Алмазный зонд

Автор pkl, 12.03.2005 14:47:01

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

pkl

Меня занимает периодически одна проблема. Как известно, в недрах планет-гигантов существуют колоссальные температуры и давления. По этой причине атмосферный зонд АМС "Галилео", рассчитанный на давление 25 атм, разрушился, когда окружающее давление превысило эту величину. А вообще, насколько глубоко можно зарыться внутрь планеты-гиганта? Чисто теоретически?
Где-то читал, что на Уране на глубине 8 000 км от уровня облаков атмосфера заканчивается и начинается океан из диссоциировавшей на О и ОН воды. Эдакий водный мир. А можно ли в него нырнуть? А можно там что-нибудь сфотографировать? Правда, давление там вроде 15 млн. атм. Так что зонд должен быть очень прочным.
Итак, вот основные проблемы, стоящие на пути создания СУПЕРЗОНДА:
1. Давление. Есть ли материалы /алмаз?/, способные выдержать, ну не 15, так хотя бы 1 млн. атм.
2. Температура. Одной термоизоляцией не обойтись, вероятно, придётся делать аппаратуру, сохраняющую работоспособность при температурах до 1000 - 2000 градусов.
3. Передача информации оттуда. Радиоволны не заглохнут?
4. Габариты и вес должны быть в разумных пределах, чтобы мегазонд можно было доставить АМС. А, может, наоборот: берём железоникелевый астероид, бурим скважины, устанавливаем датчики - может, что и передаст.
Ну, как тема для обсуждения?
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Выход из колыбели В БУДУЩЕМ может возникнуть только в случае конфликта цивилизаций. А. Семёнов (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

Pavel

ЦитатаМеня занимает периодически одна проблема. Как известно, в недрах планет-гигантов существуют колоссальные температуры и давления. По этой причине атмосферный зонд АМС "Галилео", рассчитанный на давление 25 атм, разрушился, когда окружающее давление превысило эту величину. А вообще, насколько глубоко можно зарыться внутрь планеты-гиганта? Чисто теоретически?
Где-то читал, что на Уране на глубине 8 000 км от уровня облаков атмосфера заканчивается и начинается океан из диссоциировавшей на О и ОН воды. Эдакий водный мир. А можно ли в него нырнуть? А можно там что-нибудь сфотографировать? Правда, давление там вроде 15 млн. атм. Так что зонд должен быть очень прочным.
Итак, вот основные проблемы, стоящие на пути создания СУПЕРЗОНДА:
1. Давление. Есть ли материалы /алмаз?/, способные выдержать, ну не 15, так хотя бы 1 млн. атм.
2. Температура. Одной термоизоляцией не обойтись, вероятно, придётся делать аппаратуру, сохраняющую работоспособность при температурах до 1000 - 2000 градусов.
3. Передача информации оттуда. Радиоволны не заглохнут?
4. Габариты и вес должны быть в разумных пределах, чтобы мегазонд можно было доставить АМС. А, может, наоборот: берём железоникелевый астероид, бурим скважины, устанавливаем датчики - может, что и передаст.
Ну, как тема для обсуждения?

Лучше его цену не прикидывать.... :(

MKOLOM

Тема интересная и,главное,ещё не обсуждалась,или нет?

pkl

Лично я не встречал. А что, кроме цены может помешать созданию подобного аппарата?
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Выход из колыбели В БУДУЩЕМ может возникнуть только в случае конфликта цивилизаций. А. Семёнов (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

X

это все сродни путешествию в огненный ад и не видно здесь никакого спасения от нестерпимых условий.

во-первых прочность материала и предельная нагрузка , кою может конструкция выдержать - очень разные вещи.  Будь зонд хоть из супералмазных нанотрубок, стабильно держать хотя бы несколько десятков тысяч атмосфер он не сможет  , да и для того придется массу его увеличить запредельно.
главная же проблема происходит не от давления даже , а от высоких температур. Тепловой поток снаружи велик и постоянен и некуда тепло это девать , а только остается воспрепятсвовать проникновению его вовнутрь. Теплоизоляция зондов венерианских отводила аппарату жизненный срок в единые часы , а тут баще того жар и подлинное чудо , ежели хоть минуту зонд такое стерпит.
Не верую я , что хватит человеческого разумения решить сию непосильную задачу  в грядущие годы ,  тем паче на Уране , месте загадочном и неизведанном.  А коли так , не лучше ли обратить свое тщание на углубление в тверди земные , где кипит магма и давление тож , но не потребно в далекие планеты лететь?

sol

кашалоты ныряют за кальмарами на глубины до более 1 км... где-то подсчитано - какое жуткое давление испытывает организм...

а медузы  дряблые и ничтожные плавают до 5 км в глубине и пофиг им..
потому как градиенту давления нету!

Зонд для Уранов всяких должон дырявым быть и приборы его должны не зависеть от давления. Это могут быть схемы, погруженные в жидкость (для предотвращения деформаций - но связано с наружным давлением - т.е. давление внутри и снаружи равны (ну, к примеру, аппаратура в цилиндре, заполненном органическим жидким диэлектриком с высокой вязкостью и связанная с наружной средой подвижным поршнем

Связь с орбитером - на подходящих длинах волн или ультразвуком до поверхности, на которой плавает плотик - преобразователь, ретранслятор

Вот такие вот идеи, слабанные на коленях за 5 мин...
Массаракш!

Жизнь - это падение в пропасть неизвестной глубины и заполненную туманом.

Татарин

Сложно себе представить хотя бы транзистор, способный работать в диапазоне 0-1000000 атмосфер...

X

ЦитатаСложно себе представить хотя бы транзистор, способный работать в диапазоне 0-1000000 атмосфер...
Хм... Я где-то читал про эксперименты с синтетическими алмазами: алмаз диэлектрик, но при наличии примесей становится полупроводником с электронной или дырочной проводимостью; на алмазную подложку напыляли всякие примеси и вроде даже получалось что-то электронное. Где читал - сейчас не вспомню, вероятно, в "Науке и жизни". А может, его лучше сделать металлическим - что с металлами происходит при таких давлениях?

X


Татарин

Цитата
ЦитатаСложно себе представить хотя бы транзистор, способный работать в диапазоне 0-1000000 атмосфер...
Хм... Я где-то читал про эксперименты с синтетическими алмазами: алмаз диэлектрик, но при наличии примесей становится полупроводником с электронной или дырочной проводимостью; на алмазную подложку напыляли всякие примеси и вроде даже получалось что-то электронное. Где читал - сейчас не вспомню, вероятно, в "Науке и жизни". А может, его лучше сделать металлическим - что с металлами происходит при таких давлениях?
Алмаз-то можно сделать полупроводником. Оно, конечно, с носителями там не очень, как ни крути... но можно.
Вопрос: что с ним будет при таких давлениях?

Есть у меня сильное подозрение, что там все свойства будут плыть и изменяться. Не факт, конечно, что в "плохую" сторону (например, рекокды криттока у СП поставлены именно при больших давлениях), но...
Это что же, по 10 экземпляров аппаратуры, каждый на свою глубину? И на каждый диапазон давлений - своя электронная индустрия со всем спектром технологий? А отлаживать всю эту бодягу?

ИМХО, сейчас у нас пупок развяжется такое соорудить...

X

А может быть когда-нибудь получат "ядерные алмазы" - сверхплотные ядра, возможность существования которых теоретически предсказал академик А.Б.Мигдал. Подобно тому как углерод может находится в разных модификациях - рыхлого графита и твердого алмаза, ядерное вещество тоже может миеть стабильное состояние с  большей плотностью, чем известное сейчас. И свойства такого вещества могут превосходить по прочности все известные.

Татарин

ЦитатаА может быть когда-нибудь получат "ядерные алмазы" - сверхплотные ядра, возможность существования которых теоретически предсказал академик А.Б.Мигдал. Подобно тому как углерод может находится в разных модификациях - рыхлого графита и твердого алмаза, ядерное вещество тоже может миеть стабильное состояние с  большей плотностью, чем известное сейчас. И свойства такого вещества могут превосходить по прочности все известные.

А как относятся сверхплотные ядра к прочности вещества (которое определяется на атомарном уровне, энергиями электронных связей)?

X

ЦитатаА как относятся сверхплотные ядра к прочности вещества (которое определяется на атомарном уровне, энергиями электронных связей)?
Поживем - увидим.

X

при мегабарных давлениях начинается ионизация вещества давлением , поэтому в принципе  нельзя создать работоспособный механизм .

Asteroid

Для начала бы орбитальный зонд туда забросить, а то может всё гораздо проще окажется: например, что и нет никакого океана или есть, но на другой глубине....
==>[RU.SPACE Forever>

pkl

Цитатапри мегабарных давлениях начинается ионизация вещества давлением , поэтому в принципе  нельзя создать работоспособный механизм .
ОК. А если 10 000 бар?
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Выход из колыбели В БУДУЩЕМ может возникнуть только в случае конфликта цивилизаций. А. Семёнов (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

Дем

Цитатапри мегабарных давлениях начинается ионизация вещества давлением , поэтому в принципе  нельзя создать работоспособный механизм .
Может и можно, но он на совсем других принципах работать будет....
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

Димитър

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=7003&start=15

поверхность Урана и Нептуна в будущем можно будет исследовать!

В 2003 года американская компания успела сделать полупроводник на основе искусственного алмаза. А алмаз плавится при температуре 4000 - 4500 К ! В металл он превращается при давлениях выше 60 - 100 ГПа.
 А если есть полупроводники, значит можно сделать электронику и машины, которые смогут работать на поверхность Урана и Нептуна - при давлении в 100 - 200 тысяч атмосфер (10 - 20 GPa) и предполагаемой температурой поверхности порядка 2000 градусов С. При таких условиях алмаз стабилен.

Parf

Наверно, имеет смысл сделать серию зондов, где каждый последующий рассчитан на всё более высокие температуры и давления. Новый зонд делать только после запуска предыдущего и уточнения данных. Дабы вся эта эпопея не растянулась на сотни лет, перевозить зонды на буксире с ЯРД.:)

О затратах я даже боюсь подумать. :( Но прогресс в электронике и нанотехнологиях должен со временем их снизить.
Россия, вверх!