Гуляя по ссылкам, встретил интересное. Хотя и не совсем новое. Но, говорят, очень перспективное.
Цитата
При всём несовершенстве космической техники, скоростей, которые она способна развивать, достаточно для преодоления фантастических по земным меркам дистанций за сравнительно короткие сроки. Десятки часов до Луны, несколько месяцев до Марса, и даже внешние планеты Солнечной системы достижимы за считанные годы. Может быть поэтому очередная миссия, автоматическая экспедиция с негромким названием SMART-1, не привлекла к себе большого внимания. Стартовавший 27 сентября 2003 года, этот малыш (треть тонны всего лишь) потратил тринадцать месяцев лишь на то, чтобы преодолеть разделяющие Землю и Луну четыреста тысяч километров. Вместе с тем, построенный Европейским космическим агентством (ESA) небесный тихоход заслуживает самого пристального внимания, ибо занимает в ряду рукотворных межпланетных аппаратов особое место: свой путь SMART-1 преодолел, используя в высшей степени экспериментальный ионный двигатель.
Воспетый фантастами ионный движок столь же прост, сколь и эффективен. Для его функционирования необходимы две вещи: топливо в форме инертного ксенона и электричество. Первый был загружен на Земле - всего 60 литров. Электричеством станцию снабжают опять же экспериментальные солнечные батареи нового поколения, вдвое более производительные, по сравнению с теми, что широко используются сегодня в том числе и в космонавтике. Ксенон микроскопическими порциями впрыскивается в "камеру сгорания", где ионизируется и, истекая из дюз, рождает движущий импульс. Мощность ионного двигателя SMART-1 крайне невелика: тот же эффект в воздушной среде обеспечило бы помахивание открыткой. Но такой агрегат способен работать без перерыва многие месяцы. SMART-1 летел до Луны по хитрой, спиральной траектории, наматывая круги вокруг Земли, чтобы воспользоваться её гравитацией себе на пользу. Потратив почти весь ксеноновый запас, он преодолел за год с небольшим почти 80 миллионов километров, разогнавшись до скорости в 2.7 километра в секунду. Чистое время работы ионного движка составило 3648 часов. 80 миллионов километров на 60 литрах - неплохо, правда?
Цитата
Ионный двигатель — разновидность электрического ракетного двигателя. Его рабочим телом является ионизированный газ (ксенон или цезий). Содержание
Принцип действия Принцип работы двигателя заключается в ионизации газа и его разгоне электростатическим полем. При этом, благодаря высокому отношению заряда к массе, становится возможным разогнать ионы до очень высоких скоростей (выше 210 км/с по сравнению с 3—4.5 км/с у химических ракетных двигателей). Таким образом, в ионном двигателе можно достичь очень большого удельного импульса. Это позволяет значительно уменьшить расход реактивной массы ионизированного газа, по сравнению с расходом реактивной массы в химических ракетах, но требует больших затрат энергии. Недостаток двигателя в его нынешних реализациях — очень слабая тяга (порядка десятых долей Ньютона). Таким образом, нет возможности использовать ионный двигатель для старта с планеты, но, с другой стороны, находясь в открытом космосе, при достаточно долгой работе двигателя есть возможность разогнать космический аппарат до скоростей, недоступных сейчас никаким другим из существующих видов двигателей (кроме солнечного паруса). В существующих реализациях для поддержки работы двигателя используются солнечные батареи. Но для работы в дальнем космосе такой способ неприемлем. Поэтому уже сейчас для этих целей иногда используются ядерные установки.
История Принцип ионного двигателя довольно давно известен и широко и давно представлен в фантастической литературе, а также кинематографе, но для космонавтики стал доступен только в последнее время. В 1960 году был построен первый функционирующий широко-лучевой (broad-beam) ионный электростатический двигатель (создан в США в NASA Lewis Research Center). В 1964 году — первая успешная суборбитальная демонстрация ионного двигателя (SERT I) тест на выполнимость нейтрализации ионного луча в космосе. В 1970 году — испытание на длительную работу ртутных ионных электростатических двигателей в космосе (SERT II). С 70-х годов ионные двигатели на эффекте Холла использовались в СССР в качестве навигационных двигателей (двигатели SPT—60 использовались в 70-х годах на «Метеорах», SPT—70 на спутниках «Космос» и «Луч» в 80-х, SPT-100 в ряде спутников в 90-х). В качестве основного (маршевого) двигателя ионный двигатель был впервые применён на космическом аппарате Deep Space 1 (первый запуск двигателя 10 ноября 1998). Следующими аппаратами стали европейский лунный зонд Смарт-1, запущенный 28 сентября 2003, и японский аппарат Хаябуса, запущенный к астероиду в мае 2003.
