Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

Автор sychbird, 25.02.2008 20:52:57

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 2 гостей просматривают эту тему.

sychbird

Решил открыть новую тему: Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе. Посмотрел старые темы и ничего аналогичного не нашел. Регулярно просматриваю реферативные материалы по материаловедению и новым технологиям высокоскоростной передачи данных и часто встречаю  потенциально интересные для космических приложений. Буду рад, если кому либо мои сведения пригодяться в профессиональной деятельности.

Не исключаю, что данная тема заинтересует и других участников форума, как платформа обмена интересной информацией и возможностью высказать свое видение перспектив применения той или иной новинки.
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

mihalchuk


Ярослав

ЦитатаТема имеет шансы стать очень интересной.
торсионные поля не предлагать ?

sychbird

Ну если с описанием вменяемого демонстрационного эксперимента, то почему бы и нет :)
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

sychbird

Раковины и создание материалов для космонавтики

По словам исследователей из Швейцарии, новое поколение летательных аппаратов сможет быть создано из материалов, на разработку которых повлияли морские ракушки и жемчужины. Исследователи уверены, что подражание структуре перламутра позволит разработать прочные и гибкие материалы, которые смогут найти применение в аэрокосмической технике .
Материал, подобный перламутру до покрытия биополимером издали (справа) и вблизи (слева) (Рисунок из Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1148726) Переливающийся всеми цветами радуги перламутр состоит из гексагональных пластинок карбоната калия, удерживаемых вместе конхиолином (conchiolin) - мягким и гибким белком, похожим на белки, входящие в состав рогов и копыт. Комбинация хрупких неорганических пластинок и эластичного биополимера делает материал одновременно прочным и мягким. Руководитель проекта, Андре Штударт (Andre Studart), отмечает, что идея заключалась в копировании конструкций, созданных природой, при этом постаравшись не использовать непрочные материалы, используемые природой. Он добавляет, что в течение миллионов лет природа разрабатывала уникальные материалы из простых ресурсов, как, например, карбонат кальция, в то время как сейчас у людей есть возможность использования других, более прогрессивных материалов.
Микроструктура и искусственного гибридного материала. (Рисунок из Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1148726)Группа Штударта воспроизвела микроструктуру перламутра, взяв вместо карбоната кальция тонкие пластинки алюминия. Микрокристаллы алюминия были покрыты хитозаном, дешевым природным полимером, производным хитина. В результате такой замены был получен материал прочный, как чистая керамика, отличающийся при этом гибкостью и эластичностью, свойственной лишь полимерам. Обычно оба эти свойства трудно совместить в одном материале. Источник: Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1148726

Появился крайне интересный материал о самозалечивающем деформации и разрывы материале. Nature, 2008, 451, 977 (DOI: 10.1038/nature06669)

Может иметь значение для создания устойчивых против микрометеоритов материале для куполов Лунной базы. И вообще проблема безопастности надувных конструкций в космосе приобретает совершенно иной ракурс.
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

Денис Киселев

Цитататорсионные поля не предлагать ?
В конце марта должны запустить спутник "Юбилейный" с торсионным двигателем разработки НИИ КС =)), вот если заработает, то можно об этих полях написать.  :D

sychbird

Многоцелевая и помехоустойчивая антенна из газа

Американские физики разработали новую антенну, состоящую из плазмы (газа нагретого до температуры, при которой происходит ионизация атомов и молекул). Прототип новой плазменной антенны работает как обычные металлические за исключением того, что плазменная антенна «исчезает» при выключении.

Прототип антенны из плазмы отличается незаметностью, помехоустойчивостью и может быть легко перенастроен.
Новая разработка может оказаться весьма полезной для организации радиосвязи для взаимодействия между подразделениями в зоне боевых действий или в других условиях, в которых необходимо скрывать антенну от наблюдателей. Помимо легкости в «маскировке» плазменной антенны ее электрические характеристики могут быть легко перенастроены для противодействия попыткам глушения радиосвязи с помощью радиопомех.

Поведение антенны из плазмы во многом похоже на поведение антенн из твердого металла - нагретый до состояния плазмы газ отличается хорошим значением электронной и ионной проводимости.

В момент выключения источника энергии, нагревающего газ до состояния плазмы, электропроводность охлажденной плазмы понижается до нулевого значения (в обычном состоянии газы не проводят электричество), и антенна перестает детектироваться.

Прототип новой антенны был представлен Андерсоном (T. R. Anderson) и Алексеффом (I. Alexeff) на семинаре Отдела Физики Плазмы Американского Физического Общества в ноябре в Орландо. Экспериментальная установка состоит из трубок, заполненных газом, и внешне напоминает неоновые лампы. Изобретатели новой антенны предполагают, что сложная система, состоящая из множества отдельных маленьких генераторов плазмы сможет настраиваться простым включением/выключением отдельных элементов.

Источник: American Physical Society press release
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

sychbird

Новая форма боргидрида лития для водородной энергетики

Ярослав Филинчук (Yaroslav Filinchuk), Чернышов (D. Chernyshov), Невидомский (A. Nevidomskyy) и Дмитриев (V. Dmitriev), работающие в научном центре Swiss-Norwegian Beam Lines at ESRF получили новую форму LiBH4, позволяющую сделать еще один шаг к эре водородной энергетики.

Боргидрид лития содержит 18,5% водорода, что делает его весьма многообещающим материалом для хранения водорода. К сожалению, применение этого материала ограничивается его крайне высокой стабильностью (боргидрид лития разлагается с выделением водорода при температурах, более высоких, чем 300 градусов Цельсия).

Кристаллическая структура новой формы LiBH4. (Рисунок: ESRF)

Применив к образцам боргидрида лития давление около 200000 атмосфер, исследователи из ESRF получили новую нестабильную форму гидрида, потенциально способную выделять водород при невысоких температурах. Открытие оказалось вдвойне приятным, так как теория не предсказывала такого изменения свойств гидрида вследствие повышения давления.

Для определения взаимного расположения атомов в материале, полученном в результате сверхсжатия, был использован метод дифракции синхротронного излучения diffraction of synchrotron light. Таким способом были обнаружены две новые структурные формы боргидрида лития, одна из которых отличается беспрецедентно короткими контактами между атомами водорода.

Комбинация экспериментальных и теоретических методов исследования позволяет предположить, что новая форма LiBH4 может высвобождать водород даже при комнатной температуре. Филинчук поясняет, что дополнительная привлекательность новой формы обуславливается тем, что она начинает образовываться уже около 10000 атм., а при этом давлении многие фармацевтические компании осуществляют формование таблеток.

Исследователи полагают, что их следующий шаг будет заключаться в попытке «заморозить» новую форму LiBH4 при обычных условиях и проверить, будет ли она представлять лучший источник водорода, чем обычная, несжатая форма боргидрида лития.

Источник: Angewandte Chemie Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.200704711
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

sychbird

Технология - неплохой кандидат для постановки экспериментов на МЛМ:
Солнце еще высоко - делайте наночастицы!

Исследователи из Израиля считают, что для получения полезных наноматериалов достаточно лишь сконцентрированного солнечного света.

Джеффри Гордон (Jeffrey Gordon) из Университета Бен-Гуриона и Решеф Тенне (Reshef Tenne) из Института Вейцманна собирали солнечную энергию и передавали ее в лабораторию с помощью оптико-волоконных световодов, где свет фокусировался на порошках сульфида молибдена или кварца. По словам исследователей, им впервые удалось получить нановолокна и наносферы из чистого кварца.

Вольфганг Тремель (Wolfgang Tremel), специалист по неорганическим наночастицам из Университета Майнца поясняет, что главной проблемой синтеза фуллереноподобных наночастиц и нанотрубок при высоких температурах является необходимость связывания краев фрагментов для получения желаемой кривизны наноизделия.

Гордон и Тенне полагают, что использование солнечной энергии для получения наночастиц проще и дешевле методов лазерной абляции или высокотемпературного синтеза, поскольку требует лишь простую оптическую систему, доставляющую солнечную энергию к реактору.

Конечно, до практического использования нового метода получения наночастиц еще далеко - для воспроизводимого получения одинаковых по форме наночастиц необходима детальная конфигурация как оптических систем, так и реактора. Дополнительно возникает вопрос - что отвечает за получение наночастиц - только температура, или еще и фотохимия.

Тремель также отмечает, что в настоящем состоянии развития новая методика еще неспособна производить наночастицы в граммовых количествах. Он полагает, что одна из самых интересных черт новой методики - возможность получения новых типов фуллереноподобных наночастиц. Он добавляет, что использованные условия позволяют образование наночастиц из оксидов металлов, имеющих существенно меньшее давление паров, чем у халькогенидов металлов.

Источник: J. Mater. Chem., 2008, DOI: 10.1039/b714108d
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

sychbird

Композит, прозрачный как стекло и прочный как сталь

Исследователи из Университета Мичигана разработали прозрачный материал с прочностью и жесткостью материала бронежилета с помощью послойного чередования нанопластин глины и слоев поливинилового спирта.

Материал сочетает в себе высокую прозрачность и гибкость наряду с прочностью к растяжению, характерной для некоторых марок Кевлара. Слоистая структура материала позволяет наночастицам глины принимать расположение для наиболее прочного связывания с полимером. При приложении силы к материалу полимер перераспределяет нагрузку на более прочный минерал.

Задача получения композита такого типа заключается в передаче свойств наноразмерных пластинок глины (их высокой прочности к растяжению и жесткости) полимеру, по которому они распределены.

Метод, применявшийся при изготовлении нового композитного материала, руководитель группы Николас Котов (Nicolas Kotov) описывает как послойную укладку [layer-by-layer (LBL)].

В ходе строительства композита «снизу доверху» работа над ним ведется таким образом, что единовременно строится лишь один слой, что позволяет добиваться одинакового расстояния между пластинками и очень эффективного связывания неорганики с полимером. Этот процесс медленный, однако, при тщательном контроле приводит к образованию материала с уникальными характеристиками. Для усиления связывания частичек глины с полимером исследователи дополнительно использовали сшивающий агент.

Котов считает, что новый композит сможет оказаться полезным для многих областей, включая микроэлектронные, микроструйные и биомедицинские приборы, для которых важна прозрачность материала. Он полагает, что прочность композита сможет сыграть свою роль в разработке новых типов брони и беспилотных летательных аппаратов.

Источник: Science, 2007, 318, 80, (DOI: 10.1126/science.1143176)
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

Salo

"Были когда-то и мы рысаками!!!"

sychbird

Технология специально для Лунных условий.

 Полупроводник способствует фоторазложению воды

Исследователи из Германии разработали катализатор, способный разрушать воду до водорода и кислорода под действием света. Исследование комбинирует два важнейших энергетических источника будущего: солнечную энергию и водородное топливо.

Дисилицид титана расщепляет воду.

Исследователи из Института Биоорганической Химии Макса Планка в Мюльхейме обнаружили, что дисилицид титана (TiSi2) может способствовать фоторазложению воды в процессе, родственном фотосинтезу. Полупроводник может также способствовать разделению и отдельному хранению выделяющихся кислорода и водорода. Последнее обстоятельство решает проблему, характерную для ранних методов разложения воды, использование которых приводило к образованию взрывоопасной смеси двух газов.
Секрет успешной работы катализатора заключается в тонких слоях оксида титана (TiO2) и оксида кремния, образующихся на поверхности TiSi2. Эти слои защищают катализатор от отравления, связанного с его дальнейшим окислением и обуславливают формирование каталитически активных центров, облегчающих протекание реакции.

Оксидные слои также предлагают приемлемое решение проблеме разделения водорода и кислорода. По мере протекания реакции водород и кислород абсорбируются и удерживаются поверхностью катализатора. Несмотря на малую емкость такого «газохранилища» два газа могут высвобождаться в различных условиях: водород высвобождается при охлаждении катализатора до комнатной температуры, а кислород - при «темновом» нагревании катализатора до 100°C.

Один из исполнителей проекта Мартин Демут (Martin Demuth) отмечает, что в отличие от других фотокатализаторов, применявшихся для разложения воды, TiSi2 отличается высокой стабильностью, способностью поглощать свет в широком спектральном диапазоне, а также доступностью и дешевизной.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2007, DOI 10.1002/anie200701626

И производится может на месте, поскольку кремния и титана на Луне в избытке, и использоваться на месте. И кроме того продукт дорогой и малотонажный, может экспортироваться на Землю и в систему Сатурна(Европа)
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

sychbird

ЦитатаBingo! :lol:
Даешь вторую тысячу!

Это у нас не заржавеет. Thank's.
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

KBOB

Россия больше чем Плутон.

sychbird

ЦитатаКомнатная сверхпроводимость

Нечто подобное высказал известный специалист по конструкциям паровозов проф. Щукин прочитав утром за завтраком газету с описанием экспериментов проф. Попова по приему сигналов из Кронштада с помощью намагниченных железных опилок. :wink:
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

sychbird

Очередное улучшение катализатора для топливных ячеек

Петер Штрассер (Peter Strasser) с коллегами из Гарварда разработал биметаллические наночастицы, эффективно катализирующие конверсию кислорода в воду - реакцию, благодаря которой в топливных ячейках выделяется энергия.

Разработанные частицы обладают эффективностью в шесть раз большей, чем чистая платина, обычно используемая для катализа в существующих образцах топливных ячеек.

Наночастицы, состоящие из атомов платины (белые сферы) и меди (розовые) были электрохимически очищены от поверхностных атомов меди. (Рисунок: © by Peter Strasser)

Первоначально Штрассер изучил наночастицы, состоящие из атомов платины и меди, подвергшиеся электрохимической очистке (electrochemical dealloying process) для удаления атомов меди с поверхности частицы. Полученные в результате этого частицы катализатора имели активную поверхность для протекания реакции окисления водорода, обогащенную атомами платины и обогащенное медью ядро наночастицы.

Штрассер отмечает, что изучение катализаторов с различным стехиометрическим составом продемонстрировало, что сплавы с эквимолярным соотношением платины и меди обладали достаточно высокой активностью. Первоначально исследователи были уверены в нестабильности таких катализаторов благодаря выщелачиванию меди в ходе протекания электрохимического процесса. Тем не менее, низкая стабильность катализаторов и выщелачивание меди обернулось увеличением активности катализатора и новой стратегией к его созданию.

Штрассер добавляет, что просто приготовление сплава, состоящего из 80% платины и 20% меди, уже позволяет получить катализатор более эффективный, чем чистая платина. При этом электрохимическая очистка такого сплава от поверхностных атомов меди позволяет получить катализатор с еще большей активностью.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2007 (DOI: 10.1021/ja0742784)
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

sychbird

Посмотрел фото Лукашевича из германского музея. Там на одной хорошо виден профиль переходного отсека какой-то ступени с расположенным внутри двиглом. Профиль имеет внутри неглубокие шпангоуты с малым шагом и на внешней поверхности  еше менее глубокие стрингеры с еще меньшим шагом.

И  естественно напрашивается  вопрос: почему листы с подобным профилем нельзя получать прокаткой с последующей горячим прессованием по форме изделия непосредственно перед сваркой. Я правдо не знаю пластических характеристик алюминиевых сплавов. Но под такую удешевляющую технологию можно перед металлургами и задачу ставить прицельно по модификации сплавов под углом зрения очевидного тренда к удешевлению производства носителей.

Что по этому поводу думают уважаемые кроты?
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

Salo

А Вы сравните производительность прокатного стана с объёмом потребления такого листа  всей ракетной промышленностью мира.
И сразу всё станет ясно. :cry:
Ракета кстати называлась Европа. :wink:
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

sychbird

ЦитатаА Вы сравните производительность прокатного стана с объёмом потребления такого листа  всей ракетной промышленностью мира.
И сразу всё станет ясно. :cry:
Ракета кстати называлась Европа. :wink:

Ну эта задача с положительной обратной связью. Будут дешевые носители и резко возрастет потребность в продукции. Просто это межотраслевая проблема, а они всегда туго идут. Да  и стоимость прокатного стана для алюминиевых сплавов не идет в сранвнение  со станами для сталей. Температуры другие. Хотя точность изготовления, конечно выше.
 Задача для мозговой атаки разнопрофильной группы технологов и экономистов.

Подобный лист и для авиапрома мог бы представлять  интерес и для автопрома тоже.
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

cisco

Были ли в проектах воздушного старта идеи на дирижаблях?
Например катамаранного двубалонного типа грузоподъемностью 250 - 300 т или тороидального аэростата той же грузоподъемности.

Эксплуатация дирижабля в проекте МАКС НПО Молния в разы дешевле той же Мрии, а потолок до 20 - 25 км

Здесь статья из журнала "Вокруг Света" посвящённая дирижаблям с
таблицей сравнения АН 255 и действующего прототипа "Фиалка 35"
http://www.vokrugsveta.ru/vs/?article_id=6174

Хочется услышать мнение Гуру на сей счет, у меня сложилось мнение что конструкторам такая идея почему то никогда не приходила в голову.