журнале AGU Advances, подчеркивают необходимость в телескопах следующего поколения, способных характеризовать планетную среду и искать многочисленные свидетельства существования жизни в дополнение к обнаружению кислорода. «Это полезно, потому что показывает наличие способов получить кислород в атмосфере без жизни, но есть и другие наблюдения, которые м...
14.04.21 21:21
0
0
Черные дыры любят поесть, но различаются манерами за столом

Черные дыры любят поесть, но различаются манерами за столом

Все сверхмассивные черные дыры в центрах галактик периодически поглощают материю из своего окружения. Но делают это по-разному.

Такой вывод сделали британские и голландские астрономы в исследовании с ультрачувствительными радиотелескопами в хорошо изученном регионе Вселенной. Астрономы изучали активные галактики с 1950-х годов. Активные галактики имеют сверхмассивную черную дыру в центре, которая поглощает материю. Во время таких активных фаз объекты часто излучают чрезвычайно сильное радио, инфракрасное, ультрафиолетово...
13.04.21 18:39
0
0
SpaceX отправит людей на Луну

SpaceX отправит людей на Луну

НАСА выбрало SpaceX для высадки первых астронавтов на поверхность Луны, заявило агентство, что стало огромной победой для компании Илона Маска.

Контракт на сумму 2,9 миллиарда долларов предусматривает создание прототипа космического корабля Starship, который проходит испытания на полигоне SpaceX в Техасе. «Сегодня я очень взволнован, и мы все очень рады объявить, что мы наградили SpaceX за продолжение разработки нашей интегрированной системы приземления человека», - сказала Лиза Уотсон-Морган, менеджер программы НАСА. SpaceX опередила B...
17.04.21 18:44
0
0
Новая визуализация НАСА исследует изгиб света двойных черных дыр

Новая визуализация НАСА исследует изгиб света двойных черных дыр

Пара черных дыр, в миллионы раз больше массы Солнца, вращаются по орбите и совершают гипнотическое па-де-де в новой визуализации НАСА.

На ней показано, как черные дыры искажают и перенаправляют свет, исходящий от водоворота горячего газа, аккреционного диска, который окружает каждую из них. Если смотреть со стороны плоскости орбиты, каждый аккреционный диск приобретает характерный двугорбый вид. Но когда одна проходит перед другой, гравитация черной дыры на переднем плане превращает ее партнера в быстро меняющуюся последовательн...
16.04.21 19:00
0
2
Возможны ложные данные о кислороде при поиске признаков жизни на других планетах

Возможны ложные данные о кислороде при поиске признаков жизни на других планетах

В поисках жизни на других планетах присутствие кислорода в атмосфере планеты является одним из потенциальных признаков биологической активности, которая может быть обнаружена будущими телескопами. Новое исследование описывает несколько сценариев, в которых безжизненная каменистая планета вокруг звезды, похожей на Солнце, может эволюционировать и создать кислород в атмосфере.

Новые результаты, опубликованные 13 апреля в журнале AGU Advances, подчеркивают необходимость в телескопах следующего поколения, способных характеризовать планетную среду и искать многочисленные свидетельства существования жизни в дополнение к обнаружению кислорода. «Это полезно, потому что показывает наличие способов получить кислород в атмосфере без жизни, но есть и другие наблюдения, которые м...
14.04.21 21:21
0
0
Черные дыры любят поесть, но различаются манерами за столом

Черные дыры любят поесть, но различаются манерами за столом

Все сверхмассивные черные дыры в центрах галактик периодически поглощают материю из своего окружения. Но делают это по-разному.

Такой вывод сделали британские и голландские астрономы в исследовании с ультрачувствительными радиотелескопами в хорошо изученном регионе Вселенной. Астрономы изучали активные галактики с 1950-х годов. Активные галактики имеют сверхмассивную черную дыру в центре, которая поглощает материю. Во время таких активных фаз объекты часто излучают чрезвычайно сильное радио, инфракрасное, ультрафиолетово...
13.04.21 18:39
0