Проектирование микросети для будущей лунной базы
Sandia National Laboratories хорошо известна разработкой надежных и отказоустойчивых микросетей для военных баз и жизненно важных городских служб. Теперь исследователи Sandia работают с НАСА над созданием одного из них для Луны. Это не первый раз, когда Sandia сотрудничает с НАСА для питания оборудования на Луне. Фактически, Сандия обеспечивал техническое руководство для радиоизотопных термоэлектрических генераторов, которые приводили в действие лунные эксперименты, проводимые многими миссиями Аполлона.
План НАСА относительно своей концепции лунной базы Artemis заключается в том, что она будет служить испытательным полигоном для возможного исследования Марса человеком, сказал Джек Фликер, инженер-электрик Sandia. Концепция базового лагеря состоит из жилого блока, в котором могут разместиться до четырех астронавтов, а также возможностей для отдельной добычи и переработки топлива, называемых использованием ресурсов на месте, объектов. Ранние миссии Artemis будут включать в себя краткосрочное пребывание в базовом лагере с целью увеличения продолжительности пребывания до двух месяцев за раз.
Горнодобывающие и перерабатывающие предприятия могут производить ракетное топливо, воду, кислород и другие материалы, необходимые для расширенного исследования лунной поверхности, при этом уменьшая потребности в поставках с Земли. Этот объект будет расположен далеко от базового лагеря, поэтому другие научные и технологические мероприятия, проводимые там, не будут нарушены, но электрическая сеть для двух блоков будет подключена во время чрезвычайных ситуаций для обеспечения отказоустойчивости и надежности, добавил Фликер.
Одна часть команды Sandia, в которую входят Ли Рашкин и Дэйв Уилсон, разрабатывает контроллер электрической системы для микросети горнодобывающего и обрабатывающего центра. По словам Фликера, НАСА разрабатывает контроллер электрической системы для жилого блока, поскольку эта система будет очень похожа на электрическую систему постоянного тока Международной космической станции. Фликер и его часть команды разрабатывают систему, которая соединит две микросети, и изучают поток энергии и работу между двумя микросетями.
«Есть несколько очень важных различий между чем-то вроде микросети типа МКС и чем-то размером с лунную базу», — сказал Фликер. «Одним из этих отличий является географический размер, который может быть проблематичным, особенно при работе при низком напряжении постоянного тока. Другое заключается в том, что, когда вы начнете расширять эти системы, будет намного больше силовой электроники, а также гораздо больше распределенной энергии. ресурсов, которые будут существовать по всей базе. Sandia уже давно рассматривает микросети с большим количеством распределенных энергетических ресурсов».
Распределенные энергетические ресурсы — это более мелкие источники электроэнергии, такие как солнечные панели и ветряные турбины, а силовая электроника — это устройства, такие как преобразователи, которые поддерживают работу электрических систем в соответствии со спецификациями. «Круиз-контроль» для электрической системы лунного горнодобывающего центра. Рашкин, инженер-электрик, и Уилсон, инженер по управлению, разрабатывают программное обеспечение для регулирования электроэнергии горно-обогатительного центра с начала лета 2021 года. Уилсон сравнил свой контроллер с круиз-контролем в стандартном автомобиле, поскольку он поддерживает ровный уровень напряжения в сети, несмотря на изменение внешней обстановки.
Контроллер должен иметь возможность поддерживать одинаковый уровень напряжения в нескольких разных временных масштабах, от менее тысячных долей секунды до сезонов. По словам Уилсона, на самом высоком уровне управляющего программного обеспечения, в масштабе от минут до времен года, люди могут контролировать, какие солнечные панели генерируют электроэнергию и какие энергопотребляющие устройства включены. Однако на самом низком уровне, менее чем за тысячную долю секунды, контроллер должен работать быстро и автоматически, чтобы поддерживать выходные данные на требуемом уровне. По словам Рашкина, в первую очередь они ориентированы на средний уровень управления.
«Наша цель — разработать систему управления энергией Луны, которая сможет эффективно поддерживать систему уровня во всех этих временных масштабах», — сказал Уилсон. «У нас есть специализированный объект Secure Scalable Microgrid и методология проектирования системы управления, которая анализирует это. В объекте также есть специализированные эмуляторы накопления энергии, которые могут помочь нам определить спецификации того, сколько энергии требуется базе и их требования».
Испытательный стенд Secure Scalable Microgrid — это уникальный исследовательский центр Sandia, который команда будет использовать для тонкой настройки своей системы управления. По словам Рашкина, они также будут использовать испытательный стенд для изучения вопросов о контроллерах энергосистемы и взаимодействиях между распределенными энергоресурсами, накопителями энергии и силовой электроникой в ??микросети постоянного тока, которая представляет собой масштабированное и упрощенное представление возможной лунной микросети. Большинство наземных микросетей и наземных электрических сетей в целом работают на переменном токе переменного тока.
Подобно высококлассной модели поезда, испытательный стенд состоит из трех взаимосвязанных микросетей постоянного тока со специально изготовленной электроникой для имитации различных систем производства энергии и устройств, использующих электричество. Системы производства электроэнергии, которые они могут имитировать, включают дизельные генераторы, фотоэлектрические батареи, эмуляторы накопления энергии и преобразователи энергии. По словам Рашкина, каждый из эмуляторов может управляться компьютером, а микросети могут быть настроены для тестирования бесконечного множества сценариев. Он добавил, что это обеспечивает прекрасную платформу для повторных экспериментов с немного измененным программным обеспечением для сравнения реакции системы.
«Целью здесь является проектирование сверху вниз: сначала мы пытаемся определить конструкцию управления, придумать спецификации для накопителя энергии, а затем НАСА может использовать эти спецификации для получения готовых к полету компонентов, соответствующих этим спецификациям». — сказал Уилсон. «В большинстве случаев люди делают обратное: они приносят вам аккумулятор и говорят: «Заставьте его работать», что может снизить производительность микросети». Другие исследователи, активно участвующие в разработке контроллеров, включают Марвина Кука, ученого-компьютерщика Sandia; Уэйн Уивер и Раш Робинетт III, профессора технических наук Мичиганского технологического университета; и Джозеф Янг, главный научный сотрудник OptimoJoe.
Вторым важным направлением деятельности исследователей Sandia является разработка системы, которая соединит микросети майнинг-объекта и жилых единиц для обеспечения отказоустойчивости и надежности. По словам Фликера, существует два основных способа обеспечения отказоустойчивости микросети. Во-первых, иметь возможность гибко направлять энергию туда, где она необходима. По словам Фликера, второй — это слишком большие размеры, чтобы обеспечить достаточную мощность даже в случае отказа нескольких элементов.
«Обычно у нас есть некоторая комбинация этих двух, где она в некоторой степени негабаритна, но вы также можете гибко направлять энергию, как вам нужно, внутри микросети или между независимыми, но совместными микросетями, как мы исследуем для Луны, — сказал Фликер. «В случае непредвиденных обстоятельств, таких как отказ системы хранения энергии во время затмения, мы хотим иметь возможность перенаправить энергию с горнодобывающего предприятия в базовый лагерь, чтобы обеспечить безопасность астронавтов».
Часть команды Фликера также изучает, как может работать связь между двумя микросетями. Они изучают влияние расстояния между майнинговым комплексом и жилой единицей на эффективность и стабильность передачи, независимо от того, находятся ли они на расстоянии пяти или 20 миль друг от друга. Команда также определяет оптимальное напряжение, при котором должно работать соединение, и будет ли оно Имеет смысл, чтобы соединение оставалось постоянным, или если НАСА должно преобразовать его в переменный ток, чтобы совершить поездку, а затем обратно в постоянный ток, как только он достигнет жилого блока. Чтобы ответить на эти вопросы и изучить различные сценарии непредвиденных обстоятельств, Фликер и инженеры-электрики Рашид Дарбали-Замора и Эндрю Доу используют два исследовательских центра.
Лаборатория распределенных энергетических технологий Sandia используется для изучения интеграции возобновляемых источников энергии, таких как ветряные турбины и солнечные панели, в более крупные энергетические системы. Одной из сильных сторон этой лаборатории являются аппаратные эксперименты. По словам Дарбали-Замора, такие эксперименты включают подключение реального оборудования к программному обеспечению, которое может подвергать оборудование различным смоделированным сценариям, включая катастрофические отключения электроэнергии и погодные условия. Он добавил, что эти эксперименты являются промежуточным этапом между чистой симуляцией и полевыми испытаниями.
«С помощью этого оборудования постоянного тока, которое мы создаем в лаборатории, мы можем тестировать силовые преобразователи, импеданс электрических линий между лунными объектами, мы также можем тестировать фактические устройства генерации и хранения энергии", - сказал Дарбали-Замора. «По сути, мы можем использовать его для изучения различных ситуаций, чтобы мы могли разработать систему, которая является самоподдерживающейся и может продолжать работать, даже если массив солнечных панелей выйдет из строя». По словам Фликера, команда также будет использовать микросеть постоянного тока Emera на базе ВВС Киртланд, чтобы увидеть, как система с тяжелой электроникой может работать и переносить питание по мере необходимости в сценариях с низким энергопотреблением.
Конечно, вся команда Sandia тесно сотрудничает, добавил Фликер. Например, они используют наборы инструментов из испытательного стенда Secure Scalable Microgrid и некоторые наборы инструментов НАСА в своих компьютерных симуляциях. По словам Дарбали-Замора, со временем они даже планируют протестировать контроллер Уилсона в моделировании соединений. «Несмотря на то, что эта работа предназначена для микросети на Луне, исследование также имеет отношение к обеспечению устойчивости сообществ на Земле», — сказал Дарбали-Замора. «Я родом из небольшого городка в Пуэрто-Рико. Я надеюсь, что некоторые из уроков, извлеченных из этого проекта с точки зрения устойчивости, я смогу применить дома».
Источник
Последние аномальные новости

