Աստղագետները մտածում են դեպի հսկա սառցե մոլորակներ թռիչքների մասին

Բովանդակություն:

Աստղագետները մտածում են դեպի հսկա սառցե մոլորակներ թռիչքների մասին
Աստղագետները մտածում են դեպի հսկա սառցե մոլորակներ թռիչքների մասին
Anonim

Ի՞նչ կարող է լինել թռիչք դեպի հսկա սառցե մոլորակ: Դուք կարող եք ուսումնասիրել Ուրանի լուսնի Միրանդայի անհրապույր մակերեսը կամ ուսումնասիրել Նեպտունի տարօրինակ զանգվածային օղակները: Վերջերս մոլորակագետները նախագծել են հիպոթետիկ թռիչք դեպի մեր արեգակնային համակարգի սառցե մոլորակներից մեկը:

Եթե դուք հնարավորություն ունենայիք մոդելավորել ձեր նվիրական թռիչքը դեպի Ուրան կամ Նեպտուն, ինչպիսի՞ն կլիներ այն:

Կքննեի՞ք Ուրանի արբանյակ Միրանդայի անհրապույր մակերեսը: Իսկ գուցե Նեպտունի տարօրինակ ու զանգվածային մատանինե՞րը: Թե՞ այս մոլորակների զարմանալի փոխազդեցությունը արևային քամու հետ:

Բայց ինչու՞ ընտրել մեկ նպատակ, երբ կարող ես ամեն ինչ միանգամից անել:

Վերջերս մոլորակագետները հիպոթետիկ թռիչք են կատարել դեպի մեր արեգակնային համակարգի հսկա սառցե մոլորակներից մեկը: Նրանք պարզեցին, թե ինչպիսին պետք է լինի Ուրան թռչող տիեզերանավը ՝ հաշվի առնելով վերջին նորամուծություններն ու առավել առաջադեմ տեխնոլոգիաները:

«Մենք ցանկանում էինք այնպիսի տեխնոլոգիաներ մշակել, որոնք իսկապես ընդլայնում են մեր հորիզոնը», - ասում է Փասադենայի Jet Propulsion Laboratory- ի և California Institute of Technology- ի ավագ գիտաշխատող Մարկ Հոֆշտադերը: «Խելագարություն չէ մտածել, որ դրանք կհայտնվեն 10 տարի հետո»: Հոֆշտադտերը Jet Propulsion Laboratory- ի ներքին ուսումնասիրության հեղինակն է, որը նա կիսեց դեկտեմբերի 11 -ին Ամերիկյան երկրաֆիզիկական միության աշնանային հանդիպման ժամանակ:

Որոշ նորամուծություններ գոյություն ունեցող տեխնոլոգիաների բնական մարմնավորումն են: Հոֆշտադտերը խոսում է փոքր և թեթև ապարատային և համակարգչային չիպերի մասին: Օգտագործելով ամենաառաջադեմ համակարգերը, հնարավոր է նվազեցնել քաշը և ազատել տիեզերանավի տիեզերանավի մեծ տարածքը: «Հրթիռը կարող է որոշակի զանգված դնել տիեզերք, - ասում է նա, - և, հետևաբար, խնայված շինարարության յուրաքանչյուր կիլոգրամը թույլ է տալիս լրացուցիչ գիտական գործիքներ մատակարարել»:

Միջուկային իոնային շարժիչ

Երազանքի տիեզերանավը տիեզերքում պարունակում է երկու հաստատված տեխնոլոգիա, որոնք համատեղելով, տվել են բոլորովին նոր շարժիչ, որը կոչվում է ռադիոիզոտոպների (ESRP) վրա հիմնված էլեկտրակայան:

Տիեզերանավը գործում է այնպես, ինչպես ցանկացած այլ մեքենա: Մարտկոցը էներգիա է ապահովում բորտ համակարգերին սնուցելու և շարժիչը գործարկելու համար: Վառելիքը շարժվում է շարժիչի միջով, որտեղ տեղի է ունենում քիմիական ռեակցիա և առաջանում է ռեակտիվ ուժ, որը առաջ է մղում նավը:

