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 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - ...
Последние аномальные новости

Во время солнечного затмения рептилоиды начнут захват Земли

Двадцать малоизвестных теорий заговоров

Искусственный интеллект не такой умный

Круглая радуга над Санкт-Петербургом

Мемориальная доска уфологу Черноброву появиться в Кыштыме

Михаил Пореченков объяснил, почему перестал верить ясновидящим

На Титане обнаружен двигатель предбиотической химии

Нашли потомков жителей библейского Ханаана

НЛО наблюдали над Пензой

Озорной полтергейст замка Рипли

Откуда мы знаем, что Земля не плоская

Подали апелляцию на присуждение первой степени по теологии

Почему люди видят призраков

Появилась горячая линия для свидетелей НЛО

Разоблачение шоу Битва экстрасенсов

Рыбак сфотографировал привидение

Участницу Битвы экстрасенсов Сабину поймали на мошенничестве

Человека-мотылька видели на башне в Чикаго

Черный йети выходит из леса

Число крупных комет сильно недооценивалось

В Бермудском треугольнике нет ничего мистического

Ведьма Кравченя, убивала молодых девушек для омоложения

Впервые проследили за околосмертными переживаниями

Гигантская улитка с мордой кролика

Глупо мечтать о терраформировании Марса

Земля наполовину состоит из чужой материи

Как была открыта первая экзопланета

Климатическое оружие очень дорого

Кто построил пирамиды

Медитация - не магия вуду

Могилу ребенка-инопланетянина нашли в Крыму

Нанозонды скоро полетят к Альфе Центавра

НЛО выстрелил лучом света в испуганного водителя

Открыли первую экзолуну

Радужный НЛО около МКС

Редкий вид нечисти - Дамы в зеленом

Струйные молнии взлетали в космос над Гавайями

Тайна кровавых приливов на Балтике

Удивительные факты о бессознательном

Фантастические объекты, которые существуют

В одной из мумий Наска обнаружены яйца

Грибы помешают колонизировать космос

Грузинская Петра

Инопланетяне увеличили активность

Как европейцы ищут несуществующие точки и меридианы

Кошка с аномально длинными лапами

Необъяснимая аномалия магнитного поля Сатурна

НЛО заметили над Озерском

Одна теория разгадывает сразу три тайны Марса

Пациенту удалили 37-килограммовую опухоль

Первыми на Луне были русские

Под поверхностью Луны присутствует вода

Приливы поддерживают жизнь на экзопланетах

Пророчества монаха Авеля

Редкий метеор пролетел над Екатеринбургом

Статью про мидихлорианы из Звёздный войн опубликовали научные журналы

Толстолобика-гиганта выловили в Исетском водохранилище

Удивительные загадки прошлого

Усомнились в пушистости темной материи

Феномен появления необычных символов на теле

Блуждающие экзопланеты могут быть обитаемы

Говорящие камни Армении и их связь с пирамидами Хеопса

Гомеопатию прекратили финансировать в Англии

Группа НЛО пролетелела над Ростовом

Демон притаился в ванной

Демоны убили солиста группы Linkin Park

Когда первый человек покинет Солнечную систему

Мистическая Москва. Двери в иной мир - 1

Мистическая Москва. Двери в иной мир - 2

Музей заплатит $15000 за расшифровку иероглифов

НАСА снова огорчило уфологов

Небесное явление над Бразилией

Обширные залежи воды на поверхности Луны

Открыли сверхновую яркостью в три Галактики

Пять НЛО над Восточной Сербией

Секретная база Третьего Рейха на Луне

Создатель Мистера Робота расскажет о Бермудском треугольнике

Тайны острова архангела Михаила

Теория заговоров. Что такое химтрейлы

Факты о черных дырах

Египетские фараоны потомки инопланетян

За Северной Осетией следят инопланетяне

Загадочные люди-тени

Захоронение с мумифицированными инопланетянами

Инопланетяне прилетают воровать полезные ископаемые

Климатическое оружие пущено в ход

Круг на поле в Западном Сассексе

Лох-Несское чудовище вопротили в металле

Милосердное привидение

Можно ли вытащить что-то из черной дыры

Монах, охраняющий клад в воронежских катакомбах

Музыкант рассказал о контакте с НЛО

НЛО в районе Канарских островов появился из-под воды