В Млечном Пути есть четыре враждебных цивилизации

Вертолет армии США столкнулся с тремя НЛО

Джек Потрошитель и охота на привидений

Женщина разбогатела благодаря своей 60-кг груди

Загадочное убийство Бенджамина Натана

Загадочные увечья крупного рогатого скота

Инопланетян скоро обнаружат на Марсе

Ментальные недуги и природа человека

Показали настоящую квантовую телепортацию

Правительство США контролирует погоду

Природа в Курумкане обладает сверхъестественной силой

Сибирские мегалиты

Слизняк и закрытая дверь на Марсе

Таинственная связь между совами и феноменом НЛО

Тайны Древнего Египта

Тёмное вещество будет искать российско-итальянский ИИ

Теоретики предсказали самоостановку света

Четыре вида Мультивселенной. В какой из них находимся мы

Что правда, а что - ложь в шоу Битва экстрасенсов

Экзопланеты, экзолуны и экзокометы

Аннунаки посещали Землю для добычи золота

Ануннаки и золотое рубиновое стекло

Большие загадочные кошки сняты на камеру по всей Великобритании

Внеземные цивилизации могут колонизировать галактику без звездолетов

ГМ-продукты появятся на полках супермаркетов

Гномы в Древнем Египте

Жуткий остров призраков Повелья

Загадочные магнитные волны во внешнем ядре Земли

Затонувший город Бога Кришны

ИИ помогает в идентификации астрономических объектов

Использование экстраординарных чисел в физике для объяснения тайн Вселенной

Как мы будем находить экзопланеты с океанами

Колдуны пробрались на кладбище и похитили голову полицейского

Кремль не стал комментировать пророчество Жириновского

Мужчина вернул в библиотеку взятую 40 лет назад книгу

НЛО заметили в кратере на Луне

Обнаружили новый тип массивных черных дыр

Определен вызывающий врожденные аномалии ген

Почему мы не обнаружили коорбитальные экзопланеты

Предсказания Никола Тесла о будущем

Пришельцы на летающих тарелках в преданиях индейцев

Ребенок родился с постоянной улыбкой на лице

Робот-художник Ай-Да создала жуткий портрет Елизаветы II

Сверхмассивные черные дыры обнаружили в умирающих галактиках

Спектрографы телескопа Уэбба будут тренировать на двух экзопланетах

Тайный вход в Сфинксе ведет в камеру древних фараонов

Ужасающий шотландский серый человек

Файлы ФБР. Увечья крупного рогатого скота и животных

Флотилия НЛО замечена над Чикаго

Хроновизор - машина времени Ватикана

Акулы доказывают существование Бермудского треугольника

Безошибочные квантовые вычисления становятся реальностью

Догмена сняла камера наблюдения техасского зоопарка

Долгожители сыграли свадьбу после 60 лет совместной жизни

Женщина более 30 лет притворялась мужчиной

Жители Бурятии рассказали о полтергейсте в супермаркетах

Житель Японии превратился в собаку

Загадочные магнитные волны обнаружили в ядре Земли

ИИ изобретает собственную культуру и передает ее людям

История женщины с лицом свиньи

Мальчик проснулся и увидел грызущего его ногу медведя

Мертвый кот вернулся домой

Миром правят воля и разум человека, а не тайные силы

Непальца признали самым низкорослым подростком

НЛО замечен возле шаттла Эндевор

Парень женился на 77-летней девушке

Поймали гигантского марлина весом 621 кг

Получен первый сертификат для оказания услуг аэротакси

Почему американцы выбрали НЛО в качестве новых врагов

Почему Марс высох

Пришельцы, мертвец и вечный разум творения

Пыльные вихри объясняют постоянную дымку на Марсе

Робот-краб, который меньше блохи

Рыбаки поймали огромного черного панцирника

Странный правительственный эксперимент по управлению разумом

США сняло клеймо маргинальности с темы НЛО

Феномен человека-мотылька и его связь с путешествиями во времени

Черные машины жутких людей в черном

Чтобы погубить бабочку-монарха достаточно смартфона

Энергетическая сущность замечена в Германии

Как быстро выйти из запоя

Белая сфера замечена над Алабамой

Буддийские монахи заживо себя мумифицируют

Бургеры действительно вкуснее с огурцами

Диспетчеры НАСА и астронавты разговаривают об НЛО

Древние пирамиды нашли в Амазонии

Женщина решила причесаться и нашла нож в голове

Затерянный подземный город под Гранд-Каньоном

Звезды тяжелее, чем мы думали

ИИ раскрыл математику, лежащую в основе поиска экзопланет

Каковы шансы, что нас посетили инопланетяне

Курица несет яйца в форме кешью

Мертвый ребенок ожил в могиле

Мужчина нашел возле дома инопланетный предмет

Научно-фантастический фильм 'НЛО Швеции'

