БИНТИ

[АниКей]

ДИСКУССИИ
Экспериментальные исследования модели космического движителя на новом физическом принципе для перемещения космонавтов и космических кораблей. Ю.А. Бауров, А.Ю. Шмельков  
 

[АниКей]

[АниКей]

[АниКей]

nauka.tass.ru

Ученые из России создали подход для оптимизации теплозащиты космических кораблей
ТАСС

ТАСС, 31 августа. Исследователи из России создали математическую модель, способную точно описывать поведение плазмы и разреженных газов вблизи поверхности твердых тел. Ее можно использовать для оптимизации теплозащиты космических кораблей и других систем, работающих в подобной среде, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Результаты работы опубликованы в журнале Physics of Fluids.
"Особенно актуальным становится детальное моделирование при проектировании передовых технологичных устройств, например, космических аппаратов, спускаемых в атмосферы различных планет, ракетных двигателей и вакуумных установок. Наша модель может эффективно применяться в этих вопросах и при этом не требует больших вычислительных затрат", - заявила профессор Санкт-Петербургского государственного университета (СпбГУ) Елена Кустова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечается в сообщении, уже существующие математические модели, описывающие поведение плазмы и разреженных газов, плохо подходят для оценки свойств защитных оболочек космических кораблей. Это связано с тем, что они не учитывают существование многих важных процессов, в том числе эффекта проскальзывания газов и того, как ионы и атомы в этих газах взаимодействуют друг с другом внутри потока, а также вступают в реакции с поверхностью твердых тел.
Для решения этой проблемы российские исследователи создали математическую модель, которая учитывает эффект скольжения и неравновесные процессы, протекающие в месте контакта твердого тела и газа при быстром изменении внешних условий. Предложенные уравнения подробно описывают баланс числа частиц газа на поверхности тела при взаимодействии твердой и газовой фаз. Эти процессы важны для расчета тепла, подводимого к поверхности при спуске аппарата на планету.
Используя эту модель, ученые просчитали характер взаимодействия воздуха с поверхностью из кварца, часто используемого для создания теплозащитных материалов. Эти расчеты помогли ученым уточнить то, как много тепла поглощает покрытие при спуске аппарата с орбиты на Землю. В частности, ученые обнаружили, что в процессе торможения на высоте в 85 км выделяется примерно на 25% меньше тепла, чем на то указывают результаты расчетов при помощи других математических моделей.
Подобные сведения, как отмечают исследователи, помогут конструкторам космических кораблей, возвращаемых капсул и прочих систем, испытывающих высокие тепловые нагрузки, подобрать оптимальную толщину, форму и другие свойства теплозащиты. Это сделает их более эффективными и надежными в эксплуатации, подытожили ученые.

[Стенка]

https://ria.ru/amp/20230902/meteorit-1893881089.html
Метеорит в Турции.

[АниКей]

nauka.tass.ru

В России создали наносенсоры для бесконтактных замеров температуры в открытом космосе
ТАСС

ТАСС, 5 сентября. Российские ученые создали светящиеся наночастицы, которые можно применять для высокоточных замеров сверхнизких температур. Эти наносенсоры идеально подходят для проведения бесконтактных измерений температур в открытом космосе, сообщила во вторник пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
"Подход может использоваться в космических исследованиях, поскольку температуры в космосе очень низкие, и их нельзя точно измерить привычным способом. В этом случае частицы люминофора предлагается наносить на элементы обшивки космического корабля еще на Земле, чтобы затем в космосе с их помощью проводить измерения", - говорится в сообщении.
Наносенсоры разработала группа российских физиков под руководством научного сотрудника Санкт-Петербургского государственного университета Ильи Колесникова. Наночастицы из оксидов ванадия и лютеция с вкраплениями ионов неодима обладают люминофорными свойствами: они способны поглощать падающее на них инфракрасное излучение и повторно излучать его.
Характер этого излучения, как объясняют физики, очень зависит от структуры электронных оболочек ионов неодима. Она сильно меняется даже при относительно небольших сдвигах температуры, порядка 0,1 градуса Цельсия. Это позволяет определять температуру окружающей среды по изменению спектра свечения наночастиц.
Эксперименты показали, что частицы сохраняют работоспособность при очень низких температурах, порядка минус 253 градусов Цельсия, что всего на 20 градусов выше абсолютного нуля. Это позволяет использовать "нанотермометры" в открытом космосе, а также для контроля состояния и при проведении опытов с высокотемпературными сверхпроводниками.
Как надеются ученые, дальнейшие исследования помогут им улучшить свойства наночастиц и сделают возможной их работу при еще более низких температурах. Физики надеются, что последующие версии наносенсоров будут работать при минус 268 градусах Цельсия, температуре жидкого гелия, что позволит использовать их для изучения свойств значительно большего числа сверхпроводников и космических явлений.

[Брабонт]

Наночастицы переизлучают в ИК. Это понятно. Но причём тут температура окружающей среды?

[АниКей]

[АниКей]

prokosmos.ru

В России создали бесконтактный метод измерения температуры в открытом космосе


Определение температуры планет во Вселенной — это одна из наиболее важных задач, стоящих перед учеными, ведь она позволяет не только получить новую информацию о небесных телах, но и расширить понимание о возможных рисках, которые они несут для существующей формы жизни. Однако в некоторых областях космического пространства измерить температуру контактным способом не представляется возможным — в таких случаях на помощь приходит бесконтактная термометрия с использованием люминофоров.
Люминофоры представляют собой материалы, поглощающие свет и испускающие собственное свечение. Ученые нередко сравнивают их с люминесцентными браслетами, которые сначала «накапливают» свет, а потом светятся в темноте. Спектральные характеристики люминофоров напрямую зависят от температуры окружающей среды, но если она очень низкая, то изменения в спектрах большинства люминесцентных частиц становятся практически незаметными.
Возможный выход из этой ситуации представили ученые Санкт-Петербургского государственного университета и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Для измерения сверхнизких температур они предложили использовать оксидные наночастицы. Результаты их исследования, которое было поддержано грантом президентской программы Российского научного фонда (РНФ), были опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry С.
На объект, температуру которого необходимо было измерить, ученые кисточкой нанесли взвесь из изопропилового спирта и порошка с наночастицами, активированными редкоземельными ионами неодима. Когда изопропиловый спирт улетучился, оставшиеся наночастицы облучили инфракрасным светом, после чего они начали самостоятельно испускать его.
Следующим шагом физики измерили спектры и рассчитали соотношение интенсивностей люминесцентных полос неодима при разных температурах. Результатом этой работы стал график соответствия — с помощью него ученые теперь могут определить температуру до -253°C с точностью до десятой доли градуса. Особенность такого метода заключается в том, что он бесконтактный: в последующих измерениях непосредственный контакт с объектом уже не нужен — его температура будет измеряться только по излучению.
По мнению авторов исследования, данный способ можно будет применять и в космических исследованиях, поскольку температуры в космосе очень низкие. В этом случае они советуют наносить частицы люминофора на элементы обшивки космического корабля на Земле, чтобы затем проводить измерения с их помощью уже в самом космосе.
«Наша дальнейшая цель — расширить шкалу до еще более низких температур, чтобы охватить как можно больше объектов и явлений, например в космической области. Важная ближайшая задача — дойти до -268°C, то есть температуры жидкого гелия. Кроме того, мы стремимся улучшить термометрические характеристики предлагаемых люминофоров, а именно тепловую чувствительность и температурное разрешение», — поделился руководитель проекта Илья Колесников.
Ранее студентка Самарского университета имени Королева рассчитала модель поведения вышедшего из строя аппарата на примере спутника связи Starlink. Результаты исследования позволят увеличить эффективность уборки космического мусора на орбите.

[АниКей]

[АниКей]

[АниКей]

prokosmos.ru

Британские инженеры создадут крошечный ракетный двигатель для спутников


Аспирант-исследователь Имперского колледжа Лондона Чарли Мьюир (Charlie Muir) разрабатывает крошечный ракетный двигатель ICE-Cube Thruster по типу печатных плат электроники. Двигатель имеет длину примерно с человеческий ноготь, а камера сгорания и сопло — всего 1 мм. Однако размеры — не единственное, что отличает двигатель от конкурентов, ведь в качестве топлива он использует обычную воду.
Многие современные малые спутники весят меньше 10 кг, а некоторые имеют размеры чуть больше смартфона, поэтому создать двигатели для таких аппаратов может быть непростой задачей. Компоненты должны быть не только небольшими по размеру, но и простыми в изготовлении и не содержать токсичных материалов.
Двигатель с иридиевым катализатором для кубсатов Iridium Catalysed Electrolysis CubeSat Thruster (ICE-Cube Thruster), который создается при поддержке Европейского космического агентства (ЕКА), соответствует этим критериям. Он поистине крошечный: вся его «начинка» имеет длину примерно с человеческий ноготь, а камера сгорания и сопло — и вовсе 1 мм. 
Однако главное преимущество двигателя ICE-Cube заключается в том, что в качестве топлива он использует обычную воду. Это большой плюс, поскольку вода невзрывоопасная и негорючая, и ее можно размещать на борту кубсатов. Электрический ток от аккумуляторов и бортовых солнечных батарей подается в заднюю часть двигателя (микроэлектролизер), где капля воды разлагается на газообразные водород и кислород, которые идут в камеру сгорания, воспламеняются с помощью катализатора, сгорают и, истекая через сопло, создают тягу.
Для работы двигателя требуется 20 ватт электрического тока. В ходе тестовой кампании при постоянном удельном импульсе в 185 секунд он генерировал тягу в 1,25 миллиньютона (0,128 грамм-силы), что в полтора миллиарда раз меньше тяги маршевого двигателя SSME, который использовался на космическом корабле NASA Space Shuttle. 
Использование воды не только экологично, но и снижает общий вес конструкции двигательной установки, поскольку система хранения и подачи воды в двигатель простая и удобная в обращении. 
Однако изготовление такого крошечного двигателя — непростая задача, для которой приходится использовать технологии производства микроэлектромеханических систем (МЭМС). Это устройства, объединяющие в себе взаимосвязанные механические и электрические компоненты микронных размеров, которые обычно используются для создания микрочипов из кремния. Разработчики уверены, что МЭМС не только выполнят свою работу, но и позволят начать массовое производство миниатюрных двигателей для малых космических аппаратов.

[Iv-v]

• ecospherepress
•   Установлен впечатляющий мировой рекорд в ускорении электромобиля

Этот результат установил новый стандарт для самого быстрого ускорения электромобиля в мире.

Фото: ETH Zurich

Свернуть
Швейцарская команда студентов из Академического автоспортивного клуба Цюриха (AMZ) установила впечатляющий мировой рекорд в ускорении электромобиля. Их электрический гоночный автомобиль достиг скорости 100 км/ч за 0,956 секунды.
Важно отметить, что команда AMZ уже имеет опыт в установлении рекордов в ускорении. Они установили свой первый мировой рекорд в 2014 году и повторили свой успех в 2016 году. Однако, с тех пор этот рекорд был подвергнут сомнению и улучшен конкурирующей командой из Штутгартского университета, которая достигла времени ускорения 1,461 секунды в сентябре 2022 года.
Новый рекорд команды AMZ сократил это время более чем на треть, установив новый стандарт в мире скоростных электромобилей.
Для этого достижения команда не использовала огромное количество лошадиных сил или снижение веса автомобиля до минимума. Машина весит 140 кг и имеет мощность 240 кВт и привод через четыре ступичных электрических двигателя.

Фото: ETH Zurich

Секрет успеха заключается в тяге и технике прижима. Команда AMZ использует вакуумную систему вентиляции, которая создает значительную прижимную силу, удерживая автомобиль на дороге и обеспечивая максимальное сцепление с асфальтом. Водитель, Кейт Маггетти, испытала ускорение, превышающее 3 g, что означает, что ее тело было подвержено ускорению в 3 раза сильнее силы земного притяжения.
Этот рекорд был подтвержден Книгой рекордов Гиннесса, и команда AMZ надеется, что их достижение продержится надолго. Это великолепное достижение подчеркивает потенциал электрических автомобилей в области ускорения и демонстрирует, что электромобили могут достигать впечатляющих показателей производительности.

[АниКей]

mk.ru

В Индии разработали камуфляж, обеспечивающий невидимость в ИК-диапазоне

ВМС Индии разработали и готовятся представить камуфляж, обеспечивающий невидимость в инфракрасном диапазоне, сообщает сайт Indian Defence Research Wing (IDRW).
Разработка будет представлена на семинаре инноваций ВМС Индии Swavlamban, который пройдет с 4 по 5 октября.
Как сообщается, в основе новой технологии камуфляжа, защищающего от обнаружения в ИК-диапазоне - углеродные нанотрубки и ткани на основе аэрогеля. В статье на сайте опубликовано видео с демонстрацией работы камуфляжа.
В статье отмечается, что это технология имеет многогранное применение, и может быть использована для технологических решений в других сферах.
IDRW отмечает, что подобные инновации не только укрепляют национальную безопасность Индии, но и демонстрируют ее прогресс в сфере применения современных материалов в военных целях.

[АниКей]

[Veganin]

https://dzen.ru/a/ZRW0d-10tByZfkV_?referrer_clid=1400&;

Пересмотренная масса Млечного Пути оказалась намного меньше, чем ожидалось


Благодаря последнему каталогу Gaia от Европейского космического агентства (ESA) международная команда астрономов добилась наиболее точного измерения массы Млечного Пути. Это исследование открывает важные вопросы в космологии, особенно о количестве темной материи, содержащейся в нашей галактике.

Общая масса Млечного Пути, по мнению ученых, всего в двести миллиардов раз превышает массу Солнца (2,06 х 1011 солнечных масс), что примерно в четыре-пять раз ниже предыдущих оценок. Это новое значение было получено из третьего выпуска данных каталога Gaia, опубликованного в 2022 году.

Используя данные Gaia, ученые смогли построить самую точную кривую вращения Млечного пути и определить его массу. До появления Gaia получение надежной кривой вращения для нашей галактики было сложной задачей, в отличие от внешних спиральных галактик. Эта проблема была связана с нашим положением внутри Млечного Пути, что делало невозможным точное определение движений и расстояний звезд в галактическом диске.

В своем исследовании, опубликованном 27 сентября 2023 года в журнале Astronomy and Astrophysics, ученые обнаружили, что кривая вращения нашей галактики нетипична: в отличие от кривых вращения, которые определены для других крупных спиральных галактик, она не плоская.

Напротив, на окраинах диска галактики эта кривая начинает быстро уменьшаться, следуя предсказанию, известному как кеплеровский спад.

Получение кривой вращения Млечного Пути, которая демонстрирует кеплеровский спад, требует помещения нашей галактики в космологические рамки.

Одним из главных прорывов в современной астрономии стало осознание того, что скорости вращения больших дисков спиральных галактик были намного выше, чем можно было бы ожидать от кеплеровского спада. В 1970-х годах астрономы Вера Рубин, которая использовала наблюдения за ионизированным газом, и Альберт Босма, изучавший нейтральный газ, продемонстрировали, что скорость вращения спиральных галактик остается постоянной далеко за пределами их оптических дисков.

Непосредственным следствием этого открытия стало предположение о существовании темной материи — дополнительной к наблюдаемой материи — распределенной в гало, окружающем диски спиральных галактик. Последнее же указывает на отсутствие значительного количества вещества за пределами оптического диска

[Veganin]

https://www.tomshardware.com/news/research-on-lk-99-continues-paper-says-superconductivity-could-be-possible
https://3dnews.ru/1093788/novoe-issledovanie-svidetelstvuet-chto-sverhprovodimost-materiala-lk99-pri-komnatnoy-temperature-vozmogna

Сверхпроводимость материала LK-99 при комнатной температуре всё же возможна, показало новое исследование
29.09.2023 [18:30],  Сергей Сурабекянц
Казалось бы, научное сообщество пришло к выводу, что материал LK-99 не проявляет свойств сверхпроводимости при комнатной температуре и атмосферном давлении, но некоторые учёные всё же продолжают исследования. В новой работе, опубликованной на портале arXiv, сообщается о квантовомеханическом моделировании возможных путей сверхпроводимости LK-99, подтверждающем такую возможность. Правда, результаты в статье предварительные и она ещё не прошла рецензирование.

В исследовательской работе, написанной Цзюнь Ли (Jun Li) и Ци Анем (Qi An) с факультета материаловедения и инженерии университета штата Айова, сообщается о том, что текущий экспериментальный процесс синтеза LK-99 теоретически может привести к двум конечным продуктам с различными свойствами, зависящим от того, как атомы меди и кислорода заменяют атомы свинца в исходном материале — апатите свинца.

В некоторых образцах высокосимметричное расположение фундаментальных частиц может формировать пространство, через которое беспрепятственно и без сопротивления проходят электроны, путём соединения в так называемые куперовские пары. Однако из-за хаотичности образования этих симметричных областей, они обычно «заперты» внутри несверхпроводящих зон с низкой симметрией, которые блокируют свободное перемещение электронов.

Чрезвычайно низкое число «симметричных» расположений может объяснить сложности создания сверхпроводящих образцов при синтезе LK-99 — их образуется настолько мало, что сверхпроводящее поведение вообще не проявляется. Авторы исследования полагают, что «синтез образцов LK-99 преимущественно в фазе высокой симметрии может проложить путь к созданию сверхпроводников при комнатной температуре и атмосферном давлении».

Результаты исследования, дополненные другими теоретическими изысканиями в том то же направлении, демонстрируют насколько сложно иногда перейти от теории к практике. Теоретически LK-99 может обладать свойствами сверхпроводимости при комнатной температуре и атмосферном давлении, но на практике текущий процесс синтеза пока недостаточно проработан, чтобы получить требуемый конечный результат.

[АниКей]

[АниКей]

kommersant.ru



АО «Лазерные системы» объявило об открытии нового Центра аддитивных технологий (ЦАТ) на базе собственного производства на площадке «Нойдорф» ОЭЗ в Стрельне. Номенклатура широкая: от запчастей для импортного оборудования до деталей для двигателей, газотурбинных агрегатов и космических аппаратов. Запуск производства планируется весной 2024 года. Инвестиции в проект составят около 400 млн рублей. Эксперты считает, что революции на рынке запуск ЦАТ не произведет, но будет иметь высокий спрос.
Будущий Центр аддитивных технологий будет ориентирован на контрактное производство заготовок и деталей по технологии селективного лазерного сплавления металлических порошков (SLM) по конструкторской документации и техзаданию заказчика.
Как пояснили «Ъ-СПб» в АО «Лазерные системы», производить запчасти планируют для оборудования, лишившегося техподдержки после ухода иностранных компаний с российского рынка, также в планах детали для двигателей, газотурбинных агрегатов и космических аппаратов. Среди предполагаемых заказчиков — госпредприятия и частные компании, заинтересованные в перспективных производственных технологиях.
Общая площадь помещений ЦАТ составит около 3 тыс. кв. м. Центр будет включать сам цех аддитивного производства с линейкой 3D-принтеров и несколько участков: механической постобработки, металлографической и испытательной лаборатории, подразделение реверс-инжиниринга, учебный класс для обучения и практических занятий. В компании отметили, что уже начали поиск будущих сотрудников. На первом этапе численность планируют довести до 20 человек, впоследствии их количество увеличат.
Основными задачами ЦАТ в АО «Лазерные системы» видят развитие аддитивных технологий и стимулирование спроса на внедрение инновационного оборудования в реальное производство на российском рынке.
По данным «СПАРК-Интерфакс», АО «Лазерные системы» зарегистрировано в 1998 году. Совладельцами, по информации на 2018 год, являются Анатолий Борейшо (70%) и Алексей Морозов (30%). Гендиректором с 2021 года числится Дмитрий Васильев. Доходы компании в 2020 году составили 276,4 млн рублей.
По мнению директора экспертной группы Veta Дмитрия Жарского, рынок аддитивных технологий, или распространение 3D-печати, в России довольно объемный и какой-то революции запуск работы ЦАТ не произведет, между тем в рамках своей работы он будет иметь высокий спрос, так как ориентирован на широкий промышленный спектр и работу с государственными предприятиями.
«Сейчас предприятия и бизнес имеют повышенный спрос на недостающие детали для своего зарубежного оборудования. Полагаю, что при грамотной работе с потенциальными заказчиками и при ориентации на широкий спектр "Лазерные системы" будут иметь конкурентное преимущество, что может быть достигнуто за счет формирования более выгодного ценового предложения, а также работы по долгосрочным контрактам»,— отметил господин Жарский.
Эксперт уточнил, что среди основных потребителей продукции центра можно отметить такие отрасли, как авиационная, космическая, военно-промышленный комплекс, но тут ЦАТ придется конкурировать с «Росатомом», который уже несколько лет развивает данное направление.

[АниКей]

ЗапускиНа орбитеПроектыНаукаТехнологии


Технологии
Немецкий физик предложил новую концепцию ракетного двигателя
23 октября 2023 года, 17:14
Евгений Статецкий
Доцент Лейденского университета и член правления швейцарского разработчика квантовых технологий Terra Quantum AG Флориан Нойкарт предложил идею нового космического двигателя, который будет сочетать в себе принципы ионного и термоядерного РД. Статья, где он излагает суть нового подхода и его преимущества, в настоящий момент проходит рецензирование перед официальной публикацией.
Предел возможностей химических ракетных двигателей практически достигнут, поэтому главные космические державы уже давно уделяют внимание разработкам альтернативных технологий. Прежде всего, это ядерные двигатели (главный минус которых — радиационная опасность) и ионные (которые очень экономичны, но уж слишком неторопливы).
Самым перспективным направлением потенциально являются термоядерные двигатели, которые в далеком будущем, возможно, смогут разогнать корабли даже до релятивистских скоростей. Но на пути их создания лежит несколько пока что неразрешенных наукой проблем, главная из которых — контролируемый термоядерный синтез.
Нойкарт же предложил идею, которая соединяет в себе качества всех трех основных концепций. Она получила название Двигатель магнитно-плазменного синтеза, или MFPD (Magnetic Fusion Plasma Drive). Данная установка должна использовать управляемые реакции ядерного синтеза (прежде всего, водорода и гелия) в качестве основного источника энергии как для тяги, так и для выработки электроэнергии.
«Плазма, образующаяся в результате реакций термоядерного синтеза, удерживается и управляется с помощью магнитных полей, обеспечивая контролируемое выделение энергии и ее направленность. Одновременно концепция MFPD предусматривает возможность преобразования части энергии термоядерного синтеза в электроэнергию для поддержания бортовых систем и, возможно, системы управления реакцией космического корабля», — поясняет физик.
Разработку своей концепции Нойкарт начал с рассмотрения дейтерий-тритиевых реакций синтеза как наиболее изученных. Но «конечной целью» MFPD станет использование нейтронного синтеза, при котором энергия будет высвобождаться в форме заряженных частиц (обычно протонов или альфа-частиц), тем самым значительно снижая уровень производимого нейтронного излучения.
Благодаря огромной скорости выбрасываемого вещества такой двигатель будет иметь очень высокий удельный импульс, а значит, и внушительную тягу. Благодаря особенностям термоядерного топлива (прежде всего, его компактности) MFPD будет исключительно экономичен, малоразмерен и отлично приспособлен к большинству задач, которые встанут во время космического полета.
Кроме того, он будет гораздо безопаснее большинства альтернатив. В сравнении с ядерным РД он будет иметь гораздо более низкий уровень радиоактивности, а мощное магнитное поле позволит защищать экипаж от космических излучений. А самое главное — сокращение времени полета в разы радикально уменьшит вред для организмов космонавтов.
Главная проблема в том, что управляемые термоядерные реакции все еще остаются лишь планом на будущее (можно вспомнить так называемую «постоянную Капицы»: «До запуска термоядерного реактора остается 30 лет. Всегда!»). Тем не менее, на Земле исследователи добились значительного прогресса в развитии технологий магнитного и инерционного удержания. А значит, надежда на реализацию прорывных технологий космического полета есть, и немалая.
«Хотя путь к реализации концепции MFPD, несомненно, будет сопряжен с трудностями и научными препятствиями, потенциальная отдача колоссальна. Достижение надежного, эффективного термоядерного двигателя может переопределить границы достижимых целей, подтолкнув человечество к новой эре исследований и понимания космоса», — резюмировал физик.