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
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 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - ...
Последние аномальные новости

Артефакт с надписью на боку обнаружен на Марсе

Загадка сверхбыстрого роста черных дыр

Загадочные красные огни над Челябинском

Исследователь нашел град Китеж

Контакты детей с неизвестными сущностями

Круги на полях появились в Англии

Магистр вуду Антон Симаков ищет моделей

Над Хьюстоном появилось большое скопление НЛО

НЛО над Кижами

Обнаружена технологически развитая цивилизация древности

Овца-мутант поможет раскрыть тайны человеческих волос

Останки Ноевого ковчега находятся на горе Арарат

Откуда к нам прилетел таинственный каменный диск

Падение яркого НЛО над Техасом

Похищение пришельцами Чарльза Хиксона

Пророчества Григория Гробового

Пучок энергии, который двигается в пять раз быстрее света

Сигарообразный НЛО парил над Германией

Удалось описать облик Николая Чудотворца

Черная сила нейтронных звезд

Атака НЛО секретной РЛС под Самарой

Два НЛО появились возле МКС

Из-за заболевания парень выглядит как фильмах ужасов

Инопланетные микроорганизмы живут в облученной радиацией воде

Кто убил строителей Стоунхенджа

Находки, про которые не пишут в учебниках

Озеро-воронку на Ямале исследуют

Около ярославской церкви видели привидений

Открыли вторую черную дыру в невидимой галактике

Открыли главную фабрику антиматерии

Открыли неопознанные летающие пленки

Пришельцы тоже земляне, но паразиты

Программа обыграла лучшего в мире игрока в Го

Следователь раскрывала преступления с помощью дара ясновидения

Создают квантовый вечный двигатель

Странные свечения в Чуйской области

Тайна загадочных плавучих островов

Тайное государство убьет Трампа в стиле президента Кеннеди

Телепортация подростка может быть похищением пришельцами

Титаник погубила египетская мумия

Все планеты системы TRAPPIST-1 связаны

Доказали возможность космического зачатия детей

Женщина сняла своего сына из прошлой жизни

Живущие в городах люди чаще слышат голоса в голове

Загадочная Красная мгла

Землю постоянно посещают инопланетяне

Инженера похитила прекрасная инопланетянка

Истории из Библии выдуманы

Как психиатры трактуют встречи людей с пришельцами

Наскальные рисунки встречи людей с инопланетянами

Неразгаданные тайны Корб-озера

НЛО замаскировался в облаках около базы ВВС США

НЛО попало в фильм канала Дискавери

НЛО при запуске баллистической ракеты КНДР

Открыт новый тип экзопланет

Тайна сибирского Эльдорадо

Таинственные космические вспышки из созвездия Льва

Тайшетская аномальная зона

Участница Битвы экстрасенсов предсказала встречу с инопланетянами

Чупакабра расправилась с курами в Миассе

Любители азартных игр понимают, насколько хороши автоматы

Внеземные формы жизни, найденные на Земле

Загадочные драконы на горе Мохнатая

Инженеры - невероятная инопланетная цивилизация

Как обучать ИИ создавать еще более мощные ИИ

Какими будут люди через 200 лет

Леденящее душу фото привидения

Мальчик снял своего ангела-хранителя

Места где есть жизнь

Места, от которых мурашки бегут по коже

Молнию, бьющую из-под земли, засняли жители Оклахомы

Над пригородом Мельбурна из яркой вспышки вылетел НЛО

Прямоугольный НЛО над Южной Калифорнией

Самые страшные пророчества для России

Секретные эксперименты в Зоне 51

Сознание человека остается после смерти

Суперземля обнаружена у красного карлика

Тайна Таро. Мракобесие или инструмент для подсознания

Тайна человеческого роста

Человек-мотылек в Чикаго

Что известно о Планете Х на текущий момент

Агония уходящей эпохи

Будут создавать клон Леонардо да Винчи

Жителей Новороссийска взволновали таинственные круги в небе

Жуткие вещи во время ночной езды на автомобиле

Злой дух толкает людей на лестнице

Инопланетные агрессоры. Биологическое оружие Инженеров

Интервью с бывшим покойником

Какие сигналы оставляют нам инопланетяне

Какой климат на Проксима Центавра