Обнародован документ о столкновении авианосца Кирсардж с НЛО

Огненную радугу заметили в небе над Краснодарским краем

Правительство США скрывает существование НЛО

Предсказания русского Нострадамуса сбываются

Представители Министерства обороны США обнародовали кадры НЛО

Приватный браузер DuckDuckGo уличили в сливе данных пользователей

Самопожирание цивилизаций или вариант Циолковского

Солнечный парус может вывести науку на новый уровень

США обвинили Россию в использовании инопланетян

Таинственное крылатое существо, но это не человек-мотылек

Три необъяснимых близких столкновения с инопланетянами

Тяжелобольной ребенок внезапно выздоровел

У правительства США есть обломки с места крушения НЛО

Чупакабра - внеземное существо

Электронный мозг будет на порядки лучше существующих

Я видел больше НЛО, чем могу сосчитать

Ванга предсказала нехватку воды и новые болезни

Героиня шоу Битва экстрасенсов назвала участников артистами

ГМ-помидоры могут стать новым источником витамина D

Девушка вышла замуж за мужчину на 30 лет старше

Дело об НЛО в Розуэлле

Древние экскременты пролили свет на историю строительства Стоунхенджа

Женщина много лет прожила с двумя влагалищами, не зная об этом

Забудьте о Марсе, когда люди полетят на Сатурн

Запретная история ануннаков - 1

Запретная история ануннаков - 2

Когда люди вступят в контакт с самыми могущественными инопланетянами

Компания Lonestar планирует перенести все знания человечества на Луну

Конспирологи связали вакцину AstraZeneca со вспышкой оспы обезьян

ЛСД, секретные агенты, монстры и заговор

Мужчина впервые женился в 95 лет

Мужчина поймал щуку весом в 14 кг

НАСА будет заправлять и ремонтировать спутники на орбите

Огромный астероид пролетит мимо Земли

Пилот Мантелл разбился во время погони за НЛО

Почему галки громко кричат по утрам

Родившийся без челюсти мужчина женился

С нашей Вселенной происходит что-то странное

Свидетели ранней Солнечной системы

Стейк из лаборатории скоро появится на вашей тарелке

Тайна Зоны 51. Русские НЛО пугают американцев

Таинственные города-призраки

Уфолог назвал слушания по НЛО новым этапом в их изучении

Хакасский Стоунхендж

Черный гуманоид из Торонто

Ядерные изомеры и их тайны

Бетон. Самые важные свойства

Новогодние подарки в мягкой игрушке

Близкие экзопланеты найдут с помощью астрометрии

Высокоскоростной НЛО сняли с дрона

Десятилетние споры о химическом составе Солнца

Загадочный червь Лэмбтона

Земля является гибридной планетой

Инопланетный город найден в центре океана

Инопланетяне могут существовать, но только в далекой-далекой галактике

Когда человеческий разум может создавать монстров

Люди в черном и их странная неспособность есть

Моделирование предсказывает загадочные биологические процессы

Мужчины больше верят в заговоры, а женщины - в мистицизм

На Земле существовала давно потерянная материнская цивилизация

НАСА нашло таинственный дверной проем на Марсе

НЛО замечен над Сиэтлом

Скрижаль Шамаша доказательство передовой древней технологии

Существует ли секретная технология антигравитации

США и Япония планируют высадку на Луну

Таинственная планета нарушила орбиты газовых гигантов

Что показал нам Пентагон

Экзопланеты у двойных звезд могут быть обитаемы

База данных военных по НЛО теперь содержит 400 инцидентов

Британцы вступают в сексуальные контакты с инопланетянами

Дверь на Марсе имеет естественное происхождение

Древнейший в мире искусственный глаз

Древняя инопланетная технология обнаружена в Сибири

За пределами нашей реальности существует еще одна реальность

Загадочная Сумка Богов

Загадочные места России. Гора Пидан

Загадочные места России. Остров Ольхон, мыс Кобылья Голова

Загадочные места России. Туимский провал и озеро Шира

Загадочные места России. Чертово городище

Замаскированный НЛО замечен над Каиром

Инопланетяне могут вторгнуться на Землю в ближайшие пять лет

История об инопланетной машине скорой помощи

Как загадать желание под цветущим деревом

Каменный смартфон найден в США

Киборги заменят людей и построят собственную цивилизацию

Китай запустит станцию для добычи грунта с астероида

Конгрессмен заявил, что США нашли обломки НЛО

Кролики-убийцы наводили ужас в средневековье

Мегаплатанос. Греческий Розуэлл

На брифинге Конгресса США по НЛО не хватает откровенности

Неразгаданная тайна НЛО в Новой Зеландии

Подписка на новости
Наверх