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
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
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 - ...
Последние аномальные новости

Белесые призрачные фигуры напугали американца

Взрывы в небе по всему миру продолжаются

Главная причина развития жизни на Земле

Древние звезды нашли в окрестностях Солнца

Женщина окаменела после укуса комара

Жизнь на Землю занесена потоками космической пыли

Жуткая деревня кукол

Загадка посланца Оумуамуа - 1

Зловещий фантом на полу квартиры

Иллюзия со стаканами загнала в тупик публику

Инженер НАСА разоблачает видео с НЛО

Искусственный интеллект научился определять художника

Исследователь докажет, что Земля - плоская

Лох-Несское чудовище снова сфотографировали

Может ли материя покинуть горизонт событий

Мужчина сфотографировал портал в иное измерение

Над аэропортом Хитроу пролетел НЛО

Неожиданно холодный вихрь на Титане

НЛО в небе над Манитобой

Обнаружена крепость возрастом 3000 лет

Открыта суперземля с самым коротким годом

Патриарх Кирилл рассказал о Конце Времён

Пророчества старцев о будущем России

Самые нелепые теории заговоров

Создали аналог мифического крокодила с перьями

Спящий вверх ногами ребенок напугал няню

Странный человек отговорил меня от самоубийства

Теорию гравитационного замедления времени проверят

Технологии, которые сделают вас бессмертным

Экзопланеты - новая родина человечества

В интернете есть много полезных сайтов для азартных игр

Американцам говорят, что Конец Света наступит 25 ноября

Безголовый призрак с ребенком в руках

Взломать человеческий мозг

Возле Солнца продолжают кружить инопланетные корабли

Группа НЛО была замечена в Хиллсборо

Жители Прикамья жалуются на чупакабру

Жительница Алабамы встречалась с инопланетянами

Каким жутким станет умное оружие будущего

Когда мы сможем жить сотни лет

Куб Боргов замечен возле Солнца

Межзвездный астероид Оумуамуа оказался сигарой

Можно ли клонировать клонированную собаку

Наблюдение явления из параллельного мира

НЛО в Якутии или световой эффект

НЛО распыляет химические вещества над Чили

Новый прибор поможет искать воду на спутниках Марса

Опасности при пересадке головы

Почему люди не должны колонизировать Марс

Придумали тормоза для полёта на Альфу Центавра

Проект по созданию искусственного организма

Пропавший мост и маленькие человечки

Путешествие во времени технически возможно

Пятиногий бык родился в Китае

Разрабатывается ядерный двигатель для звездолетов

Следы воды на Марсе оказались потоками песка

Способ остановить старение мозга

Сторонники теории плоской Земли организовали конференцию

Странный грохот над Америкой

Что обеспечивает существование Вселенной

Шаманские межпространственные путешествия

Астероид Апофис уничтожит человечество

Голос в пустой комнате

Дети-призраки Артека

Древние изображения динозавров

Еремин день. Хеллоуин по-русски

Жуткие места Украины

Загадочная летающая девочка

Загадочное свечение над Оренбургом

Загадочный НЛО над Бельмонтом

Какая диета продлевает жизнь

Лазеры могут стать новым видом космического оружия

Масоны искали на Луне хозяев Земли

Последствия извержения вулкана на Марсе

Построить лунную базу вполне реально

Предсказания и прогнозы от известных экстрасенсов

Привидение графини в Артеке

Самые известные женщины-привидения

Славянский маг Радомир может проснуться

Странный сигнал от звезды Росс 128

Термоядерные войны древности

Дух домового год терроризировал семью

Жители в Лонг-Айленде наблюдали НЛО в фиолетовом свете

Загадки мостищенского лабиринта

Инопланетный спутник вращается вокруг Луны

Инопланетянам не нравятся химиотрассы

Искусственный интеллект как инструмент для исследования Вселенной

Красный НЛО в небе над Якутском

Кулак инопланетянина найден на Марсе

Мистические места планеты, существование которых не доказано

Мистические тайны Гурджиева - 5

Необычные камни в египетском Храме Хефрена

НЛО в книге писателя Дэвида Кларка

НЛО пролетел над Нью-Гэмпширом

Огромная улитка ползет по Марсу

Онежские петроглифы изображают инопланетный визит

От военных сбежали путешественники во времени

Падение метеорита сняли с МКС

Пластилиновая технология древних

Признаки того, что у вас есть способности экстрасенса

Проклятые места на планете

Розовый НЛО над Великобританией

Секретные разработки. Государство в погоне за господством

Семь вечных двигателей

СМИ высмеяли погоню истребителей за НЛО

Страшно-мистические места мира

Страшные привидения Якутии

Существуют ли Праноеды и Солнцееды

Таинственную картину Да Винчи продали

Феномен мгновенной перекраски НЛО

Черный треугольник над Мунибунг Хилл

Геоглиф косатки обнаружен на плато Наска

Группа НЛО в небе Волгограда

Двуногие ящероподобные существа двух Америк

Загадочное озарение людей потоком света

Земля обречена, нам нужны другие миры

Известные люди, исчезнувшие загадочным образом

Инопланетяне спешно покидают Землю

Истребители не смогли обнаружить таинственный самолет

Лангольеры чуть не сожрали Боинг

Люди были на Марсе еще в 1979 году

Люди выстраиваются в очередь на чипирование

Метеорит затмил северное сияние в Лапландии

Метеорит пролетел над Апатитами

Найдена немецкая база Новая Швабия

Найдена штаб-квартира Иллюминатов

Огненный шар в небе Германии

Ожидаем прибытия Нибиру

Опубликовали интерактивную карту НЛО

Прогноз медиума на 2018 год

Экстрасенс Литвин озвучил предсказания для России

Азартные слот-игры постоянно привлекали внимание

Современные виртуальные казино

Алмазная экзопланета обладает атмосферой

Астральных сущностей можно увидеть

Владельцы собак живут дольше

Действительно ли красное вино омолаживает

Жуткие фотографии с призраками

Загадка левитирующих капель

Загадочный обьект в кратере Санта Мария

Загадочный организм на берегу Охотского моря

Зафиксирован мощнейший в истории взрыв звезды

Землю бомбардирует антиматерия экзотического происхождения

Искусственный интеллект и будущее дизайна

Как пойдет эволюция людей

Кем работать, если роботы захватят мир

Луна подтвердила верность теории относительности

Марсианский город в Дубае построят через 2,5 года

Нашли эффективную замену тесту на IQ

Обломок звездолета обнаружен на Марсе

Отправили радиосигнал на обитаемую экзопланету

Подсчитали мощность компьютера размером с Вселенную

Призрак убийцы сняли в тюрьме

Рассекречены дополнительные документы об убийстве Кеннеди

Редкое солнечное гало над Южной Аризоной

Самая высокая гора в Солнечной системе

Сверхлегкая темная материя не существует

Сможем ли мы расселить жизнь по космосу

Сооружение древних Нилометр

Увидел слияние нормальных черных дыр

Черный бюджет секретных космических проектов

Экзопланета расколола и сдвинула континенты Земли

Эксперимент по пересадке человеческой головы

Аномалия возле магазина в Техасе

Дымка охлаждает атмосферу Плутона

Женщина на дорогах, просящая белой ткани или простынку

Загадочная Александровская колонна

Исцеляющее озеро в Канаде

Колонизируй Марс или вымри

Легендарную летчицу Амелию Эрхарт съели крабы

Можно ли записать мозг на носитель

Наблюдение НЛО в Барнауле

Найден пропавший охотник за головами

Нашли способ замедлить старение

НЛО в виде сигары и военный вертолет в Италии

НЛО в Ставрополье оставил в небе таинственные знаки

НЛО приземлилось в парке Ламбтона

Облаву на чупакабру задумали на Львовщине

Останки Будды нашли в Китае

Падение необычных метеоров наблюдается по всему миру

Появилось новое государство Асгардия

Прибытие Нибиру состоится на следующей неделе

Призрак девочки на дороге в Мехико

Результаты наблюдений за межзвездной кометой

Родился мальчик с приросшим к животу близнецом

Русалку с НЛО нашли на старинной карте

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