Солнечно-тепловой реактивный двигатель для межзвездного зонда прошел первые испытания
Впервые с момента появления концепции солнечно-теплового ракетного (реактивного) двигателя инженеры создали его рабочий прототип. Хотя это установка лишь для подтверждения концепции, она доказывает возможность практического воплощения идеи.
Первыми из журналистов экспериментальную установку в штате Мэрилэнд посетили сотрудники издания Wired. Прототип собран инженерами Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (JHUAPL, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory). По описанию свидетелей, особо сильного впечатления аппарат не производит — обычный ISO-контейнер на заднем дворе кампуса. Внутри размещен массив светодиодов, который носит гордое название «солнечный симулятор».
Напротив него размещена черно-белая плитка, через которую протекает сжиженный гелий. Газ проходит через змеевик и вырывается из маленького сопла. При включении «симулятора солнца» плитка облучается светом в 20 раз более интенсивным, чем исходит от нашей звезды (на каком расстоянии — не указано). Это излучение превращается в тепло, которое передается гелию. А тот, в свою очередь, создает реактивную тягу.
Звучит просто, но подобную установку проверяют на работоспособность впервые. В ней еще нет ничего, что можно применить на реальном межпланетном зонде, однако сам принцип работы соответствует концепции. Свет нагревает специальный экран, тепло передается газу, газ совершает работу в реактивном сопле. Цель эксперимента — подтвердить, что это имеет смысл и эффективность установки будет выше, чем при банальном испарении гелия.
Пока ученые из JHUAPL не называют никаких конкретных цифр, лишь итог — система сработала. Более подробные результаты будут опубликованы в 2021 году. На конец следующего года запланировано подведение итогов декады гелиофизических исследований в Национальной академии наук, инженерии и медицины США. Демонстратор солнечно-теплового реактивного двигателя разрабатывался по заказу NASA в рамках предварительной проработки проекта межзвездного исследовательского зонда.
За всю историю космических исследований человечество смогло достичь пределов Солнечной системы лишь двумя аппаратами. Причем исключительно в рамках побочной программы миссий, да и сам факт достижения границ под вопросом. Слишком трудно судить о том, что есть край звездной системы на основе показаний зондов, отправленных в полет 43 года назад. Тем более, если они заставляют пересмотреть некоторые детали существующих теорий строения Солнечной системы.
В любом случае, «Вояджер-1» и его брат-близнец «Вояджер-2» предназначались для исследования дальних планет — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. На сегодняшний день они провели в космосе почти полвека, их радиоизотопные источники питания и тепла уже не способны обеспечивать энергией научное оборудование. Наконец, чтобы добраться до внешних границ Солнечной системы им потребовалось почти три десятка лет. Будущие зонды для исследования этих областей пространства должны быть намного быстрее.
Одним из возможных способов так сильно разогнаться может стать солнечно-тепловой реактивный двигатель на водороде. Его использование отлично сочетается с гравитационным маневром у звезды. Пролетая на расстоянии всего в 1,6 миллиона километров над солнечной короной межзвездный зонд получит необходимое тепло для испарения газа и создания тяги, а также дополнительный импульс за счет эффекта Оберта. Это позволит получить необходимый прирост скорости для успеха миссии — с 48 до 320 тысяч километров в час.
В теории все выглядит выполнимо. Нужно только решить проблему с тепловым экраном, которому придется выдерживать температуру почти в 2,5 тысячи градусов. Хорошая новость — максимальное сближение продлится всего два с половиной часа. Плохая — проблем добавляет водород, который при высоких температурах способен на весьма неприятные реакции с большинством материалов. Инженеры и ученые Университета Джона Хопкинса нашли теоретические решения большинства сложностей и теперь работают над их практической реализацией.
Идея солнечно-теплового ракетного двигателя высказывалась еще в 1956 году. По заказу Лаборатории ракетного движения ВВС США (Air Force Rocket Propulsion Laboratory, AFRPL) даже были проведены расчеты и наземные испытания необходимых для реализации такой установки материалов. Однако только сейчас прогресс достиг необходимого уровня, чтобы подобные эксперименты имели успех. На практике созданные в JHUAPL решения будут проверены, в том числе, когда зонд «Паркер» сблизится с Солнцем в 2024 году. Этот аппарат во время своей работы окажется на расстоянии всего в четыре раза большем, чем придется «пережить» межзвездному зонду.
Telegram 
Дзен 
VK Кофеин известен прежде всего как стимулятор, повышающий бодрость и физическую работоспособность, однако его влияние на глубинные процессы восстановления мозга во время сна остается предметом дискуссий. Систематический обзор 32 исследований показал, что кофеин не столько сокращает продолжительность сна, сколько меняет его нейрофизиологическое качество, подавляя медленноволновую активность мозга, и сдвигает спящий мозг в более поверхностное, возбужденное состояние.
Физики и математики МФТИ совместно с коллегами из Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис провели трехмерное численное моделирование защитных сейсмических барьеров — специальных сооружений, призванных обеспечить безопасность наземных строений.
Астрономы предложили возможный источник самого мощного нейтрино в истории наблюдений — частицы с энергией 220 петаэлектронвольт, которую зафиксировали с помощью подводного телескопа KM3NeT в Средиземном море. Если ученые правы, их открытие поможет понять, где во Вселенной рождаются частицы экстремальных энергий и как работают одни из самых ярких объектов космоса — блазары.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии