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
Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты рассказали исследователям о вероятном далеком происхождении летучих химических веществ Земли, некоторые из которых составляют строительные кирпичики жизни.

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода. Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из тв...
28.01.23 14:04
0
1
Впервые представлен бестопливный генератор электроэнергии от компании Neutrino Energy Group

Впервые представлен бестопливный генератор электроэнергии от компании Neutrino Energy Group

Технологическое развитие экономики и общества неразрывно связано с появлением новых материалов и исследованием их свойств, в частности наноматериалов.

Если проанализировать наиболее критичные области экономики, которые находятся сегодня в эпицентре санкций и антисанкций, - это энергоресурсы и IT, в первую очередь, разработки различных чипов. Но развитие любой из стран, в первую очередь, попадающих под различные ограничения, показывает, что не только правительста и госкомпании, но и национальный бизнес готов направлять финансовые инвестиции и ин...
27.01.23 18:23
0
0
Тороидальные винты: бесшумный переворот в воздухе и воде

Тороидальные винты: бесшумный переворот в воздухе и воде

Такие винты странной формы с витыми тороидами выглядят как революционное достижение для авиации и морского сектора. Радикально тише, чем традиционные пропеллеры как в воздухе, так и в воде, они также демонстрируют значительный прирост эффективности.

Пропеллеры предназначены для подачи воздуха или воды и использования вращательного движения для их проталкивания. В некотором смысле они являются эволюцией винта Архимеда, который использовался в Древнем Египте за тысячи лет до того, как он был описан Архимедом в 234 году до нашей эры. Однако для устройств, предназначенных для вращения, в течение очень долгого времени было мало революционных изме...
27.01.23 16:16
0
0
Внутреннее ядро Земли перестало вращаться?

Внутреннее ядро Земли перестало вращаться?

Внутренняя часть нашей планеты — очень загадочное место, и теперь ученые раскрыли новую странную тайну. Согласно новому исследованию, внутреннее ядро Земли недавно перестало вращаться относительно поверхности в рамках многолетнего цикла.

С тысячами километров горных пород на пути трудно получить хорошее представление о том, что именно происходит в центре Земли. Ученым приходится изучать его косвенно, измеряя изменения магнитного поля, древние кристаллы или то, как сейсмические волны от землетрясений распространяются сквозь разные слои. Это помогло геологам узнать новые детали, в том числе то, что ядро могло состоять из суперионног...
26.01.23 10:17
0
0
Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты рассказали исследователям о вероятном далеком происхождении летучих химических веществ Земли, некоторые из которых составляют строительные кирпичики жизни.

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода. Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из тв...
28.01.23 14:04
0
0
Внутреннее ядро Земли перестало вращаться?

Внутреннее ядро Земли перестало вращаться?

Внутренняя часть нашей планеты — очень загадочное место, и теперь ученые раскрыли новую странную тайну. Согласно новому исследованию, внутреннее ядро Земли недавно перестало вращаться относительно поверхности в рамках многолетнего цикла.

С тысячами километров горных пород на пути трудно получить хорошее представление о том, что именно происходит в центре Земли. Ученым приходится изучать его косвенно, измеряя изменения магнитного поля, древние кристаллы или то, как сейсмические волны от землетрясений распространяются сквозь разные слои. Это помогло геологам узнать новые детали, в том числе то, что ядро могло состоять из суперионног...
26.01.23 10:17
0
3
Двигатели спутников могут стать намного мощнее

Двигатели спутников могут стать намного мощнее

Считалось, что двигатели на эффекте Холла, широко используемые на орбите, должны быть большими для создания большей тяги. Новое исследование Мичиганского университета предполагает, что небольшие двигатели Холла могут генерировать гораздо большую тягу, что потенциально делает их кандидатами для межпланетных миссий.

«Раньше люди думали, что можно пропустить только определенное количество тока через площадь двигателя, что, в свою очередь, напрямую переводится в то, сколько силы или тяги получится создать на единицу площади», — сказал Бенджамин Йорнс, доцент аэрокосмической техники Университета штата Массачусетс, возглавивший исследование нового Холловского двигателя. Команда бросила вызов этому пределу, запус...
25.01.23 12:18
0
4
Миллиарды небесных объектов обнаружены в новом обзоре Млечного Пути

Миллиарды небесных объектов обнаружены в новом обзоре Млечного Пути

Астрономы выпустили гигантский обзор галактической плоскости Млечного Пути. Новый набор данных содержит ошеломляющие 3,32 миллиарда небесных объектов —самый большой такой каталог на сегодняшний день.

Данные для этого беспрецедентного исследования были получены с помощью Dark Energy Camera, созданной Министерством энергетики США в Межамериканской обсерватории Национального научного фонда Серро-Тололо в Чили, программа NOIRLab. Галактика Млечный Путь содержит сотни миллиардов звезд, мерцающие области звездообразования и возвышающиеся темные облака пыли и газа. Отображение и каталогизация этих о...
19.01.23 12:29
0