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
Последние аномальные новости

Женщина случайно сняла бигфута

Жизнь на Луне существовала

Загадочные невидимые миры

Загадочный инопланетянин - Тощий Боб

Как мир впервые столкнулся с НЛО

Люди могут научиться эхолокации всего за 10 недель

Наша кровь может поступать из ранее неизвестного источника

НЛО заметили в Восточной Яве

Очень странные и зловещие люди в черном

Пенсионер (100 лет) устал сидеть без дела и вышел на работу

Правительство Бразилии провело слушания об НЛО

Самая большая в мире бактерия

Самый высокий IQ в истории

Симпсоны предсказали будущего президента США

Существовала ли на Земле высокоразвитая цивилизация

Темный диск пролетел над Луной

У мира нет плана на случай встречи с инопланетянами

Уфолог впервые за десятилетия работы выступил публично

Юпитер пожирал протопланеты

Японские ученые обнародовали свидетельства существования НЛО

Наземные фейерверки в интернет-магазине FEERVERKIN

Ванга предупреждала, с кем лучше не иметь дело

Джон Кеннеди. Смерть на Дили Плаза

Жители дома подали коллективную жалобу на паранормальные явления

Жители Самары приняли лучи прожекторов за НЛО

Историк заявил, что решил загадку Титаника

Китай создает ИИ сравнимый с человеческим мозгом

Климатический ущерб, вызванный ростом космического туризма

Марсиане могут угрожать всей жизни на Земле

НЛО заметили в Уругвае

Нумерологи раскрыли причину внезапной смерти певцов

Офицер разведки США рассказал о контактах с НЛО

Почему Крис Картер не доверяет докладу правительства США об НЛО

Правдивая история того, что произошло в Розуэлле

Предсказание Жириновского о развале США начало сбываться

Происхождение Людей в черном

Путешественник нашел следы семейства бигфутов

Сексуальный призрак флиртовал с охотницей за привидениями

Снежного человека сняли в России

Странное существо-тень пряталось за деревом

Таинственная пирамида может хранить невероятные древние знания

Альтернатива естественному зарождению жизни

Анализы антарктических минералов позволяют лучше понять Марс

Благоприятный район для жизни обнаружен на Марсе

Британские ученые считают людей пришельцами

Врачи нашли червя в голове женщины

Голоса мертвых и загадочная смерть Дэвида Чейза

Гуманоидный робот Теслы с ИИ будет готов через три месяца

Идеальный шторм, одновременно сияет радуга и сверкают молнии

Иностранные правительства следят за телефонами граждан

Какая связь между Ньютоном, Ноевым ковчегом и Богом

Канал известного уфолога на YouTube удалили

Конгресс США провел первую публичную дискуссию по НЛО

Миссия НАСА по изучению астероидов приостановлена

Мозг осьминога и человека имеют одни и те же гены

Названо меню супердолгожителей

Начались перевозки пассажиров на роботакси в Сан-Франциско

НЛО замечены в небе Испании

Новый научный прибор поможет искать внеземную жизнь

Нострадамус предсказал дату конца света

Облако в форме НЛО замечено над Ниагарским регионом

Пентагон хочет сбрасывать солдат в зону конфликта из космоса

Первое наблюдение НЛО произошло 75 лет

Поражающие воображение технологии древних найдены в Иране

Почему с неба Техаса падала рыба

Пчелы взяли в заложники жителей многоквартирного дома

Рецензия на книгу 'Оборотни в Пентагоне'

