zontiki

zontiki

Пикабушник
поставил 35175 плюсов и 68352 минуса
отредактировал 623 поста
проголосовал за 977 редактирований
Награды:
За активное наполнение сообщества SpaceX контентом и просветительскую деятельность. 5 лет на Пикабу редактирование тегов в 500 и более постах объединение 1000 и более тегов
161К рейтинг 209 подписчиков 76 подписок 1165 постов 584 в горячем

Роберт Зубрин: До конца следующего десятилетия мы уже будем на Марсе

Эксперт РСМД Татьяна Канунникова обсудила с Робертом Зубриным перспективы организации пилотируемой миссии на Марс в среднесрочной перспективе, проблемы международного сотрудничества в области космических исследований, вопросы развития передовых технологий и использования ресурсов других планет. Статья от 15 мая 2020 года

Роберт Зубрин — американский инженер авиа- и ракетостроения, соавтор стратегии Mars Direct, которая предполагает использование существующих технологий и ресурсов Марса для организации пилотируемой миссии на Марс. Эта стратегия в 1990-х и 2000-х гг. рассматривалась в качестве рабочей программы в NASA. Роберт Зубрин имеет степень магистра в области аэронавтики и космонавтики, а также докторскую степень в области ядерных технологий Вашингтонского университета. Он является автором ряда научно-популярных книг, в том числе таких работ, как «Курс на Марс», «Вхождение в космос», «Курс на космос» и «Марс на Земле», а также более 200 статей. Р. Зубрин — основатель и президент «Марсианского общества» (The Mars Society); также он возглавляет компанию Pioneer Astronautics со штаб-квартирой в Колорадо, которая занимается инженерными исследованиями и разработками для аэрокосмической отрасли.

Когда может состояться первый полет человека на Марс?


Я считаю, что первая пилотируемая миссия на Марс состоится около 2030 г., хотя в настоящее время ее нет в графике NASA или какого-либо другого космического агентства. Причиной моей убежденности является тот факт, что SpaceX очень быстро движется в сторону разработки технологии, которая бы позволила бы отправить человека на Марс. Хотя Илон Маск всегда оптимистично смотрит на графики работ, в этом году не стоит ожидать полета космического корабля Starship. Могут потребоваться некоторые испытания, но к 2024 году он уже наверняка полетит к орбите. И это будет полностью пригодная для использования ракета-носитель сверхтяжелого класса. У нее такой же потенциал, как и у Сатурна-5, но при одной десятой его стоимости, потому что ее можно использовать многократно.


Думаю, что в 2024 г. будет избран новый президент, и если к тому времени космические корабли будут регулярно летать к орбите, то он скажет своим советникам: «Посмотрите на это! А мы можем отправить людей на Марс к концу моего второго срока?», — и ответ будет «да». И на вопрос «Будет ли это стоить слишком дорого?» ему ответят: «нет». Видимо, что в этот момент и будет принято решение отправить людей на Марс. NASA частично удовлетворит нужды SpaceX путем разработки ряда других необходимых технологий, например, наземного ядерного реактора, что было бы сложно сделать компании SpaceX, так как это требует доступа к ядерным материалам. Полагаю, до конца десятилетия мы уже будем на Марсе.

Роберт Зубрин: До конца следующего десятилетия мы уже будем на Марсе Космос, Колонизация Марса, Марс, SpaceX, NASA, Длиннопост

Роберт Зубрин и Илон Маск

Как Россия и США могли бы сотрудничать в области подготовки пилотируемой миссии на Марс? Возможна ли такая совместная работа?


На мой взгляд, это возможно и крайне желательно. У каждой из наших стран есть своя история космических программ, которыми мы гордимся, а также убежденность в важности экспансии человека в космос, хоть это и берет начало из двух разных интеллектуальных традиций. Когда мы приземлились на Луну, я в тот момент находился в Ленинграде в качестве шахматиста. И все мои знакомые русские — это были не правительственные чиновники, а шахматисты и другие простые люди, — говорили мне: «Молодец!».


Мы преуспели в виде спорта, который они высоко ценили. Я думаю, что в этом есть основа для братства. Основа для дружеской конкуренции. Конечно же, это факт, что космические технологии имеют большое значение для национальной безопасности. Поэтому я не думаю, что мы сможем делиться технологиями, но мы можем вместе двигаться вперед. Возможно, каждый из нас мог бы отправить свой собственный корабль туда, чтобы помогать друг другу и бороться за почести, совершая великие открытия о Марсе. Это будет очень дружественная и продуктивная форма соперничества, олимпийского соперничества, если хотите. Я был бы очень рад, если бы Россия присоединилась к нам.


Можно ли использовать Арктику и другие регионы с похожей на Марс средой в качестве платформы для сотрудничества России и США?


Да, конечно. На самом деле, у «Марсианского общества» есть две аналоговые исследовательские станции. Одна расположена в Арктике, на острове Девон, а другая находится в американской пустыне в штате Юта. Мы регулярно отправляем туда экипажи, как правило, команды из шести человек, в задачу которых входит проведение долгосрочной программы полевых исследований. При этом они работают в условиях максимальных ограничений, характерных для жизни на Марсе, которые мы создаем для них в пределах имеющихся ресурсов. К нам приезжали международные команды, в том числе россиянка Анастасия Степанова из Института медико-биологических проблем РАН в Москве, которая принимала участие в экспедициях как на марсианскую станцию в пустыне Юты, так и на арктическую станцию. Думаю, она заинтересована в создании такой российской станции в одной из ваших полярных пустынь, что было бы очень хорошей идеей.


Это крайне ценный метод проведения исследований. Важно выяснить, что будет хорошо работать на Марсе, а что нет. И речь не только о технологиях, хотя они важны, но также о том, как организовать команду, каким должен быть режим работы. Конечно же, подобные миссии не являются полными аналогами реальных миссий. Но, скажем, ни один компетентный военачальник не будет игнорировать полевые учения, которые помогают понять, как координировать пехоту, танки, самолеты и все остальное. Они чрезвычайно ценны, хоть и сильно отличаются от реальной войны.

Роберт Зубрин: До конца следующего десятилетия мы уже будем на Марсе Космос, Колонизация Марса, Марс, SpaceX, NASA, Длиннопост

Марсианская станция в пустыне Юты

Возможно ли создать большой лагерь в Арктике, где бы работала международная команда, имитирующая жизнь на Марсе?


