Двигатель nasa


Ионный двигатель NASA доставит человека на Марс за две недели

Ученые из Мичиганского университета в сотрудничестве с ВВС США и НАСА вывели на новый уровень ионный двигатель X3, который, в теории, сможет доставить человека на Марс за две недели.

В исследовательском центре NASA Glenn в Огайо исследователи Мичиганского университета смогли увеличить максимальную мощность ионного двигателя X3 (разновидность двигателя Холла) до 100 кВт, что является рекордом для данного типа.

«Мы показали, что X3 может работать с мощностью более 100 кВт, — говорит руководитель проекта Алек Галлимор. — Он работал с огромным диапазоном мощности от 5 кВт до 102 кВт с электрическим током до 260 ампер. Он генерировал 5,4 ньютона тяги, что является самым высоким уровнем тяги, достигнутым любым плазменным двигателем на сегодняшний день». Предыдущий рекорд составляет 3,3 ньютона.

Ионные двигатели используют электричество (обычно генерируемое солнечными батареями или газовым топливом) для вытеснения плазмы — газоподобного облака заряженных частиц — из сопла, создавая таким образом тягу. По данным NASA, такой метод тяги способен разогнать космический корабль гораздо быстрее, чем химические двигатели. В частности, максимальная скорость химических ракет составляет 5 км/с, тогда как двигатель Холла способен достичь скорости в 40 км/с. Это означает, что корабль с таким двигателем может долететь до Марса за две недели, при условии, что он стартует, когда расстояние между нашими планетами будет минимальным (56 млн км).

По словам Галлимора, ионные двигатели к тому же более экономичны и требуют меньше топлива, если пропеллентом выступает газ, вроде ксенона, а не солнечные батареи. Так, исследовательский зонд NASA ­— Dawn, — который вышел недавно на орбиту карликовой планеты Церес, как раз использует ионный двигатель на базе ксенона.

Минус ионного двигателя состоит в слабой тяге: чтобы разогнать корабль, ему нужно работать довольно длительное время. Поэтому, например, его нельзя использовать на Земле, только в космосе.

Нынешние ионные электрические установки, доступные на рынке, создают тягу всего в 3-4 кВт, тогда, как для отправки человека на Марс нужны более мощные установки, способные достичь мощности в 500 кВт или даже 1 МВт.

Ученые надеются, что X3, который сейчас вышел только на уровень 100 кВт, в течение ближайших 20 лет сможет справиться с этой задачей. Особенностью X3 также является его конструкция — вместо одного канала для выхода плазмы, он использует три. Это позволило уменьшить размеры двигатели, сохранив при этом показатели мощности.

В следующем году команда ученых проведет еще один больший тест, задачей которого будет выяснить, сможет ли ионный двигатель малой тяги проработать 100 часов подряд. По словам Галлимора, инженеры также разрабатывают специальную магнитную экранирующую систему, которая должна защитить стенки двигателя от повреждения плазмой. Без нее X3, вероятно, столкнется с поломками уже через несколько тысяч часов, говорит он. Экран же позволит двигателю работать на полную мощность несколько лет.

Двигатель X3 станет центральной частью электрической силовой установки XR-100, которую разрабатывает Aerojet Rocketdyne для программы NextSTEP.

Компания Ad Astra, которую возглавляет астронавт Франклин Чанг-Диас, получила в 2015 году от NASA грант в размере $9 млн на разработку ракетного двигателя, который сможет доставить человека на Марс всего за 38 дней. опубликовано econet.ru 

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

Ионный двигатель NASA показал новый рекорд производительности – Журнал "Все о Космосе"

8:33 15/10/2017 Просмотров: 133

Разрабатываемый Мичиганским университетом и ВВС США новый ионный двигатель X3 для аэрокосмического агентства NASA установил новый рекорд эффективности. На фоне этих новостей у некоторых экспертов загорелись глаза, и все они как один предполагают, что такая технология однажды будет использоваться для доставки людей на Марс.

Двигатель X3 относится к так называемому типу ускорителей Холла. Для создания двигательного импульса такая установка создает направленный поток ионов. Генерируемая внутри специальной камеры плазма, которая выбрасывается за пределы корабля, по словам NASA, позволит придать космическому кораблю больший уровень ускорения по сравнению с более традиционными химическими ракетными двигателями.

Самые эффективные химические ракетные двигатели (ХРД) позволяют разгонять космический аппарат до скорости около 5 километров в секунду, в свою очередь, ускоритель Холла способен придавать ускорение до 40 километров в секунду. Такая эффективность будет крайне полезной для потенциально продолжительных космических полетов, как, например, на Марс. И по мнению людей, занимающихся проектом ионного двигателя, благодаря этой технологии в течение ближайших 20 лет мы сможем открыть дорогу к пилотируемым полетам к Красной планете.

Считается, что ионные двигатели могут быть гораздо эффективнее обычных ЖРД, а также экономичнее, так как требуют использования меньшего объема топлива для перевозки аналогичного числа членов экипажа и оборудования на дальние дистанции. Как прокомментировал руководитель проекта разработки ионного двигателя Алек Галлимор порталу Space.com, ионное ускорение способно обеспечить до 10 раз большее покрытие расстояния при использовании одинакового с ЖРД объема топлива.

Конечно же, помимо ионных двигателей, есть и другие виды перспективных технологий, дальнейшая разработка которых может вывести человечество на новый виток покоренных космических расстояний. Пожалуй, самым главным недостатком тех же традиционных ЖРД является необходимость в доставке в космос огромного объема химического топлива, что, разумеется, повышает и общую массу космического корабля. Дополнительная масса требует дополнительного топлива, дополнительное топливо повышает массу, ну и так далее. Есть вариант прямоточного ускорителя Буссарда, являющегося по своей сути термоядерным ракетным двигателем, использующим водород космического пространства в качестве топлива. В теории двигатель способен придавать ускорение практически до скорости света, но его крайне низкая эффективность ввиду особенности самой конструкции космического корабля пока оставляет проект под очень большим вопросом. А что же электромагнитный двигатель, который у всех на слуху последнее время? Вокруг него сейчас возникает больше вопросов, чем ответов. И пока мы не разберемся, как он вообще способен работать, а ученые действительно понятия не имеют как, то на лучшее надеяться не приходится.

Фанаты научной фантастики наверняка с энтузиазмом предложили бы использовать идею, которая позволит осуществлять космические путешествия быстрее скорости света – варп. Однако общая теория относительности говорит нам о том, что ничто не способно передвигаться быстрее скорости света. Тем не менее, если мы найдем способ каким-то образом сжимать и расширять ткань пространства-времени впереди и позади нас, то в теории мы действительно сможем двигаться быстрее скорости света. Но пока современная наука солидарна с тем, что мы даже близко не подобрались к подобным технологиям.

Вернемся к ионным двигателям. Недавние испытания ускорителя X3 показали, что установка способна работать при мощности более 100 кВт и генерировать 5,4 ньютона силы, что на данный момент стало высшим показателем эффективности для любого ионного плазменного двигателя. Он также побил рекорд выходной мощности и показателей рабочего тока. Подобный успех заставил некоторых предположить, что технология в течение ближайших 20 лет начнет использоваться для доставки людей на Марс. Но так ли все замечательно? Пожалуй, лишь только отчасти.

По сравнению с теми же ЖРД, ионные двигатели способны создавать очень малую тягу. Другими словами, чтобы достичь того же показателя скорости, что демонстрирует химический ракетный двигатель, ионному требуется гораздо дольше работать. Это, в свою очередь, не позволяет использовать ионные двигатели, например, в качестве стартовых, при запуске ракеты с Земли.

Инженеры предпринимают попытки решить эти проблемы с новым ионным двигателем X3, где вместо одного канала для выброса ускоряющей плазмы предлагается использование сразу нескольких. Текущей задачей проекта является разработка одновременно достаточно мощного и компактного двигателя. Дело в том, что изначальный прототип получился весьма габаритным. В то время как большинство созданных ускорителей Холла можно вручную переносить по лаборатории, X3 приходится передвигать с помощью небольшого крана.

В 2018 году инженеры собираются провести новую серию тестов и в конечном итоге посмотреть на работу двигателя, который будет оперировать в течение 100 часов без перерыва. Инженеры также ведут разработку системы экранирования, которая защитит стенки ускорителя от воздействия раскаленной плазмы, что позволит двигателю работать гораздо дольше, возможно, даже в течение нескольких лет.По материалам Hi-news

Журнал "Все о Космосе" рекомендует:

aboutspacejornal.net

NASA тихо испытывает двигатель, нарушающий законы физики |

NASA успешно испытывает новый космический двигатель, который не использует топливо и в принципе не должен работать, по крайней мере в соответствии с законами физики. Мы о нем немного знаем, да и концепция не нова. Двигатель, который называется Cannae Drive, хорошо показал себя в прямых испытаниях NASA, отрицая физику. Сообщаем Всем, Всем, Всем со ссылкой на u-news.com.ua

Cannae Drive построен по работам Роджера Шойера, британского ученого, который задумал так называемый EMDrive. В основе его работы лежит отскакивание микроволн в закрытой камере, которое создает тягу. Шойер так и не нашел того, кто был бы заинтересован в его устройстве, несмотря на многочисленные демонстрации. Его критики просто отрицали устройство, указывая на нарушение закона сохранения движения.

Китайцы тихо испытывают свою версию EMDrive с 72-граммовой тягой, чего достаточно, чтобы вести спутник. Об устройстве просто не сообщают, потому что мало кто верит в саму возможность его существования.

Cannae Drive, по всей видимости, был разработан независимо от EMDrive, хотя работает точно так же. В испытаниях NASA продемонстрировало, что двигатель Cannae был в состоянии создать менее одной тысячной от тяги китайской версии. Но демонстрация показала, что он работает.

NASA — серьезный игрок в области космической науки, поэтому когда команда из агентства представила, что «невозможный» микроволновый двигатель работает, это очень странно: либо результаты ошибочны, либо NASA осуществило серьезный прорыв в сфере космических двигателей.[sc:Propeller300 ]Британский ученый Роджер Шойер пытался заинтересовать людей в своем EMDrive на протяжении нескольких лет. По его заверениям, EmDrive конвертирует электрическую энергию в тягу, не требует никакого топлива, и всю работу делают микроволны в закрытом контейнере. Он построил ряд демонстрационных установок, но критики стояли на своем: в соответствии с законом сохранения импульса, работать они не могут.

По хорошей научной практике, необходимо было, чтобы третья сторона повторила результаты Шойера. Это произошло: в прошлом году китайская команда инженеров создала свой собственный EmDrive, о котором мы упомянули. Такой двигатель мог бы работать на солнечной энергии, исключая необходимость подачи топлива, которое занимает до половины стартовой массы многих спутников. Китайская работа тоже привлекла немного внимания; похоже, никто на Западе всерьез не верит в такую возможность.

Свой собственный микроволновый двигатель построил и американский ученый Гвидо Фетта, и вот ему как раз удалось убедить NASA испытать его. Результаты оказались положительными.

Команда NASA из Космического центра Джонсона назвала работу «Производство аномальной тяги из радиочастотного устройства, измеренное с помощью низкотягового торсионного маятника». Пять ученых провели шесть дней, создавая испытательное оборудование, а после еще два дня экспериментировали с разными конфигурациями. Испытания включали «нулевое движение», идентичное живой версии, но модифицированное таким образом, что устройство производит нагрузку, которая могла бы проявить некоторый эффект, не связанный с актуальным устройством.[sc:credit ]В 90-х годах NASA испытывало то, что можно было бы назвать антигравитационным устройством, основанном на вращающихся сверхпроводящих дисках. Результаты испытаний показывали себя очень хорошо, пока ученые не поняли, что помехи от устройства влияют на измерительные приборы. Это был хороший урок.

Крутильные (торсионные) весы, которые они используют для проверки тяги, были достаточно чувствительны, чтобы обнаружить тягу менее чем в десять микроньютонов, но двигатель на деле произвел от 30 до 50 микроньютонов — меньше одной тысячной от китайских результатов, но определено положительно, несмотря на закон сохранения импульса.

«Результаты испытаний показывают, что проект радиочастотного двигателя с резонирующей полостью, уникального устройства на электроэнергии, производит силу, которую нельзя отнести к любому из известных классических электромагнитных явлений, и, следовательно, может демонстрировать взаимодействие с квантовой вакуумной виртуальной плазмой».

Последняя строка означает, что двигатель может работать, толкая призрачное облако частиц и античастиц, которые постоянно выскакивают на свет и снова исчезают в пустом пространстве. Но команда NASA пытается избежать объяснения своих результатов, просто сообщая о том, что нашла.

Изобретатель двигателя, Гвидо Фетта, назвал его Cannae Drive («Каннский двигатель»), сославшись на битву при Каннах, в которой Ганнибал одержал победу над более сильным римским войском: вы хорошо сражаетесь, оказавшись в трудном положении. Впрочем, как Шойер, Фетта потратил годы, пытаясь убедить скептиков просто взглянуть на него. Похоже, он пришел к успеху.[sc:Propeller300 ]«Из того, что я понимаю о работе NASA и Cannae, — их радиочастотный двигатель на самом деле работает аналогично EmDrive, кроме того, что асимметричная сила вытекает из пониженного коэффициента отражения на одном конце платы, — говорит Шойер. Он считает, что это снижает удельную тягу двигателя.

Фетта работает над рядом проектов, которые пока не может обсуждать, а PR-команда NASA не смогли получить комментарии у группы ученых. Однако справедливо предположить, что эти результаты были получено довольно быстро, как в случае с аномальными нейтрино быстрее скорости света. Вопрос с теми нейтрино прояснился достаточно быстро, но, учитывая то, что это уже третий случай создания независимого двигателя без топлива, который работает в тестах, аномальную тягу может быть намного сложнее объяснить, чем кажется.

Работающий микроволновый двигатель может серьезно сократить расходы спутников и космических станций, продлить их рабочую жизнь, обеспечить тягой миссии в глубокий космос и доставить астронавтов до Марса за недели, а не за месяцы. Возможно, это станет одним из величайших изобретений Великобритании.

Впрочем, из объяснений NASA можно предположить, что космическое агентство тоже не до конца уверено. Вопрос в другом: можно ли масштабировать этот двигатель и использовать для космических путешествий? Возможно. Но нужно больше исследований.

v7v7v7.com

«Невозможный» двигатель NASA прошел рецензирование, но не спешите радоваться (3 фото)

«Невозможный» EM Drive (известный также как двигатель с полостью радиочастотного резонанса) — это один из концептов, которые просто не хотят никуда уходить. Несмотря на шквал сомнений и скептицизма, который обрушился на эту идею с самого начала, мол, двигатель слишком хорош, чтобы быть правдой, и нарушает законы физики, EM Drive сметает все препятствия на своем пути.

Самым частым камнем в огород двигателя было то, что он не пройдет рецензирование (peer-review), общее экспертное одобрение, которая ставится по результатам успешных испытаний. Однако согласно новым слухам, EM Drive прошел и это. NASA представило работу, в которой подробно изложило успешные испытания прототипа. Очевидно, он справился.

Как пишет International Business Times, сплетни ведут к доктору Хосе Родалю, независимому ученому, который написал на NASA Spaceflight Forum, что работа, представленная NASA Eagleworks Laboratories, прошла рецензирование и будет опубликована в Journal of Propulsion and Power при поддержке Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA).

Стоит отметить, что сказанное доктором Родалем еще нуждается в подтверждении, а его комментарий был удален. Но в своем комментарии Родаль указал, что работа называется «Измерение импульсивной тяги закрытой радиочастотной полости в вакууме». Он также назвал авторов работы — Гарольда Уайта из лаборатории Eagleworks и Пола Марша, с ним работающего.

Вдобавок ко всему этому, IB Times отмечает, что в посте доктора были информация из выдержки из статьи:

«Данные в ходе испытаний передней, обратной и нулевой тяги в режиме TM212 при менее 8106 мм рт. ст. показали, что система последовательно демонстрирует тягу с коэффициентом мощности в 1,2 +/- 0,1 мН/кВт».

Но даже если слух будет подтвержден, во внимание стоит принять и другие вещи. Например, процесс рецензирования, как правило, означает, что независимая группа экспертов рассмотрела работу и определила, что та заслуживает дальнейшего изучения. Это не означает, что результаты работы верны и корректны или что в ходе дальнейшего изучения не проявятся спорные моменты.

Тем не менее ждать следующих испытаний долго не придется. Гвидо Фетта, генеральный директор компании Cannae, изобретатель Cannae Drive (в основу которого был взят проект Шойера) 17 августа 2016 года заявил, что двигатель Cannae будет запущен в космос на борту 6U CubeSat, чтобы пройти испытания на орбите.

На своем веб-сайте Фетта написал, что Cannae сформировала новую компанию (Theseus Space Inc.), чтобы коммерциализировать свою технологию двигателя, и грядущий запуск позволит ей увидеть, генерирует ли двигатель Cannae тягу в вакууме.

«Theseus запустит демонстрационный CubeSat (крошечный спутник), который будет использовать технологию двигателя Cannae для поддержания орбиты ниже 250-километровой высоты. Спутник будет поддерживать свою чрезвычайно низкую околоземную орбиту в течение минимум 6 месяцев. Основная задача миссии заключается в демонстрации работы нашего двигателя на орбите. Вторичная задача миссии включает изменения высоты орбиты и наклона, осуществляемые с помощью тяги Cannae».

За шесть месяцев, проведенных на орбите, спутник должен показать, может ли он поддерживать тягу без необходимости ракетного топлива. Хотя дата запуска пока не определена, очевидно, что Фетта хочет запустить спутник как можно быстрее.

Но Фетта не один такой. Группа инженеров из Китая также планирует проверить свой проект EM Drive в космосе, да и сам Роберт Шойер хотел бы поскорее завершить эту фазу. Будем надеяться, что их работа будет оправдана.

И хотя успех будет важной вехой для EM Drive, пройдет еще много времени, прежде чем NASA и другие космические агентства смогут его использовать. Поэтому мы пока далеки от космического аппарата, который сможет доставить экипаж на Марс за 70 дней.

Интересные материалы:

Россияне разработали гибрид самолета и спутника (2 фото + видео) Ramform Titan - самый необычный современный корабль (5 фото)

nlo-mir.ru


Смотрите также