Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[sychbird]

Пока никто не сумел. Хотя что-то такое с фуллеренами пробовали - в смысле не жечь а хранить...
ИМХО для носителей лучше криогеники ничего не будет, "упакованный" водород - это для авто... И лучше, всё же, растворы в металлах...

Растворимость в металлах как в конденсированной фазе ограничена законами физхими. А вот сорбция на  ультрадисперсном "нанолесе" алюминиевом очень заманчива. Где то в этой ветке я давал ссылку. Вероятны два пути в использовании: как топливо для гибридника и как контейнер для водорода, позволяющий иметь множество циклов сорбция - тепловая десорбция(микроволна или заместо терморадиатора). Применима скорее всего только для разгонников многоразовых, лендеров и КА дальнего космоса.

[sychbird]

Создан прототип сверхскоростной беспроводной системы передачи данных на феноменальной для радио скорости — 20 гигабит в секунду. Диапазон милиметровый.
http://www.membrana.ru/lenta/index.html?8705

[sychbird]

Новый способ очистки водорода[/size]
Одно из условий успешного применения водорода в качестве топлива – получение чистого водорода. Так, для использования в топливных ячейках водород должен быть предварительно очищен, но существующие методы очистки не отличаются высокой эффективностью.
Водород свободно проходит через поры новой мембраны, в то время как диоксид углерода связывается со стенками мембраны, что замедляет его прохождения.  Мерокори Канацидис (Mercouri G. Kanatzidis) из Северо-Западного Университета разработал новый пористый материал, способный весьма эффективно отделять водород от сложной смеси газов. Как заявляет сам исследователь, материал значительно превосходит по селективности существующие системы, позволяющие отделить водород от смеси H2–CO2–CH4. Существующие методы получения водорода приводят к тому, что получающаяся смесь газов помимо водорода содержит метан или диоксид углерода. Обычно очистка водорода от других компонентов такой смеси основана на разделении молекул по их размерам, что достаточно трудно реализовать на практике. Канацидис предлагает другое решение. Разработанные им материалы для очистки используют в качестве критерия не размер молекул газа, а их способность взаимодействовать с материалом стен мембраны, зависящую от степени поляризации электронной плотности. Испытания новой мембраны, полученной на основе германия, свинца и теллура, показали, что по эффективности отделения водорода от CO2 она почти в четыре раза превосходит существующие мембраны, созданные на основе кремния, кислорода и углерода. Канацидис отмечает, что при дизайне мембраны нового типа было отдано предпочтение «мягким» атомам. Мягкие атомы, входящие в состав стен, в соответствии с принципом ЖМКО вступают в более прочное межмолекулярное взаимодействие с мягкими компонентами газовой смеси, замедляя их проход через мембрану. Тем временем жесткий водород проходит через мембрану почти беспрепятственно. Дополнительное преимущество нового метода разделения заключается в том, что новая мембрана может работать в температурном интервале 0-25

[Salo]

Очень интригующе, учитывая фамилию шефа команды. Но учитывая генетическую  славянскую предрасположенность Oleg Batishchev к "потемкенским деревням" хотелось бы взглянуть на более представительную ссылку с указанием хотя бы тяги двигателя, сделанной "for fun" ракеты.
ponatu, не возьмете на себя  сей труд? Все таки Вам к MTI поближе. Даже в эпоху интернета перелопачивание не слишком знакомого сайта или гугла в поисках нужной ссылки дело хлопотное :wink:

http://www.voanews.com/russian/2009-02-26-voa1.cfm

Электрический ракетный мотор на азоте
Алексей Левин 26.02.2009

История космических исследований насчитывает уже более полувека. До сих пор почти все космические аппараты оснащались ракетными маршевыми двигателями на химическом топливе. С их помощью человечество освоило околоземное пространство, добралось до Луны и отправило автоматические станции к Солнцу и к ближним и дальним планетам.

Двигатели на химическом горючем будут использоваться еще долгие годы. Однако их возможности ограничены энергетикой химических окислительно-восстановительных реакций. Все современные ракеты в перерасчете на единицу израсходованного горючего создают не слишком большую тягу. Поэтому в дальний полет, к примеру, к внешним планетам Солнечной системы, на сегодняшний день можно отправить лишь относительно легкий аппарат.

А траекторию такого корабля прокладывают так, чтобы на пути к месту назначения он разгонялся в гравитационных полях встречных планет или их спутников. Именно по этой причине для дальних полетов столь узки стартовые «окна», интервалы времени с благоприятным расположением планет – благоприятным не в астрологическом смысле, а в соответствии с требованиями, налагаемыми небесной механикой.  

Ракетный двигатель любого типа выбрасывает в окружающее пространство вещество, которое называют рабочим телом. Из дюз обычных ракет истекают газообразные продукты сгорания топлива. В электроракетном двигателе рабочим телом служит поток плазмы, разогнанной электромагнитными силами. Если когда-нибудь будет построена фотонная ракета, ее рабочим телом станут световые кванты. А вот ракета без рабочего тела – нонсенс, запрещенный законом сохранения количества движения.

Космические аппараты уже давно оснащают ионными моторами. Эта разновидность электрореактивного двигателя вообще не потребляет химического горючего, поскольку обеспечивается энергией от аккумуляторов, радиоизотопных генераторов или же солнечных батарей. Однако в своем нынешнем виде такие двигатели развивают очень слабую тягу, не более нескольких граммов. Поэтому их применяют либо для корректировки спутниковых орбит, либо для медленного, но длительного ускорения аппаратов непосредственно в космическом пространстве.

Именно такой мотор был установлен на американском космическом зонде DeepSpace1, который 22 сентября 2001 года совершил пролет мимо кометы Борелли. 27 сентября 2007 года с мыса Канаверал был запущен 1250-килограммовый корабль Dawn, который в следующем десятилетии будет исследовать крупный астероид Весту и карликовую планету Цереру, чьи космические пути лежат между орбитами Марса и Юпитера. Он оснащен тремя ионными моторами, каждый из которых создает тяговое усилие величиной в 90 миллиньютонов – примерно 9 граммов.  

В Лаборатории реактивного движения Массачусетского технологического института построено несколько действующих моделей космического электрореактивного двигателя нового типа. Для него придумано и название – мини-геликонный плазменный толкатель. Этой программой руководит выпускник Московского физико-технического института Олег Батищев. Он рассказал о ней Русской службе «Голоса Америки» в специальном интервью.


Олег Батищев

А.Л.: Олег, чем Ваш мотор отличается от предшественников?

О.Б.: Начнем с того, что он будет гораздо дешевле в эксплуатации. Нынешние электрореактивные двигатели в качестве рабочего тела используют ксенон, а это очень дорогой газ. Наш мотор прекрасно действует на азоте или аргоне, которые практически ничего не стоят. Баллон со сжатым азотом обходится где-то в 7-9 долларов, а маленькая бутылочка ксенона тянет на тысячу. Кроме того, этот двигатель конструктивно прост и рассчитан на куда более продолжительную работу в космическом пространстве. Наконец, его тяговый ресурс можно многократно наращивать без особого увеличения размеров. Расчеты показывают, что при мощности порядка тысячи киловатт диаметр двигателя составит около 30 сантиметров. Обычный плазменный мотор в таком случае был бы раз в десять больше.

А.Л.: А как он устроен и действует?

О.Б.: Газ поступает в кварцевую цилиндрическую камеру. На нее навита металлическая обмотка, создающая внутри камеры сильное магнитное поле. Рядом расположена антенна специальной конструкции, которая служит источником коротковолнового радиоизлучения.Оно создает в газе электрический пробой, который приводит к рождению ионно-электронной плазмы. Внешнее магнитное поле рассчитано таким образом, что оно сильно разгоняет плазменные потоки и направляет их к выходу из камеры. Благодаря этому и возникает реактивная тяга. Этой тягой можно управлять, меняя темпы подачи газа и поступления электромагнитной энергии. Скорость вылетающих ионов очень высока, она раз в десять больше скорости выхода рабочего тела из ракетных двигателей на химическом топливе. Поэтому наш двигатель, как и другие плазменные моторы, очень экономно расходует запасы газа.

А.Л.: В каких космических полетах можно использовать такие моторы?

О.Б.: В принципе, в любых. Но мы ориентируемся на его применение для корректировки спутниковых орбит и разгона в космосе лунных кораблей следующих поколений. Однако пока это дело будущего. Сейчас нам предстоит исследовать работу двигателя на разных режимах и получше понять физические процессы, которые имеют место внутри камеры с плазмой. Возможно, попробуем менять геометрию самой камеры, ее ведь не обязательно делать цилиндрической. Нужно также обеспечить быстрый отвод тепла от мотора, а то он, чего доброго, и расплавится. Есть и другие инженерные и физические проблемы, которые требуют решения. В общем, дел еще много.

А.Л.: В таком случае, желаю всяческих успехов. И большое спасибо за беседу.

[Saul]

Красивое слово "плазмотрон", есть в нём что то научно гипнотизирующее.

[sychbird]

Из приведенного материала не ясно в каком режиме работает этот плазматрон импульсном или непрерывном. И какие реальные значения тяги достигнуты в эксперименте. Нарыл еще две ссылки.

Multi-Scale Modeling of Plasma Thrusters
Oleg Batishchev (MIT)
Plasma thrusters are characterized with multiple spatial and temporal scales, which are due to the intrinsic physical processes such as gas ionization, wall effects and plasma acceleration. Characteristic times for hot plasma and cold gas are differing by ~6-7 orders of magnitude. The typical collisional mean-free-paths vary by 3-5 orders along the devices. These make questionable a true self-consistent modeling of the thrusters. The latter is vital to the understanding of complex physics, non-linear dynamics and optimization of the performance. To overcome this problem we propose the following approach. All processes are divided into two groups: fast and slow. The slow ones include gas evolution with known sources and ionization sink. The ionization rate, transport coefficients, energy sources are defined during "fast step". Both processes are linked through external iterations. Multiple spatial scales are handled using moving adaptive mesh. Development and application of this method to the VASIMR helicon plasma source and other thrusters will be discussed. Supported by NASA.

Adaptive Kinetic Simulation of Plasma Propulsion by Laser Ablation
Alla Batishcheva (Delta Search Labs), Oleg Batishchev (MIT)
CPA Ti:Sa lasers can generate 10-30fs, \sim1-10mJ pulses at a \sim10KHz repetition rate, opening a wide range of average exerted forces against solid density targets. Estimates show that at 1KW mean power the reactive force of about 1mN is achievable. We are trying to assess via numerical simulation the prospects of thrust production using ultrafast target ablation. An adaptive kinetic method is being presently developed. It simulates self-consistent electromagnetic wave propagation, solid target ionization, laser light absorption by plasma, and plume formation and expansion. High accuracy, careful resolution of sharp fronts and shocks, and large simulation domain capability are achieved by combining adaptive grid RRC method with PIC-Vlasov hybrid approach. Possible thrust generation under various conditions and configurations is studied numerically. Results of our kinetic modeling will be presented and discussed. *This work is supported by US AFRL

[sychbird]

Вот по этой ссылке можно найти фото и видео плазменного движка из банки и бутылки от Coca-cola. Есть во всем этом какой-то запашек панамы. Но может я и ошибаюсь, и ребята  просто торопились застолбить поляну.
http://web.mit.edu/batish/Public/

[sychbird]

Эти данные как раз кстати при обсуждении статьи проф. Цыганкова по Лунной долговременной базе.

Биологи научили бактерии синтезировать пластмассу
http://www.membrana.ru/lenta/index.html?8639

[dan14444]

Как всегда для "лунных баз" встаёт вопрос: а что эти палочки жрать будут? Если дерьмо - то тогда надо забыть про оранжерею...

[sychbird]

Как всегда для "лунных баз" встаёт вопрос: а что эти палочки жрать будут? Если дерьмо - то тогда надо забыть про оранжерею...

Сахар они жрут, там прямое указание имеется.
А как сахара из зеленной массы делать теперь все знают. Ну вначале оранжереи на реголите сделать надо, ессно. :roll:   Но профессор Цыганков "высоко сидит, далеко глядит" И правильно делает между прочим.!

[dan14444]

Так что сахар, что "зелёную массу", что просто С, Н2О - с Земли возить!

Так что технология в основном земная. И, замечу не новая - в 90х ей к примеру при мне в Эймсе занимались...

И совсем уж МХО - биосинтезом надо минимум готовые волокна гнать, а не крупнотоннажные мономеры.

[sychbird]

Так что сахар, что "зелёную массу", что просто С, Н2О - с Земли возить!

Так что технология в основном земная. И, замечу не новая - в 90х ей к примеру при мне в Эймсе занимались...

И совсем уж МХО - биосинтезом надо минимум готовые волокна гнать, а не крупнотоннажные мономеры.

Ну начиная с какого то масштаба зеленую массу можно и свою на Луне  через оранжереи иметь. А вообще-то надо, ИМХО, иметь банк данных из технологий, заслуживающих возможной апробации в Лунных условиях и ранжированных для разных этапов и масштабов присутствия.

[sychbird]

Защитная плёнка уменьшит спутники до размеров торта
http://www.membrana.ru/lenta/index.html?8539

[dan14444]

Ну начиная с какого то масштаба зеленую массу можно и свою на Луне через оранжереи иметь.

Ещё раз - для "зелёной массы" нужны местные С, Н, О, N. Как и из чего их добывать на Луне?
Это главное ограничение всех лунных биотехнологий, до его снятия все обсуждения бессмысленны.

[dan14444]

Защитная плёнка

Вот где "твёрдые дымы" могут быть оччень эффективны. Главная проблема в неудобстве транспорта. Но фантазируя о больших орбитальных проектах - можно представить варку на месте...

[sychbird]

Ну начиная с какого то масштаба зеленую массу можно и свою на Луне через оранжереи иметь.

Ещё раз - для "зелёной массы" нужны местные С, Н, О, N. Как и из чего их добывать на Луне?
Это главное ограничение всех лунных биотехнологий, до его снятия все обсуждения бессмысленны.

Азот и углерод завозные косвенно, через отходы жизнедеятельности по мере накопления и переработки(жратву все равно везти). Кислород местный, варианты разные обсуждались и здесь в том числе. С водородом пока неясность. Частично завозной, опять же косвенно.
Вообще эту задачу надо решать комплексно и прицельно. На МКС сейчас уже проблемы с мусором. А на  Луне вся логистика и дизайн интерьеров да и конструкций, надувных допустим, должны  сочленяться с задачей накопления перерабатываемых в замкнутых циклах запасов углерода и водорода да и прочей элементной надобности.

[dan14444]

завозные косвенно

Э, нет. Дерьмо можно тривиально перегнать обратно в еду или потратить на "продукты биотехнологий" и еду завозить. Результат не изменится - в стоимость "продуктов" будет заложен транспорт с Земли. И на кой тогда заморачиваться - когда можно привезти готовый "продукт"?

В общем, что для орбиты что для Луны - нужны простенькие схемы ресайклинга (оранжерейного например) дерьма в еду и воздух. И всё. Для промышленной биотехнологии нет и не будет сырьевой базы. И разговоры о таковой на Луне - злостная профанация и спекуляция :twisted:  :lol:

[dan14444]

Вот от био на гигантах или венере можно фантазировать много и вкусно - там им есть чего жрать

[sychbird]

завозные косвенно

Э, нет. Дерьмо можно тривиально перегнать обратно в еду или потратить на "продукты биотехнологий" и еду завозить. Результат не изменится - в стоимость "продуктов" будет заложен транспорт с Земли. И на кой тогда заморачиваться - когда можно привезти готовый "продукт"?

В общем, что для орбиты что для Луны - нужны простенькие схемы ресайклинга (оранжерейного например) дерьма в еду и воздух. И всё. Для промышленной биотехнологии нет и не будет сырьевой базы. И разговоры о таковой на Луне - злостная профанация и спекуляция :twisted:  :lol:

Вы упорно пытаетесь игнорировать масштабные факторы. Но вообще то, должен согласиться, что здесь есть подводные камни. Любая глубокая переработка требует относительно больших затрат энергии, а на развитие энергоструктуры тоже потребуется увеличение грузопотока и т.п... Предыдущий опыт колонизаций разного рода показывает, что начиная с какого-то масштаба колонии завоз всего в готовом виде уже не способен обеспечить потребностей развития. Дело в общеэкономических соображениях, выходящих за рамки оценок по сырьевым балансам. Начинают играть роль вопросы стимулирования родов деятельности поселенцев, баланса их рабочего и свободного времени, приоритетов в личном отношении к успеху колониального развития и тому подобной не естесвенно-научной проблематике. Образней всего это дано у Ханлайна :wink:

Вопрос о применимости моделей прошлой колонизации к колонизации внеземной тоже еще тот вопрос :roll:

Но это, ИМХО, не повод для того, чтобы не размышлять над этим  Может не в этой теме. Ну мы это с Вами уже один раз проходили, не так ли коллега?

[sychbird]

NEC усовершенствовала батарею на органических радикалах
http://itnews.com.ua/46843.html