Канадской летающей тарелке исполнилось 50 лет

Микроорганизмы существуют на Энцеладе

Мумия невиданного зверя найдена в Азербайджане

Над Ташкентом заметили НЛО

Нас ждут наводнения библейских масштабов

НАСА хочет поглубже копнуть Европу

Необычные музеи

Огненная радуга появилась над Джорджией

Призрак на Аткарском вокзале

Рассекреченные документы о холодной войне и НЛО

Самый древний скелет найден в Окинаве

Смогут ли инопланетяне заселить Землю

Снежного человека видели в Запорожье

Существуют ли охотники за привидениями

Сфера Дайсона приковала внимание астрономов

Тайна доисторического мобильника

Тайна суперскрученной ДНК

Теневое правительство начинает действовать

Хранилище Судного дня едва не затопило

Человечество должно заняться колонизацией других планет

Что искали нацисты из Аненербе на Кавказе

Голубые шары летали над штатом Нью-Йорк

За пожаром на заводе Химволокно наблюдали инопланетяне

Загадки Плутона

Загадочные аномалии из космоса

Загадочный детектив-лозоходец

Земляне - пришельцы из созвездия Лебедя

Искусственный интеллект - судья, это - опасно

Искусственный интеллект будет изобретать лекарства

Искусственный интеллект научили играть в GTA V

Как зародилась жизнь

Камера МКС сняла странные объекты над поверхностью Земли

Криосон. Отличный способ скоротать вечность

Кумисское привидение вернулось

Невидимки в космосе. Кто нарушает правила космического движения

Необычное предсказание Юрия Лонго

НЛО пошевелился в ЦЕРНе

Предсказания колдунов-шаманов о России

Протопланетный диск нашли вокруг Фомальгаута

Процессию НЛО сняли над Канадой

Раскрыли важные секреты долголетия

Сверхразвитая цивилизация инопланетян

Создан прототип жидкого Терминатора

Таинственное свечение не дает покоя исследователям

Титан больше похож на Марс

У безымянной планеты Солнечной системы нашли луну

Удивительная шагающая яблоня

Уфолог сделал более сотни видео с НЛО

Часть атмосферы Земли принесли кометы

Черные дыры подтвердили существование темной энергии

Ядерные испытания повлияли на космическую погоду

Игровые аппараты Вулкан-онлайн

Клуб Вулкан-онлайн

База пришельцев или лестница Атлантиды

Возможны ли путешествия во времени

Голубой НЛО внутри радужного гало вокруг Солнца

Жители Малайзии все чаще видят йети

Испытан плазменный двигатель

Кассовый аппарат обнаружен на Марсе

Найдено место столкновения двух Вселенных

Нашли новый способ жить дольше

Новые тайны древнего народа эпохи Аркаима

Поиски внеземной цивилизации. Экзокуб Kickstarter просит помощи

Призрак сидит в позе лотоса на ночной дороге

Растения могут слышать

Расшифровали внутренний голос человека

Создан искусственный интеллект, раскрывающий преступления

Спустя 20 лет открылась правда о контакте с НЛО

Страшные истории Якутии. Лесные гостьи

Туристу удалось сбежать от детей с черными глазами

Чупакабра отрывает головы гусям в Великих Луках

Яркий НЛО наблюдали в штате Индиана

Прощание с Вадимом Чернобровым состоится 20 мая

Ватикан собрал теологов на космологическую конференцию

Говорящие кресты Кинтана-Роо

Загадочный сбой в системах марсохода

Изобрели секс-куклу, умеющую имитировать оргазм

Искусственный интеллект создаёт звуки

Козла-циклопа приняли за божество

Кто и зачем строил на Кубани дольмены

Нашли средневековую книгу с секретами священников

Одуванчики-мутанты обнаружены под Минском

Первый межзвездный полет. Как осуществить и куда лететь

Предсказания на будущее от Билла Гейтса

Призрак утонувшего мальчика выбежал из воды

Самые ужасные мифические существа

Сигарообразный НЛО над Куликовым полем

Существует ли разумная жизнь на экзопланетах

Тайны антикитерского механизма

Треугольный НЛО пролетел над Лос-Анджелесом

Установили характеристики двух суперземель

Художник нарисовал свою встречу с НЛО

Человеческая раса станет неузнаваемой

Умер уфолог Вадим Чернобров

Астрономы обсудят защиту Земли от астероидов

База инопланетян в горе Аю-Даг

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