Семья заразились редчайшей болезнью, пообедав рыбой

Следы древнего наводнения обнаружены на Марсе

Сын Илона Маска официально сменил пол и имя

Тюремщики издеваются над конспирологом Ассанжем

Будет ли повторение WOW-сигнала

Ванга предсказывала Украине неспокойные времена

Военные пилоты наблюдали полет армады НЛО

Гигантские бактерии обнаружены в карибских мангровых болотах

Два истребителя преследуют НЛО в штате Мэн

Живые камни, которые растут и двигаются

Журавль - птица из иных миров

ИИ DALL-E сгенерировала чудовище

ИИ Google - ребенок, который может делать плохие вещи

История о пастухе, который подружился с инопланетянином

Как во сне подключиться к информационному полю

Как гадать по спящему мужчине

Как могли образоваться первые биомолекулы

Когда миры криптозоологии пересекаются с заговорами

Космические события, которые могут уничтожить жизнь на Земле

Крик бигфута записали в Британской Колумбии

Лаванда в магии для чего используется

Марсоход составил карту распределения минералов

Могут ли продвинутые инопланетяне изменить законы физики

Нумерология любви, какие цифры сделают брак крепким

Пастор утверждает, что грядет конец света

Почему мы не можем вспомнить свое рождение

Преимущества безбрачия тибетских монахов

Пришельцы или высокотехнологичные самолеты

Разведка США отказывается публиковать информацию об НЛО

Разумный ИИ Google нанял юриста

Странные рассказы о подземных городах великанов

Таинственные 'бумы' в небе

Теперь Пентагон должен доказать, что НЛО из этого мира

Ученые помогают разгадать тайну нежданного астероида

Аппарат для наблюдения за водой Марса получит обновление

Бигфут улыбается на камеру

Военный эксперт раскрыл, для чего в США изучают НЛО

Главные тайны, которые не удалось разгадать историкам

Женщина вышла замуж за куклу и родила от нее

Женщина пошла в туалет и неожиданно родила

Загадочное атмосферное явление Стив над Новой Зеландией

Загадочные древние фигурки озадачили ученых

Загадочные исчезновения самолётов

Загадочные смерти. Групповые убийства и заговоры

Козленок с огромными ушами родился в Пакистане

Людей привезли на Землю инопланетяне

Майя построили пирамиду в качестве бомбоубежища

Марс неоднократно был пригоден для жизни

На снимке с кладбища запечатлен призрак женщины

НАСА работает над развитием космических ядерных технологий

Необычный оптический эффект в небе над Москвой

НЛО над поселком Глебовский

Обнаружили три гибнущие экзопланеты

Огромное поле таинственных круглых отверстий у Калифорнии

Океаны на экзопланетах могут быть обогащены электролитами

Первый в мире филе-миньон на растительной основе

Свидетельства о серьезном изменении климата Марса

Составили карту серы на ледяном водном мире Европы

Странные случаи, записанные, пока люди спали

Странный сотовый узор на Марсе

Треугольный НЛО замечен над Лас-Вегасом

Улан-удэнцы делятся байками о привидениях

Черный треугольник замечен над Флоридой

Эпический парад планет

Британский астронавт рассказал о НЛО

Гигантский питон найден во Флориде

Женщина узнала настоящий пол мужа через 10 месяцев брака

Загадочные формы жизни на Марсе

Земля будет темным и мрачным местом

Иван Купала, гадание на суженого в домашних условиях

Инопланетяне-потрошители уничтожат Землю

Как по линиям руки определить нужную валюту

Как сделать амулет из соли

Когда вы сможете загрузить свой мозг в компьютер

Криптозоология и религия объединяются

Круги на полях, магия и древняя тайна

Магические свойства цветов похожих на ромашки

Необычное подземелье с туннелями нашли на Кубани

НЛО и монстры Рендлшемского леса

Обезьяны ворвались в деревню, похитили младенца

От черных вертолетов до сверхъестественных вертолетов

Очень странные близкие встречи семьи с бигфутом

Пиранью выловили в Западной Сибири

Пророчества от Арины. Три дня тьмы и страданий

Расшифровано письмо одержимой монахини 17 века

Русалка, держащая в руке летающую тарелку

Семь загадок Солнечной системы

Следы снежного человека нашли на снегу

Странная история голосов проклятой деревни

Страшные предсказания ясновидящей Ванги

Таинственное событие 1561 года в Нюрнберге

Ученые планируют вернуть к жизни тилацина

Фэн-шуй прогноз на июль 2022 года

Человекоподобного робота Tesla покажут в сентябре

Болезнь выкрутила кости индийского мальчика

Внезапное решение сделало мужчину богатым

Врачи нашли в желудке пациента 233 посторонних предмета

Все люди с голубыми глазами происходят от одного общего предка

Даже если мы встретим инопланетян, мы не сможем с ними общаться

Девочка стала генеральным директором компании

Загадочная красная шапка на спутнике Плутона

Когда НЛО и политика очень странным образом сочетаются

Колдовство, демонология и черные искусства

Компания SpaceX инвестирует в технологию варп-двигателей

Космические пузыри могут бороться с изменением климата

Люди могут дышать через попу

Наследие древней цивилизации на Урале

Необычный объект заметили в небе Самары

Неразгаданная тайна древних камней Дропа

НЛО нарушают известные законы аэродинамики

Паранормальные явления - это норма, а не исключение

Построили модель поглощения планет звездами

Почему ведьмы изображались верхом на метлах

Призрачные попутчики

Пропавшая фотография Громовой птицы

Пятилетняя девочка написала книгу

Рыбак в Камбодже поймал настоящего монстра

Смогут ли динозавры выжить в современном мире

Состоялся третий этнокультурный фестиваль 'Едем на Савин'

Подписка на новости
Наверх