Китайские инженеры испытали опытный образец двигателя, работающего благодаря воздушной плазме, которой передается индукция В конструкции двигателя микроволны используются для нагрева воздуха до высокой температуры, после чего раскаленный воздух выходит под давлением и создает тягу.
Чтобы измерить силу тяги и давление струи плазмы при разных параметрах мощности микроволн и скорости потока воздуха, разработчики применили самодельный прибор. В результате эксперимента было продемонстрировано, что при одинаковом потреблении электроэнергии тяговая сила нового плазменного двигателя сопоставима с тягой обычных реактивных двигателей, использующих горючее топливо. Следовательно, такой двигатель, работающий без загрязняющих атмосферу выбросов углерода, может найти применение в электросамолетах. Сейчас в них применяют винтовые двигатели. Результаты этой работы зафиксированы в журнале AIP Advances.
Новый двигатель работает без выбросов углерода в атмосферу
Принцип работы обычного реактивного двигателя основан на законе сохранения импульса: масса воздуха выталкивается назад, поэтому рабочее тело с ускорением движется вперед. Традиционный воздушно-реактивный двигатель функционирует за счет сжигания топлива в кислороде воздуха под высоким давлением: смесь воздуха и топлива раскаляется и под давлением выталкивается из двигателя.
В электросамолетах горючее топливо не используется — здесь нужен другой вариант двигателя. В плазменных двигателях, которые разрабатывались для этой цели, тело ускоряется за счет давления плазмы, полученной при помощи ионизации воздуха электрическим разрядом. Проблема подобных двигателей заключалась в их габаритах: чтобы выдавать высокую тягу, двигатель должен быть очень громоздким.
Инженеры из Уханьского университета попробовали нагреть воздух микроволнами в конструкции, которая включает в себя кварцевую трубку, магнетрон (источник микроволн) мощностью 1 кВт при частоте волн 2,45 ГГц, циркулятор и плоский волновод. Микроволны, поступающие от магнетрона, в трубке греют воздух, который превращается в плазму и под высоким давлением выбрасывается наружу, генерируя тягу. Охлаждение циркулятора и магнетрона происходит за счет водяного контура конструкции.
Схема конструкции воздушно-реактивного двигателя. Изображение: Dan Ye, Jun Li, Jau Tang // AIP Advances
Чтобы оценить уровень давления горячей плазмы при температуре более 1000 °C, когда обычный прибор может быть поврежден, ученые разработали методику, основанную на использовании стального шарика с регулируемой массой. Давление определялось в соответствии с той массой, при которой шарик начинал греметь. На основе полученных данных разработчики высчитали тяговую силу и давление потока плазмы.
При мощности в 1 кВт тяга составляет 28 Н, и на площадь сечения 1 кв.м удельная тяга равна 24 кН. А эти показатели уже сопоставимы с современными керосиновыми двигателями, то есть новое устройство способно работать в самолетах.
В будущем тягу и эффективность разработки можно значительно повысить, если увеличится температура потока выходящей плазмы. Для этого потребуются материалы с хорошей термостойкостью.
Роскосмос готовит ядерный двигатель для полета человека на Марс
Полет человека на Марс является очень значимой задачей для всего человечества. Удачная высадка людей на поверхность Марса даст старт для нового этапа исследования космоса.
Источник — яндекс картинки
На сегодняшний день трудно сказать, сможем ли мы уже через 10 лет побывать на Марсе. Люди побывали на Луне, но так и не начали летать туда постоянно, это был гостевой полет и до колонизации Луны нам еще далеко. Но Луна совсем близко к нам, как же человек будет колонизировать далекий Марс не освоив естественный спутник.
Почему то все ведущие страны забывают о Луне и грезят о будущем на Марсе, как мы будет его осваивать без опыта? Полет автоматической исследовательской станции к орбите Марса это одно. Действие космической радиации на аппарат не столь губительно, как на человека. А ведь по задумке Илона Маска человечеству всего навсего нужен большой корабль, чтобы во время полета у экипажа было все необходимое для жизнедеятельности.
Мы движемся не в том направлении, вместо того, чтобы разрабатывать новые технологии, ракетные двигатели, топливо, системы обеспечения жизнедеятельности мы почему то просто тупо строим большую ракету.
Это напоминает мне Советский Союз и их опыт в строительстве ракеты Н-1, которая должна была использоваться для полета человека на Луну. СССР просто строил большую ракету, впихал на нее огромное количество двигателей из-за которых не один из трех пусков не оказался удачным. Система управления двигателями давала сбой и ракета камнем падала на землю.
Роскосмос не желает повторять опыт своих предшественников и вместо строительства большой ракеты как Илон Маск занимается разработкой нового вида двигателей на ядерном топливе, который при правильной работе и настройке будет в несколько раз эффективнее обычных жидкотопливных.
Источник — яндекс картинки
Если сейчас полет до Марса займет около 250 земных суток, то на тяге ядерного двигателя этот путь будет занимать всего 40 суток, чуть больше месяца.
Обеспечить экипаж водой, едой и кислородом на месяц куда легче, чем на 8 месяцев.
Топливо кончится и обратно экипаж улететь не сможет, с ядерными двигателями все намного проще. Полет замет полтора месяца и корабль с экипажем сможет вернуться на Землю.
Это настоящий прорыв, который позволит России с легкостью летать на Марс. В 2019 году инженеры испытали прототип ядерного двигатели, его мощность составила 1МВт. Это лишь начало, дальше мощность будет только увеличивать до 10-20 раз.
К гигантскому отставанию США от России по космическим запускам с людьми добавляется многоразовая Ангара и плазменный двигатель
«Вот как бывает…», — пели в Советском Союзе, грустно посматривая на отстающую на всех парах Америку. Да и теперь, в нынешней России, ситуация с американской космонавтикой не лучше, если не сказать, что много хуже.
В те времена, хотя бы фильмы про посадку на Луне снимали, а сейчас монтажом уже никого не удивишь, вмиг раскусят.
Оказывается, преуспевающая во всех отраслях Россия, обогнала Америку на многие годы вперёд не только по запускам космических кораблей с людьми (за 9 лет у США только один запуск, Карл, всего один!), но и с покорением Луны, прекрасной ракетой и новейшим ракетным двигателем.
«Адепты», не падайте в обморок, сейчас всё по пунктам разложу. Ведь вам же по-другому нельзя, знаний-то ноль! А аргументировать и вовсе, не умеем.
Первое. По запускам, надеюсь, всё ясно и вопросов нет? Нет, конечно, на всех пиндоресурсах радостно подсчитывают кучу запусков SpaceX в укор России. Так там запускают спутники для армии США, а простым людям до этого интернета, как до Луны. С таким же успехом Маск мог бы просто порожняком гонять свои Флаконы и тупо ставить галочки в статистических отчётах.
Нееет, адептики, так не пойдёт! Космос для мужчин, то бишь космонавтов. Хотя нечто среднее NASA и запускает на орбиту, но это пусть будет на совести их толерантности.
С другой стороны, в достопочтимой Великобритании в Сент-Олбанском соборе на алтаре уже появилась картина, вариация на тему знаменитой фрески Леонардо да Винчи «Тайная вечеря», только с Иисусом Христом негром?!
Куда катится мир?!
Если бы Христос вовремя не ожил бы, то наверно сто раз бы в гробу перевернулся, узнай он об таких «вариациях»!
Но запуски мы считаем только с людьми, ибо именно они продвигают мировую космонавтику вперёд. А что там Маск, какое-то «оно» запускает, или вовсе гоняет ракеты порожняком, так это его личные проблемы. Хоть сто порций!
Второе. С Луной всё много прощее: без энергии никакие лунные прожекты не состоятся. Правда? У американцев пока никаких идей насчёт того, где на Луне взять энергию, нет. Правда, как-то мелькала информация, что строить лунную базу они будут из естественных человеческих выделений. Ну, так что с того? Если тыковка не варит, чтобы придумать что-либо стоящее, остаётся только использовать естественные человеческие выделения, то бишь «оно». И потом, здесь речь идёт о стройке и материале, а не об энергии!
А где на все эти придумки взять энергии-то?
Вооот! А мы, то бишь Россия как раз только-только с пылу с жару разработали и запатентовали энергетическую установку для поддержания работы на лунной базе.
Что, господа американцы, будете к нам чаёк заваривать бегать, а?
Третье. «Ангара»! Вот скажите, удивил, мы и так всё об ней родимой знаем. Неее… Этого ещё не знаете: «Ангару» снабдят возвращаемыми ступенями!
Разницу почувствовали? Не возвращаемой первой ступенью, а возвращаемыми ступенями!
Новая версия госконтракта на опытно-конструкторскую работу (ОКР) «Амур», в который во вторник [30-го июня] был внесен ряд изменений, предусматривает модернизацию ракеты-носителя (РН) «Ангара», в том числе изучение вопроса о создании многоразовых ступеней.
Вам мало?
Но и это ещё не всё!
Четвёртое. Как говорят в России — «контрольный»!
Новейший, мощнейший, и много чего «ейший» ракетный двигатель!
«Росатом» готовит испытания прототипа плазменного ракетного двигателя.
Да, на таком двигателе набитые всяким «оном» Флаконы на орбиту не погоняешь, поскольку работать он может только в вакууме, но такие двигатели рассматриваются как возможный способ совершения быстрых космических перелетов!
Ни больше ни меньше!
Пока Маск, будет забивать орбиту Земли спутниками для армии США, и придумывать, как сделать туалет на Драконе отдельной кабинкой, мы уже не только на Марсе высадимся, но и в Альфу Центавру сгоняем, аж на все три ихних звезды.
Какие технологии станут основой будущей пилотируемой космонавтики
Сегодняшняя пилотируемая космонавтика, это исключительно обслуживание МКС. До недавнего времени конечно, можно вспомнить полеты на Луну или к телескопу Хаббл. Но сегодняшние космические корабли, необходимы для доставки астронавтов, или грузов на космическую станцию.
Разработкой и созданием космических кораблей в мире занимаются несколько стран, поскольку это самая затратная отрасль, которая под силу сильной экономике.
Конечно человечество стремится к дальнему космосу, и хочет хотя бы долететь до Марса. Но уже сейчас, становится понятным, за какими технологиями будущее, в строительстве космических кораблей.
Будущие космические корабли, будут конструироваться, с максимальной радиационной защитой для преодоления радиации, которая в космосе на каждом шагу.
Единственный выход достичь необходимых скоростей, станутядерные двигатели. Данная технология известна человеку, есть определенные результаты и надежность, и вопреки мерам экологии, такие корабли полетят в космос.
Будут замкнутые системы жизнеобеспечения. Астронавтам, необходим кислород, вода, еда, медикаменты на протяжении всего полета. Испытания уже успешны.
В ближайшие годы уже наступит революция в этой отрасли, Россия создаст корабль Федерация, от США уже в этом году полетят Dragon и Boeing. Не за горами испытания космических кораблей Индии и Китая.
Современная космонавтика спит на протяжении последних лет тридцати, пора уже ее разбудить.
За новостями о Covid-19 как то буднично прошла новость о том, что главный космический проект России, да и не побоюсь человечества— космический буксир с ядерным двигателем — все. При/остановлен.
Что представлял из себя ядерный буксир? Революционная штука. Берется ядерный реактор мегаваттного класса и питает сверхмощные ионные двигатели повышенной мощности ИД-500. Вся эта конструкция позволяет развивать невиданную доселе скорость при межпланетных перелетах или миссия к Луне. К примеру, полет к Марсу с использованием этого корабля занял бы не более двух месяцев вместо 8.
По сути, это был последний, но очень важный козырь российской космонавтики.
Контракт в рамках госзаказа предусматривал несколько этапов, завершающим из которых должно было стать постройка стендово-испытательной базы Центра Келдыш- строения номер 12.
По информации источников, данное строение было необходимо для проведения испытаний в условиях вакуума.
Почему речь идет не о приостановке, а по сути о прекращении проекта?
Начнем с того, что НИИ Келдыша — это узкоспециализированное предприятие, аналогов которому в сути своей нет. Это и ракетчики и космические энергетики в одном флаконе.
Во-вторых, нельзя просто взять документацию и перенести ее в другое НИИ. Так не делается. Это обнулит проект. Очевидно, что в Роскосмосе это знают, а значит проект закрыт.
ядерный реактор для космоса.
Вот так и завершился этот славный проект. Спасибо Дмитрию Олеговичу.
К Марсу на ядерной тяге: будущее космических кораблей
В далеких 1960-х ученые продвигали идею использования двигателей на ядерном топливе для полета к соседним планетам. Что ж, все еще впереди!
Современная наука буквально одержима полетом на Марс. Представьте себе крошечный ядерный реактор, надежно заключенный в защитную оболочку так, что единственных выход для энергии — через воронкообразное отверстие двигателя. Обедненный уран в нем расщепляется нейтронами, которые инициируют цепную реакцию распада, так что протекающий через него водородный пропеллент испаряется в огромных объемах.
Что мы получим в итоге? Конечно же тягу. По схожему принципу работают даже ядерные бомбы, правда в данном случае существует жесткий ограничитель. Сторонники данной концепции уверяют, что топливо для такого реактора более стабильно, а сама реакция менее опасна — так что не стоит думать, что на борту космического корабля будет этакая бомба замедленного действия.
Во время золотого века ядерной мечты — времени, когда люди рассматривали ядерную энергию как радикальное решение многих проблем — ученые и дизайнеры придумали ядерные версии почти всех видов потребительских товаров. Производители автомобилей продемонстрировали концепт-кары на ядерных реакторах. Даже после того, как США сбросили на Японию две ядерные бомбы, люди полагали, что «потребительская» ядерная энергия может быть абсолютно безопасной и революционной.
Оглядываясь назад, мы знаем, что произошло дальше. Но еще до кризиcа плодовитый, любопытный ученый и «аномалист» по имени Уильям Корлисс писал о возможности переноса ядерной энергии в космос. «Однажды ракета выведет пилотируемый космический корабль со станции на орбите Земли на эллиптическую орбиту, предназначенную для перехвата планеты Марс семь месяцев спустя», сказано в докладе Корлисса для Комиссии по атомной энергии от 1966 года.
Стоит отметить, что в последние годы NASA и военные подрядчики начали заключать партнерские соглашения с такими компания, как «Межзвездные технологии» и «Атомос-Космос» — это объединения, специализирующиеся именно на ядерных разработках. Даже спустя почти 60 лет ученые уверены, что в современных условиях только ядерные двигатели позволят осуществить полет на далекую Красную планету так, чтобы вся миссия заняла разумные сроки и увенчалась успехом.
Страница без номера «ОСОБЕННОСТИ КОСМИЧЕСКОЙ БАЛЛИСТИКИ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ КОСМИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ» преобразована в учтенную запись сайта
Знаменитый конструктор, Сергей Павлович Королев совершил революционный прорыв в космос с использованием ракет. Однако, освоение Луны и дальнего космоса с помощью ракет встречает проблемы глобального масштаба, в частности, из-за масштабных потребностей в ресурсах и загрязнения и бесконтрольного изменения оптических характеристик верхних слоев атмосферы Земли: озоносферы, стратосферы и ионосферы. Космические исследования, проведенные нашей цивилизацией не обнаружили на Земле, в космическом пространстве и на ближайших планетах остатков космических разгонных ступеней и аналогичного техногенного мусора других цивилизаций, что позволяет предположить, что на ракетах в космосе никто кроме нас не летает. В ряде работ [1, 2, 3, 4], посвященных разработке наследия известного авиаконструктора Владимира Михайловича Мясищева, вашему вниманию предложен разработанный 30 лет назад, в рамках альтернативы Спейс Шаттлу [5], экспедиционный космический комплекс нового поколения (ЭККНП), являющийся развитием темы «М-19» [6], позволяющий сократить количество запусков космических ракет. Триллионный оборот капиталов в производстве и модернизации одноразовых космических ракет отвлекает финансовые средства от создания многоразовых космических комплексов нового поколения. А между тем уже сформировалось неосознанное новое направление полностью многоразовых моноблочных космических комплексов. По мнению автора, к ним можно отнести, наряду с суборбитальным самолетом Мясищева М-19 и ЛКА МГ-19, проекты «Х-33», «Аспен», «Хотол» и «Скайлон». Дело в том, что совсем не обязательно отделять полезный груз этих кораблей на опорной орбите. Можно разместить груз, например на этажерке-транформере, размещенной под створками грузового отсека. Развернув целевое оборудование на орбите можно проводить необходимые исследования непосредственно с борта корабля, не спуская его с орбиты до выполнения задачи. Мало того можно, как уже предлагалось в работах [1, 2, 3, 4], дозаправить корабль топливом на орбите до полных баков такими же кораблями-заправщиками и направиться для выполнения задач в дальний космос на электроракетных двигателях. Сравнение этих направлений в развитии космонавтики, названных «революционный прорыв и эволюционное развитие» показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Эволюционный и революционный пути развития космонавтики. См. доклад
В связи с часто задаваемыми вопросами оппонентов, в очередной работе данного цикла вашему вниманию предлагаются особенности космической баллистики ЭККНП при реализации Лунной экспедиции, экспедициях облета Марса или Венеры, показывающие достижимые для ЭККНП области в солнечной системе. Использованные в качестве исходных данных, оценки ряда авторов, исследовавших физические проблемы космической тяговой энергетики и баллистики, приведенные в работах [7, 8, 9,10], обобщены в таблицах 1, 2 и 3. Минимальная характеристическая скорость для манёвров перелета в пространстве небесного тела может быть определена из следующих соотношений.
Минимальная характеристическая скорость для такого манёвра определяется из соотношения:
ΔVспд = VkVo
Используем в качестве исходных данных общеизвестные траекторные и физические данные Земли и Марса, приведенные в таблице 2 [7, 8], рис. 2 и 3. Схема разгона с радиационно безопасной орбиты (РБО) на отлетную траекторию с помощью ЯЭДУ приведена на рис. 4. Полученные оценки характеристических скоростей маневров и соответствующие массовые характеристики Мо и Мк по этапам полета, в зависимости от используемых на этих участках двигателей комбинированной энергодвигательной установки (Wо-скорость истечения, м/с), представлены в таблицах 3, 4, 5.
Из таблиц 3-5 видно, что экспедиции на Луну, облета Марса и Венеры обеспечиваются при стартовой массе ЭККНП 500 тонн без дополнительной дозаправки у планет-целей. Экспедиция на Марс, рис. 2 и 3, с посадкой возможна с использованием пары ЭККНП для обеспечения в полете искусственной гравитации. При этом при посадке на Марс обоих кораблей, потребуется добыча на Марсе 120 тонн топлива (водорода), а при посадке одного корабля, для возвращения к Земле могут быть использованы остатки топлива корабля, ожидающего на орбите Марса.
Автор выражает признательность специалистам Алексею Иванюхину и Дмитрию Шульгину за помощь в подготовке исходных данных к докладу.
Литература
1) Денисов В.Д. На Марс на одноступенчатом корабле. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2012 г. 2) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Материалы для музея Мясищева В.М. в г. Ефремов, 2013 г. 3) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2013 г. 4) Денисов В.Д. Экспедиционный космический комплекс нового поколения, Доклад на Королевских чтениях, 2013 г. 5) История разработки многоразовой транспортно-космической системы (МТКС) «Спейс Шаттл», интернет ресурс по материалам книг: «SPACE SHUTTLE: The History of Developing the National Space Transportation System», Dennis R.Jenkins, 1996 и «Мировая пилотируемая космонавтика: история, техника, люди», коллектив авторов под ред. Ю.М.Батурина, М.:РТСофт, 2005 — 752 с.:ил. 6) А.А. Брук, К.Г. Удалов, Иллюстрированная энциклопедия самолетов ЭМЗ им. В.М. Мясищева (т. 8, 9), АвикоПресс, 2005. 7) Бурдаков В.П. и Данилов Ю.И., Физические проблемы космической тяговой энергетики, М, Атомиздат, 1969. 8) Бурдаков В.П. и Зигель Ф.Ю. Физические основы космонавтики. Учебное пособие для авиационных ВУЗов, М., Атомиздат, 1975. 9) Пилотируемая экспедиция на Марс. Под ред. А.С. Коротеева. Российская академия космонавтики им. К.Э Циолковского, 2006. 10) M. Konstantinov, V. Petukhov. The Analysis of Required Characteristics of Electric Power Plant and Electric Propulsion at Realization of One Mission of Manned Expedition onto Mars Space Propulsion 2010 1841662, San Sebastian, Spain, 2010.
Страница без номера «ИСКУССТВЕННАЯ ГРАВИТАЦИЯ НА МНОГОРАЗОВОМ АТМОСФЕРНО-КОСМИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ В МЕЖПЛАНЕТНОЙ ЭКСПЕДИЦИИ» преобразована в запись ленты сайта.
На современном уровне техники, полет на Марс, облет Венеры и Марса по продолжительности превышают три года. В истории космонавтики такая продолжительность пассивных полетов человека в космосе еще не достигнута и жизнеспособность человека в такой экспедиции подвержена высокому риску.
Одной из проблем межпланетного полета человека является обеспечение минимально достаточных физических нагрузок на пассивном участке космического полета, обеспечивающих сохранение и поддержание биологических функций космонавта, в частности мышечного каркаса, вестибулярного аппарата и рефлекторно двигательных функций.
Известно несколько технологий, специального снаряжения и тренажеров, обеспечивающих минимально необходимые физические нагрузки на космонавта, поддерживающие его жизнеспособность в длительном полете в условиях невесомости, однако они не предотвращают у космонавта, вернувшегося на Землю, состояние инвалидности, требующей длительной реабилитации.
Радикальным способом предотвращения физической инвалидности космонавта в длительном полете является создание искусственной гравитации на борту пилотируемого космического корабля (ПКК). Простейшим способом обеспечения искусственной гравитации на ПКК является использование центробежных сил на вращающейся связке модулей [11-15].
Важными проблемами такой технологии являются обеспечение:
— безрасходных, по бортовой массе, способов раскрутки/остановки связки модулей,
— обеспечение параметров вращения, минимально достаточных для поддержания приемлемого уровня физического состояния космонавта в экспедиции.
В докладе рассмотрены варианты конструкции и весовые характеристики системы искусственной гравитации на многоразовом атмосферно-космическом комплексе в экспедиции на Марс или экспедиции облета Марса и Венеры.
История вопроса.
Более 50 лет победного шествия космонавтика поставила на повестку дня множество злободневных вопросов, связанных с освоением космоса, в том числе вопросы создания искусственной гравитации. Авторы ряда решений даже купили патенты на свои разработки [1-9]. Заглянув на форум [15] в Интернете мы увидим: «В космосе силы тяжести нет. Зато возможно создание центробежной силы. И чтобы создать на космическом корабле искусственную гравитацию, нужно часть космического корабля выполнить, например, в виде кольца движущегося вокруг своей оси. В этом случае на объекты, находящиеся внутри этого кольца (люди, стулья, столы) будет действовать центробежная сила, которая будет прижимать объекты к «полу». Объекты будут крутиться с кольцом относительно всей остальной вселенной. Внутри кольца космонавты замечать этого не будут, и не будут находиться в невесомости», несмотря на свободный полет корабля. В кольце космонавты будут ходить, как по Земле».
Рис. 1. Экспериментальный модуль МКС с искусственной гравитацией
В США предложена космическая станция со спальным отсеком тороидальной формы, вращающимся вокруг своей оси для обеспечения восстановления физического состояния космонавтов в длительном полете. [11].
У А. Казанцева в «Донкихотах вселенной» [10] описан межзвездный корабль в виде многокилометровой тросовой сцепки двигательного модуля и жилого модуля.
Проблема невесомости: Невесомость негативно влияет на организм человека. [11,12]. Так, одним из последствий ее воздействия является быстрое атрофирование мышц и последующее снижение всех физических показателей организма. На МКС для решения этой проблемы установлены специальные тренажеры и специальные костюмы (пингвин), регулирующие кровообращение, на которых космонавты занимаются по несколько часов в день. Но тренажеры — это же скучно, гораздо интереснее было бы создать искусственную гравитацию, не выматывающую космонавтов изнуряющими тренировками.
Одним из способов создания искусственной гравитации, который то и дело описывается в общеизвестных работах фантастов и ученых, является создание космический станции, которая бы вращалась вокруг своей оси («Звезда КЭЦ», «Солярис»). Такое вращение привело бы к тому, что на космонавтов или жителей станции постоянно оказывала бы влияние центробежная сила, которую они бы ощущали как гравитационную силу. Подобных проектов очень много, чтобы быстро получить представление о том, что же это за станции, можно почитать несколько небольших статей из Википедии: по искусственной гравитации – где ее предлагается создать за счет вращения [1-11].
Почему же эти решения, например, «Вращающаяся станция изнутри». Источник [13], не применяются на практике? Попробуем разобраться.
Идея искусственной гравитации за счет вращения основывается на принципе эквивалентности силы гравитации и силы инерции; который гласит: если инертная масса и гравитационная масса равны, то невозможно отличить, какая сила действует на тело — гравитационная или сила инерции. Простыми словами: если создать космический корабль, вращающийся вокруг своей оси, возникающая при этом центробежная сила будет «выталкивать» космонавта в сторону от центра вращения, и он сможет стоять на «полу». Чем быстрее будет вращаться корабль, и чем дальше от центра будет находится космонавт, тем сильнее будет искусственная гравитация. Сила «притяжения» F будет равна:
F = m*v2/r , где m — масса космонавта, v — линейная скорость космонавта, r — расстояние от центра вращения (радиус).
Линейная же скорость равна v = 2π*R/T, где Т — период одного оборота.
Соотношение между искусственной силой притяжения и скоростью вращения представляет собой ω2∙r = g, где ω – угловая скорость вращения, r — расстояние от центра вращения (радиус), g – перегрузка.
Посмотрим, с какими же проблемами могут столкнуться разработчики вращающейся станции.
Как видно, искусственная сила притяжения прямо зависит от расстояния от центра вращения и получается, что для небольших r сила гравитации будет значительно отличаться для головы и ног космонавта, что может сильно затруднить передвижение. Но к этому можно будет приспособиться.
Гораздо сложнее приспособиться к воздействию силы Кориолиса, которая будет возникать каждый раз, когда наш космонавт будет двигаться относительно направления вращения (Сила Кориолиса, Wikipedia). В условиях действия этой силы космонавта будет постоянно укачивать, а это не так уж и весело. Чтобы избавиться от этого эффекта, частота вращения станции должна быть менее двух оборотов в минуту и тут возникает еще одна проблема — при частоте вращения в два оборота в минуту для получения искусственной гравитации в 1g (как на Земле) радиус вращения должен быть равен 224 метрам. Представьте себе космическую станцию в виде цилиндра с диаметром равным почти полкилометра! Построить конечно можно, но будет очень сложно и очень-очень дорого.
Однако работы в этом направлении уже ведутся. Так в 2011 году НАСА предложило проект космической станции, один из модулей которой будет вращаться, обеспечивая искусственную гравитацию в 0,11-0,69g. Проект получил название «Наутилус-Х». Диаметр вращающегося модуля будет равен 9,1 либо 12 метров, а сам модуль будет служить спальным местом для 6 космонавтов.
Рис. 2. Орбитальная станция «Наутилус-Х»
Станцию планируется использовать как промежуточную базу для дальних космических перелетов. Одним из этапов осуществления проекта является тестирование вращающейся части на МКС, что обойдется НАСА в 150 миллионов долларов и три года работы. На постройку целой станции по проекту «Наутилус-Х» уйдет около 4 миллиардов долларов. [11]
В Интернете широко распространены различные связки модулей космических станций. Для снижения затрат топлива на раскрутку связок и даже на поддержание высоты орбит предлагается использовать поля различного рода, то есть опорное пространство космических полей. Например, в статье [14] предлагается способ снижения расхода бортовых ресурсов МКС. Указывается, что на современном уровне техники каждый космический корабль несет с собой все источники энергии: химическое ракетное топливо, батареи фотоэлементов или ядерные реакторы. Пополнение запасов энергии, путем доставки ее источников с Земли, весьма дорого. Например, для поддержания Международной космической станции (МКС) на орбите заданной высоты (360 км) в течение 10 лет требуется 77 тонн топлива. Если доставка на орбиту обходится минимум в $7 тыс. примерно за каждые 0,5 кг, то для поддержания орбитальных параметров МКС требуется $1,2 млрд. Если бы станция включала в себя электродинамическую связку (ЭДС), потребляющую 10% вырабатываемой на станции энергии, то для поддержания высоты орбиты потребовалось бы всего 17 тонн топлива [14]. А изменение угла наклона орбиты — операция, требующая большого расхода химического топлива, — стало бы менее энергоемким.
Связка представляет собой систему, в которой две массы соединены гибким тросом. Если трос-кабель проводит электрический ток, то конструкция становится электродинамической. В отличие от обычных систем, где с помощью химических или электрических тяговых двигателей осуществляется обмен импульсами между космическим кораблем и ракетным топливом, в ЭДС он происходит между космическим аппаратом и вращающейся планетой за счет магнитного поля. Связки давно интересовали энтузиастов космоса. Константин Циолковский и Артур Кларк рассматривали их как космические лифты, способные доставлять людей с поверхности Земли на орбиту. В середине 1960-х гг. прошли испытания 30-метровых связок, которые должны были создать силу притяжения для астронавтов. Позднее был проведен еще ряд экспериментов. Исследователи столкнулись с проблемой, связанной с высоким напряжением, воздействующим на ЭДС в условиях космоса. Пока не решена задача устойчивости связок и не найден метод гашения тех типов колебаний, к которым склонны ЭДС». В Японии правильно планируют применение связок-колесниц на орбите Луны, где нет атмосферы, а силы притяжения (нагрузки) в 6 раз меньше околоземных. (У луны нет магнитнго поля)
Рис. 3. Принцип действия ЭДС связки орбитальных модулей
Искусственная гравитация в межпланетной экспедиции.
Опираясь на известные разработки [1-23], можно предложить связать пару экспедиционных кораблей, направляющихся на Марс или для облета Марса и Венеры сцепкой в виде соленоида. Наличие ядерной электростанции на борту позволяет подавать знакопеременный ток в соленоид связки, превращая его в ротор относительно статора, в качестве которого используется Солнце (гелиомагнитное поле и порожденное им геомагнитное поле). Варианты устройства приведены на рисунках 3-7.
Рис. 4. Электромагнитная связка модулей орбитальной станции
Рис. 5. Тороидальная модель орбитальной станции на электромагнитах
Рис. 6. Электромагнитная связка двух МАКК экспедиционного комплекса
Рис. 7. Электромагнитная рамка на моноблочном МАКК
При скорости вращения 2 оборота в минуту, длина связки, обеспечивающей приближенную к марсианской искусственную гравитацию 0,4 g, должна составлять около 180 метров, что вполне приемлемо. Масса связки-соленоида в форме гармони может составить при этом 900 кг.
Рис. 8. Варианты выполнения электромагнитной связки в форме мехов «гармони».
Использование высокотемпературных сверхпроводников позволяет создать в компактных устройствах достаточно сильное магнитное поле для раскрутки и остановки экспедиционного комплекса. В научно-технической литературе известны также предложения по созданию на экспедиционном комплексе аналога геомагнитного поля для создания радиационных поясов вокруг комплекса и защиты экипажа от солнечного и галактического радиационного воздействия.
Наличие на корабле предлагаемого устройства искусственной гравитации позволяет экспериментально проверить также и электромагнитную систему радиационной защиты. Использование мощных электромагнитных бортовых систем на базе сверхпроводников позволит провести моделирование: различных конфигураций бортового магнитного поля и натурные испытания движителей на новых физических принципах, системы накопления рабочих тел из разбегающейся массы извергаемой непрерывным термоядерным взрывом Солнца, а также создание собственного защитного радиационного пояса космического комплекса.
Выводы
1. Проведенные информационные и расчетно-теоретические исследования и математическое моделирование, показывают возможность реализации безрасходной системы искусственной гравитации на борту межпланетного космического комплекса.
2. На межпланетном комплексе возможно создание искусственной гравитации, соответствующей марсианским условиям, что позволяет обеспечить работоспособность членов экспедиции на Марсе без дополнительных изнуряющих спортивных мероприятий.
11) Интернет ресурс. Как создать в космосе искусственную гравитацию — Новости партнеров — sdnnet_ru.htm, http://www.astronomynow.com.
12) Интернет ресурс Астрономия по-русски.mht.
13) Интернет ресурс. Wikipedia Commons
14) Интернет ресурс. Электродинамические связки ЭДС, искусственная гравитация и получение энергии в космосе.htm
15) Интернет-сервис «Вопросы и ответы».
16) Денисов В.Д. Устройство искусственной гравитации. Авторское свидетельство с приоритетом от 1975 года
17) Денисов В.Д. Летательный аппарат на электромагните. Авторское свидетельство с приоритетом от 1975 года
18) Денисов В.Д. На Марс на одноступенчатом корабле. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2012 г.
19) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Материалы для экспозиции Мясищева В.М. в краеведческом музее г. Ефремов, 2013г.
20) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2013 г.
21) Денисов В.Д. Экспедиционный космический комплекс нового поколения, Доклад на Королевских чтениях, 2013 г.
22) Денисов В.Д. Особенности космической баллистики экспедиционного космического комплекса нового поколения, Доклад на Королевских чтениях, 2014 г.
23) Денисов В.Д. Через тернии к звездам. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2014 г.
24) В.Д.Денисов. Экспедиционный космический комплекс нового поколения. Международный Российско-Американский научный журнал «Актуальные проблемы авиационных и аэрокосмических систем», Казань-Дайтона Бич, №1(38), т.19, 2014, 145-151.
25) D.Denisov. Expeditionary space complex of new generation. International Russian-American Scientific Journal «Actual problems of aviation and aerospace systems», Kazan-Daytona Beach, №1 (38), v.19, 2014, 152-157.
27) Денисов В.Д., Ошкин А.Е. Проблемы радиационной безопасности экспедиций на космическом корабле с комбинированной ядерной двигательной установкой. Труды ХХХ1Х Академических чтений по космонавтике, г. Реутов, 2015, Секция 22 имени академика В.Н.Челомея.
На Земле заканчивается атомное топливо, для питания космических кораблей
21 апреля 7,8 тыс. дочитываний 1,5 мин. 8,9 тыс. просмотров. Уникальные посетители страницы.7,8 тыс. дочитываний, 88%. Пользователи, дочитавшие до конца.1,5 мин. Среднее время дочитывания публикации.
Все мы прекрасно понимаем, что для космических технологий, атом является приоритетным видом топлива, без него никуда.
Плутоний 238 и 239, это самый главный вид нуклидов, или атомов. Что бы человечеству достичь хотя бы Марса, корабль нужно питать именно плутонием. Энергии солнечных батарей не хватит. Плутоний, необходим именно для обеспечения жизнедеятельности корабля, обеспечения его необходимой энергией.
Этот вид атомов добывался десятилетиями в реакторах, путем облучения нептуния 237. На нашей планете, этот вид топлива больше не добывают. При этом его даже нельзя купить.
Плутоний 238 накопился из-за холодной войны. В разгар этой эпохи, добыча данного топлива наращивалось.
Главным аргументом служит, безопасность экологии нашей планеты. Все программы по производству плутония были незамедлительно свернуты, поскольку мир понял, какой ужас его может ждать.
Поэтому и вводятся санкции против Ирака и Северной Корее, чтобы не допустить апокалипсиса.
Самая гигантская тепловая мощь создается благодаря плутонию 238. Химических элементов, превосходящих плутоний 238, по своим показателям, в мире не существует. Радиоизотопные источники электричества, будут использоваться для электроснабжения, и жизнедеятельности корабля.
Космические объекты, отправленные человеком в дальний космос, заряжаются именно Плутонием 238. За приделами орбиты Марса, солнечные батареи уже не актуальны.
За век космонавтики, человечество практически исчерпало, все запасы плутония.
Больше всего этого атома имеет Россия и США. Но Американцы за последние десятилетия свои запасы порядком растеряли. Сегодня у США Плутония 238 имеется не более 30 килограмм. У России еще меньше. Корабль, который отправится на Марс, потребует 10 килограммов Плутония 238, а это почти все запасы США.
Даже если термоядерный двигатель будет создан, питать корабль будет нечем. Имеющегося на Земле плутония, не хватит, что бы обеспечить энергией корабль.
Будем надеяться, что мировое сообщество не станет подвергать Землю таким проблемам, и плутоний больше добывать не станут, а для космических кораблей найдут иной вид энергии.
Вы конечно помните, что компьютеры в восьмидесятых были размером с небоскреб, а теперь при той же функциональности умещаются на ладони. Поэтому, если встать на предлагаемый МНОЮ НА ЭТОМ САЙТЕ путь, то по мере модернизации в серийном производстве, моноблочные звездолеты будут становиться все меньше и универсальнее, как показано в фильмах: «Дело было в Пенькове», «Пятый элемент», «Черная молния», «Назад в будущее», «Железный человек»… Так что предлагаю отказаться от шестидесятилетнего топтания на принципах одноразовых ракет, а приступить наконец, к созданию доступных современной человеческой цивилизации моноблочных звездолетов и космических ковчегов. При этом на период создания звездолетов нам вполне достаточно уже созданной ракетно-космической техники: — Унифицированный государственный ряд РН «Ангара», — Унифицированный государственный ряд РН «Энергия», — Многоразовых космических кораблей типа «Молния», которые в беспилотном варианте могут служить многоразовыми многоцелевыми космическими аппаратами, — Ядерных транспортно-энергетических модулей на воде.
ПО ОПЫТУ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА РН «ПРОТОН» ДОКАЗАНА ВОЗМОЖНОСТЬ ЕЖЕГОДНОГО СНИЖЕНИЯ СТОИМОСТИ СЛОЖНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ В МЕЛКИХ СЕРИЯХ НА 3% В ГОД.
В ВОСЬМИДЕСЯТЫЕ, ЗА ДВАДЦАТЬ ЛЕТ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕНА ВЫВЕДЕНИЯ ГРУЗОВ НА ОРБИТУ на РН «Протон» СНИЗИЛАСЬ ДО 300 РУБЛЕЙ ЗА КИЛОГРАММ НА ОРБИТЕ!
Даешь спецам Роскосмоса техническую переподготовку, искусственный интеллект и работу достойную передовому фронту борьбы за спасение Земли и Человечества.
Долой руководство предприятиями Роскосмоса, не понимающее смысла космической деятельности Человечества.
Кто хочет сохранить Человечество во вселенной, регистрируйтесь на сайте mirah.ru!🙂
