Путешествие на Марс на плазменных ракетах
Почти через 50 лет после высадки человека на Луне люди задумались о пилотируемом полете на Марс. Полет на Луну длился три дня, но путешествие к Марсу продлится больше года. И разница не только во времени.
Потребуется намного больше припасов на время самого полета. По прибытию на Марс мы должны будем разбить лагерь и провести в нем какое-то время. Для этого необходима революционная ракетная технология.
«Сатурн-5» был крупнейшей ракетой из когда-либо построенных. Она использовала огромное количество топлива для взрывной химической реакции, позволившей вывести «Аполлон» на орбиту в космос. Оказавшись на орбите, «Аполлон» сбросил опустевшие топливные баки и использовал свои собственные ракеты, чтобы сжечь еще больше топлива и добраться до Луны. Пришлось истратить почти миллион галлонов топлива (3,7 миллиона литров), чтобы отправить нескольких человек в однодневное путешествие к ближайшему космическому телу.
Как же мы сможем отправить поселенцев на Марс, находящийся в сто раз дальше? Комплекс «Сатурн-Аполлон» может доставить на Луну только груз, равный по массе товарному вагону. Чтобы построить на Марсе маленький домик, потребуются десятки таких ракет. К сожалению, нет альтернативы «химической» ракете-носителю. Только химический взрыв может обеспечить достаточный импульс для преодоления земной гравитации. Но в самом космосе можно использовать более эффективные технологии с точки зрения потребления топлива — плазменные ракеты.
«Электрические космические корабли»
Плазменные ракеты — это современная технология преобразования топлива в горячий суп электрически заряженных частиц, известный, как плазма, и выбрасывать его для создания реактивной тяги. Плазменные ракеты потребляют на 90% меньше топлива, чем обычные химические. Это означает, что мы можем доставить в десять раз больше грузов с той же массой топлива. Сотрудники НАСА, планирующие миссии, уже рассматривают использование транспортных кораблей с ракетным плазменным двигателем для перевозки грузов между Землей и Марсом.
Главный недостаток плазменных ракет заключается в их низкой тяге. Тяга означает в данном случае силу импульса, который ракета может передать космическому кораблю. Самая мощная плазменная ракета, летавшая в космосе, ускоритель «Халл» (Hall thruster), на Земле создала бы тягу, достаточную лишь для подъема листа бумаги. Верьте или нет, но ускорителю «Халл» пришлось бы работать долгие годы подряд, чтобы долететь до Марса.
Но не стоит волноваться, слабая тяга не сорвет сделку. Благодаря высокой эффективности потребления топлива, плазменные ракеты позволили НАСА выполнять миссии, для которых химические ракеты не пригодны. Совсем недавно миссия Dawn показала потенциал плазменных ракет, впервые выйдя на орбиты двух разных внеземных тел.
Хотя будущее плазменных ракет кажется светлым, остается нерешенным ряд проблем. К примеру, что случится с ускорителем, вынужденным работать годы и годы для обеспечения доставки груза на Марс и обратно на Землю? Скорее всего, он сломается.
Этому и было посвящено мое исследование. Я нашел способ сделать плазменные ракеты бессмертными.
Понять плазменную ракету
Нам необходимо понять принцип работы плазменной ракеты. Ракета создает плазму, вбрасывая электрическую энергию в газовое топливо, тем самым отрывая отрицательно заряженные электроны от ионов с положительным зарядом. Затем ионы вылетают в сопло двигателя, толкая космический корабль вперед.
К сожалению, вся эта энергия плазмы не только толкает корабль, но также разрушает все, что попадется ей на пути. Электрические силы в отрицательно заряженных стенках двигателя заставляют ионы бить в них на очень высокой скорости, разбивая атомы в стенке. Постепенно стенка разрушается. Неизбежно наступит момент, когда ионы окончательно разрушат всю стенку, ускоритель прекратит работать, и ваш космический корабль остановится в космосе.
