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
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - ...
Последние аномальные новости

Битву двух НЛО сняли в небе Невады

Ватикан поможет обучить экзорцистов

Внеземные минералы. Как химики раскрывают тайны планет

Древние люди выходили на контакт с НЛО

Жителей Майами испугал флот НЛО

Загадка хрустальной линзы Нимруда

Как резвится полтергейст в домах россиян

Кем были строители Стоунхенджа

Кто убил 15 шахтеров в Пенсильвании

Ледяные камни падают с неба в Саудовской Аравии

Монах Авель предсказал две войны и реки крови

НЛО чуть не столкнулся с самолетом-акробатом

Обещают доказать, что Земля плоская

Соседи раскрыли тайну полтергейста в Маракса

Темная материя может породить темную жизнь

Термоядерные войны древности - 19

Удалили самую большую опухоль мозга

Ученые возрождают мертвых в роботах с AI

Ученый рекомендует человечеству покидать Землю

ЦЕРН создает бомбу из антиматерии

Атлантида - миф или история

В Мексике наблюдали за вращающимся вокруг Луны НЛО

Грозит ли планете вторжение пришельцев

Жители Ростова-на-Дону напуганы необычным кругом в небе

Инопланетяне обстреливают наше Солнце

Искусственный интеллект способен заменить офтальмологов

Металлический фрагмент НЛО прячут в Пентагоне

Мимо спутника НАСА пролетел НЛО

На месте гибели группы Дятлова нашли десять трупов

Найден предмет из-за которого убили группу Дятлова

Найдены потомки десяти колен Израилевых

Новое доказательство мистификации лунной программы США

Открылся первый в мире НЛО-отель

Охотники за привидениями покажут, как ловить духов

Популярную теорию появления жизни подвергли сомнению

Предсказывала ли Ванга конец света

Придумали способ хранения данных внутри ДНК

Фотограф показал уникального двуликого кота

Яркий объект падает с неба над Бразилией

Ясновидящая дала 10 советов для успешной жизни

Безликую рыбу нашли у берегов Австралии

ГМ-кукуруза оказалась полезной

Детективная история звезды Табби

Как появились черепа пришельцев у древних инков

На дне Тихого океана обнаружили гигантскую пирамиду

Найден механизм омоложения мозга кровью молодых животных

Началась установка часов, которые проработают 10000 лет

Новейшая система генной модификации

Нормального состояния психики не существует

Обнаружены десятки крупнейших черных дыр

Останки богатейшего пирата нашли у берегов США

Подросток снес 18 яиц за два года

Предложено лететь к Марсу на паровозе

Речь появилась раньше, чем человек разумный

Создали искусственный моргающий глаз

США готовятся к звездным войнам

Термоядерные войны древности - 18

Три солнца взошло над Петербургом

Физики научились побеждать астероиды

Человечеству нужно готовиться к отражению атаки из космоса

Бигфута заметили в Мичиганском лесу

Жительница Норильска отдала экстрасенсу более 2 млн рублей

Знаки Зодиака наделенные высоким интеллектом

Изучение Земли поможет в поисках жизни на экзопланетах

Корабль инопланетян найден на снимках Аполлона 17

Красный НЛО пролетел над Белорусью

Летательные аппараты, которые часто принимают за НЛО

Мужчина заметил НЛО на снимке двадцатилетней давности

НЛО в форме бумеранга над Австралией

НЛО замечен у подножия вулкана Мануа Лоа

Огромный НЛО пролетел над Флоридой

Причина идеального расположения египетских пирамид

Путешественник из 3300 года рассказал о войне с роботами

Пуэрто-Рико - лучшее место для наблюдения НЛО

Пятнистый НЛО пролетел над заповедником Флориды

Сотрудники Стрелецких палат жалуются на призраков

Улыбающееся лицо увидели на марсианском камне

Чудеса аномальной зоны Молёбка

Шоу Гуччи с участием клонов, людоедов и рептилоидов

Юноша сделал фото призрачной девушки

Альпинист заметил НЛО над Эверестом

Астральные террористы атаковали премьера Таиланда

Астронавт пытался скрыть НЛО от камеры

Ведьм обрили, раздели и заставили есть фекалии

Визит пришельцев в спальню жительницы Канзаса

Города ближайшего столетия

Девочка утверждает, что была мужчиной в прошлой жизни

Женщина подала в суд, требуя признать бигфута

Жители Норильска увидели НЛО

Как выглядит внеземная жизнь

Как сложилась жизнь девочки-рентгена Натальи Дёмкиной

Камнетёс раскрыл тайну египетских пирамид

Когда люди научатся жить вечно

Кубань по праву считается аномальной зоной

Найдены человеческие останки возрастом 10000 лет

Психиатр рассказал о своих околосмертных переживаниях

Собака вернулась домой спустя 10 лет

Съемочная группа TBS почти двое суток караулила йети

Уфологи раскрыли тайну Челябинского метеорита

Экс-кандидат в президенты летал на Марс с Обамой

Вырастили химеру человека и овцы

Зачем закрывают зеркала, когда в доме умирает человек

Кто наблюдает за нами из-под Земли

Медиум обещает апокалиптические события

Мстящий призрак бросает камни в старика

Мужчина рассказал о встрече с инопланетянином спустя 50 лет

Над Орегоном пролетели инопланетяне

Нашли новый способ замедлить старение

Потерянная в веках Атлантида. Что мы о ней знаем

Почему во Вселенной так мало землеподобных планет

Президент Никсон знал об инопланетянах

Призрака сняли в бывшем публичном доме в Дареме

Русские моряки нашли на вершине горы вход в Рай

Самые необычные проекты транспорта будущего

Сибирский полтергейст в Маракса

Солнце на несколько мгновений пропало

Таинственная болезнь американских дипломатов

Треугольный НЛО пролетел мимо Солнца

Уфолог рассказал о похищении инопланетянами

Экстрасенс по призванию Ксения Ужинцева

Развлечения на сайте надежного онлайн-казино

Безоговорочный лидер онлайн развлечений казино Вулкан

Видео с 20 лучшими НЛО вызвало спорную реакцию

Горнодобывающий комплекс инопланетян на астеройде Эрос

Женщина называет себя реальным вампиром

Журналисты побывали в доме с полтергейстом

Инопланетные существа генетически однополые

Когда определенные числа преследуют человека всю жизнь

Корабль инопланетян обнаружили в Аризоне

Кошачья акула упала с неба в Англии

Мальчик, который мог оживлять картонного человечка

Может ли у Вселенной быть сознание

Несчастья, преследовавшие корабли с названием Москва

НЛО повадились летать в Ульяновскую область

Охотник за экзопланетами отправится в космос в апреле

Пассажир самолета снял флот НЛО

Пилоты F15 не смогли перехватить НЛО над Калифорнией

Предсказание Черного паука о приходе князя тьмы

Причина смерти группы Игоря Дятлова

Секретное оружие нацистской Германии

Странный НЛО над Финиксом

Устькаменогорцы обсуждают яркую вспышку в небе

Адмирал Берд встречался с подземными жителями планеты

Алхимики НКВД и философский камень

Документ ЦРУ рассказывает об исследовании НЛО

Древняя Венера была обитаемой

Инопланетяне могут выходить на связь через электронную почту

Как человек отреагирует на встречу с инопланетянами

Клады Смутного времени

Луна была создана инопланетянами

Министерство обороны Великобритании исследовало НЛО

Мистически невезучий эсминец Уильям Портер

Москве приписывают славу таинственного города

НЛО пролетели над пляжами в Тулуме

После урагана Мария замечен таинственный объект

Расстрелять школьников приказали демоны

Страшное пророчество Нострадамуса по Олимпийским играм

Супруги подали иск за проданный им дом ужасов

Таинственная подземная цивилизация из Гранд-Каньона

Тайны усадьбы купца Второва

Тибетская медицина братьев Бадмаевых

Уинстон Черчилль засекретил данные об НЛО

Верите ли вы в джиннов, живущих глубоко под землей

Вытянутые черепа из Перу принадлежат людям

Изучают возможность миссии на алмазную экзопланету

Индиго, Хрустальный или Радужный ребёнок

Инопланетный сигнал из соседней галактики

Инопланетяне похитили лыжника

Искатель иных миров

Кометы уничтожили и создали атмосферу планет системы TRAPPIST-1

Круг смерти обнаружен возле Зоны 51

Ледяные звезды возникли в чешском пруду

Летящую птицу сняли на Луне

Мегалиты Стоунхенджа подделка

Мировая элита посылает миру оккультные сообщения

Модификация тела уже не фантастика

Началась симуляция экспедиции на Марс

Нашли краску для поисков инопланетных микробов

Невероятное отражение того, что сделали с нашим обществом

Опубликована крупнейшая коллекция оккультных книг

Оранжевый НЛО медленно двигался по небу Палм-Спрингс

Открыли еще сто экзопланет

Оценили вероятность падения спорткара на Землю

Полицейские сбежали из дома с привидениями

Предложили искать обитаемые экзопланеты по их ионосферам

Пророчество судьбы Наполеона

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