Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Планета марс

Как ядерный реактор поможет NASA создать колонии на других планетах

21.04.2020 00:06:06 | Автор: admin

За последние несколько лет интерес космических агенств вроде NASA к созданию человеческих колоний на других планетах (и на Луне) сильно вырос. Не последнюю роль в этом сыграл в том числе Илон Маск, который никак не оставляет попыток отправить кого-нибудь на Марс (если бы техника позволяла, мне кажется, он сам бы туда уже отправился). Но если отбросить вопросы транспортировки астронавтов, основной проблемой является обеспечение автономности колоний и удешевление строительства. Не говоря о космической радиации, вероятностях проблем со здоровьем при долгих космических полетах, суровой среде, дефиците воды и кислорода. И если с этими проблемами пока не удалось разобраться, обеспечить колонии энергией NASA может уже сейчас.

Самый маленький ядерный реактор

У Лос-Аламосской национальной лаборатории в США, которая работает в тесном сотрудничестве с NASA, есть один такой источник энергии, который может использоваться для внеземных колоний. Это небольшой ядерный реактор под названием Kilopower. Он имеет всего несколько двигающихся частей и в своей основе использует технологию теплопровода, которая была придумана в Лос-Аламосе еще в 1963 году и использовалась в одной из разновидностей двигателя Стирлинга.

Двигатель Стирлинга состоит из двух камер. Нагретая источником тепла жидкость расширяется, передвигая первый поршень, связанный со вторым с помощью колеса или рычага. Пока существует источник тепла, двигатель продолжает работать.

Двигателю Стирлинга нужен постоянный источник тепла

Компактный ядерный реактор NASA работает несколько иначе, но в его основе тоже лежат тепло и жидкость. Инженеры модифицировали установку так, чтобы она не только вырабатывала ток, но и управляла процессом распада урана-235 для выделения дополнительной энергии и тепла. Жидкость движется внутри замкнутого теплопровода вокруг реактора. Под воздействием тепла ядерного реактора жидкость превращается в пар, на основе которого и работает двигатель Стирлинга. От пара начинает двигаться поршень. Поршень подсоединен к генератору, который производит электричество. В NASA считают, что несколько подобных устройств, работающих в тандеме, могут представлять собой весьма надежный источник электричества, которое можно использовать для самых различных целей в рамках различных космических миссий и задач, включая покорение планетарных тел вроде спутников Юпитера и Сатурна.

Так выглядит самый компактный ядерный реактор

Такой реактор может производить от 1 кВтч (хватит, чтобы разогреть воду в электрическом чайнике) до 10 кВтч.

Для эффективной работы колоний на Марсе и создания топлива потребуется примерно 40 кВтч. Вполне вероятно, что NASA отправит на планету сразу несколько (4-5) подобных реакторов.

Ученые разрабатывают Kilopower на протяжении 8 лет, и пока у них есть рабочий прототип, к релизу он будет готов только к 2022 году. Они хотят, чтобы этот ядерный реактор в буквальном смысле можно было носить с собой, доставить на другую планету с помощью уже существующих ракет-носителей, а также с помощью новой сверхтяжелой платформы SLS.

SLS (Space Launch System) сверхтяжелая ракета-носитель, которую аэрокосмическое агентство NASA планирует использовать для доставки людей на Луну и Марс. Пока что она на стадии разработки.

Зачем NASA ядерный реактор?

Зачем это нужно? Например, возьмем путешествие на Марс. Нельзя просто отправить туда людей для заселения на космическом корабле, а следом за ними направить еще один корабль с топливом, чтобы они отправились домой. Это крайне глупая идея, поскольку каждый такой полет будет стоит миллиарды долларов. Тем более для этого потребуется построить специальный космический танкер, заполненный топливом и БЕЗОПАСНО отправить его в космос. Учитывая, что немало ракет взрываются вскоре после взлета, представляете, какой фейерверк устроит ракета, которая вся заполнена топливом?

Поэтому космическим человеческим колониям требуется источник энергии, с помощью которой они смогут производить и кислород, и топливо для своих космических аппаратов. В роли такого источника как раз должен выступить ядерный реактор Kilopower.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на нас в Google Новостях, чтобы не пропускать новые материалы!

Почему нельзя отправить туда ядерный реактор побольше? Из-за полного отсутствия воздуха на Луне, Марсе или других планетах существенно усложнится задача по охлаждению ядерного реактора. В Kilopower ядерное топливо охлаждается водой, а паровой двигатель преобразует энергию тепла и давления в движение и электричество.

А вы знали, что в России до сих пор работают 10 ядерных реакторов чернобыльского типа?

И нет, это не тот самый ядерный реактор Железного человека. В том случае в основе лежит совсем другая технология — термоядерный синтез. Более легкие атомы сталкиваются вместе и превращаются в более тяжелые, выделяя огромное количество энергии по пути. Пока что создание такого реактора — только утопия, хотя Китай и Великобритания давно грезят подобными технологиями.

Откуда взять энергию на Марсе? У NASA есть ответ

Подробнее..

Сколько лететь до Марса?

09.05.2020 18:03:14 | Автор: admin

После появления SpaceX Илона Маска космос стал всё больше интересовать человечество. Все эти планы по межпланетным экспедициям, колонизация красной планеты — чудеса, да и только. Давайте предположим, что будущее наступило, а фантастические рассказы стали реальностью. Вы вышли из дома и решили полететь на время карантина на Марс. Открываете навигатор и прокладываете маршрут до Марса в колонию Илона Маска. Как вам кажется, сколько придется лететь, чтобы туда добраться? Давайте разберёмся.

Межпланетный перелёт — дело серьёзное. Здесь важную роль играет не только время, как в случае земного туризма, но и нахождение в конкретной точке пространства в заданный момент времени. Объясню на пальцах. Если мы с вами летим из одной точки Земли в другую, например, из Москвы во Владивосток, то расстояние между этими городами всегда будет неизменно, а ключевым критерием будет время вылета. Возможно, вы не обращали на это внимание, но полёт в одну сторону практически всегда дольше, чем в обратную. Почему так? Существует несколько причин: направление ветра, очереди на приземление в аэропорту и вращение Земли, но если моменты с очередью по прилёту, заставляющую пилотов несколько раз накручивать круги у аэропорта, мы опустим, то остальные два более значимых и неконтролируемых явления очень важно рассмотреть.

Если ваш основной мессенджер это Telegram, то приглашаем вас к нам в канал. Так вы не пропустите ничего важного, что связано с миром науки и высоких технологий

Пожелание попутного ветра как нельзя кстати вписывается в суть объяснения явления. Так уж повелось, что подавляющее направление ветров на нашей планете — с запада на восток, поэтому в одном случае самолёт летит по ветру, а в другом — против него, что совершенно логично влияет на время прилёта.

Схема распределения ветров на нашей планете

Так как Земля постоянно находится во вращении, то на все движущиеся объекты действует так называемая сила Кориолиса. Если по-простому, то сила Кориолиса — это сила, которая позволяет рассмотреть движение материальной точки относительно вращающейся системы отсчета (в нашем случае — Земли). Именно из-за этой неинерциальной силы при полёте вес самолёта изменяется: при движении на восток он уменьшается, а при движении на запад — увеличивается.

Если вам интересна космическая тематика - у нас есть специальный раздел на сайте

А если мы летим из Москвы в колонию Илона Маска на Марсе, неизменны ли расстояние и время между пунктами назначения? К сожалению, нет. Из-за того, что орбиты Земли и Марса сильно разнятся, самым оптимальным будет вариант полететь в положении оппозиции двух планет, или иным словами в момент максимального сближения.

Положение оппозиции Марса и Земли

В случае оппозиции расстояние между планетами станет минимальным, что равняется 55 миллионам километров, но это явление не частое, оно случается раз в два года. Кроме того, в космосе нет воздуха, там вакуум, поэтому ветров там априори быть не может, и на движение ракеты они не влияют, а что до силы Кориолиса, то здесь она создаёт проблемы, в основном, только космонавтам. Дабы побороть неудобства невесомости, корабль закручивают, но появляется знакомая уже сила Кориолиса. Из-за неё предметы летят в сторону, а нажимать на клавиши первое время крайне проблематично, потому что руку ровно так же, как и предметы, будет уносить в сторону. К счастью, человек быстро приспосабливается, и вскоре неудобства сил Кориолиса пропадают.

На чём лететь и сколько добираться до Марса

Для сравнения возьмём самую быструю на данный момент ракету ПРС-1М со скоростью 14,5 тысяч км/ч (она, конечно, не пассажирская, но давайте побудем Мюнхаузенами на ядре и возьмём для сравнения её. Всё-таки это самая быстрая ракета планеты), гиперзвуковой самолет Х-43А (11,2 тыс. км/ч), гиперкар Bugatti Chiron (490 км/ч) и самого быстрого человека на планете — Усейна Болта (37,5 км/ч).

Планеты в оппозиции, пуск! Смотрим результаты:

Общее количество времени в пути

Как мы видим, чтобы добраться от Земли до Марса, самой быстрой ракете на планете требуется 5 месяцев, гиперзвуковому самолёту — 7 месяцев, Бугатти Чирон доберётся за 13 лет, а если вы настолько мощный, что сможете без остановки бежать со скоростью самого быстрого человека в мире, то всего через 167 лет вы будете в пункте назначения. Если вам стало интересно, а сколько же добираться, если планеты находятся не максимально близко друг к другу, а, например, максимально далеко или же на полпути, то нужно умножить время на 8 лет и 4 года соответственно. В случае максимального удаления даже самая быстрая ракета будет лететь до Марса 3 года и 4 месяца, а Усейн Болт, к сожалению, добежит уже к следующему тысячелетию.

А вот бежать за подпиской на наш сайт в Googl News не нужно. Достаточно нажать на эту ссылку

Так как минимальное время в пути составляет 5 месяцев, то совершенно очевидно, что действовать нужно на опережение и стартовать с неким упреждением, по сути лететь в пустоту, чтобы в момент прибытия ваш корабль и планета как бы встретились в расчётной точке. В противном случае либо придётся ждать планету, либо, что существенно хуже, догонять её. Получается, что при отсутствии земных проблем, легче туризм не становится. Новые времена открывают новые, ещё мало изведанные вопросы, вновь заставляя решать сложные задачи и идти на компромиссы. В этом и есть суть открытий — находить новые барьеры, чтобы их преодолевать.

Вот такой вот он — мир межпланетного туризма. Как вам такая перспективка, а? Уже готовы бронировать тур на Марс? Давайте это обсудим в нашем Telegram-чате.

Красная планета. Такая близкая, но такая далекая

Подробнее..

Starship Илона Маска взорвался во время испытаний

31.05.2020 18:05:39 | Автор: admin

Несмотря на успешный запуск корабля Crew Dragon компании SpaceX, который произошел вчера, у Илона Маска и его другого космического детища все еще есть проблемы. Напомню, им является Starship. Хотя, правильнее называть это не кораблем, а полноценной космической транспортной системой. Именно она должна не только выводить в космос огромную полезную нагрузку, но и обеспечить человечеству возможность добраться до Луны и Марса. О такой возможности даже фантасты только мечтали и вот в 2022 году это может стать реальностью. Надо только решить некоторые проблемы с надежностью, которые все еще преследуют программу. К сожалению, пока их много.

Когда SpaceX запустит Starship

Илон Маск вынашивал планы запуска космической миссии к Луне и Марсу еще с 2005 года, когда начались первые подготовительные работы. С тех пор прошло много времени, было проведено множество испытаний и со временем даже появились примерные сроки запуска миссии. Этим сроком на данный момент является 2022 год. Правда, в 2022 году планируется запуск корабля с грузом, а запуск с людьми на борту должен состояться только в 2024 году.

SpaceX успешно запустила корабль Crew Dragon к МКС

Многим может показаться, что это слишком оптимистично, но большинство людей не до конца верили в успешный запуск корабля Dragon к МКС. Даже у нас в редакции были споры по этому поводу и многие в серьез допускали вариант, что на данном этапе это чистой воды PR и никакого запуска не планировалось. То, что перед запуском не могли определиться и до последнего не переносили его из-за погоды, только усиливало такое ощущение. И вот 30 мая ракета все же улетела. Сам Илон Маск сказал, что человечество может гордиться этим запуском.

