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
Меню
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Последние новости
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - ...
Последние аномальные новости

Безумные городские легенды

Великобритания отказывается от китайского 5G

Вещий сон принес женщине богатство

Выставка 'Моя Планета. Место силы' откроется в Нижнем Новгороде

Документальный фильм про НЛО от студии Уолта Диснея

Золотая рыбка замечена над Аризоной

Инопланетян в подземельях Ватикана будут бомбить

Климат Земли собирается сдвинуться в прошлое

Масочный режим - это оккультный ритуал

Мегалит обнаружили в Тольятти

Метеорит пролетел в ночном небе Сиднея

Не можешь победить их - объединяйся с ними

НЛО заметили над Кемерово

НЛО заметили небе над Троицком

НЛО и феномен отсутствующего времени

НЛО похитил и убил оленя

Новое исследование подтвердило безопасность 5G

Разработан ИИ, предсказывающий стабильность планетной системы

Существуют ли вещие сны

Тело мертвого воина нашли на Марсе

Адвокат фонда Дятлова рассказал свою версию гибели туристов

Верблюды жили в Сибири 13000 лет назад

Вместо второй волны коронавируса придет волна более страшных событий

Высадку злобных инопланетян ожидают в Мексике

Здоровые люди могут видеть галлюцинации

ИИ вышел за пределы простой нейронной сети

Круги на пшеничном поле появились в Воронеже

Мальчик признался, что к нему по ночам приходит страшная женщина

Минобороны РФ прогнозирует прорыв в создании лазерного оружия

Новорожденный ребенок заплакал на своих похоронах

Новые круги на полях намекают, что начинается жатва

Обломки, собранные на месте крушения НЛО

Овраг в Сомерсете пугает жителей голосами невидимок

Озерного монстра заметили в Китае

Поисковик назвал бредом официальную версию гибели группы Дятлова

Почему люди не различают лица

Препарат, увеличивающий продолжительность жизни

Физики объединят две теории времени

Человеческие существа были генетически модифицированы инопланетянами

Что делает мозг во сне

Визиты умершего ребенка

Вулканами, землетрясениями и приливами управляет тёмная материя

Глюки в Матрице. Необъяснимые случаи в быту - 8

Загадка амазонок

Известные предсказания Конца света

Какие бывают метеориты и сколько они стоят

Привидение Анку

Привидение Белой женщины

Привидение Кровавой Мэри

Привидение Маргарет Поул

Привидение Старика Кусовникова

Сверхсекретный проект Могул

Семейка Осборнов воссоединится в телешоу про паранормальные явления

Сколько внеземных цивилизаций могут общаться

Старая могила

Теперь мы знаем, как выглядят марсиане

Умер поисковик, обнаруживший палатку Дятлова

Черная королева - Екатерина Медичи

Я позвонил на свой же телефон и мне кто-то ответил

Я слышу как нечто пытается выманить меня на улицу

Адвокат фонда Дятлова не согласен с версией прокуратуры

Адвокат фонда Дятлова считает, что прокурорская проверка была незаконной

Биение сердца мешает человеку воспринимать информацию

Внешность Домового и как его увидеть

Генпрокуратура назвала причину гибели группы Дятлова

Гигантская летучая мышь поймана на Филиппинах

Деньги сделали людей счастливее

Загадочные петроглифы обнаружены в Иране

Копы объявили в розыск девушку, но вряд ли сами её найдут

Лицо инопланетянина нашли на Марсе

На Ближнем Востоке скоро начнется война

НАСА внесло изменения в принципы планетарной защиты

НЛО показывает невообразимый уровень технологического превосходства

Новый глюк в Матрице

Озеро в Парагвае неожиданно стало красным

Опровергнута возможность нарушить постоянную скорости света

Полузамаскированное НЛО над Кентукки

Предсказание казахстанской Ванги о Украине

Разумна ли наша Вселенная

Создали двумерную квантовую спиновую жидкость

Срочно начинают искать черную дыру в Солнечной системе

Сын Маргариты не воспользовался даром ясновидения

Тарология - древняя наука или суеверие

Умирающий человек продолжает слышать

Фонд памяти группы Дятлова отменит экспедицию на перевал

Человекоподобный робот начал помогать людям в Перми

Что такое черные планеты и существуют ли они

Шкатулку охотника на вампиров выставили на продажу

Элита тащит под землю последние

Является ли Планета Икс миниатюрной черной дырой

Американцам предложили пожить на кладбище

В древних захоронениях найдены статуэтки загадочных существ

Вред от 5G проверили на рыбах

Девушка спасла с улицы кошку с 24 пальцами

Искусственный интеллект научится управлять самолетами

Каньон огня образовался на Солнце

Комета NEOWIS - спутник Нибиру

Мужчина, который считает себя тигром-оборотнем

Огромное количество НЛО находится в земной атмосфере

Описание будущего России нашли у Нострадамуса

Памятники России для загадывания желаний

Пилот ВМС США убежден, что столкнулся с инопланетянами

Предложили новую классификацию внеземных цивилизаций

Прогноз норвежского Нострадамуса о конце США

Самую маленькую собаку клонировали 49 раз

Самые крутые вулканы Солнечной системы

Сатанисты решили засудить американские власти

Сигарообразный НЛО заметили над Теннеси

Тайну перевала Дятлова раскрыл канал Discovery

Что можно узнать о человеке по цвету глаз

Ад пуст, все бесы находятся в людях

Гравюры на дольменах рассказали о жизни в Израиле

Девочка потеряла кошелек и обрела его через 58 лет

Доступ к слежке за москвичами выставили на продажу

Жители острова Пасхи были индейцами

Жительница Норвегии наловила ведро комаров

Загадочное существо заметили в Неваде

Загадочное существо на австралийском пляже

Зачем нам нужен сон

Иногда мертвые действительно оживают

Маленький НЛО калечил куриц

Мозг людей и обезьян развивался аномально быстро

Нашли новые доводы против существования Планеты Х

Почему люди плачут кровавыми слезами

Почему мы до сих пор не встретили братьев по разуму

Пугающее бесследное исчезновение девочки

Робота-химика представили в Великобритании

С началом пандемии резко увеличилось количество НЛО

Странные сферические объекты нашли в космосе

Элон Маск будет стороить подземные города

В одну из калужских деревень забрёл странный гость

В этот дом не заходили 17 лет

Гигантский геоглиф в Англии был создан раньше

Глюк в Матрице во время прогулки с собакой

Грибы проросли сквозь асфальт в Москве

Девушка рассказала о жизни с аномально длинными ногами

Дежавю - мистика или загадка нашего мозга

Древний двигатель найден на Марсе

Загадочный объект обнаружили в космосе

Загадочный угонщик Дэн Купер

Комета NEOWIS предвещает грандиозную катастрофу

Космические виды Хакасии

Космическое происхождение жизни на Земле

Обнаружили аномальные свойства у магнетара

Почему опасно смотреться в разбитое зеркало

Предложено летать на Марс через Венеру

Предложили создать Всеобщий атлас жизни

Пророчество Алоиза Ирлмайера

Пророчество Белой лошади

Пророчество Святого Нила

Пророчество Хильдегарды

Разработан биоморфный нейропроцессор

Скончались рекордсмены-долгожители среди сиамских близнецов

Старожилы Белоруссии рассказывали про ящериц-крокодилов

Тайна исчезновения смотрителей маяка Эйлин Мор

Тайна странной гелеобразной субстанции на Луне

Третий человек в мире излечился от ВИЧ

Фейерверк из спрайтов над Францией

Хозяин потерял собаку и нашел на другом континенте

Человек-будильник, мальчик-факел и другие дикие профессии

Актриса обратилась с речью о вакцинации и чипировании

Богачи захотели жить в плавучих городах

Во что превратит мир 6G

Дальние космические путешествия. Языковой барьер

Израиль отправил в космос шпионский аппарат

Инопланетный танкер заправился на Солнце

Компания Facebook запатентовала систему отслеживания рук

Корабль для полета человека на Луну прошел испытания

Кто такие гуанчи

Лягушка преодолела 8000 км в банане

Магнитное поле Земли изменяется в десять раз быстрее

НЛО в форме полумесяца над Сиэтлом

НЛО заметили над зданием парламента в Лондоне

НЛО замечен над Огайо

Обнаружили систему экзопланет, влияющих на движение друг друга

Огромная черная сфера покидает Солнце

Огромное строение на астероиде Эрос

Открыта ключевая причина старения

Почему гигантские моллюски так странно светятся

Почему гребни прибрежных волн светятся ночью

Семья вампиров из Диллсборо

Серебристые облака насторожили ученых

Спутники помогут Армии США наводить артиллерию

Существуют ли расы в биологическом смысле

Тайна алтарных камней Стоунхенджа

Таинственные места, где массово исчезали люди

Подписка на новости
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика