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
Топ-5 электросамокатов Xiaomi

Топ-5 электросамокатов Xiaomi

Китайский бренд Xiaomi славен не только производством мощных и доступных смартфонов, но и созданием различных видов электрического транспорта, включая электросамокаты.

Мы выделили для вас топ-5 лучших электросамокатов Xiaomi, которые изготовлены из инновационных материалов, обладают неповторимым дизайном и могут похвастать солидными техническими характеристиками. Xiaomi MiJia Electric Scooter M365 - самая популярная модель самоката При изготовлении корпуса самоката MiJia Electric Scooter M365 применялся авиационный алюминий, который не только придал устройству...
03.04.20 13:07
0
0
SpaceX готова начать тестирование третьего прототипа Starship

SpaceX готова начать тестирование третьего прототипа Starship

Уже почти год SpaceX строит серию прототипов Starship, которым предстоит тестирование работы системы при запуске на орбиту.

Вслед за успешными испытаниями эти испытания позволят проверить космический корабль и его двигатели Raptor в космосе. К сожалению, компания столкнулась с некоторыми сбоями с этими прототипами, так как первые два взорвались во время теста. Первый прототип, Starship Mk1, взорвался на стартовой площадке 20 ноября 2019 года во время испытания на герметичность. Второй прототип, SN1, также взорвался во...
02.04.20 16:58
0
0
Хаббл нашел неуловимую черную дыру средней массы

Хаббл нашел неуловимую черную дыру средней массы

Астрономы обнаружили лучшее доказательство существования черной дыры - космическое убийство: черная дыра промежуточной массы раскрыла свое существование, разорвав звезду, которая прошла слишком близко.

При весе примерно в 50 000 масс нашего Солнца, черная дыра средней массы меньше сверхмассивных черных дыр (вес которых миллионы или миллиарды солнечных масс), которые лежат в ядрах больших галактик, но больше, чем черные дыры звездной массы, образованные коллапсом массивной звезды. Черные дыры средней массы являются долгожданным «недостающим звеном» в эволюции черной дыры. Хотя было несколько дру...
01.04.20 16:53
0
1
Искаженное пространство-время поможет WFIRST найти экзопланеты

Искаженное пространство-время поможет WFIRST найти экзопланеты

Телескоп НАСА WFIRST будет искать планеты вне Солнечной системы в направлении центра Млечного Пути, где находится большинство звезд.

Изучение свойств экзопланетных миров поможет понять, на что похожи планетные системы по всей галактике, как формируются и развиваются планеты. Объединение результатов WFIRST с результатами миссий Kepler и TESS завершит первую перепись планет и приблизит нас к открытию пригодных для жизни миров за пределами нашего. На сегодняшний день астрономы обнаружили большинство планет во время транзита, ког...
31.03.20 20:44
0
0
SpaceX готова начать тестирование третьего прототипа Starship

SpaceX готова начать тестирование третьего прототипа Starship

Уже почти год SpaceX строит серию прототипов Starship, которым предстоит тестирование работы системы при запуске на орбиту.

Вслед за успешными испытаниями эти испытания позволят проверить космический корабль и его двигатели Raptor в космосе. К сожалению, компания столкнулась с некоторыми сбоями с этими прототипами, так как первые два взорвались во время теста. Первый прототип, Starship Mk1, взорвался на стартовой площадке 20 ноября 2019 года во время испытания на герметичность. Второй прототип, SN1, также взорвался во...
02.04.20 16:58
0
0
Хаббл нашел неуловимую черную дыру средней массы

Хаббл нашел неуловимую черную дыру средней массы

Астрономы обнаружили лучшее доказательство существования черной дыры - космическое убийство: черная дыра промежуточной массы раскрыла свое существование, разорвав звезду, которая прошла слишком близко.

При весе примерно в 50 000 масс нашего Солнца, черная дыра средней массы меньше сверхмассивных черных дыр (вес которых миллионы или миллиарды солнечных масс), которые лежат в ядрах больших галактик, но больше, чем черные дыры звездной массы, образованные коллапсом массивной звезды. Черные дыры средней массы являются долгожданным «недостающим звеном» в эволюции черной дыры. Хотя было несколько дру...
01.04.20 16:53
0
1
Искаженное пространство-время поможет WFIRST найти экзопланеты

Искаженное пространство-время поможет WFIRST найти экзопланеты

Телескоп НАСА WFIRST будет искать планеты вне Солнечной системы в направлении центра Млечного Пути, где находится большинство звезд.

Изучение свойств экзопланетных миров поможет понять, на что похожи планетные системы по всей галактике, как формируются и развиваются планеты. Объединение результатов WFIRST с результатами миссий Kepler и TESS завершит первую перепись планет и приблизит нас к открытию пригодных для жизни миров за пределами нашего. На сегодняшний день астрономы обнаружили большинство планет во время транзита, ког...
31.03.20 20:44
0
2
Новый китайский корабль может состыковаться с МКС

Новый китайский корабль может состыковаться с МКС

Но это политически невозможно в данный момент.

Похоже, что космический корабль нового поколения, который Китай готовит к летным испытаниям этой весной, способен стыковаться с Международной космической станцией (МКС). На снимке, опубликованном Шанхайской академией космических полетов (SAST), показана стыковочная система нового космического корабля, которая совместима с международным стандартом стыковочной системы (IDSS). Роскосмос, НАСА и Евр...
30.03.20 15:26
0