Чтобы выдержать постоянную бомбардировку ионами, недостаточно просто использовать более толстые и прочные материалы. Повреждения будут всегда, какой бы крепости материал не использовался. Чтобы избежать повреждения, необходимо найти умный способ манипулировать плазмой и материалом стенки.
Самовосстанавливающаяся стенка
Разве не будет здорово, если стенки камеры будут самовосстанавливающимися? Оказалось, есть два физических явления, позволяющих этого добиться.
Одно из них носит название баллистического осаждения (ballistic deposition). Его можно наблюдать на поверхности с микроскопическими неровностями, вроде мельчайших зубцов или выступов. Когда ион ударяет по стенке, некоторые отбитые микрочастицы могут отлететь в любую сторону. Некоторые из них попадут в соседние неровности и прилипнут, оставив стену неповрежденной. Но всегда будут атомы, отлетающие прочь и потерянные навсегда.
Второе явление менее очевидно и зависит от состояния плазмы. Представьте себе частицу, отлетающую от стены в сторону плазмы. Но она не пропадает навсегда. Вместо этого частица неожиданно разворачивается и летит обратно в стенку.
Это похоже на то, как подброшенный в воздух бейсбольный мяч падает обратно вам в руки. В случае с мячом его полет прерывает гравитация, возвращающая его на землю. В ускорителе это делают электрические силы, возникающие между отрицательно заряженной стенкой и частицей стенки. Сначала частица имеет нейтральный заряд, но в плазме она может потерять электрон и стать положительно заряженной. В результате частицу притянет обратно к стенке. Это явление известно под названием плазменного повторного осаждения. (plasma redeposition). Процессом можно управлять, изменяя плотность и температуру плазмы.
Испытание различных материалов
В Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе я создавал плазму и бил ей по разным поверхностям из микрочастиц, чтобы измерить эффект от баллистического осаждения и от плазменного повторного осаждения. Помните, что первое зависит от состояния поверхности, а второе — от состояния плазмы. В моих первых опытах я регулировал плазму так, чтобы повторного осаждения не происходило, и наблюдалось только баллистическое осаждение.
Затем я перенес внимание от плазмы к стенке. У первого образца из микрочастиц, который я испытал, повреждения сократились на 20%. Совершенствуя строение микрочастиц, можно добиться дополнительного уменьшения повреждений, возможно, на 50%. Используя такой материал в ускорителе, можно добиться того, что он довезет до Марса, а не застрянет на полдороге. На следующем этапе следует добавить эффекты плазменного повторного осаждения и выяснить, можно ли создать по-настоящему бессмертную стенку.
По мере роста мощности плазменных ускорителей растет и сила, с которой они разрушают себя. Это дополнительно подтверждает необходимость создания стенки с эффектом самовосстановления. Моя конечная цель заключается в создании ускорителя с помощью совершенных материалов, способного выдержать в десять раз дольше, чем требуется для любого полета на Марс, что сделает его практически бессмертным. Бессмертная стенка позволит нам решить проблему отказа ускорителя и позволит доставлять грузы, необходимые для создания первого форпоста человечества на Марсе.The Conversation
http://inosmi.ru/science/20160804/237430673.html
© 2000-2017 Подписка на новостой RSS-канал сайта (живые закладки) http://ufonews.su/rss.xml
Получать новости сайта по почте rest.mystery.news-sub@subscribe.ru?subj=subscribe
Контактный адрес для любых сообщений ufosergo@mail.ru
При использовании материалов с сайта активная гиперссылка на него обязательна
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - ...
Последние аномальные новости

