Идея солнечного теплового двигателя существует уже несколько десятилетий, но только недавно исследователям, удалось провести первое испытание действующего прототипа такой установки. Работы над двигателем, возглавляемые Джейсоном Бенкоски, осуществляются в Лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса в рамках заказанного в 2019 году НАСА изучения концепции космической миссии, посвященной непосредственно полету за пределы Солнечной системы. Отчет исследователи должны представить к концу 2021 года.
Ученые исследуют возможность создания зонда, который способен преодолеть 80 миллиардов километров, причем всего за 13,515 земных лет. Солнечные тепловые двигатели, по мнению разработчиков, самый быстрый в реализации способ, который позволит запустить космический аппарат в межзвездное пространство. По расчетам, такие установки в три раза эффективнее существующих химических ракетных двигателей.
Макет двигателя представляет собой пластину, в которую встроен змеевидный трубчатый теплообменник. В него подается жидкий гелий, в то время как пластина нагревается солнечным симулятором. Проходя по трубке и поглощая тепло, гелий расширяется и выходит через расположенное на конце теплообменника сопло, создавая тягу. Хотя протестированный прототип двигателя работал в условиях, далеких от реальных, результаты экспериментов с ним совпадают с расчетами, проведенными для модели межзвездного корабля.
Солнечный тепловой двигатель предполагается объединить с тепловым щитом космического аппарата, аналогичного тому, что применен на зонде Parker Solar Probe. У корабля для исследования межзвездного пространства в тепловой щит встроят теплообменник, где в качестве рабочего вещества будет использоваться водород, а не гелий.
Основная сложность заключается в том, что необходимой для межзвездного полета эффективности можно достигнуть только в случае, если космический аппарат выполнит маневр Оберта. Это означает, что, чтобы получить максимальное ускорение, зонду нужно пройти как можно ближе к Солнцу.
По расчетам, межзвездному аппарату необходимо пролететь на расстоянии всего миллиона миль от звезды, что даст ему возможность разогнаться ориентировочно с 50 тысяч км/ч до 320 тысяч км/ч. При этом зонду придется провести около 2,5 часов при температуре примерно 2500 C.
Сейчас ученые работают над поиском материалов, устойчивых к таким экстремальным условиям. И хотя предстоит еще выполнить множество исследований, главное, что невероятные достижения в материаловедении делают осуществимой идею, выдвинутую более 60 лет назад. Джейсон Бенкоски отмечает, что таких успехов невозможно было бы добиться без 3D-печати.
У исследователей не остается времени, чтобы провести испытания своей разработки на околоземной орбите, но им будет что представить в отчете НАСА в конце будущего года. И, возможно, именно их проект Национальное агентство выберет в качестве приоритетного на ближайшее десятилетие.
Источник: wired.com
|
|
|
|
|
|
Группа ученых из Университета Макгилла предложила отправлять космические корабли к другим планетам с помощью лазера. Исследование жизнеспособности такой концепции проводилось по поручению НАСА. Огромный лазер, расположенный на Земле, будет нагревать водородную плазму в камере позади космического корабля, создавая тягу и доставляя его на
В гонку по созданию коммерческого транспорта для полетов в космос вступила новая компания. Американский стартап Radian Aerospace объявил о получении финансирования в размере 27,5 млн долларов для разработки одноступенчатого космического самолета Radian One, который будет взлетать и приземляться горизонтально.
Коммерческая космическая индустрия в последние годы развивается очень стремительно:
Космическая программа Китая развивается рекордными темпами, и последние несколько лет могут войти в историю, как одни из самых успешных для Пекина в 21 веке. В числе прочих достижений особо выделяется создание искусственного лунного комплекса, который имитирует условия и окружающую среду спутника, в котором
Австралийская компания Hypersonix Launch Systems планирует сделать отправку спутников в космос более дешевыми, простыми и безвредными для окружающей среды. Ее решение представляет собой пусковой комплекс с многоразовыми аппаратами, сердцем которой станет гиперзвуковой самолет Delta-Velos.
Система получила название Wirraway и предлагает два очень важных преимущества: во-первых, она относительн
Немецкий аэрокосмический стартап Klaus Space Transportation заявил об успешном испытании прототипа новой бестопливной системы возврата ракетных ступеней. Хотя компания была основана только в октябре, первый тест своей технологии, которая должна будет сделать
Космическое агентство США вместе с европейскими и канадскими коллегами осуществило запуск самого большого и дорогого телескопа за всю историю космонавтики. Запуск James Webb (Джеймс Вебб) транслировался онлайн на официальном ютуб канале N