Илон Маск может быть горд собой.

Взрыв Starship

На данном этапе проектирования корабля происходит слишком много внештатных ситуаций. Одна из них произошла на этой неделе, когда на полигоне рядом с Бока-Чика в Техасе произошел взрыв во время огневых испытаний метанового двигателя Starship SN4, который должен был выводить корабль на орбиту, а после этого такой же двигатель должен обеспечивать тягу, необходимую для полета.

Отличительной особенностью этого двигателя является то, что он работает на смеси метана и кислорода. При этом обеспечивает максимальную удельную тягу среди всех существующих на сегодняшний день ракетных двигателей.

Удельной тягой называют отношение тяги двигателя к его весу. Можно сделать мощный двигатель, но он будет очень много весить. Достижение большей мощности без увеличения веса является главной задачей конструкторов (не считая надежности) и основной характеристикой эффективности двигателя

Произошедший взрыв далеко не первый. Только с ноября прошлого года это уже четвертый неудачный эксперимент в этом направлении. Так, в апреле другой прототип под номером Starship SN3 лопнул во время наддува жидким азотом. Тогда сам Илон Маск назвал это человеческим фактором.

Только представьте себе, как это полетит.

В феврале этого года при наполнении азотом взорвался прототип Starship SN1. В ноябре прошлого года примерно такая же учесть постигла Starship MK1, который не прошел испытаний на герметичность.

Вряд ли эти трудности способны остановить такой амбициозный проект, как Starship. Тем более, что он уже близится к завершению, и осталось только решить проблемы с надежность носителей и их топливных систем. Хотя, справедливости ради, это не такие уж и незначительные проблемы, ведь топливная система космического корабля сложна и малейшие сбои почти сразу проводят к катастрофе.

А вы сможете? SpaceX выпустила реальный симулятор стыковки Crew Dragon с МКС

Сколько стоит программа Starship

Для запуска Starship в космос потребуется носитель Super Heavy. Он со своими метановыми двигателями будет способен выводить на орбиту до 150 тонн груза — это очень много. Для запуска с поверхности Луны или Марса бустер не понадобится и корабль должен будет взлететь сам. При этом нельзя не отметить, что система в целом получается очень недорогой.

По оценкам, стоимость всей программы составляет всего 5 миллиардов долларов. Это совсем не много, если учитывать, что программа разработки шаттла обошлась в 200 миллиардов долларов. Разработка многоцелевого истребителя F-22 Raptor, созданного совместно компаниями Lockheed Martin, Boeing и General Dynamics по разным оценкам и вовсе составляет 400 миллиардов долларов.

Тот самый самолет за 400 миллиардов долларов

На фоне этих цифр стоимость Starship является и вовсе смехотворной. Даже если проблемы увеличат стоимость проекта в два-три раза, цена все равно будет очень небольшой. Впрочем, надо еще разобраться, полная ли это стоимость проекта. Ведь можно считать по-разному. Например, учитывать только стоимость создания компонентов, но не брать в расчет затраты на инфраструктуру.

Если вы хотите полететь на Марс, мы скажем, как только билеты поступят в продажу. Следите за нашим новостным Telegram-каналом.

В любом случае, Starship обойдется намного дешевле других систем. Оно и понятно, ведь основной идеей является разработка космического корабля для коммерческого использования. Значит, надо как можно меньше вложить в разработки, чтобы проект максимально быстро окупился.

Примерно такие виды предстанут перед путешественниками на Марс

Пока оценочная стоимость запуска Starship составляет 2 миллиона долларов, из которых примерно 900 тысяч будет стоить топливо и еще чуть больше миллиона спишется на амортизацию самого корабля и возвратных частей.

Рев двигателей и комендантский час: как SpaceX вынудила жителей Техаса продать свои дома

Если все пойдет гладко, этот проект станет величайшим шагом в освоение космоса с 12 апреля 1961 года, когда Юрий Гагарин первым совершил свой высокий полет.

Взрыв на очередных испытаниях Starship не стал сюрпризом, но все равно неприятно,

Подробнее..

Самые необычные природные явления на Марсе

03.06.2020 22:06:13 | Автор: admin

На Марсе можно найти многое их того, что мы не ожидали там увидеть.

Ох уж этот Марс! Сколько про него сказано всего интересного. Мы смотрели множество фильмов про марсиан, мы слышали истории о том, как его собираются покорять, его даже воспевали в песнях. Действительно, нет такой планеты, имя которой могло бы стать нарицательным настолько, насколько это произошло с Марсом. Человечество очень активно изучает эту планету и рассматривает возможность ее заселения чуть ли не в самое ближайшее время. Надо только придумать, как сделать терраформирование поверхности и изменить атмосферу. Все изучение пока приводит только к сбору данных и различным открытиям, среди которых объяснение происходящих процессов. В ходе этих исследований ученые получают красивые фотографии с необычным явлениями, бОльшую часть которых они уже могут объяснить. Поверьте, на этих фотографиях есть, на что засмотреться!

Похож ли Марс на Землю

Мы привыкли к тому, что Марс уже стал для нас каким-то родным. Нам даже кажется, что он похож на Землю. В чем-то это так, но есть и много отличий. Например, он намного меньше и более скалистый. Его атмосфера на 96 процентов состоит из углекислого газа, который появляется в результате сейсмической активности. Давление у поверхности Марса примерно в 170 раз ниже, чем у поверхности Земли, или равно земному, но на высоте примерно 35 километров.

Еще дальше от нас его делает то, к чему на нашей планете мы давно привыкли. Например, закат или солнечное затмение. В этот момент становится наиболее понятно, что Марс очень сильно отличается от Земли.

Есть ли на Марсе вода

Про воду в жидком виде однозначно ответить нельзя, и ученые то находят ее где-то под поверхностью, то говорят а, не мы ошиблись. Но на поверхности точно есть лед, правда, его точный состав до конца неизвестен.

Находится он в кратере Королева, недалеко от северной полярной ледяной шапки Марса. Ширина кратера составляет 81,4 километр и круглый год он заполнен водяным льдом.

Такой лед пролежит еще долго.

Когда местный воздух движется над кратером, он охлаждается и опускается вниз, в результате чего слой холодного воздуха находится прямо над льдом внутри кратера. Газы вообще не отличаются хорошей проводимостью тепла и этот холодный слой отлично укрывает ледяную массу от более теплых потоков, которые проходят выше. Так лед надежно защищается от таяния кромкой кратера.

Где на Марсе могут жить люди?

Ледяной пласт имеет толщину 1,8 километра и диаметр до 60 километров, а его объем составляет около 2200 кубических километров. Это немного по сравнению, скажем, с Антарктидой, но это намного больше, чем можно ожидать от такой засушливой планеты, как Марс.

Солнечное затмение не Марсе

Жителям нашей планеты очень повезло. Соотношение расстояний и размеров Земли, Луны и Солнца таковы, что наш спутник и наша звезда на небе выглядят примерно одинаковыми. В итоге, когда луна проходит между Землей и Солнцем, она очень красиво его закрывает, оставляя только яркую корону по кругу. Будь она меньше, такого эффекта мы бы не получали. Собственно, на Марсе так и происходит.

Когда одна из лун Марса проходит перед Солнцем во время марсианского затмения, это выглядит так себе. Ровер Curiosity НАСА наблюдал множество таких затмений двумя лунами Марса (Фобосом и Деймосом). Это больше похоже на движение какой-то небольшой тени на фоне чего-то огромного. Если переселимся туда, надо будет иметь в виду, что красивых затмений мы лишимся.

Логотип Звездного флота на Марсе

Многие фанаты Star Trek одобрительно кивнут увидев на поверхности Красной планеты логотип звездного флота, но марсианская поверхность усеяна сотнями этих шевронообразных образований. Они еще известны как призрачные дюны и образованы древними потоками лавы.

Звездный флот оставил свой логотип на поверхности Марса.

