Исследования в космосе: Освоение космоса: обзор новейших разработок и научных достижений

Освоение космоса: обзор новейших разработок и научных достижений

Освоение дальнего космоса стало приоритетом космических компаний всего мира. РБК Тренды выяснили, какие новые достижения позволят ученым раскрыть тайну происхождения Вселенной и найти внеземную жизнь

Первые парусники на орбите Земли

В июне 2021 года NASA объявило о миссии под названием Advanced Composite Solar Sail System (ACS3). В ходе нее агентство испытает новые композитные сверхлегкие мачты для солнечных парусов. Если эксперимент станет удачным, то на них смогут запускать спутники и зонды для исследования космоса.

Солнечные паруса работают по тому же принципу, что и обычные, но вместо ветра задействуют свет, который представляет собой поток фотонов. Они, как и любые движущиеся частицы, обладают импульсом и передают его часть объекту, с которым сталкиваются. Таким образом, поток фотонов Солнца можно использовать, чтобы привести в движение объект, на котором установлен парус.

Солнечный парус избавляет от необходимости ракетного топлива и позволяет увеличить полезную нагрузку космического аппарата. Однако давление солнечного света уменьшается при отдалении от Земли, поэтому нужно использовать паруса очень большой площади.

Чтобы снизить их вес, NASA планирует развернуть солнечный парус на орбите с помощью композитных стрел, которые изготовлены из полимерных материалов с углеродным волокном и на 75% легче доступных на сегодняшний момент металлических мачт. После раскрытия площадь квадратного паруса составит примерно 81 кв. м. NASA утверждает, что технология композитных стрел позволит развернуть парус площадью до 500 и даже до 2 000 кв. м.

Иллюстрация полностью развернутого солнечного паруса с длиной стороны 9 метров (Фото: NASA)

Первым действующим аппаратом с солнечным парусом стал японский IKAROS. Его вывели на орбиту 21 мая 2010 года. Парус толщиной 7,5 микрона — тоньше человеческого волоса — представлял собой квадрат со стороной 14 м. После его развертывания IKAROS отправился к Венере и в декабре того же года получил ее изображения. В 2012 году корабль был занесен в Книгу рекордов Гиннеса как первый в мире межпланетный аппарат на солнечном парусе. Последние сигналы от IKAROS были получены в 2015 году, когда он находился на расстоянии 110 млн км от Земли. Благодаря парусу аппарат ускорялся дополнительно на 100 м/с, или на 360 км/ч.

Еще один аппарат с солнечным парусом, который до сих пор находится на орбите Земли, — LightSail-2. Это проект Планетарного общества США, его запустили на орбиту 25 июня 2019 года. Площадь паруса LightSail-2 составляет 32 кв. м. Команда проекта уже два года изучает, как солнечный парус удерживает спутник на орбите и фиксирует скорость снижения его высоты, а также мощность энергии паруса. LightSail-2 в это время отправляет красочные снимки Земли.

Снимок тайфуна «Вамко» на Филиппинах 13 ноября 2020 года (Фото: planetary.

org)

Наноспутники для макропутешествия к Альфа Центавре

Breakthrough Starshot — это исследовательский проект компании Breakthrough Initiatives. В его рамках предложили разработать флот межзвездных зондов Starchip на легких парусах, который сможет совершить путешествие к звездной системе Альфа Центавра на расстояние 4,37 световых лет (40 трлн км) от Земли.

Проект в 2016 году основали венчурный инвестор Юрий Мильнер, физик Стивен Хокинг и глава Facebook (ныне Meta) Марк Цукерберг. Первичные вложения в проект составили $100 млн, окончательную стоимость миссии Мильнер оценивает в $5–10 млрд.

Основной задачей флота станет облет Проксимы Центавра b, экзопланеты размером с Землю в системе Альфа Центавра. При скорости от 15% до 20% скорости света на этот маневр потребуется от 20 до 30 лет и еще примерно четыре года уйдет, чтобы доставить сообщение со звездолета на Землю. Для сравнения — самому быстрому из существующих кораблей пришлось бы лететь до цели порядка 30 тыс. лет. Самым быстрым космическим аппаратом в истории человечества считается ракета Saturn V, которая была способна разгоняться до скорости 64 500 км/ч.

Breakthrough Starshot намерен продемонстрировать работу концепции сверхбыстрого светового нано-космического корабля. Еще одной его целью является исследование Солнечной системы и обнаружение астероидов, траектория которых может пересекаться с земной.

Материнский космический корабль с обычным ракетным двигателем поднимет тысячи крошечных космических аппаратов диаметром всего несколько сантиметров на высотную орбиту Земли. После развертывания флотилии сеть наземных лазеров будет направлена на паруса спутников, чтобы разогнать посланцев нашей планеты по орбите. Каждый зонд будет оснащен миниатюрными камерами с разрешением не менее 2 Мп.

Презентация работы Breakthrough Starshot

У паруса есть ряд ограничений. Его площадь должна быть не меньше и не больше 10 кв. м, а масса при этом не может превышать один грамм. Сам материал не должен быть прозрачным, чтобы лазерные лучи не проходили сквозь него, а оказывали давление.

Предшественников Starchip, аппараты Sprite, уже испытали на МКС. Они успешно передавали данные с орбиты. Первый аппарат к Проксиме Центавра могут запустить к 2036 году.

Золотой телескоп для глубин Вселенной

NASA в 2021 году подготовило для всего человечества прекрасный рождественский подарок: 25 декабря с космодрома Куру во Французской Гвиане был запущен в космос «Джеймс Уэбб» — самый большой из ныне существующих телескопов. Идея проекта зародилась более 20 лет назад. Целью огромного телескопа станут масштабные исследования космоса. Еще до старта миссии ориентировочную стоимость проекта оценивали в $9,8 млрд.

Запуск телескопа «Джеймс Уэбб»

«Джеймс Уэбб» будет изучать атмосферу уже открытых экзопланет, исследовать галактики и их среды, рассматривать объекты Солнечной системы, поможет ученым в раскрытии природы темной материи и черных дыр. Например, он проанализирует климат Плутона.

Глобальная миссия телескопа заключается в изучении происхождения Вселенной, поиске жизни вне Земли и исследовании новых миров.

Он объединит усилия с телескопом Event Horizon, чтобы выявить сверхмассивную черную дыру в сердце Млечного Пути.

Первые научные исследования стартуют в начале 2022 года. Срок работы телескопа составит не менее пяти лет.

Подготовка телескопа «Джеймс Уэбб» к отправке в космос

Ключевой особенностью телескопа является золотое зеркало размером 6,5 метра. Поскольку размеры не позволили бы разместить его в ракете-носителе, разработчики телескопа решили сделать зеркало из раздвижных элементов, которые развернут уже на орбите. Размер каждого из 18 шестигранных сегментов составляет 1,32 м. Общий вес телескопа достигает 6,2 т.

Зеркало «Джеймса Уэбба» (Фото: NASA)

Золото выбрали из-за способности эффективно отражать инфракрасное излучение, что необходимо для изучения малых тел, например, экзопланет. Благодаря чувствительности зеркала телескоп можно будет использовать в качестве машины времени, так как он будет присылать изображения очень далеких планет. А чем дальше объекты, тем они старше, потому что свету требуется очень много времени, чтобы добраться до Земли. Таким образом, исследователи увидят галактики такими, какими они были миллиарды лет назад.

После запуска «Джеймса Уэбба» любой ученый сможет подать заявку на его использование, если его проект пройдет экспертную оценку. Такое право уже получила аспирантка из канадского университета Макгилла Лиза Данг, которая собирается изучить планету K2-141b в 202 световых годах от Земли. Предполагается, что ее поверхность покрыта океаном лавы, а осадки выпадают в виде камней.

Чрезвычайно большой телескоп на Земле

Чрезвычайно большой телескоп (Extremely Large Telescope, ELT) — это строящаяся астрономическая обсерватория ЕС и Бразилии в Чили, которая благодаря улучшенной системе зеркал сможет изучать далекие космические объекты. Строительство купола телескопа стартовало в 2019 году. Его стоимость оценивается в €1,05 млрд.

Особенностью обсерватории станет телескоп с сегментированным зеркалом диаметром почти 40 м. Оно будет включать 798 шестиугольных сегментов диаметром 1,4 м каждый. Такое зеркало позволит собирать в 15 раз больше света, чем любой из существующих на сегодня телескопов. Это позволит получать изображения из космоса с большой степенью детализации. Сегменты зеркала изготавливает немецкая компания Schott, а их сборкой займется французская Reosc.

Всего в системе обсерватории будет пять зеркал. Главное, M1 вогнутой формы, будет собирать свет с ночного неба и отражать его в выпуклое М2. Оно, в свою очередь, будет отражать свет в M3, которое будет передавать его адаптивному плоскому зеркалу M4 над ним. Это четвертое зеркало будет исправлять искажения, прежде чем направить свет на M5, плоское наклонное зеркало, которое будет стабилизировать изображения и передавать их внутрь ELT.

Схема работы зеркал Чрезвычайно большого телескопа

Проект оптического телескопа ELT (Фото: EPA/ESO)

Зеркало обеспечит площадь сбора до 978 кв. м, что в 13 раз больше, чем в современных крупнейших телескопах и в 100 млн раз больше, чем у невооруженного глаза. Точность наблюдений за Вселенной повысится в 16 раз по сравнению с той, которую обеспечивает крупнейший в космосе телескоп «Хаббл».

Благодаря работе обсерватории можно будет изучать атмосферы планет вне Солнечной системы, в том числе экзопланет, и даже искать признаки жизни на них, а также попытаться разгадать тайны темной материи. Ожидается, что первые научные наблюдения с использованием ELT пройдут в сентябре 2027 года.

Космические исследования | ПРЕСС-ЦЕНТР ИКИ РАН

Форма поиска

Поиск

Взрыв крупного метеорита (по оценкам специалистов, его масса могла составлять 7–10 тыс. т) в небе над Челябинской областью 15 февраля 2013 г. еще раз наглядно продемонстрировал: астероидно-кометная опасность реально угрожает нашей планете. Тогда было отмечено около тысячи пострадавших и раненых. А если на Землю упадет более крупный естественный космический объект, то последствия будут куда более разрушительными, особенно если это произойдет в черте города. В некоторых случаях подобные события могут нести, как отмечают многие ученые, угрозу существованию всего человечества.

Подробнее о Астероидно-кометная опасность

Теги: 

Лев Зеленый|астероиды|кометы|астероидно-кометная опасность|метеориты|Наука в России|2013

Начало космической эры в мире было бурным. События — запуски аппаратов, неожиданные открытия — следовали один за другим через какие-нибудь месяцы или даже недели. Перед человечеством открывалась Вселенная: не через толщу земной атмосферы, «отфильтровывающей» чуть ли не все наиболее интересные для физиков излучения и частицы, — а непосредственно, в пределах досягаемости если не рук исследователя, то хотя бы его приборов. Космические аппараты впервые ощутили на себе воздействие земных радиационных поясов, увидели небо во всем диапазоне электромагнитного излучения, сфотографировали ландшафты других планет и даже привезли на Землю грунт ее естественного спутника — Луны.

Подробнее о Научный космос имени Келдыша

Теги: 

Лев Зеленый|Ольга Закутняя|Мстислав Келдыш|история|Природа|2011|космические исследования

В каждом выпуске дискуссионной рубрики «Полюса» двум специалистам, представляющим различные взгляды на одну из актуальных проблем сегодняшнего дня, истории и будущего космонавтики, предоставляется возможность выступить в защиту своей точки зрения, а затем, во «втором раунде» — с критикой позиции оппонента.

Редакция «Российского космоса» намеренно не выступает в качестве арбитра и не подытоживает выступления авторов материалов этой рубрики — хотя, возможно, в одном из последующих номеров журнала будет опубликован «Третий взгляд», появившийся у заинтересовавшегося дискуссией читателя.

Подробнее о За энергией — на Луну?.. / Лунное эльдорадо

Теги: 

Анатолий Петрукович|Константин Ёлкин|гелий-3|Луна|Российский космос|2006

Об истории открытия экзопланет, о методах обнаружения, о том, как происходит формирование планет вокруг звезд, о перспективах в изучении внесолнечных систем рассказал академик РАН Лев Матвеевич Зеленый, директор Института космических исследований РАН (ИКИ). Лекторий «Знание-сила» — совместный проект журнала «Знание-сила», Мемориального музея космонавтики и Студии Борей.

Теги: 

Лев Зеленый|экзопланеты|видео|Знание—сила

Этот фильм – о жизни космонавтов, работающих на орбите. Зрители впервые увидели, как готовятся к полету космонавты, что чувствуют при старте, как живут и работают на МКС. Что происходит с экипажем на всех этапах выведения корабля на орбиту? Что переживает человек, возвращающийся из невесомости в земное притяжение?

Подробнее о «Научный понедельник»: фильм «Космическая одиссея. XXI век»

Теги: 

Лев Зеленый|Луна|Марс|МКС|космонавтика|космические исследования|видео|РИА

Много открытий сделано в области изучения Вселенной и также много остается в ней тайн. Одна из них — есть ли жизнь на других планетах? В студии — доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, зав. отделом физики космической плазмы Института космических исследование РАН Анатолий Алексеевич Петрукович и член-корреспондент РАН, главный редактор журнала «Человек» Борис Григорьевич Юдин.

Подробнее о Антропный принцип

Теги: 

Анатолий Петрукович|Вселенная|антропный принцип|видео|ОТР

Карьера | USRA

Ассоциация космических исследований университетов (USRA) насчитывает более 400 штатных сотрудников, приглашенных ученых и студентов, работающих над некоторыми из ведущих национальных проектов аэрокосмических исследований в НАСА, Национальном научном фонде и других государственных учреждениях США. .

Ученые USRA занимаются высокотехнологичными научными исследованиями, которые вносят значительный вклад в сообщество космических исследований. USRA обеспечивает стабильность более чем 45-летнего непрерывного роста и успеха в быстро меняющейся и сложной рабочей среде, характерной для многих стартапов. Пусть ваш предпринимательский дух процветает, когда вы работаете с руководством, чтобы предлагать новые и творческие способы ведения бизнеса и исследований.

«Люди превыше всего» — вот почему мы делаем то, что делаем. Присоединяйтесь к команде, которая меняет мир в космических и смежных исследованиях. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими текущими вакансиями.

Почему стоит работать на нас?

Дело не только в поиске работы. Речь идет о поиске карьеры, которая дополняет страсть, которую вы приносите на работу, где другие люди разделяют ваши стремления.

Наша культура связана с нашими общими ценностями и нашей приверженностью принципу «Люди превыше всего». «Люди прежде всего» — девиз, который USRA воплощает в жизнь уже более 45 лет. Мы твердо верим, что наши люди являются ключевым компонентом нашего успеха. USRA помогает сотрудникам достичь эффективного баланса между работой и личной жизнью и поддерживает усилия сотрудников по оказанию положительного влияния на сообщества, в которых они живут.

Правильная рабочая среда станет важным фактором вашего успеха. У наших сотрудников есть несколько причин, по которым они выбрали работу в USRA. Чтобы получить представление о том, каково это работать в USRA, ознакомьтесь с отзывами сотрудников ниже.

‘USRA предоставляет возможность работать с учеными и инженерами мирового класса над решением грандиозных задач, стоящих перед нашей страной, а также возможность добиться краткосрочного воздействия с помощью долгосрочной программы исследований посредством поддержки миссий и проектов НАСА. Культура и организация USRA оказывают огромную поддержку людям, у которых есть идеи, как изменить мир к лучшему с помощью этих идей». — Дэвид Белл, директор, сотрудник USRA-RIACS с 2002 г.

 

«Мне нравится гибкость и свобода, которую USRA дает мне, чтобы использовать возможности, которые приведут к проектам, которые одновременно продвигают науку об устойчивом развитии и меняют мир к лучшему. . Есть части USRA, которые напоминают стартап, и это было прекрасное место для роста предприимчивого ученого!» — Келли Стоукс, менеджер и старший научный сотрудник Колумбийского университета, Мэриленд

 

‘Я горжусь тем, что работаю среди лучших исследователей и ученых в нашей отрасли. USRA предоставила открытую и совместную среду, позволяющую моей команде и мне заниматься и разрабатывать современные технологии в поддержку исследовательских миссий НАСА и Министерства обороны США. Работа, которую мы делаем, играет важную роль в разработке самолетов с вертикальным подъемом нового поколения и передовых приложений для воздушной мобильности. Участие в этих исследовательских проектах на протяжении многих лет позволило мне воочию увидеть влияние моего вклада. USRA также предоставила мне возможность сотрудничать с университетскими партнерами в области летных исследований, а также в разработке учебных программ, чтобы помочь подготовить инженеров следующего поколения к изучению передовых технологий и инструментов проектирования систем управления полетом, когда они начнут работать». — Кенни Чунг, старший менеджер и главный инженер

 

«Члены команды USRA креативны, вдохновляют, добры и преданы делу, всегда готовы предложить помощь и поддержку, пытаемся ли мы решить простые задачи или решить более сложные и сложные задачи. . Мне нравится работать с ними, потому что они не только поддерживают наши общие усилия по визуализации и миссию НАСА, но также поддерживают и ценят мой профессиональный и личный рост». — Элени Костис, старший специалист по мультимедиа, визуализатор

 

Пособия

Наши сотрудники — наш самый большой актив, поэтому мы стремимся сделать работу в USRA незабываемой для каждого сотрудника. Мы достигаем этого, предоставляя комплексный пакет общей компенсации, который выходит за рамки денежной компенсации и включает в себя широкий спектр преимуществ.

Льготы P ackage

USRA предлагает ведущий в отрасли комплексный пакет льгот, включающий:

 

• Медицинское, стоматологическое страхование и страхование зрения
• 401k Пенсионный план 
• Счета с гибкими расходами
• Медицинский сберегательный счет
• Срочное страхование жизни, смерти от несчастного случая и расчленения
• Пособия по нетрудоспособности
• Страхование от несчастных случаев при командировках
• План помощи сотрудникам
• Программа возмещения расходов на фитнес

Прозрачность покрытия

По приведенной ниже ссылке можно перейти к общедоступным машиночитаемым файлам Aetna в соответствии с федеральными требованиями для групповых планов медицинского страхования и организаций, выдающих медицинские страховки.

В этом файле отображаются согласованные тарифы на все покрываемые товары и услуги между Aetna и сетевыми поставщиками для планов, указанных Health Insurance Company.  

То же самое можно найти для Северной и Южной Калифорнии Kaiser Permanente.

• Aetna Transparency in Coverage
• Прозрачность покрытия Kaiser Northern CA
• Прозрачность покрытия Kaiser Southern CA

Баланс между работой и личной жизнью

USRA признает важность достижения и поддержания баланса между карьерой и личной жизнью. Мы понимаем, что у вас есть потребности не только на рабочем месте, поэтому мы предлагаем удаленную работу, гибкий график работы и следующие оплачиваемые отпуска:

• Отпуск
• Больничный
• Праздники
• Отпуск по семейным обстоятельствам
• Отпуск в связи с тяжелой утратой
• Военный отпуск

Повышение квалификации

USRA поощряет своих сотрудников расширять свои знания, навыки и способности с помощью модели двойной карьеры. Сотрудники могут двигаться вверх по научному пути, становясь ведущими экспертами в своих областях, или они могут выбрать путь управления.

Мы предлагаем возможности непрерывного обучения, чтобы наши сотрудники оставались на высоте в быстро меняющейся среде

• Членство в профессиональном обществе
• Мастер-классы/Семинары/Курсы/Конференции
• Возмещение стоимости обучения
• Онлайн-система повышения эффективности — MARS (система управления эффективностью и вознаграждением)

Новости и статьи

Космические технологии | USRA

USRA предоставляет НАСА опыт в области космической физики, проводя и управляя исследованиями в области физики жидкостей, горения, коллоидов/конденсированных сред и моделирования биологических систем.

Актуальные новости

Электричество и тепло для исследования планет

Команды USRA работали над радиоизотопным термоэлектрическим генератором, обеспечивающей технологию для многих планетарных миссий, которая поддерживает работу электронных схем и механических соединений.

Показать больше

Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РТГ) использует тепло долгоживущих изотопов для производства от 100 до 300 Вт электричества и тепла для поддержания работоспособности электронных схем и механических соединений.

РИТЭГи — это передовая технология для многих планетарных миссий, в том числе миссии «Новые горизонты» к Плутону, марсохода «Кьюриосити» на Марсе и миссии «Кассини» на Сатурн, которая завершила свою 20-летнюю миссию в 2017 году. Более ранние РИТЭГи продолжают питать «Вояджер». 1 и 2 более чем через 40 лет после запуска.

USRA приняла три группы студентов из десяти университетов США под руководством Стива Херринга из USRA и под руководством Хорхе Наварро, Брайана Гросса, Эрика Кларка и Кена Уолквиста (из Национальной лаборатории Айдахо-INL), которые работали над тремя проектами во время USRA 2017/ Летняя программа CSNR в Айдахо.

Первая группа исследовала облучение Np-237 в усовершенствованном испытательном реакторе в INL, поскольку старые реакторы, которые производили Pu-238 для более ранних миссий, больше не работают. Используя коды переноса нейтронов, команда обнаружила, что использование двадцати редко используемых «I-позиций» на периферии дает Pu-238 высокой чистоты из-за потока нейтронов низкой энергии в этих местах. Из-за количества и размера I-позиций ATR может стать важным источником будущего Pu-238.

Вторая группа разработала программное обеспечение для моделирования заправки и тестирования модуля источника тепла общего назначения (GPHS) в Национальной лаборатории Айдахо для учета комбинаций событий, таких как одновременная работа на двух или трех блоках, несвоевременная доставка компонентов и за поломки в испытательных установках.

Третья команда исследовала заменители используемой в настоящее время тонкой проколотой ткани (FWPF), которая является важным материалом, используемым НАСА в своих MMRTG. FWPF представляет собой углерод-углеродный композит, очень трудоемкий и дорогой. Команда представила таблицу из 10 доступных в настоящее время заменителей FWPF.

Управление криогенными жидкостями в космосе

USRA и его сотрудники поддержали разработку надежного хранилища криогенной жидкости для использования в системах жизнеобеспечения или топлива, необходимых в космических и планетарных экспедициях.

Показать больше

Неотъемлемой частью всех этапов планируемых космических и планетарных экспедиций НАСА является доступное и надежное хранилище криогенной жидкости для использования в топливных системах или системах жизнеобеспечения. Испарение криогена из-за утечек тепла в резервуар из его окружения и опорной конструкции может вызвать самоповышение давления, которое можно сбросить за счет вентиляции.

Однако при длительном хранении на орбите или на поверхности повторный выброс паров приведет к значительным потерям топлива, что сделает стоимость дальних пилотируемых космических экспедиций непомерно высокой. Это привело к значительному импульсу для разработки инновационных конструкций управления давлением, основанных на смешивании жидкости в резервуаре с некоторой формой активного или пассивного охлаждения, чтобы обеспечить хранение криогенной жидкости с нулевым или уменьшенным выкипанием.

Резервуар с нулевым выкипанием (ZBOT) Эксперименты, проводимые и возглавляемые PI доктором Мохаммедом Кассеми из CWRU, по контракту ARTS в NASA GRC, представляют собой серию небольших экспериментов по наддуву резервуара и контролю давления на борту МКС.

Расположенный в перчаточном ящике науки о микрогравитации, ZBOT использует прозрачную летучую имитирующую жидкость в прозрачном герметичном резервуаре, чтобы очертить различные потоки жидкости, перенос тепла и массы, а также явления фазового перехода, которые контролируют давление в резервуаре для хранения и контроль давления в условиях микрогравитации. Аппаратура для ЗБОТ-1, первого из трех иерархических летных экспериментов, отправленных на МКС в апреле 2017 г.

Эксперименты начались в сентябре 2017 г. Эксперимент ЗБОТ-1 состоит примерно из 90 тестов, которые проводятся в течение периода от 3 до 6 месяцев. Эти исследования заключаются в количественной оценке потока жидкости и термической стратификации во время самонагнетания и перемешивания, термической расслоения, сброса давления и проникновения струи в незаполненный объем во время интервалов регулирования давления. Цифровые изображения и машиночитаемые текстовые/числовые данные экспериментов постоянно загружаются. Необработанные экспериментальные данные и набор сокращенных данных, проанализированных и обработанных научной группой ZBOT вместе с результатами моделирования CFD, хранятся на сервере репозитория открытой системы физических наук МКС, которым управляет и обслуживает НАСА. Примерно через год после окончания работы ZBOT на орбите эти данные будут опубликованы для использования научным и инженерным сообществом в целом.

Прошлое

Познакомьтесь с нашими экспертами

Натан Джерред

Посмотреть биографию

Доктор Мохаммад Аль-Хамдан

Посмотреть биографию

Программы USRA в области космических технологий

Центр космических ядерных исследований (CSNR)

Центр космических ядерных исследований (CSNR), институт USRA в Национальной лаборатории Айдахо, исследует преобразующие приложения для использования ядерной энергии в космосе.

• Горение в условиях микрогравитации

  На Земле большинство пламени вызывается конвекцией, зависящей от гравитации, в то время как в диффузия в условиях микрогравитации является управляющим механизмом. Горение в условиях микрогравитации исследования обеспечивают более безопасные материалы для использования в космических кораблях, улучшенное обнаружение пожара и оборудование подавления для космических кораблей и улучшенные модели горения, которые используется для различных наземных приложений, включая транспорт и преобразование энергии.

• Управление криогенными жидкостями в космосе

  Неотъемлемой частью всех этапов планируемых космических и планетарных экспедиций НАСА является доступное и надежное хранилище криогенной жидкости для использования в топливных системах или системах жизнеобеспечения. При длительном хранении на орбите или на поверхности повторяющийся выброс паров приводит к значительным потерям топлива, что делает стоимость дальних космических экспедиций человека непомерно высокой. Это побудило к разработке инновационных конструкций управления давлением, позволяющих хранить криогенную жидкость с нулевым или пониженным выкипанием.

  Резервуар с нулевым выкипанием (ZBOT) Эксперименты проводятся сотрудниками Университета Кейс Вестерн Резерв по контракту ARTS в Исследовательском центре Гленна НАСА. Эти исследования заключаются в количественной оценке потока жидкости и термической стратификации во время самонагнетания и перемешивания, термической расслоения, сброса давления и проникновения струи в незаполненный объем во время интервалов регулирования давления. Необработанные экспериментальные данные и набор сокращенных данных, проанализированных и обработанных научной группой ZBOT вместе с моделированием CFD, хранятся и поддерживаются НАСА.

• Производство плутония-238 для космической ядерной энергетики

  Термоэлектрический генератор многоцелевого радиоскопа (MMRTG) — это передовая технология для текущих и будущих миссий в дальний космос. Эти источники энергии особенно хорошо подходят для длительных полетов за пределы Солнечной системы, где альтернативные технологии, такие как солнечные панели или топливные элементы, нецелесообразны. Учитывая интерес к Марсу и другим направлениям в Солнечной системе, ожидается, что спрос на радиоизотопную энергию для космических аппаратов будет расти.

  Исследователи USRA из Центра космических ядерных исследований (CSNR) в Айдахо-Фолс провели детальное исследование и анализ, чтобы понять и смоделировать нейтронно-физические характеристики НПВО. Это важное исследование способствует пониманию того, как оптимизировать Pu-238 в ATR, что позволит удовлетворить будущий спрос на топливо MMRTG, а также оптимизировать производство и сборку MMRTG для миссий в дальний космос.

• Радиочастотный массомер

  USRA активно поддерживает NASA GRC в разработке радиочастотного измерителя массы (RFMG) для будущих космических миссий. RFMG представляет собой усовершенствование технологии измерения массы криогенного топлива в условиях пониженной гравитации, которое требует минимальных модификаций резервуаров для хранения топлива.

  No related posts.