Да, это возможно. Но на данном этапе я бы не стал создавать очень большой лагерь, а сосредоточился бы на том, чтобы сделать его похожим на первую миссию на Марс, а это небольшой лагерь. Да, конечно же, мы можем и должны проводить такие исследования вместе.


Какую роль будет играть искусственный интеллект в пилотируемых миссиях на Марсе?


Промышленный прогресс, особенно в новых регионах с дефицитом трудовых ресурсов, безусловно, был одной из главных движущих сил развития механизированных орудий труда. В настоящее время, конечно же, нас по-прежнему интересуют трудосберегающие машины и механизмы. Но мы можем пойти дальше и использовать роботы и даже искусственный интеллект. Всё это способы решения проблемы дефицита рабочей силы. Тогда как машины и роботы сокращают общий объем человеческого труда, искусственный интеллект приумножает число навыков, которыми может обладать человек.


Миссия на Марс будет состоять из шести человек. Вы действительно собираетесь вместить все необходимые навыки в одну команду? Вот, у вас есть один человек с медицинскими навыками, другой является биологом-исследователем, еще один человек — полевой геолог. Есть тот, кто занимается ремонтом электроники, и есть человек, который будет заниматься водопроводом. А как насчет сварщика? Есть тысячи навыков, необходимых для создания цивилизации, и вы не можете вместить их в команду из шести человек. С помощью искусственного интеллекта человек может иметь сотни навыков, потому что ИИ дает возможность делать все, а не лишь несколько вещей. Думаю, это будет очень полезно как для исследователей Марса, так и для поселенцев.

Что касается исследования Марса, какие ресурсы могут быть наиболее полезными?


Тут нужно отметить несколько моментов. Если говорить именно о науке, Марс является для нас ключом к познанию жизни, знаниям о возможном существовании жизни во вселенной и ее потенциальном разнообразии. Используются ли ДНК и РНК для записи генетической информации или есть другие операционные системы? Если это так, то это будет иметь огромное значение не только для ученых, но и для медицины, генной инженерии и так далее. Я думаю, что в предстоящем столетии биотехнологии будут играть огромную роль. И если обнаружив жизнь на Марсе, мы получим достаточно полное понимание биотехнологического потенциала, это будет иметь огромную ценность с точки зрения как технологий, так и науки.


Я также считаю, что будущая программа полета человека на Марс будет очень полезна для экономики всех стран-участниц, потому что она будет содействовать созданию интеллектуального капитала. Молодежь любит приключения и программа полета человека на Марс станет призывом к новым приключениям для молодых людей в странах, принимающих в ней участие. Им скажут: постигайте науку и вы сможете стать исследователями новых миров.

Благодаря программе «Аполлон», США удвоили число своих ученых и инженеров в 1960-х годах. И я был одним из тех молодых людей, которые увлеклись наукой благодаря нашей лунной программе. Сорокалетние предприниматели-технологи, которые построили Кремниевую долину в 1990-х годах, в шестидесятые годы были теми 10-летними мальчишками-учеными, мастерившими роботов и ракетное топливо в подвалах домов.


Сегодня, когда научные и инженерные профессии доступны не только для молодых людей, но и для девушек, будущий интеллектуальный капитал будет иметь еще большее интеллектуальное влияние. Что касается ресурсов, которые будут привозить с Марса, то, помимо вышеупомянутых биологических открытий, там могут быть обнаружены уникальные минералы. Например, запасов дейтерия, который служит топливом для термоядерных реакторов, на Марсе в шесть раз больше, чем на Земле.


Важно то, что колония на Марсе превратится в центр инноваций, потому что там будет находиться группа специалистов в области технологий, которым придется вводить новшества в условиях неисследованной окружающей среды. Это будет плавильный котел изобретений, которые будут востребованы на Земле, а также позволят заработать деньги для марсианской колонии.


Но самая большая польза заключается в другом. Сегодня много говорится об угрозе человечеству, о таких вещах, как истощение ресурсов или изменение климата. Конечно, все это представляет определенный интерес, но ничто из этого не стало причиной величайших бедствий ХХ века. Крупнейшие катастрофы ХХ века не были вызваны истощением ресурсов или глобальным потеплением. Причиной тому стали плохие идеи, в частности, одна плохая идея, воплощенная в разных формах, о том, что всего на всех не хватит и поэтому нужно за это сражаться. Я считаю, что эта в корне неправильная идея стала источником обеих мировых войн, Холокоста и холодной войны. Когда вы верите в то, что вам нужно что-то отвоевывать у другой страны, единственный вопрос, который встает, это когда, на чьей стороне и чем быстрее, тем лучше. Так это и происходит.

Если же мы сможем вместе отправиться на Марс, то тем самым покажем, что это неправда, будто природных ресурсов не так много и всем их не хватит. На самом деле, нет такой вещи как природные ресурсы. Есть только природное сырье. Ресурсы появляются именно в результате человеческого творчества. Ресурсы создаются находчивыми людьми. Отправившись вместе на Марс, мы продемонстрируем, что идея о нехватке ресурсов ложная, потому что у Земли есть бесконечное небо и оно открыто для всех. Истинное состояние наций заключается не в борьбе за существование между разными странами из-за ограниченных ресурсов. Это семья наций — возможно, несколько неорганизованная семья, но, тем не менее, семья — вовлеченная в совместную работу по расширению человеческих возможностей.


Существует кампания против возвращения образцов с Марса. Как избежать риск транспортировки возможных патогенных вирусов и других опасных организмов на Землю?


Вы больше рискуете получить вирус с Земли. Невозможно представить разумный жизненный цикл для марсианского патогена, потому что на Марсе нет ни животных, ни растений, на которых могли бы паразитировать патогенные микроорганизмы. Мы приобретаем болезни от других людей или, возможно, от относительно близких видов, таких как летучие мыши. Но никто никогда не болел голландской болезнью вяза, а деревья никогда не простужались. И конечно же, мы никогда не заражались от камней. Идея получения болезней с Марса звучит довольно фантастически.

Людям ведь не запрещают копать у себя в огородах, хотя они могут вытащить наружу почву со времен эпидемии 1918 года. А если выкопать землю до глубины шесть футов, то можно дойти до почвы времен Черной смерти 1300-х годов. И никто не помещает на карантин фермеров, садоводов, палеонтологов или строителей из-за того, что они постоянно выкапывают почву из прошлого, в котором, как нам известно, существовали болезни.


Кроме того, как вы знаете, Земля и Марс не изолированы друг от друга. Существует естественное движение материалов между Землей и Марсом. Ежегодно мы получаем около 500 кг марсианских камней, приземляющихся на Землю. Сбитые с Марса ударами метеоритов, они улетают в космос и часть из них приземляются здесь. Все это происходит уже миллиарды лет, поэтому, если бы мы могли получить болезни с Марса, то это уже произошло бы.


Как бы Вы описали первый город будущего, построенный людьми на Красной планете?

Существуют разные видения этого вопроса. В настоящее время «Марсианское общество» проводит международный дизайнерский конкурс по проектированию такого города. Награда за лучший дизайн, который включает такие аспекты, как технологии, экономика, социальная система, политическая система и эстетика, составляет 10 тысяч долларов.


На мой взгляд, часть города, но не вся, будет находится под землей, как система метрополитена. Над поверхностью земли будут расположены купола, в которые будет проникать солнечный свет. Там могут быть сады, теплицы, урожаи, и там смогут гулять люди. Начнем с того, что эти купола не будут слишком больших размеров. Их диаметр составит приблизительно сто метров, то есть это будут не километровые купола. В этом случае, мы сможем создать сеть таких куполов. Ограничение в размере необходимо, так как слишком большие купола могут под давлением рухнуть.


Таким мне представляется этот город. Электроснабжение будет обеспечиваться атомной энергетикой. Большинство монтажных материалов будут поступать с Марса, так как там можно производить сталь — цвет Марса красный из-за окиси железа. На Марсе можно будет выращивать растения, потому что там есть вода и углекислый газ. Мы также сможем изготавливать ткани, пластик, стекло и солнечные панели. Тем не менее, вероятно, понадобится технологический импорт, потому что, опять же, на Марсе не будет разделения труда, которое есть на Земле. Марс будет что-то экспортировать и я думаю, это будут новые разработки. Марсианские колонии станут центрами инновационных разработок, которые будут экспортировать на Землю, а вырученные доходы будут использовать для оплаты импорта.


Что касается социальной системы, здесь есть простор для воображения. На Марс отправятся разные люди с разными идеями о том, какими должны быть социальные системы, включая идеи, которых еще нет. В целом, такие люди не будут пользоваться популярностью среди остальной части населения. Их идеи будут выглядеть странно и они захотят найти такое место, где можно будет опробовать свои концепции. Одни идеи будут глупыми и приведут к краху их колоний. Но другие идеи окажутся лучше того, что мы имеем сейчас. Эти колонии добьются успеха и люди будут туда стремиться. Они будут расти и станут примерами для остального человечества. И так мы будем развиваться.

автор статьи Татьяна Канунникова / источник russiancouncil / Alpha Centauri

Показать полностью 2

Китайские SpaceX и Blue Origin наступают

Китайская частная космонавтика — весьма молодое явление. В 2014 году Китай открыл сектор космической отрасли для частного капитала и за прошедшие годы было создано более 140 коммерческих аэрокосмических компаний, разрабатывающих ракеты-носители, небольшие спутниковые платформы, спутниковые группировки дистанционного зондирования и связи, наземные станции и различные части цепочек поставок.


Ряд китайских частных пусковых компаний сообщили о прогрессе в разработке ряда ракет-носителей для растущего коммерческого космического сектора (в том числе и многоразовых).

Landspace и iSpace сообщают о прогрессе с метановыми ракетными двигателями, в то время как Galactic Energy приближается к запуску своей ракеты-носителя Ceres-1. Тем временем Deep Blue Aerospace получила финансирование для разработки целой серии жидкостных ракет-носителей.

Китайские SpaceX и Blue Origin наступают Частная космонавтика, Китай, Космос, Ракета-носитель, Ispace, Видео, Гифка, Длиннопост, Ula

На фото космическая компания Galactic Energy тестирует разделение створок головного обтекателя

iSpace — многоразовый носитель и тесты вертикальной посадки

Базирующаяся в Пекине iSpace, которая вышла на орбиту еще в июле 2019 года, также продвинулась в разработке собственного кислород-метанового двигателя.

Китайские SpaceX и Blue Origin наступают Частная космонавтика, Китай, Космос, Ракета-носитель, Ispace, Видео, Гифка, Длиннопост, Ula

Концепция Hyperbola-2 подразумевает 9 двигателей на первой ступени, решетчатые рули, посадочные опоры, в точь как на Falcon9

19 мая двигатель JD-1 с тягой 19 тонн-сил прошел 200-секундное огневое испытание. Двигатель прошел испытание на повторный запуск 27 мая, открыв дорогу для будущих испытаний на вертикального взлета и посадки. Двигатели JD-1 будут приводить в действие многоразовую ракету-носитель Hyperbola-2, способную доставить 1900 кг на низкую околоземную орбиту (НОО).


Компания намерена на первом этапе провести 100-километровые испытания взлета и посадки Hyperbola-2 в конце этого года. Полноценный орбитальный испытательный полет запланирован на первую половину 2021 года.

Вице-президент iSpace Яо Боуэн заявил китайским СМИ после миссии SpaceX Demo-2, что «SpaceX еще дальше, но мы разделяем их видение отправки пассажиров в космос с помощью экономическиэффективных разработок».


Landspace


Landspace в начале мая завершила три огневых испытания двигателя на криогенном метане и жидком кислороде SkyLark (Tianque-12) с тягой на уровне 80 т. Tianque-11, меньший 10-тонный двигатель также на жидким кислороде и метане, 5 июня успешно завершил прожиг длительностью 2000 секунд.

Китайские SpaceX и Blue Origin наступают Частная космонавтика, Китай, Космос, Ракета-носитель, Ispace, Видео, Гифка, Длиннопост, Ula
Китайские SpaceX и Blue Origin наступают Частная космонавтика, Китай, Космос, Ракета-носитель, Ispace, Видео, Гифка, Длиннопост, Ula

Двигатели будут приводить в действие двухступенчатую ракету-носитель Zhuque-2 высотой 48,8 метра, способную доставить 4000 кг на 200-километровую НОО. Также Zhuque-2 может поднимать 2000 кг на 500-километровую солнечно-синхронную орбиту (ССО).

Китайские SpaceX и Blue Origin наступают Частная космонавтика, Китай, Космос, Ракета-носитель, Ispace, Видео, Гифка, Длиннопост, Ula

Ведущий инженер LandSpace по двигательным установкам заявляет, что успех испытаний Tianque-12 является первым тестом совместимости двигателя и системы управления, подтверждая летную конфигурацию двигателя для Zhuque-2. Теперь носитель вступает в фазу интеграционного тестирования перед первым запуском в конце 2020 или начале 2021 года.

Китайские SpaceX и Blue Origin наступают Частная космонавтика, Китай, Космос, Ракета-носитель, Ispace, Видео, Гифка, Длиннопост, Ula

Компания LandSpace проводит огневые испытания кислородно-метанового двигателя для ракеты Tianque-12

Landspace была основана в 2015 году, а в октябре 2018 года была предпринята первая попытка частного китайского запуска с помощью твердой ракеты Zhuque-1.

Galactic Energy близка к запуску Ceres-1


Galactic Energy, созданная в феврале 2018 года и являющаяся одной из новых частных китайских компаний, быстро прогрессирует и в этом году уже планирует осуществить первый запуск. Четырехступенчатая твердотопливная ракета Ceres-1 сможет доставить до 350 кг полезной нагрузки на 200-километровую орбиту.


Генеральный директор и основатель Galactic Energy Лю Байки считает, что сейчас правильный момент для экспансии в сфере космических пусков и мы скоро увидим космическую экономику на триллион долларов. Лю приводит прогнозы о том, что в период с 2018 по 2025 год в мире будет запущено около 20 000 спутников, причем значительная их часть приходится на Китай. Таким образом, рынок требует увеличения поставок недорогих, высоконадежных ракет-носителей.


По словам Лю, запуск ракеты Ceres-1 обойдется клиентам в фиксированную сумму 4 миллиона долларов США, и «мы работаем над снижением цены запуска до уровня менее 10 000 долларов США за килограмм». В то время как Falcon 9 от SpaceX с частичным повторным использованием предлагает более низкие цены за килограмм, меньшие спутники, которые являются попутной нагрузкой, зависят от расписания и выбранной орбиты основной полезной нагрузки.

Китайские SpaceX и Blue Origin наступают Частная космонавтика, Китай, Космос, Ракета-носитель, Ispace, Видео, Гифка, Длиннопост, Ula

Твердотопливные ускорители для Ceres-1 в сборочном цехе


На этой неделе компания объявила, что в мае было проведено успешное испытание на разделение обтекателя полезной нагрузки. Огневое испытание двигателя ориентации верхней ступени состоялось в апреле, а в мае — испытание всех подсистем верхней ступени.


Galactic Energy была нацелена на запуск Ceres-1 в июне, но пандемия COVID-19 неизбежно привела к задержкам. Теперь запуск с космодрома Jiuquan ожидается не раньше августа-сентября.


В декабре фирма получила финансирование в размере 21,5 млн. долл. США для запуска ракеты-носителя Ceres-1 и разработки ракеты-носителя Pallas-1 на керосине (RP-1) и жидком кислороде. Обе ракеты в стильном черном цвете напоминают Electron от Rocket Lab. Частично многоразовый Pallas-1, названный в честь большого астероида, сможет запустить 4 метрических тонны на НОО или две тонны для солнечно-синхронную орбиту. Как и Falcon9, первая ступень сможет приземлиться вертикально после запуска благодаря кластеру из семи двигателей переменной тяги, решетчатых рулей и посадочных опор, а затем запущена повторно.


На вопрос, почему Galactic Energy выбрала RP-1, а китайские фирмы Landspace и iSpace разрабатывают двигатели на жидком метане, Лю привел в пример SpaceX. «Ракета SpaceX Falcon 9 на жидком кислороде/керосине показывает, что этот вариант пригоден для повторного использования», — говорит Лю.

Китайские SpaceX и Blue Origin наступают Частная космонавтика, Китай, Космос, Ракета-носитель, Ispace, Видео, Гифка, Длиннопост, Ula

Galactic Energy планирует вывести Pallas-1 на стартовую площадку к концу 2022 года. Компания завершила огневые испытания нового газогенератора собственной разработки для двигателя Cangqiong с тягой 40 тонн-сил.


Deep Blue Aerospace


Пекинская компания Deep Blue Aerospace Technology Co., Ltd. объявила в пятницу, что ей удалось получить начальное финансирование на сумму более 14,1 млн. Долларов (100 млн. Юаней). Финансирование будет использовано для исследований и разработок, проверки технологии вертикальной посадки и испытаний керосин-кислородных жидкостных двигателей.


Основанная в 2017 году, Deep Blue Aerospace разрабатывает жидкостные ракеты-носители Nebula-1 и многоразовые Nebula-2. Первая ступень Nebula-1 будет оснащаться девятью двигателями Leiting-20, а на второй — одним двигателем, что полностью повторяет концепцию ракеты Falcon9 от компании SpaceX и позволяет имея не самый мощный двигатель быстро разработать и протестировать дизайн РН.


Nebula-1 диаметром 2,25 метра и Nebula-2 диаметром 3,35 метра будут способны запускать 500 кг на 500 км солнечно-синхронную орбиту и 4500 кг на НОО, соответственно. Дата проведения тестовых полетов не указана.


Национальная комиссия Китая по развитию и реформам на апрельском заседании добавила спутниковый интернет в дорожную карту развития «Новых инфраструктур». Спутниковый интернет, 5G, Интернет вещей и искусственный интеллект — все это приоритетные объекты для инвестиций. Этот шаг воспринимается как попытка стимулировать инновации в технологическом секторе и ещё больше стимулировать экономику Китая.

Также есть новость не из Китая о новой ракете Vulcan от компании ULA, которая будет использовать топливную пару метан-кислород на первой ступени:


«Все части ракеты-носителя для первого полета Vulcan почти готовы», заявил Тори Бруно, генеральный директор и президент ULA, который также отметил, что ULA «не пропустит сроки», тогда как Vulcan готовится к своему первому запуску в начале 2021 со стартовой площадки SLC-41 во Флориде. В первой миссии Vulcan запустит посадочный аппарат Peregrine от компании Astrobotic на Луну, которая, в свою очередь, является частью программы CLPS НАСА по отправке полезных грузов на поверхность нашего спутника.

автор статьи Nordosten / источник habr / spacenews

Показать полностью 8 1

Зелёный цвет Красной планеты

Орбитальный аппарат ESA ExoMars обнаружил в атмосфере Марса зеленоватое свечение, хотя до сих пор подобное явление удавалось наблюдать лишь в земной атмосфере.


На Земле подобное явление образуется во время полярных сияний, когда электроны из межпланетного пространства попадают в верхние слои атмосферы (происходит высвобождение кислорода из углекислого газа под воздействием солнечного света). Это кислородное излучение света придаёт полярным сияниям их красивый и характерный зелёный оттенок.

Атмосферы планет, включая Землю и Марс, постоянно светятся как днём, так и ночью, поскольку солнечный свет взаимодействует с атомами и молекулами в атмосфере. Дневное и ночное свечение вызвано различными механизмами: ночное свечение возникает при рекомбинации расщепленных молекул, тогда как дневное свечение возникает, когда солнечный свет непосредственно возбуждает атомы и молекулы, такие как азот и кислород.


На Земле зелёное ночное свечение довольно слабое, и поэтому лучше всего наблюдать его, взглянув «на края» – как показано на многих впечатляющих снимках, сделанных астронавтами на борту Международной космической станции (МКС) .

Зелёный цвет Красной планеты Esa, Марс, Космос, Космические исследования, Экзомарс, Длиннопост

Теперь это зелёное свечение было впервые обнаружено на Марсе орбитальным аппаратом ExoMars (TGO), который находится на орбите Марса с октября 2016 года.

Одно из самых ярких излучений, наблюдаемых на Земле, связано с ночным свечением. Точнее говоря, от атомов кислорода, излучающих определенную длину волны света, которую никогда не видели вокруг другой планеты.


Жан-Клод Жерар, Льежский университет, Бельгия

Жан-Клоду и его коллегам удалось обнаружить это излучение с помощью специального режима наблюдения TGO. Один из самых современных приборов этого аппарата, известный как NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery), включающий в себя ультрафиолетовый и видимый спектрометр (UVIS), может производить наблюдения в различных конфигурациях (одна из конфигураций — канал UVIS nadir направлена прямо к марсианской поверхности).

Предыдущие наблюдения не зафиксировали какого-либо зелёного свечения на Марсе, поэтому мы решили переориентировать канал UVIS nadir так, чтобы он указывал на „край“ Марса, как это было сделано со снимками с МКС.


Энн Карин Вандаэль, Королевский институт Бельгии

В период с 24 апреля по 1 декабря 2019 года Жан-Клод, Энн Карин и их коллеги использовали NOMAD-UVIS для сканирования высот в диапазоне от 20 до 400 километров от поверхности Марса. Зелёная эмиссия, произведенная кислородом, присутствовала во всех случаях.

Излучение было самым сильным на высоте около 80 километров и изменялось в зависимости от изменения расстояния между Марсом и Солнцем.


Энн Карин Вандаэль, Королевский институт Бельгии

Изучение свечения может дать богатую информацию о составе атмосферы планеты. Чтобы лучше понять это зелёное свечение на Марсе и сравнить его с тем, что мы видим вокруг нашей собственной планеты, Жан-Клод и его коллеги углубились в изучение того, как оно образовалось.

Мы смоделировали это излучение и обнаружили, что она в основном производится в виде диоксида углерода или CO2, разбитого на его составные части: окись углерода и кислород. Мы увидели, что получающиеся атомы кислорода светятся как в видимом, так и в ультрафиолетовом свете.


Жан-Клод Жерар, Льежский университет, Бельгия

Одновременное сравнение этих двух видов излучения показало, что видимое излучение было в 16,5 раз интенсивнее ультрафиолетового.

Наблюдения на Марсе согласуются с предыдущими теоретическими моделями, но не с тем сиянием, которое мы видели вокруг Земли, где видимое излучение намного слабее. Это говорит о том, что нам нужно больше узнать о том, как ведут себя атомы кислорода, что чрезвычайно важно для нашего понимания атомной и квантовой физики.


Жан-Клод Жерар, Льежский университет, Бельгия

Это понимание является ключом к характеристике атмосферы планеты и связанных с ними явлений – таких как полярные сияния. Расшифровав структуру и поведение этого зелёного светящегося слоя атмосферы Марса, учёные могут получить представление о высотном диапазоне, который остался в значительной степени неисследованным, и отслеживать, как он меняется, когда меняется активность Солнца и Марс движется по своей орбите вокруг нашей звезды.

Зелёный цвет Красной планеты Esa, Марс, Космос, Космические исследования, Экзомарс, Длиннопост

Эмиссия кислорода в дневных наблюдениях

Это первый случай, когда это излучение наблюдается вокруг другой планеты, и это первая научная публикация, основанная на наблюдениях с канала UVIS nadir прибора NOMAD на аппарате ExoMars Trace Gas Orbiter.


Хокан Сведхем, участник проекта TGO ЕSА

Понимание свойств атмосферы Марса не только интересно с научной точки зрения, но и является ключом к управлению миссиями, которые мы отправляем на Красную планету. Например, плотность атмосферы непосредственно влияет на сопротивление, которое испытывают парашюты, используемые для доставки зондов на поверхность Марса.

оригинал статьи ESA / перевод Зелёный Готт / источник Alpha Centauri

Показать полностью 2

Первый коммерческий спутник для связи c Луной запустят к 2023 году

Частная компания CommStar Space Communications намерена отправить в космос первый коммерческий спутник-ретранслятор для передачи данных между Луной и Землей. Как сообщается на сайте компании, сделать это она планирует не позднее 2023 года.

Дальняя космическая связь всегда осложняется ослаблением сигнала за счет рассеяния в пространстве, поэтому даже сегодня связь между Землей и Луной — довольно непростая задача. Расстояние, которое требуется преодолеть данным, составляет 384,5 тысячи километров. Для их передачи требуется мощное (следовательно, тяжелое и громоздкое) оборудование, запуск которого в космос потребует больших расходов.

Первый коммерческий спутник для связи c Луной запустят к 2023 году Спутник, Космос, Луна

Поэтому для дальней космической связи предлагается использовать спутники-ретрансляторы, которые будут принимать данные от космических аппаратов и ретранслировать их точно на наземные приемники. Сегодня на орбите вокруг Земли находится несколько таких аппаратов, включая российскую систему «Луч», однако все они принадлежат государственным космическим агентствам.

CommStar Space Communications намерена стать первой компанией, которая запустит в космос частный спутник-ретранслятор для связи с Луной. Аппарат под названием CommStar-1 будет спроектирован как гибридная система для радиочастотной и оптической (лазерной) передачи данных. Ожидается, что он станет самой крупной коммуникационной платформой из всех, что сегодня находятся на поверхности или орбите вокруг Луны, и позволит другим лунным миссиям использовать менее мощное и тяжелое оборудование для отправки информации.


Как заявляют представители компании, CommStar-1 будет использовать облачные технологии, в частности PaaS («платформа как услуга») или SaaS («программное обеспечение как услуга»), а также напрямую распределять данные в различные облачные хранилища и лаборатории с помощью существующих систем связи между космическими и наземными станциями. Кроме того, пользователи будут иметь постоянный доступ к ретранслятору, использующему сквозное шифрование для передачи информации.

Над созданием первого спутника CommStar Space Communications работает совместно с компанией Thales Alenia Space, крупнейшим производителем спутников в Европе. Планируется, что CommStar-1 станет первым аппаратом из семейства ретрансляторов в окололунном пространстве. Компания намерена отправить ретранслятор в космос к 2023 году, однако кто будет осуществлять запуск и когда, пока что неизвестно.


Ранее сообщалось, что в том же году компания Northrop Grumman намерена отправить в космос первый обитаемый модуль окололунной орбитальной станции Gateway. Ее планируется использовать как базу для экспедиций астронавтов на поверхность спутника Земли, а также для тестирования технологий, которые в дальнейшем лягут в основу первых пилотируемых миссий на Марс.

автор Кристина Уласович / источник nplus1

Показать полностью 1

В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3

SpaceX второй раз осуществили складывание опор ступени прямо на платформе c использованием робота Octagrabber. На этот раз это заняло ещё меньше времени чем в первый раз и уже через 10 часов после прибытия платформы работы были закончены

В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост
В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост

Далее ступень будет погружена на транспортер и отправится в ангар SpaceX

В порту Канаверал были сложены все опоры Falcon 9 B1059.3 SpaceX, Falcon 9, Ступень, Космос, Мыс Канаверал, Длиннопост

Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!

источник / Jared-Base / Ken Kremer / Greg Scott / Marek Cyzio

Показать полностью 16

Атмосферное видео запуска Falcon 9 с миссией Starlink-8

Ударные волны и ослепительный свет. Приглушите звук на второй минуте, вы услышите рёв 9 двигателей Merlin

Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!

Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8

13 июня состоялся ее третий полет и успешная посадка на плавучую платформу OCISLY

Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост

Через пару часов после прибытия в порт, рабочие приступили к складыванию опор

Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост
Первая ступень Falcon 9 B1059 прибыла в порт Канаверал после миссии Starlink-8 SpaceX, Falcon 9, Космос, Мыс Канаверал, Ступень, Длиннопост

Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!

Stephen Marr / Crystal / Ken Kremer / Greg Scott / Miguel Cruz / Julia / Richard Angle / Jon Van Horne / John Kraus

Показать полностью 25

На твердой тяге. Как устроены ускорители "лунной" ракеты NASA

На прошлой неделе топливные сегменты двух ускорителей ракеты SLS прибыли в Космический центр имени Кеннеди во Флориде, прокатившись практически через все Соединенные Штаты с запада (штат Юта) на восток. Их везли сначала на огромных многоосных тягачах, а затем по железной дороге. На космодроме из них соберут два гигантских ускорителя сверхтяжелой ракеты SLS — ключевого элемента американской программы по возвращению на Луну. N + 1 разбирается, чем отличаются «лунные ускорители» от большинства двигателей, на которых сегодня летают в космос люди.

На твердой тяге. Как устроены ускорители "лунной" ракеты NASA NASA, Артемида (космическая программа), Sls, Жрд, Космос, Ракетный двигатель, Видео, Длиннопост

Первые ракеты работали на твердом топливе — это были пороховых пакеты, чья низкая энергетика компенсировалась простотой изготовления и использования. Но когда потребовалось решать более сложные задачи, например, доставить заряд взрывчатки на расстояние в несколько сотен километров, полеты потребовали новых технологий — так топливо стало жидким, и двигатели соответственно изменились.


Путь в космос был проложен на ракетах с ЖРД. На керосин-кислородных двигателях летала королевская «семерка», которая вывела на орбиту «Спутник» и Гагарина. ЖРД стоят на американских «Фальконах» и «Дельтах», российских «Союзах» и «Протонах», китайских «Чанчжэнах», новозеландских «Электронах».

Жидкостный двигатель действительно эффективен: его тягой удобно управлять, его можно выключить в любой момент и включать многократно. А компактные размеры позволяют легко перевозить двигатели и плотно компоновать их в торце ступени. При всей своей сложности, ЖРД — а это трубки и патрубки, турбонасосы, газогенераторы и форсуночные головки — уже давно технологически доступный уровень совершенства для выхода в космос.


Но за плюсы ЖРД приходится платить сложностями эксплуатации. Жидкие компоненты топлива либо ядовиты, либо криогенны — и здесь вылезает множество проблем с их сжижением, защитой от тепловых потерь и расслоений. Утечки паров топлива токсичны и пожароопасны. Стартовая заправка ракеты требует большой наземной инфраструктуры: хранилищ для топлива, систем его подачи. Весь этот ком технологических операций усложняет пуск, на его подготовку уходит прорва времени. Заправленную ракету сложно хранить: на старте от нее идет белый туман — это стравливается испаряющийся жидкий кислород.

В сравнении с этим ракетному двигателю на твердом топливе перед стартом не требуется ничего, кроме прикрепления к ракете — ни заправочных операций, ни строгих противопожарных мер, ни какого-либо обслуживания перед стартом. А запуск сводится к простому зажиганию воспламенителя.


Однако у простых в одном отношении твердотопливных двигателей есть другая сложность. Увеличение их размеров оборачивается для ракетостроителей значительными трудностями. Во-первых, большое давление, запертое у ЖРД в камере сгорания, у твердотопливных двигателей распространяется на весь корпус. Он должен его выдерживать — а значит быть прочнее и, следовательно, тяжелее.

На твердой тяге. Как устроены ускорители "лунной" ракеты NASA NASA, Артемида (космическая программа), Sls, Жрд, Космос, Ракетный двигатель, Видео, Длиннопост

Сегмент ускорителя SLS отправляется в путь

Но самое сложное — это изготовление больших твердотопливных массивов. Попробуйте сделать топливную шашку весом сто тонн: такая громада будет оплывать под собственным весом, начнет меняться плотность в разных частях, внутри будут возникать напряжения и трещины.


Поэтому когда в 1962 году появилась первая межконтинентальная твердотопливная ракета Minuteman I массой 28 тонн, в космосе уже летали спутники, запущенные жидкостными ракетами массой сотни тонн.


Но прошло еще 20 лет твердотопливных инноваций, и люди все-таки полетели в космос на РДТТ — твердотопливные ускорители использовались при пусках «Спейс Шаттлов».


Черным пятном на истории твердотопливных двигателей лежит катастрофа «Челленджера», которая случилась из-за негерметичности уплотнительных колец ускорителя — но она не отменила принципиальных преимуществ твердотопливных ускорителей: огромную тягу при компактном размере, простоту эксплуатации и невысокие затраты на изготовление.


После доработки твердотопливные ускорители еще 110 раз вывели в космос шаттлы. За всю историю программы в космос слетало 355 человек — это 63 процента от всех людей, когда-либо побывавших на орбите. Иными словами, сегодня больше половины всех участников космических полетов попадали в космос на твердотопливном заряде. Поэтому для возвращения на Луну NASA решило вернуться к твердотопливным ускорителям.

Двигатель


Твердотопливный двигатель состоит из трех базовых частей: корпуса, топлива и реактивного сопла.


Корпус больших РДТТ часто изготовляют намоткой прочных нитей с пропиткой твердеющими полимерами, получая крепкий и легкий композитный материал. Сопла РДТТ тоже часто делают из композитных материалов, используя различные вставки в напряженных частях сопла.


Важны форма и площадь поверхности горения в топливе. Обычно в центре топлива идет канал, который может расширяться и усложняться — например, принимая форму звезды. Чем больше площадь горения, тем больше расход топлива и тяга двигателя. Геометрия канала и ее изменение в процессе горения программируют величину и изменение тяги двигателя во время работы.

На твердой тяге. Как устроены ускорители "лунной" ракеты NASA NASA, Артемида (космическая программа), Sls, Жрд, Космос, Ракетный двигатель, Видео, Длиннопост

Схема устройства твердотопливного ракетного двигателя на примере ускорителя SLS

Рецепт смеси


Твердое топливо по своему составу очень разнообразно, и делится на несколько типов. Львиную долю занимают смесевые топлива — тонко измельченные и перемешанные неорганические компоненты, соединенные связующими веществами. Одни из них являются окислителями, другие горючими, они реагируют во фронте горения топлива.


Помимо горючего и окислителя в топливо добавляют многие вспомогательные вещества. Чтобы топливо было пластичным, хорошо размешивалось и могло подаваться при снаряжении в корпус двигателя шнековыми машинами, в топливо вводят пластификаторы. Чтобы придать ему твердость, в топливо добавляют эпоксидные отвердители. При длительном вертикальном положении массив топлива не должен оплывать, давать трещины и накапливать внутренние напряжения — ракеты иногда стоят на боевом дежурстве десятки лет.


Если в топливе появятся трещины, то при работе двигателя они станут нерасчетными площадями горения, оплывший свод потеряет расчетную толщину и изменит форму канала, а возникшие в массиве топлива напряжения приведут к дополнительному разгару в этих местах. Эти риски возрастают под действием взлетной перегрузки, в разы усиливающей вес и давление массы топлива.


Физические свойства топлива регулируются связующими добавками специальных стабилизаторов. Также в топливо добавляют ингибиторы и катализаторы горения, флегматизаторы (они уменьшают чувствительность топлива к трению, что необходимо при изготовлении смеси и снаряжения двигателя), ингибиторы окисления и другие добавки.

Состав топлива ускорителя SLS таков:


- 69,6 процентов окислителя, перхлората аммония NH4ClO4,

- 16 процентов металлического алюминия,

- 12 процентов полибутадиенакрилонитрила,

- 1,96 процента эпоксидного отвердителя,

- 0,4 процента железа, которое используется в качестве катализатора.


В молекуле перхлората аммония — четыре атома кислорода. Они освобождаются при нагревании и окисляют металлический алюминий и полибутадиенакрилонитрил. Полибутадиенакрилонитрил, или бутадиен-нитрильный каучук (БНК) — это жесткая резина, которая работает и горючим, и связующим. Углерод и водород БНК при сгорании образуют газовое рабочее тело — смесь в основном углекислого газа и водяного пара. Второе горючее, мелкодисперсный алюминий, сгорает без выделения газов, но температура горения алюминия очень высока, около 3300 °С. Это повышает температуру газов, передавая им тепло сгорания металла.

Горение


Не каждое твердое ракетное топливо вы сможете зажечь спичкой или зажигалкой. Некоторые топлива не горят при обычном атмосферном давлении — так они спроектированы. Почему?


Давление внутри канала двигателя при горении составляет десятки атмосфер. Прижатый к горящей поверхности плотный горячий газ порождает поток тепла в массив топлива. Чем больше в одном кубическом сантиметре горячего газа, а значит тепла, тем быстрее этот сантиметр прогревает слой топлива. Ускорение сгорания топлива увеличивает выделение газов, приводя к росту давления. Повышенное давление может разорвать корпус двигателя или привести к нестационарному, разгоняющемуся горению наперегонки с давлением. Ускоренно развиваясь, эта взаимно усиливающая связка быстро достигает скорости и давления ударной волны, нагревающей топливо уже упругим сжатием до основных химических реакций — горение переходит в детонацию.

На твердой тяге. Как устроены ускорители "лунной" ракеты NASA NASA, Артемида (космическая программа), Sls, Жрд, Космос, Ракетный двигатель, Видео, Длиннопост

Горение твердого ракетного топлива

Поэтому скорость горения топлива проектируют для рабочих давлений в 30-50 атмосфер. А значит, для запуска двигателя это давление надо сначала создать. Это достигается специальным зарядом другого топлива, подобным пороховой шашке. Его сгорание поднимает давление в канале двигателя (с закрытым заглушкой соплом) до рабочего, при котором начинается устойчивое горение основного топлива. И одновременно нагревает поверхность топлива до начала химических реакций.


Соответственно, специфически устроено и выключение такого двигателя. Например, боевым межконтинентальным ракетам необходимо остановить двигатель последней ступени при достижении нужной скорости, иначе боеголовка перелетит свою цель (которая, как правило, находится ближе максимальной дальности ракеты). Если выжигать топливо целиком, и запускать ракету по высокой навесной траектории, ее полетное время недопустимо удлинится. Двигатель надо остановить вовремя. Для обнуления его тяги взрывают детонационные шнуры, проложенные в корпусе двигателя. Шнуры подрывом вырезают в стенке корпуса два отверстия, и давление в канале двигателя мгновенно сбрасывается — без давления топливо гаснет, и тяга обнуляется.


Жесткий возница


На пресс-брифинге экипажа Crew Dragon сразу после стыковки корабля с МКС астронавт Боб Бенкен отметил, как плавно шел «Фалькон» первые минуты полета по сравнению с «Шаттлом». Это связано именно с тем, что двигатель «Мерлин»— жидкостный, а «Шаттлы» использовали на старте, помимо своих двигателей, еще и твердотопливные ускорители SRB.

На твердой тяге. Как устроены ускорители "лунной" ракеты NASA NASA, Артемида (космическая программа), Sls, Жрд, Космос, Ракетный двигатель, Видео, Длиннопост

Перед входом в имитатор полета на шаттле в Космическом центре им. Кеннеди у автора этих строк попросили выложить из карманов все мелкие предметы, ключи и монеты. Иначе их могло выбросить из карманов взлетной тряской.


Первые две минуты, на этапе работы твердотопливных ускорителей, трясет так, будто вы мчитесь на телеге по крупной булыжной мостовой. На трансляциях из кабины шаттла видно, как экипаж при запуске мотает в креслах, а как только ускорители отсоединяются — тряска прекращается, и остается лишь еле ощутимая вибрация водородных двигателей шаттла.

В горячем газе, заполняющем канал работающего твердотопливного двигателя, возникают акустические колебания. Они сливаются в более сильные волны и усиливаются – растет давление во фронте волны, а большая скорость звука в раскаленном газе дает волнам большую быстроту движения. Натыкаясь на горящую топливную поверхность, акустические волны своим давлением ускоряют горение и выделение энергии — и сами получают от горящего топлива усиливающий удар и отражаются. Так они гуляют по всему сжатому газу канала внутри топлива, поддерживая и увеличивая свою силу. Под их действием горение топлива, в среднем равномерное, испытывает частые и множественные локальные усиления. Что и вызывает вибрации двигателя, которые приводят к тряске.


Выхлоп ускорителя выглядит как яркое белое пламя. Яркость ему придают раскаленные твердые микрочастицы, хорошо излучающие свет видимого диапазона: у свечи это микрочастицы твердого углерода, а у твердого ракетного топлива светят частицы продуктов разложения перхлората аммония, оксида алюминия — и тот же углерод.

Сверхзвуковая выхлопная струя тормозится об воздух, порождая сильные звуковые поля. От струи отходят множественные акустические волны, двигатель ревет и грохочет. Интенсивность этого процесса так сильна, что на огневых испытаниях рев двигателя вздымает грунтовую пыль — и кажется, что грунт дымится.


Поднятая с земли пыль окрашивает в темный цвет дым струи, бьющей на испытаниях горизонтально. Также дым затемняется несгоревшим углеродом полибутадиена. Без этих темных включений выхлоп имел бы белый цвет, образуемый частицами оксида алюминия и хлорида аммония.

На твердой тяге. Как устроены ускорители "лунной" ракеты NASA NASA, Артемида (космическая программа), Sls, Жрд, Космос, Ракетный двигатель, Видео, Длиннопост

Огневые испытания ускорителя в июне 2016 года

Ускоритель SLS


Ускорители ракеты SLS созданы на базе твердотопливных ускорителей «Спейс Шаттлов». К четырем топливным сегментам добавили пятый, таким образом увеличив длину, массу и мощность ускорителей. Отказались от многоразовости, сократив парашютный блок приводнения и все затраты, связанные с циклом повторного использования. Высота ускорителя 54 метра (это 18-этажный дом), масса — 726 тонн, а тяга выросла до 1620 тонн, что в четыре раза мощнее ракеты-носителя «Союз». Сквозь сопло ускорителя свободно может пройти взрослый человек.

На твердой тяге. Как устроены ускорители "лунной" ракеты NASA NASA, Артемида (космическая программа), Sls, Жрд, Космос, Ракетный двигатель, Видео, Длиннопост

Положение ускорителей на ракете SLS

Состоит ускоритель из трех основных элементов. Головная, или передняя, сборка объединяет конус носового обтекателя и переднюю юбку, в которой находится бортовая электроника и узел передачи тягового усилия на центральную ступень ракеты. Пять топливных сегментов вырабатывают с большим расходом рабочее тело — газ с высокой температурой и давлением. Хвостовая юбка защищает сопло от набегающего потока, содержит командную аппаратуру и механизм поворота реактивного сопла для управления вектором тяги. Обе сборки, передняя и задняя, несут по четыре небольших РДТТ для отведения отработавшего ускорителя от центральной ступени. В верхнем топливном сегменте стоит также воспламенитель для запуска двигателя.


Корпуса топливных сегментов изнутри обклеивают листами резиновой изоляции. Они защищают металл корпуса от жара в двигателе.

На твердой тяге. Как устроены ускорители "лунной" ракеты NASA NASA, Артемида (космическая программа), Sls, Жрд, Космос, Ракетный двигатель, Видео, Длиннопост

Корпус нижнего сегмента ускорителя обклеивают более 900 листами изоляции

Ускорители SLS будут работать две минуты и шесть секунд, каждую секунду сжигая по 6 тонн топлива. После этого они отделятся от ракеты и упадут в Атлантический океан. Они стали самыми большими и мощными ракетными двигателями, и вообще двигателями, когда-либо сделанными человеком. Они будут создавать четыре пятых всей тяги сверхтяжелой SLS, летящей на Луну.


Добравшись до Космического центра имени Кеннеди, нетопливные части поступят в сборочный комплекс BFF для монтажа передней и задней сборки ускорителя. А топливные сегменты везут в специализированный цех RPSF, где разворачивают вертикально. Первый и последний сегменты соединяют с головной и задней сборками, проверяют, и складируют с другими тремя топливными сегментами. Перед пуском ракеты все сегменты отправят в здание вертикальной сборки, крупнейшее в мире одноэтажное здание высотой 160 метров, где ускорители соберут целиком и прикрепят к ракете.


Остаётся посмотреть, как пройдет первый запуск «Артемида-1», намеченный на 2021 год, и увидеть работу ускорителей в первом реальном космическом старте.

автор статьи Николай Цыгикало / источник nplus1

Показать полностью 8 4
Отличная работа, все прочитано!