Երազանքի տիեզերանավում մարտկոցը սնուցվում է պլուտոնիումի ռադիոակտիվ քայքայմամբ, որն էներգիայի նախընտրելի աղբյուրն է արտաքին արևային համակարգում թռչելիս, որտեղ արևի քիչ լույս կա: «Վոյաջեր 1» -ը, «Վոյաջեր 2» -ը, Կասսինին և Նոր Հորիզոնսը ռադիոիզոտոպային էներգիայի աղբյուր ունեին, սակայն հիդրազինային վառելիք էին օգտագործում քիմիական շարժիչում, որն արագորեն դրանք հասցնում էր Արեգակնային համակարգի հեռավոր շրջաններին:

Իոնային շարժիչը քսենոն գազ է օգտագործում որպես վառելիք: Քսենոնը իոնացված է: Էլեկտրական դաշտը արագացնում է քսենոնային իոնները, և նրանք տիեզերանավից հեռանում են արտանետվող գազերի տեսքով: «Deep Space 1» և «Don» տիեզերանավերը օգտագործում էին այս տիպի շարժիչ, բայց նրանք իրենց ուժը ստացան մեծ արևային վահանակներից, որոնք լավագույնս աշխատում են ներքին արևային համակարգում, որտեղ տեղի է ունենում տիեզերական ճանապարհորդությունների մեծ մասը:

Քսենոն գազը շատ կայուն է: Տիեզերանավը կարող է դրա մեծ քանակությունը տեղափոխել ճնշման տակ գտնվող տարաներում: Սա թույլ է տալիս երկարացնել թռիչքի տևողությունը:«ESUR- ը մեզ հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել հսկա սառցե համակարգի բոլոր տարածքները` օղակները, արբանյակները և նույնիսկ նրանց շրջապատող մագնիսոլորտը », - ասում է Հոֆշտադտերը: - Մենք կարող ենք թռչել որտեղ ուզենք: Մենք կարող ենք այնտեղ անցկացնել այնքան ժամանակ, որքան անհրաժեշտ է: Սա մեզ տալիս է գործողությունների մեծ ազատություն »:

Անօդաչու տիեզերանավ

Երազային տիեզերանավը, որի վրա տեղադրված է ESUR- ը, կարող է 10 անգամ ավելի դանդաղ թռչել օղակների, արբանյակների և մոլորակի կողքով, քան սովորական քիմիական այրման շարժիչ ունեցող սարքը: Lowածր արագությամբ ճամփորդելիս երազանքի նավը կարող է նկարել փխրուն, բարձր լուծման և երկար ցուցադրման պատկերներ: Բայց իոնային շարժիչի բոլոր հնարավորություններն օգտագործելու համար տիեզերանավին անհրաժեշտ է նավիգացիոն նավիգացիոն ավտոմատացում:

«Մենք հստակ չգիտենք, թե ուր է Ուրանի արբանյակը և որտեղ է տիեզերանավը [այս լուսնի հետ կապված]», - ասաց Հոֆշտադտերը: Այս մոլորակի արբանյակների մեծ մասը տեսանելի է միայն հեռվից, իսկ դրանց չափերի և ուղեծրերի մասին մանրամասները անհայտ են: «Այս անորոշության պատճառով դուք միշտ պետք է լավ հեռավորություն պահեք այն օբյեկտից, որին նայում եք, որպեսզի չընկնեք դրա մեջ», - ավելացրեց նա:

«Բայց եթե կա վստահություն, որ տիեզերանավը տեսախցիկի օգնությամբ կտեսնի արբանյակի գտնվելու վայրը և կուղղի իր ուղեծիրը, ապա դուք կարող եք մոտենալ արբանյակին և չընկնել դրա մեջ», - նկատեց գիտնականը: «Դուք կարող եք շատ ավելի մոտենալ, քան այն ժամանակ, երբ Երկիրից թռիչք եք պատրաստում, քանի որ այս դեպքում հաղորդակցության հետաձգումը ավելի քան հինգ ժամ է»:

Նախկինում տիեզերանավերի վրա այս մակարդակի ինքնավար նավիգացիոն սարքավորումներ չկային: NASA- ի Curiosity ամենագնաց մեքենան սահմանափակ կարողություն ունի երկու կետերի միջև հետագիծ գծելու: Իսկ OSIRIS-Rex միջմոլորակային կայանը կկարողանա հայտնաբերել վտանգներ և դադարեցնել նմուշառումը:

Երազանքի նավը ավելի շատ նման կլինի անօդաչու փոխադրամիջոցի: Օրինակ ՝ նա կիմանա, որ պետք է թռչի Ուրանի արբանյակի ՝ Օֆելյայի շուրջը: Նա ինքն իրեն մակերևույթից ցածր ուղի կպատրաստի ՝ այցելելու հետաքրքիր վայրեր, ինչպիսին է քաոսի տարածքը: Բացի այդ, այս նավը մանևրելու է ՝ թռչելով անսպասելի խոչընդոտների շուրջ, ինչպիսիք են սուր ժայռերն ու ժայռերը: Եթե նա բաց թողնի ինչ -որ հետաքրքիր բան, նա կունենա բավականաչափ վառելիք `հերթական փոխանցումը կատարելու համար:

Triագումով մեքենաների եռյակ

Լրացուցիչ տարածք ձեռք բերելով կոմպակտ էլեկտրոնիկայի շնորհիվ, ինչպես նաև մակերևույթից դանդաղ և ցածր թռչելու ունակության շնորհիվ, որը կտրամադրվի ESUR- ով և ինքնավար նավիգացիոն համակարգով, երազանքի նավը կկարողանա նստել ծագման մեքենաներ, որոնք կարող են առանց որևէ խնդիրների ընկել է Ուրանի արբանյակների մակերեսը:

«Մենք նախագծեցինք թռիչք երեք փոքր ծագմամբ մեքենաներով, որոնք կարող էին վայրէջք կատարել արբանյակներից որևէ մեկի վրա», - ասաց Հոֆշտադտերը: Այս սարքերի չափերը, ձևերն ու հնարավորությունները կարող են լինել ամեն ինչ ՝ սկսած պարզ տեսախցիկներից մինչև ծանրության, հողի կազմի և նույնիսկ սեյսմիկության չափման գործիքների ամբողջական փաթեթ:

Երազանքի տիեզերանավը կկարողանա հետազոտել Ուրանի բոլոր 27 արբանյակները ՝ ամենամեծ Տիտանիայից մինչև ամենափոքր Կուպիդոնը, որի տրամագիծը կազմում է ընդամենը 18 կիլոմետր: Այնուհետև թիմը կարող է որոշել, թե ինչպես լավագույնս օգտագործել վայրէջքը:

«Մենք չպետք է նախապես որոշենք, թե որ արբանյակների վրա դրանք կտեղադրենք», - ասաց Հոֆշտադտերը: «Մենք կարող ենք սպասել, մինչև հասնենք այնտեղ: Մենք կարող ենք բոլոր տրանսպորտային միջոցները վայրէջք կատարել մեկ արբանյակի վրա ՝ ստեղծելով սեյսմիկ փոքր ցանց ՝ լուսնային երկրաշարժեր որոնելու և դրա ներսում ուսումնասիրելու համար: Կամ գուցե մենք որոշենք, որ ավելի լավ է այս մեքենաները վայրէջք կատարել երեք տարբեր արբանյակների վրա »:

Տորթի վրա սառցակալում

Ներքին հետազոտություններ անցկացրած գիտնականները խոստովանում են, որ այս բոլոր նորարարական տեխնոլոգիաները մեկ թռիչքի մեջ ներառելը պարզապես անիրատեսական է: Դա կլինի շատ ռիսկային և թանկ, ասում է Հոֆշտադերը:Ավելին, Cassini- ի, New Horizons- ի և Juno- ի վրա կիրառվող տիեզերական փորձարկված տեխնոլոգիան կարող է գիտական հետաքրքիր հայտնագործություններ կատարել սառցե հսկաների վրա: Եվ նորարարությունը կլրացնի այս սարքավորումները:

ՆԱՍԱ -ն ներկայումս չի պատրաստվում Ուրանի և Նեպտունի թռիչքներին: 2017 թվականին Հոֆշտադերը և նրա գործընկերները համառորեն խոսում էին սառցե հսկաներից մեկ թռչելու անհրաժեշտության մասին, և այժմ նրանք հույս ունեն, որ ապագայի տեխնոլոգիաները ինչ -որ մեկին կներշնչեն նման թռիչքի առաջարկություն մշակելու համար:

«Դա գրեթե նման է տորթի մերկացման», - ասաց նա: «Մենք ասացինք, որ եթե դուք կիրառեք նոր տեխնոլոգիաներ, կարող եք շատ նոր բաներ անել, և դա կապահովի գիտական մեծ հաջողություններ»:

Խորհուրդ ենք տալիս: