Ученые разрабатывают систему с лазерным наведением, которая сможет отправить космический корабль на Марс за 45 дней

НАСА ожидает, что людям потребуется около 500 дней, чтобы добраться до Красной планеты, но канадские инженеры говорят, что лазерная система может сократить это путешествие до 45 дней.

Космическое агентство США планирует отправить экипаж на Красную планету в середине 1930-х годов, примерно в то же время, когда Китай планирует высадить людей на Марс.

Инженеры из Университета Макгилла в Монреале, Канада, говорят, что они разработали двигательную установку с тепловым лазером, в которой лазер используется для нагрева водородного топлива.

Это направленная энергетическая тяга, использующая большие лазеры, запускаемые с Земли, для подачи энергии на фотоэлектрические батареи космического корабля, которые вырабатывают электричество и, таким образом, движущую силу.

Космический корабль очень быстро разгоняется, находясь рядом с Землей, а затем мчится к Марсу в течение следующего месяца, запуская основной корабль для посадки на Красную планету и возвращая остальную часть корабля на Землю для переработки для следующего запуска.

Достижение Марса всего за шесть недель ранее считалось возможным только с помощью ракет, работающих на ядерном топливе, которые представляют повышенный радиологический риск.

Космический корабль очень быстро разгоняется, находясь рядом с Землей, а затем мчится к Марсу в течение следующего месяца, запуская основной корабль для посадки на Красную планету и возвращая остальную часть корабля на Землю для переработки для следующего запуска.

НАСА ожидает, что людям потребуется около 500 дней, чтобы добраться до Красной планеты, но канадские инженеры говорят, что лазерная система может сократить это путешествие до 45 дней.  впечатление художника

НАСА ожидает, что людям потребуется около 500 дней, чтобы добраться до Красной планеты, но канадские инженеры говорят, что лазерная система может сократить это путешествие до 45 дней. впечатление художника

Говорю с Вселенная сегодняКоманда, стоящая за исследованием, заявила, что эта система может обеспечить быструю транспортировку в Солнечной системе.

Идея направленного энергетического движения не нова — она недавно попала в заголовки новостей благодаря проекту Breakthrough Starshot, целью которого является использование лазеров для отправки крошечных световых парусов к ближайшей звездной системе, Проксиме Центавра, на релятивистских скоростях.

Система использует лазеры для запуска космического корабля в дальний космос с относительной скоростью — долей скорости света — и чем мощнее лазер, тем быстрее космический корабль.

Некоторые исследования предсказывают, что он может отправить на Марс спутник весом 200 фунтов всего за три дня, а для более крупного космического корабля потребуется от одной до шести недель.

Концепции требуют наличия на Земле массива лазеров мощностью гигаватт, которые можно запустить в космос и направить на световой парус, прикрепленный к космическому кораблю, чтобы разогнать его до высоких скоростей — долей скорости света.

READ  Изображение портала вдохновляет теории жизни на Марсе

Эммануэль Доблэй, выпускник McGill и студент магистратуры в области аэрокосмической техники в Делфтском техническом университете, опубликовал статью, предполагающую, что это может быть применено к полету на Марс.

Идея направленного энергетического движения не нова — она недавно попала в заголовки новостей благодаря проекту Breakthrough Starshot, целью которого является использование лазеров для отправки крошечных световых парусов к ближайшей звездной системе, Проксиме Центавра, на релятивистских скоростях.

Идея направленного энергетического движения не нова — она недавно попала в заголовки новостей благодаря проекту Breakthrough Starshot, целью которого является использование лазеров для отправки крошечных световых парусов к ближайшей звездной системе, Проксиме Центавра, на релятивистских скоростях.

Космическое агентство США планирует отправить экипаж на Красную планету в середине 1930-х годов, примерно в то же время, когда Китай планирует высадить людей на Марс.  впечатление художника

Космическое агентство США планирует отправить экипаж на Красную планету в середине 1930-х годов, примерно в то же время, когда Китай планирует высадить людей на Марс. впечатление художника

Он сказал Universe Today: «Конечным применением направленного энергетического движения было бы движение светового паруса к звездам для настоящего межзвездного путешествия, возможность, которая мотивировала нашу команду, проводившую это исследование.

Нас интересовало, как та же самая лазерная технология может быть использована для быстрой передачи в Солнечной системе, и мы надеемся, что в ближайшем будущем она станет отправной точкой для демонстрации этой технологии.

Виртуальный космический корабль команды требует, чтобы где-то на Земле была построена 100-мегаваттная лазерная установка диаметром 32 фута.

Как это работает

32-футовая 100-ваттная группа лазеров стреляет целевым лучом в космический корабль на низкой околоземной орбите.

Лазер фокусируется в камере нагрева водорода через надувной отражатель, который работает аналогично солнечной панели, но потребляет больше энергии.

Водородный двигатель внутри камеры выбрасывается через сопло, которое толкает космический корабль вперед.

Это создает достаточную тягу, чтобы разогнать космический корабль до высоких скоростей.

Ожидается, что он достигнет Марса в течение шести недель после запуска.

«Наш подход будет использовать более интенсивный лазерный поток на космический корабль для прямого нагрева топлива, подобно гигантскому паровому котлу», — сказал Добелли.

«Это позволяет космическому кораблю быстро ускоряться, оставаясь близко к Земле, поэтому лазер не нужно фокусировать далеко в космосе».

Когда он достигает Марса, он может прорваться в атмосферу, позволяя кабине экипажа отделиться и приземлиться.

Мы думаем, что могли бы даже использовать тот же ракетный двигатель с лазерным приводом, чтобы вернуть ракету-носитель на орбиту Земли после того, как она забросила основной марсоход на Марс, что позволило бы быстро переработать его для следующего запуска.

READ  Сегодня к Земле приближается астероид размером с автобус. Смотрите в прямом эфире.

Этого, учитывая нынешнюю тенденцию развития оптических лазерных технологий, было бы достаточно для питания космического корабля, направляющегося к Марсу.

Он работает путем фокусировки лазера в камере нагрева водорода через надувной отражатель — водородный двигатель выбрасывается через сопло, чтобы толкать его вперед.

«Наш подход будет использовать более интенсивный лазерный поток на космический корабль для прямого нагрева топлива, подобно гигантскому паровому котлу», — сказал Добелли.

«Это позволяет космическому кораблю быстро ускоряться, оставаясь близко к Земле, поэтому лазер не нужно фокусировать далеко в космосе».

«Наш космический корабль, похожий на Грестера, очень быстро разгоняется, все еще находясь близко к Земле, и этот метод может помочь вернуть его с Марса, где не было бы большой лазерной установки, готовой к отправке», — пояснил Доблэй.

«Мы думаем, что можем даже использовать тот же ракетный двигатель с лазерным приводом, чтобы вернуть ракету-носитель на орбиту Земли после того, как она забросила основной марсоход на Марс, что позволит быстро переработать его для следующего запуска», — сказал он Universe Today.

Надувной отражатель является ключом к правильной работе технологии, поскольку он будет разработан с высокой отражательной способностью, чтобы он мог поддерживать большую мощность лазера на единицу площади, чем фотогальваническая панель.

Вот что делает задачу возможной с относительно скромной лазерной решеткой — 32 фута в диаметре — на земле.

Сокращая время в космосе, астронавты сталкиваются с более низким уровнем радиации, что может сделать путешествие на Марс и обратно более безопасным.

Все новинки потребуются для того, чтобы космический корабль достиг Марса в течение шести недель — намного меньше девяти месяцев, которые прогнозирует НАСА.

«Массивы волоконно-оптических лазеров, которые действуют как единый оптический элемент, надувные космические конструкции могут использоваться для фокусировки лазерного луча, когда он достигает космического корабля в нагревательной камере», — сказал Добелли.

Также «разработка высокотемпературных материалов, которые позволили бы космическому кораблю разбиться о марсианскую атмосферу по прибытии».

Способность сломать атмосферу — это уловка, которая позволит вернуться.

Проблема в том, что многие из этих технологий все еще находятся в зачаточном состоянии и не были опробованы в реальном мире, что вызывает вопросы об их осуществимости к 2035 году.

«Камера лазерного нагрева, вероятно, является самой большой проблемой», — сказал Доблэй Universe Today, скептически относясь к возможности удержания газообразного водорода.

Он спрашивает, можно ли его сдержать, потому что он «нагревается лазерным лучом до температуры выше 10 000 К, в то же время сохраняя стены комнаты прохладными?»

Наши модели говорят, что это возможно, но крупномасштабные пилотные испытания в настоящее время невозможны, потому что мы еще не построили необходимые лазеры мощностью 100 МВт.

Профессор Эндрю Хиггинс из McGill, руководивший работой Doplay, сказал: «Возможность доставлять энергию глубоко в космос с помощью лазеров была бы прорывной технологией для тяги и мощности.

В нашем исследовании изучался тепловой подход к лазерам, что звучит обнадеживающе, но сама лазерная технология меняет правила игры.

Результаты были опубликованы в препрессе arXiv.

НАСА планирует отправить пилотируемую миссию на Марс в 2030-х годах после первой высадки на Луну

Марс стал очередным гигантским скачком в освоении космоса человечеством.

Но прежде чем люди достигнут Красной планеты, астронавты сделают несколько небольших шагов назад к Луне в ходе годовой миссии.

Важные детали лунной орбиты были раскрыты как часть хронологии событий, которые привели к полетам на Марс в 1930-х годах.

НАСА изложило свой четырехэтапный план (на фото), который, как они надеются, однажды позволит людям посетить Марс на саммите «Человек на Марс», состоявшемся вчера в Вашингтоне, округ Колумбия.  Это повлечет за собой несколько миссий на Луну в ближайшие десятилетия.

НАСА изложило свой четырехэтапный план (на фото), который, как они надеются, однажды позволит людям посетить Марс на саммите «Человек на Марс», состоявшемся вчера в Вашингтоне, округ Колумбия. Это повлечет за собой несколько миссий на Луну в ближайшие десятилетия.

В мае 2017 года Грег Уильямс, заместитель помощника директора НАСА по политике и планированию, изложил четырехэтапный план космического агентства, который, как оно надеется, однажды позволит людям посетить Марс, а также прогнозируемые сроки для этого.

Первый и второй этап Он будет включать в себя несколько полетов в лунное пространство, чтобы можно было построить среду обитания, которая станет плацдармом для полета.

Последним доставленным оборудованием станет настоящий ровер Deep Space Transport, который позже будет использоваться для перевозки экипажа на Марс.

Моделирование жизни на Марсе будет проводиться в течение года в 2027 году.

Третий и четвертый этапы начнутся после 2030 года и будут включать непрерывные исследовательские полеты с экипажем к марсианской системе и поверхности Марса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.