Давным-давно, когда лава часто текла по марсианской поверхности, пейзаж был покрыт песчаными дюнами. Лава текла вокруг этих дюн и принимала такую форму. Со временем песок сдувался с места, но лава оставалась в своем застывшем виде.

NASA отправит на Марс аппарат Perseverance для производства кислорода

Падение метеорита на Марс

Если сравнивать с нашей планетой, то Марс можно назвать настоящей выставкой кратеров. Образовывались они из-за недостаточной плотности атмосферы Красной планеты, которая почти не защищает поверхность от такого воздействия. Кратер на фото образовался где-то с сентября 2016 года по февраль 2019 года.

Вот что бывает, когда у тебя нет атмосферы.

Во время удара на поверхности планеты образовалась дыра диаметром примерно 15-16 метров. Для такого воздействия метеорит должен был иметь размер примерно 1,5 метра. На нашей планете даже не стоит задумываться об этом, так как такой метеорит без следа сгорит в атмосфере Земли задолго до достижения ее поверхности.

Закат на Марсе

На фотографиях мы часто видим, что небо на Марсе выглядит коричневым. Это действительно так, но стоит Солнцу начать скрываться за горизонтом, как все сразу меняется и небо становится синим.

Это явление связано с частицами в атмосфере. На Земле более мелкие частицы газа в атмосфере хорошо рассеивают синий свет. Днем это приводит к тому, что небо кажется нам синим. Когда Солнце садится, лучам надо преодолеть бОльшее расстояние через атмосферу из-за того, что лучи идут до наших глаз не по кратчайшему расстоянию. Из-за этого синий спектр достаточно сильно отсеивается и до нас доходит в основном красный. Поэтому небо и кажется нам оранжевым.

Вот такой закат на Марсе.

На Маре, наоборот, в воздухе много мелких частиц, которые очень хорошо рассеивают красный свет, но на закате они отсеивают его еще больше и до поверхности доходит преимущественно синий свет.

А вы знаете, сколько лететь до Марса? Посмотрим правильный ответ?

Как меняется поверхность Марса

Если взглянуть на знаменитые каньоны Марса, то становится понятно, что все не так просто с этой планетой и она не такая уж однотонная, как кажется. Такие детали смотрятся просто фантастически.

Выветренные каньоны на поверхности Красной планеты имеют длину примерно 250 километров и постоянно меняются, но делают они это настолько медленно, что нам не хватит и жизни, чтобы увидеть хоть сколько-то серьезные изменения.

Кажется, будто это разлившаяся краска или какая-то смола, но это поверхность Марса.

Каньоны дают представление о том, как формировалась поверхность Марса, и о том, какие слои породы образовывались на разных этапах. Это буквально фотография прошлого планеты.

Каплевидные образования на Марсе

Когда-то на Марсе были дожди. Как говорят некоторые ученые, раньше это было обычным делом. Сейчас их нет, но есть капли. Гигантские капли, найденные в кратере Коперника.

На самом деле, конечно к настоящим каплям они имеют мало отношения. Это просто дюны в форме капель, которые состоят из минерала под названием оливин, а также силиката магния и железа. Эти вещества можно найти в магматических породах и мантии Земли.

Такие «капельки» есть на поверхности Марса.

Впрочем, на поверхности Земли не так много оливина, потому что он быстро выветривается. Особенно быстро это происходит, когда под действием влаги он превращается в глину.

Из-за того, что поверхность Марса очень сухая, оливиновые дюны могут очень долго находится на поверхности и почти не меняться.

Как стать астронавтом NASA для полета на Луну и Марс?

Конечно, на Марсе есть и другие интересные вещи, которые всегда можно обсудить в нашем Telegram-чате. Именно поэтому планета и привлекает миллионы исследователей, но пока она не так доступна для нас. В ближайших планах человечества сделать исследовательские колонии на Марсе. Вот тогда мы и сможем говорить о том, что узнали его немного лучше. Пока вопросов больше, чем ответов, но сегодня вы узнали чуть больше.

Подробнее..

Последние комментарии

© 2006-2020, umnikizdes.ru