Следующим аппаратом NASA, обладающим маршевыми ионными двигателями, стала (после ряда замораживаний и возобновления работ) АМС Dawn, которая стартовала 27 сентября 2007 года. Dawn предназначается для изучения Весты и Цереры, и несет три двигателя NSTAR, успешно испытанных на Deep Space 1.
Перспективы. ЕКА планирует использовать ионный двигатель в меркурианской миссии BepiColombo. Он будет базироваться на двигателе, установленным на Смарт-1, но более мощным (запуск намечен на 2011—2012). NASA ведёт проект «Прометей», для которого разрабатывается мощный ионный двигатель, питающийся электричеством от бортового ядерного реактора. Предполагается, что такие двигатели в количестве восьми штук смогут разогнать аппарат до 90 км/с. Первый аппарат этого проекта Jupiter Icy Moons Explorer планировалось отправить к Юпитеру в 2017 году, однако разработка этого аппарата была приостановлена в 2005 году из-за технических сложностей. В настоящее время идёт поиск более простого проекта АМС для первого испытания по программе «Прометей».
принцип работы в картинках. Кто-нибудь встречал схему, более подробное описание конструкции?
--------------------
Одолевший путь выходит к тёмному суровому стражу источника, который решает судьбу идущего
Включена и опробована сложная электрическая ионная реактивная система ГОЧЕ (GOCE), что отмечает еще одну критическую контрольную точку во время фазы подготовки после запуска.
Успех сверхчувствительных измерений гравитации спутника ГОЧЕ зависит от того, насколько хорошо мы управляем его орбитой и скоростью. Тяга двигателя должна быть достаточной для компенсации крошечной силы трения атмосферы на высоте орбиты ГОЧЕ. Обычный реактивный двигатель для этого не подходит, поэтому ГОЧЕ использует сложную электрическую ионно-реактивную систему.
Эта очень передовая система не сжигает топливо как обычный ракетный двигатель. Вместо этого, она заправлена 40 килограммами ксенона, который преобразуется в быстро-движущиеся ионы – лишенные электронных оболочек атомы ксенона Ионы выстреливаются назад, давая очень малую, стабильную и непрерывную тягу. Эта система включает два запасных двигателя, смонтированных на задней внешней панели спутника. Тяга двигателей составляет между 1 и 20 миллиньютонами с автоматической регулировкой, в зависимости от длительности, в течение которой спутник испытывает атмосферное трение.
Это фантастически малая сила – тяга в несколько миллиньютонов эквивалентна весу нескольких капель воды на Земле. С помощью такой постоянной тяги представляется возможным поддерживать так называемую орбиту свободного падения.
--------------------
Одолевший путь выходит к тёмному суровому стражу источника, который решает судьбу идущего
Перспектив для перевозки человека в ближайшее время как будто и не видно. Полетай ка в соседстве с ядерным реактором. Интересно, а как будут защищать электронику от ядерного реактора?
Перспектив для перевозки человека в ближайшее время как будто и не видно.
Для космической станции вполне годится уже сейчас: корректировка курса, контроль высоты и положения, маневрирование возможно выполнять. Да еще экономичность.
Цитата(nth)
Полетай ка в соседстве с ядерным реактором.
А чего такого страшного? Страшнее солнечная радиация, кажется. Честно говоря, не знаю как с радиацией бороться собираются. Проекты разные есть: от толстых стенок и специальных помещений до плазменного покрывала.
--------------------
Одолевший путь выходит к тёмному суровому стражу источника, который решает судьбу идущего
Для космической станции вполне годится уже сейчас: корректировка курса, контроль высоты и положения, маневрирование возможно выполнять. Да еще экономичность. А чего такого страшного? :) Страшнее солнечная радиация, кажется. Честно говоря, не знаю как с радиацией бороться собираются. Проекты разные есть: от толстых стенок и специальных помещений до плазменного покрывала.
ну так на земле от радиации ядерного реактора защищаются бетоном. В больших размерах. А где в космосе разместить такую массу. Плазма - любопытная вещь.
о воздействии космической радиации на технику и человека.
