Как можем да стигнем там безопасно и устойчиво?


Изследване на дълбокия космос: Как можем да стигнем там безопасно и устойчиво?

Отражение на аспирант Томас Андреано, докато гледа своя 2 kW Kr Hall тласкател, чиято светлина се предава през прозореца на голяма вакуумна камера в CSU. Кредит: професор Джон Уилямс

Някога единственото господство на научнофантастичните филми и романи, темата за изследване на дълбокия космос и междупланетна колонизация се приближи с няколко стъпки по-близо до превръщането си в реалност благодарение на големия напредък в аерокосмическото инженерство, медицината и физиката.

Изпращането на астронавти до Международната космическа станция за удължени мисии предостави богата информация за поддържането на живота на хората в предизвикателната среда на космоса. Обратно на земята, учени и инженери се опитват да възпроизведат извънземни условия, за да тестват ограниченията за по-амбициозни мисии.

Да намериш живот или да пренесеш живот?

Учените от катедрата по машинно инженерство в CSU работят с НАСА, за да разберат как да пътуват на по-големи разстояния по-безопасно и устойчиво в дълбокия космос.

От гледна точка на Крис Маккей, старши планетарен учен в НАСА и известен астробиолог, търсенето на доказателства за настоящ или минал живот извън Земята може да представлява отделен произход на живота. Това би било не само скок в задоволяването на векове на човешкото любопитство, но може да доведе и до научния напредък в медицината.

„Ако намерим друг пример за живот, който е независим от живота на Земята, щяхме да знаем, че броят на формите на живот във Вселената е най-малко две“, каза Маккей. “И ако са две, това са милиарди и милиарди. Всичко, което е живо, би било феноменално, навсякъде, всичко живо, а дори и да е мъртво, то пак е феноменално!”

За професора по машинно инженерство от CSU Джон Уилямс темата за живота на други планети е не толкова за намирането му, а повече за доставянето му.

„Не знаех, че вярването, че Земята е жив, дишащ, многоклетъчен организъм, се нуждае от хипотеза, но разбира се, че е така – защото едно важно определение за нещо живо е, че то може да се възпроизвежда“, каза Уилямс. „За да могат хората да преместят Земята в царството на разделяне и възпроизвеждане, ние трябва да създадем способност да създава колонии извън самата Земя.

Проблемът с разстоянието

Технологията съществува, за да ни отведе в дълбокия космос и вече е била използвана за различни мисии, включително отиване на Луната. Предизвикателството е да се мащабират нивата на мощност с порядък и да се разбере как по-големите системи с по-висока мощност ще работят в космическото пространство.

Технологията – електрическо задвижване – е високо икономично, непрекъснато изобретение с ниска тяга, идеално подходящо за мисии в дълбоко космоса. Изисква много малко гориво за маневриране на обекти от една точка до друга в сравнение с конвенционалното ракетно задвижване.

Най-новата инициатива на НАСА, JANUS

Уилямс и неговият колега професор по механично инженерство Азер Ялин ще играят важна роля в нов институт за космически изследвания на НАСА – Съвместната инициатива за напреднали задвижвания (JANUS) – за усъвършенстване на наземните тестове на електрическо задвижване, докато те гледат дълбок космос човешко изследване.

Ялин е един от главните изследователи на проекта, докато Уилямс ще служи като главен изследовател на CSU и член на Лидерския комитет на JANUS. Воденият от университета институт, оглавяван от Georgia Tech, ще се присъедини към четири съществуващи института на НАСА и ще получи до 15 милиона долара за пет години. Екипът се състои от 12 университета и три частни авиокосмически компании.

Тестване на мощност и производителност

Създаването на достатъчна среда, подобна на пространство, е от решаващо значение за оценката и прогнозирането на поведението на задвижващата система с висока мощност и за гарантиране на успеха на мисията. Екипът ще разработи стратегии и методи за преодоляване на ограниченията при наземните тестове на електрически задвижващи системи с висока мощност и за подобряване на характеристиката на износването и производителността на устройствата. Те ще използват базирано на физика моделиране, тестване на двигателя с висока мощност, нова диагностична разработка и фундаментални експерименти.

Една от изследователските цели на CSU е да използва лазери за извършване на прецизни измервания на атомното ниво на ерозията на тласкащото устройство – важен процес, ограничаващ живота, който ограничава далечните мисии. За улесняване на транспортирането и внедряването в партньорски съоръжения, екипът на CSU ще разработи и преносими диагностични системи, които да допълнят висококачествените лазерни измервания.

Бъдещето на изследването на дълбокия космос

Съществувал ли е живот на Марс? Може ли в бъдеще? Какво ще открием, ако отидем по-дълбоко в космоса?

Възможностите, които биха могли да бъдат предоставени с мащабирано и безопасно електрическо задвижване, са значителни.

Постоянната технология с ниска тяга на електрическо задвижване предлага възможност за създаване на междупланетен товарен флот за преместване на масивни полезни товари и установяване на модули на Луната или в орбита, където хората могат да живеят. Ако модулите са в състояние да поддържат живота, те биха могли да бъдат превърнати в бази, осигуряващи места за придвижване на астронавтите по-дълбоко в пространство.

В по-голям мащаб и по-нататък в бъдещето флотите могат да се използват за създаване на предварителни човешки колонии на други планети. Това може да бъде първата стъпка в определянето дали междупланетната колонизация е жизнеспособна опция за хората да оцелеят, или както казва Уилямс, да се разделят и възпроизвеждат.


Lunar Gateway ще поддържа орбитата си с йонен двигател с мощност 6 kW


Цитат: Изследване на дълбокия космос: Как можем да стигнем там безопасно и устойчиво? (2021 г., 29 юни) извлечен на 24 май 2022 г. от https://phys.org/news/2021-06-exploring-deep-space-safely-sustainably.html

Този документ е обект на авторско право. Освен всяка честна сделка с цел частно проучване или изследване, никоя част не може да бъде възпроизвеждана без писменото разрешение. Съдържанието е предоставено само за информационни цели.