Бабушка нашла в Китае секрет долголетия

Гиперборея - страна летающих магов

Два НЛО пролетели над оживленной городской улицей

Доказательства наличия воды на Марсе

Жизнь на Земле несколько раз полностью исчезала

Загадочные ведьмины круги Намибии

Как наладить контакт с пришельцами

Космонавт Леонов назвал полным бредом документы ЦРУ о НЛО

Места во Вселенной, где возможна жизнь

Молния сбила НЛО во Франции

На Солнце обнаружена черепаха

Нашли источник загадочных радиосигналов

Озеро Чеко не является кратером Тунгусского метеорита

Опубликован новый каталог обитаемых экзопланет

Призрак на заброшенном ракетном заводе

Проклятый Данвич действительно ушел под воду

Психологи и физиологи рассказали о развитии сверхспособностей

Рядом с Зоной 51 кружили два НЛО

Самые загадочные паранормальные видео

Самые невероятные скалы Земли

Снежный человек оказался насильником

Современные сложные организмы не первые на Земле

Странного вида НЛО двигался на одной скорости с МКС

Тысячи ледяных шаров появились на Великих озерах

Уфологи готовятся отмечать юбилей Розуэлльского инцидента

ЦРУ опубликовало архив документов о НЛО

Человек может слышать свет

Чиновник не сумел дать взятку Богу

Что-то неизвестное высасывает жизнь из галактик

Эдгар Кейси предсказал полное разрушение Нью-Йорка

База инопланетян найдена в Антарктиде

Вещи, которые были фантастикой, а стали реальностью

Видения призраков и демонов вызывает синдром Боннета

Где обитают призраки в сериале Игра престолов

Группа бигфутов обнаружена в Йеллоустонском парке

Женщина поверила в чудеса и потеряла все на свете

Женщине с 50 внуками исполнилось 105 лет

Земные микроорганизмы смогли выжить в марсианских условиях

Как привлечь финансовую удачу в 2017 году

Конспирологи нашли опровержение смерти Элвиса Пресли

Кофе является ключом к долголетию

Место падения НЛО в Приморье манит к себе любителей тайн

На МКС заглянул старый знакомый НЛО

На Проксима Центавра есть смена дня и ночи

НАСА выпустило игру по мотивам фильма Марсианин

Наука и мифы. Была ли Атлантида

Невероятные футуристические прогнозы прошлого

Неизвестный объект обнаружен у звезды Лебедь А

Низкокалорийная диета продлевает жизнь

НЛО более сложное явление, чем мы думаем

Открыли таинственно тускнеющую двойную звезду

Питьевая вода повышает уровень интеллекта

Победительница проекта Экстрасенсы Якутии рассказала о практике гадания

Потусторонние силы в квартире женщины

Регулярные доноры крови живут дольше

Родился ребенок с генетическим материалом трех родителей

Самые кошмарные теории о будущем

Странное существо сняли в Англии

Умные люди вымирают

Чупакабра убивает домашний скот в Омской области

Аномальный Корнуольский треугольник

Гениальный ученый Тесла

Динозавры не вымерли. Ужасный аллигатор

Загадочная волна в атмосфере Венеры

Как гадают на Крещение

Как долго человек может прожить без головы

Корабль инопланетян вмерз во льды Антарктиды

Над Бристольским каналом пролетел чёрный НЛО

Над Омском пролетело несколько болидов

НАСА скрыло планету Нибиру

Небесные привидения

НЛО в виде булыжника над Новой Зеландией

Обитают ли в озере Байкал неопознанные животные

Обнаружены микроорганизмы, ответственные за возникновение сложной жизни

Омоложение возможно

Отсутствие секса продлевает жизнь

Сроки появления, покоряющих космос, разумных машин

Странные звуки замерзшего озера

Татуины подходят для жизни больше Земли

Феномен световых столбов в небе

Аномалии Антарктиды

Аномальное затемнение звезды Табби

Аномальные зоны России

Белый квадратный НЛО около МКС

Бионический человек

Бразильские магические культы

Вооруженный инопланетянин следил за марсоходом

Еще одно объяснение поведению звезды Табби

Загадка Планеты Х

Китаец проснулся на собственных похоронах

Марсоход снова наткнулся на метеорит

Необычные животные появились в Австралии после наводнения

Новая технология оплодотворения позволит выбирать внешность ребенка