Цитата
Нил Армстронг (первый астронавт, вступивший на Луну) сообщил на Землю о своих необычных ощущениях во время полёта: порой он наблюдал яркие вспышки в глазах. Иногда их частота достигала около сотни в день (рис. 16.5). Учёные стали разбираться в этом явлении и быстро пришли к выводу, что ответственны за это… галактические космические лучи. Именно эти частицы высокой энергии, проникая в глазное яблоко, вызывают черенковское свечение при взаимодействии с веществом, из которого состоит глаз. В результате астронавт и видит яркую вспышку. Наиболее эффективно с веществом взаимодействуют не протоны, которых в составе космических лучей больше всех остальных частиц, а тяжёлые частицы – углерод, кислород, железо. Эти частицы, обладая большой массой, теряют значительно больше своей энергии на единицу пройденного пути, чем их более лёгкие собратья. Именно они и ответственны за генерацию черенковского свечения и возбуждение ретины – чувствительной оболочки глаза. Теперь это явление широко известно. Оно, вероятно, наблюдалось и до Н. Армстронга, только не все космические пилоты об этом сообщали на Землю.
Цитата
Из какого материала может быть создана защита корабля? Наиболее распространённый в космических кораблях материал – алюминий в силу своего малого удельного веса и прочности. Расчёты показывают, что можно создать межпланетный корабль с разумным весом и достаточно эффективной защитой от СКЛ. Разрабатываются новые виды защитных материалов, которые вкачестве защиты будут более эффективны, чем алюминий. К ним относятся, например, водородосодержащие пластики (например, типа полиэтилена). С помощью таких материалов можно создать защиту, которая при толщине 7 см будет уменьшать дозу радиации на 30-35%. Но и этого мало и следует либо увеличивать толщину защиты, либо уменьшать длительность полёта. И первое, и второе – нереально. Есть ещё один способ борьбы с этой проблемой. Это – медикоментозный. Вполне вероятно, что будущие марсианские пилоты будут снабжены эффективными противорадиационными препаратами. И всё же: как уменьшить риск радиационного поражения при длительном космическом полёте от ГКЛ? Неужели нет никаких вариантов? На самом деле, ещё на заре космических полётов учёные и инженеры думали о технических средствах борьбы с радиацией. И в этом плане изучение возможности использования искусственных магнитных и электрических полей играло первостепенную роль. Вспомните нашу планету с её магнитным полем. Именно магнитное поле не позволяет большой доле космических лучей достигнуть Земли. Ну, а если вокруг космического корабля создать искусственное магнитное поле? Такие проекты есть. Посмотрите на рис. 16.13. На нём изображён магнит с максимальной напряжённостью поля 70000 Гс. Внутри и вне этого магнита поле приближается к нулю (это обеспечивается специально разработанной конструкцией магнита). Поле такого магнита “отметёт” большую долю ГКЛ – как протонов, так и ядер. Расчёты показывают, что применение такого магнита позволит снизить в 3-4 раза дозу радиационного облучения за 2,5-летнюю экспедицию на Марс. Это немало. Аналогичное снижение дозы возможно, конечно, и с использованием алюминиевой защиты. Но такая защита будет весить 800 тонн! Корабль с магнитной защитой – 30 тонн. Но… как создать такое мощное магнитное поле? Это можно сделать только с использованием сверхпроводящих магнитов. Вы скажите – фантастика? Нет. Прообраз такого магнита уже создан, и он будет использован в эксперименте АMS - 02 (см. рис. 10.3) для исследования космических лучей на борту Международной космической станции. Так что, казалось бы, от фантастической идеи до её реализации, путь не такой уж и большой.
Еще.
Цитата
Изучив доставленную на Землю первую партию детекторов, ученые определили, что на углублении 5 см доза радиации почти достигает фонового уровня, а потом становится еще меньше. «Таким образом, если обеспечить дополнительную защиту кают, например, слоем воды или влажными салфетками, мы сделаем пребывание человека в космосе более безопасным», — сказал Шуршаков. Впоследствии полученные данные помогут специалистам рассчитать предельно допустимые дозы и разработать эффективную защиту для космонавтов в ходе межпланетных перелетов, пояснили в ИМБП.
Цитата
Специалиста из NASA изобрели революционный материал, основанный на полиэтилене, и назвали его RXF1. Этот материал оказался прочнее и легче алюминия. "RXF1 - это первый в своем роде уникальный материал, совмещающий в себе превосходные структурные свойства с великолепной способностью экранирования",- говорит Нассер Барготи (Nasser Barghouty), специалист проекта по защите от космической радиации при Центре Космических Полетов Маршалла (NASA's Space Radiation Shielding Project at the Marshall Space Flight Center).Защита астронавтов от космической радиации остается главной нерешенной проблемой. Представим себе полет человека на Марс. Полет в оба конца занимает 30 месяцев. Выйдя в открытый космос, космический корабль с астронавтами лишится защиты от радиации, которую обеспечивает магнитное поле Земли. Некоторые ученые считают, что алюминий дает достаточную защиту от радиации на орбите Земли и при полетах на короткие расстояния. Но алюминиевой защиты недостаточно при полете на Марс. Барготи скептически относится к алюминиевой защите и считает, что долететь до Марса в алюминиевом корабле невозможно. Пластик становится очень привлекательной заменой: по сравнению с алюминием, полиэтилен на 50% лучше защищает от солнечных вспышек и на 15% - от космической радиации. Преимуществом пластика является также и то, что он не создает "вторичную радиацию", чем грешат тяжелые материалы типа алюминия или свинца.
Сообщение отредактировал efro - May 17 2009, 16:28
--------------------
Одолевший путь выходит к тёмному суровому стражу источника, который решает судьбу идущего
Хм. Я про гамма излучение от ядерного реактора. Вроде как именно это излучение самое вредное. Надо уточнить. Может ядерный реактор гамма излучения не имеет :)
Спектр излучения Вавилова - Черенкова непрерывный, практически нарастающий линейно до max при n(max) = c/v; max ~< 10 - 30 эВ (ближний ультрафиолет)
Цитата: Нил Армстронг (первый астронавт, вступивший на Луну) сообщил на Землю о своих необычных ощущениях во время полёта: порой он наблюдал яркие вспышки в глазах...... Частицы высокой энергии, проникая в глазное яблоко, вызывают черенковское свечение при взаимодействии с веществом, из которого состоит глаз. В результате астронавт и видит яркую вспышку.
Однако...видимо с глазами после этого у Армстронга было не очень хорошо
А во времена полета на Луну еще думается не было нужной защиты, а жесткого излучения никто не отменял... Как же они в полете и на Луне не облучились-то?...
Интересно...а наши ученые сами ведут разработки новых ионных двигателей или теперь все совместно разрабатывают?
У нас даже марсианский корабль ими предлагали оснастить. Именно из-за долгого времени работы. Но получалось штук 500 надо таких двигателей на корабле для обеспечения приемлемой тяги.
ну так на земле от радиации ядерного реактора защищаются бетоном. В больших размерах. А где в космосе разместить такую массу.
Это вопрос времени. Явно, что не бетоном будут заливать стенки космических кораблей... Мне кажется, что ионный движок - это тоже не вариант дальнеплавания... Скорости маленькие, хоть и объем потребляемого топлива низок
--------------------
"Не трать время на человека, который не стремится провести его с тобой". Габриэль Гарсиа Маркес.
Мне кажется, что ионный движок - это тоже не вариант дальнеплавания... wink.gif Скорости маленькие, хоть и объем потребляемого топлива низок
Вспомните начало ракетостроения - тогда к ним тоже не очень серьезно относились. Хотя... и на снаряде к Луне лететь собирались. Нереализуемых идей было еще больше.
--------------------
Одолевший путь выходит к тёмному суровому стражу источника, который решает судьбу идущего
9 апреля в ДК тракторостроителей концерт «Время первых»
Путин поддержал реконструкцию музея космонавтики в Шоршелах
«Эп – Кайкар!»: Чувашский драмтеатр готовит спектакль о жизни Андрияна Николаева
Реконструкцию музея космонавтики в Шоршелах оценили в 1,7 млрд рублей
Территорию рядом с железнодорожным вокзалом в Канаше благоустроят за 102 миллиона
Россельхознадзор нашел несоответствия в документах на сыр, произведенный в Чувашии
Куда пойти в длинные выходные 27 апреля-1 мая? 55 мероприятий + выставки, спектакли, киноафиша
С 1 июня 2024 года в Чебоксары начинают летать самолёты лоукостера Азимут
Клещей становится всё больше: за прошлую неделю зарегистрировано 45 обращений
Продам - двухкомнатную квартиру, Энтузиастов, 5-2 (Жилой дом, 5 эт)
Продам - земельный участок, с. Хыркасы, улица Новая
Сдам - однокомнатную квартиру, пр. Тракторостроителей, 52 (Жилой дом, 10 эт)
Продам - дачу, Пирогова, 1С
May 17 2009, 11:09 
Страшнее солнечная радиация, кажется. 
Скорости маленькие, хоть и объем потребляемого топлива низок 