Новый способ общаться с внеземными цивилизациями

Огромное количество древних фресок с НЛО

После землетрясения на Косе в небе появилось НЛО

След НЛО в библейском Чуде пяти хлебов и двух рыбок

Фотозагадки красной планеты

Что нужно сделать, чтобы уничтожить жизнь на планете

Чупакабра пугает жителей Калифорнии

Ничего лишнего только игровые автоматы

Головокружительный драйв на спортивном тотализаторе

Археологи нашли печать XIV века с изображением инопланетянина

База инопланетян недалеко от Зоны 51

В гостях в музее Кирлиан

Житель Углегорска заснял на камеру НЛО

Козленок-мутант с человеческим лицом

Колдуны сорвали выборы в Новой Гвинее

Луна создана инопланетянами

Лунный заговор как тест на профпригодность

Места в России, которые считают аномальными зонами

Мистический источник высоких энергий Акыр-Таса

Музыкант играл на гитаре во время операции на мозге

На Марсе не было никаких цивилизаций

Необычная связь между эволюцией жизни и вулканами

НЛО пролетело над Благовещенском

Плана защиты от вторжения инопланетян у европейских властей нет

Призраки или горные духи Приэльбрусья

Призраки Петербурга

Тайна гигантского шестиугольника на Сатурне

Удивительные экзопланеты

Элита готовится к глобальному катаклизму

Аномалии. Сколько волнения в этом слове

Беды аномальных зон

Гигантский корабль инопланетян возле МКС

Загадка антивещества

Загадка Белой пирамиды

Загадочные иероглифы в полях под Ростовом

Инопланетяне жили вместе с людьми на Земле

Инопланетяне присутствовали на Земле в античные времена

Исследователи отправятся на поиски клада невесты-призрака

Левитирующие кристаллы нашли в Арканзасе

НЛО над Сызранью

Новая экзопланета класса горячих юпитеров

Новые факты о Балтийской аномалии

Обнаружили планету с атмосферой-солнцезащитным кремом

Отходы НЛО или внеземные формы жизни

Поразительные хрономиражи

Родился козел с демоническим лицом

Сигнал инопланетян передавал земной спутник

Ставропольский дом с привидениями переделают в отель

Тайна петроглифов Залавруги

В поисках другой жизни в Солнечной системе

В России все чаще фиксируют инопланетные корабли

Все здания ВТЦ намеренно уничтожены властями США

Группу лжеэкстрасенсов и парапсихологов отправили в тюрьму

Домашнего эльфа нашли в стене дома

Загадочные круги на полях 45-й параллели

Замороженного пришельца обнаружили на вершине горы Адамс

Запущен новый инструмент для поиска экзопланет

Как минимум 75% нашей ДНК является бесполезной

Назван способ прожить на семь лет дольше

Неизвестную субстанцию вынесло на берег Франции

НЛО в виде полумесяца засняли в небе

Поймали тень карликовой планеты на поверхности Земли

Получили первое фото плевка черной дыры

Почему колония на Титане может быть лучше марсианской

Призрак служанки попал в объектив камеры

Свиток с пророчествами нашли в стене дома

Скоро объявят об открытии гробницы жены Тутанхамона

Тайна рождения первых черных дыр

Хорошие гены не помогают дожить до ста лет

Девушка сделала селфи с фантомом

Загадки и тайны Чегемского ущелья

Зачем таджики ходят к колдунам

Интересные космические феномены

Инцидент в Рэндлшемском лесу

Искусственный интеллект. История и перспективы

Как уничтожить все живое на Земле

Назвали города, где можно увидеть НЛО

НЛО в небе над Краснодаром всполошил горожан

Отель с призраком выставили на торги

Открыта суперземля с экстремально коротким годом

Пара НЛО пролетела над Челмсфордом

Представьте себя на месте инопланетян

Случаи из жизни людей без мозга

Сотни древних пирамид обнаружены в долине мертвого огня

Странная аномалия над Корнуоллом

Странная ракета пролетела над Гамильтоном

Странное явление в небе над Петропавловском

Таинственное чудовище террорезирует шотландскую деревню

Удивительный шар в небе

Американские и британские пилоты видели НЛО

Британскую семью преследует одержимая духами кукла

Все мы связаны между собой

Вселенная обладает собственным сознанием

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