Первый частный полет к Луне скоро состоится

Почему ученые не верят в паранормальное

Таинственные скрытые древние тексты

Таинственный город появился над китайским мегаполисом

Темный туризм набирает популярность

Уфолог там же увидел тот же НЛО

Экзорцист Малахия умер после нападения нечистой силы

Аномальные зоны Новороссийска

Астронавт пытается спрятать четыре НЛО

Военные биотехнологи говорят, что 2017 год вынесет нам мозг

Древнюю статую нашли на Марсе

Египетский саркофаг нашли на Марсе

Жидкая вода все-таки присутствует на Марсе

За полётом Falcon 9 наблюдали инопланетяне

Иероглифы на одном из камней Марса

Исследования световых и звуковых явлений вокруг дольменов

Клингонский корабль сняли у Солнца

Невероятные природные явления

Неразгаданные тайны

НЛО в древних произведениях искусства

НЛО пролетел над просторами штата Айдахо

НЛО пролетел около пассажирского самолета

Овальный НЛО пролетел над лесом в Польше

Охотник преследовал снежного человека более 10 км

Радиотелескоп инопланетян найден на Луне

Скоро пройдет бал-конференция в честь гуманоида Алешеньки

Ярко-зеленый сверкающий НЛО над Ла-Маншем

Атлантида. Марсианский след

Девочка прочитала тысячу книг за четыре года

Дом и припаркованный звездолет нашли на Марсе

Европарламент узаконит отношения людей и роботов

Загадочные подземные тоннели в омском селе

Звезда, которая сотрет человечество с лица Земли

Зомби-апокалипсис. Зачем ученым живые мертвецы

Историк высказался против строительства тоннеля под Стоунхенджем

Как будет выглядеть Земля через 250 миллионов лет

Как гадать в Святки. Советы от звезд сцены и кино

Какие необъяснимые явления можно увидеть в природе

Легендарный призрак певицы Евы Грей

Метеобюро поймано на сокрытии правды о химиотрассах

Мистическое Копье Судьбы

Можем ли мы марсифицироваться

Морской дракон впервые снят на видео

На Земле существуют порталы в параллельные миры

Наступил один из самых волшебных периодов года Святки

Необычные дырявые облака

Неразгаданные тайны Эрмитажа

НЛО вновь видели в Омске

Новый метод клонирования может привести к массовому производству эмбрионов

Нострадамус был довольно точен с предсказаниями

Огромный белый НЛО пролетел около МКС

Поиски инопланетной жизни станут в тысячи раз эффективнее

Потребление перца чили продлевает жизнь

Псевдо-экстрасенсы обманули пенсионерку

Самые интригующие и невероятные предсказания Нострадамуса

Сбербанк уволит 3000 сотрудников из-за робота-юриста

У ближайшей переменной звезды обнаружена экзопланета

Бункеры на случай Конца света

Вольф Мессинг предсказал судьбу России

Громкий прогноз экстрасенса Зираддина Рзаева

Два цилиндрических НЛО над Флоридой

За астронавтами МКС наблюдали инопланетянеяне

Инструкция по святочным гаданиям

Итальянский прорицатель предсказал Апокалипсис в 2017 году

Каким будет ваш дом через 10 лет

Крионы. Чудовища Антарктиды

Плазменные НЛО летают стаями

Полупрозрачный зеленый НЛО над Флоридой

Появилась интерактивная карта НЛО

Призрак на площади Тринити-Скуэр

Пульсирующий НЛО в небе Норвегии

Пятница 13. Приметы и трагедии

Самые древние наскальные рисунки

Столбы света появились в небе над Канадой

Странные секретные лаборатории

США выводят в космос ядерное оружие

Фото снежного человека сделано в Ирландии

Блудные овраги Подмосковья

Бывает ли карма мгновенной

Древнюю инфекцию нашли в легендарной Трое

Землей правили восемь бессмертных королей

Люди сделаны из звёздной пыли

Мальчик с двумя головами родился в Мексике

Мегаструктура инопланетян у звезды KIC 8462852

Мимо Земли пролетит таинственный объект

Нашли новые гробницы времен Нефертити

НЛО тащил железнодорожный состав 22 км

Облако в виде сноуборда увидели в Шерегеше

Планета Х сформировалась в другой звездной системе

Полтергейст управлял куклой

Предложили отменить фундаментальные законы физики

Призрак на ночном кладбище

Самые страшные привидения

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика