понедельник, 5 декабря 2016 г.

Разработана многоразовая система запуска ракет, имеющая возвращаемые первую и вторую ступени

Запуск космических аппаратов — дело недешевое. Поэтому производителям вдвойне неприятно, когда их продукты являются, можно сказать, «одноразовыми изделиями» для вывода на орбиту или взлета. После этого аппараты сгорают в верхних слоях атмосферы, превращаются в космический мусор или падают на дно океана. Но разработки в сфере «многоразовых» продуктов тоже ведутся, и недавно австралийские ученые представили проект многоразовой системы запуска ракет с возвращаемыми первой и второй ступенями.


За разработку отвечают ученые из университета Квинсленда во главе с профессором Майклом Смартом. Их система получила название «Spartan» («Спартанец»), и она способна существенно снизить затраты на космические путешествия. Суть технологии проста: после взлета и отделения первой ступени вторая ступень, оборудованная выдвижными крыльями, выдвигает их. Прямоточный реактивный двигатель доставляет груз к границе верхних слоев атмосферы. После этого управление ускорением передается третьей ступени, а вторая, вслед за первой, производит контролируемый спуск и посадку на площадку космодрома, где можно произвести их дозаправку и повторный ввод в эксплуатацию. Таким образом, в ходе вывода груза на орбиту в негодность будет приходить лишь третья ступень.


Иллюстрация этапов использования многоразовой системы запуска ракет
Стоит сказать, что на протяжении 2016 года профессор Смарт с коллегами, помимо разработки самой системы, собрали тестовую радиоуправляемую модель высотой в 2 метра. Модель несла на борту ступени с копиями реактивных двигателей, выполненных в миниатюре. Тестовые запуски этой модели прошли успешно и позволили разработать специализированное ПО для контроля за полетом и внести некоторые корректировки в существующий проект. Сейчас разработчики нацелены на создание уже полноразмерной системы Spartan и проведение более комплексных испытаний своей технологии.

воскресенье, 4 декабря 2016 г.

Если на Европе есть жизнь, эти роботы ее найдут

Освоение Европы начинается подо льдами Антарктиды. Именно там группа ученых из Технологического института Джорджии (Georgia Tech) тестируют различные роботизированные подводные лодки уже несколько лет, пытаясь узнать, какие технологии будут работать лучше всего, когда NASA, наконец, запустит миссию на ледяную луну Юпитера. «Я очень хочу, чтобы мы заглянули под лед Европы. Я хотела бы исследовать, что там внизу», говорит Бритни Шмидт, ассистент профессора в Школе земных и атмосферных исследований при Georgia Tech, а также главный исследователь финансируемого NASA проекта под названием SIMPLE. Название расшифровывается как «подледное исследование экосистем, аналогичных морских и планетарным».


Астробиологи вроде Шмидт заинтригованы обледенелой луной Юпитера, поскольку под ее поверхность может быть океан с водой — и воды там, возможно, в два раза больше, чем на Земле, — где можно было бы найти жизнь. Жидкие карманы с водой могут также существовать рядом с километровой толщей льда, покрывающей спутник, а значит, к ним можно было бы направить субмарину. Ей придется пролететь почти тысячу миллионов километров от Земли.

На прошлой неделе ученые NASA, в том числе и Шмидт, представили еще одно доказательство того, что жидкая вода может присутствовать близко к поверхности. Их выводы основаны на наблюдениях космического телескопа Хаббл, которые показали, что в южном полушарии спутника извергаются шлейфы водяного пара. Эти данные, полученные в 2014 году, поддерживают различного рода наблюдения, проведенные космическим телескопом в 2012 году.

Роботизированная миссия, которая отправится через всю Солнечную систему и исследует эти явления, не состоится в ближайшие годы и даже десятилетия. NASA планирует отправить космический аппарат в начале 2020-х годов; он сделает несколько десятков облетов Европы, оставаясь на орбите и собирая данные о четвертой по величине луне Юпитера.

Между тем, Шмидт готовится ко дню, когда NASA высадится на Европе, разрабатывая продвинутых роботов и сопутствующие технологии в месте, которое больше всего похоже по условиям на Европу: лед и океан Антарктиды.

Последнее, что удалось сделать Шмидт и ее команде, это запустить роботизированную подлодку ARTEMIS. Будучи весом в 1300 килограммов, ARTEMIS определенно представляет собой одну из самых крупных роботизированных субмарин, которые спускались под лед Антарктиды за последние десять лет. Созданием ARTEMIS занималась Stone Aerospace из Остина, штат Техас.

Гладкий и оранжевый корпус с двумя большими задними двигателями ARTEMIS ощетинился инструментами и прочей техникой, многолучевыми гидролокаторами и эхолотами, камерами высокого разрешения. Среди ее научных датчиков есть также специально изготовленный белково-флуоресцентный спектрометр, который может обнаруживать биомаркеры, указывающие на биологический процесс — иными словами, жизнь.

Ученые надеются отправить ARTEMIS на глубину 20 километров под шельфовый ледник МакМердо, небольшую, но примечательную часть шельфового ледника Росса. Роботу удалось проплыть около километра под ледяным шельфом и полтора километра под тонким морским льдом, который граничит с шельфовым ледником. Возникли определенные проблемы с датчиками, которые пришлось пересмотреть. Огромный размер подлодки делает ее логистически интенсивной, отмечает Шмидт.


В следующем году Шмидт и ее команда вернутся в Антарктиду, чтобы проверить другую роботизированную субмарину, разработанную инженерами и студентами Georgia Tech. Выполненная в форме торпеды Icefin впервые поплавала под Антарктидой антарктическим летом 2014-15 года, которое длилось с октября по февраль. Она работала в тандеме с другим роботом, дистанционно управляемым транспортным средством под названием SCINI.

Как и ARTEMIS, Icefin привязана к поверхности оптоволоконным кабелем и может работать автономно. Большую часть робота переделали, заменили компьютеры, датчики и другие научные инструменты.

«В конечном счете мы пытаемся разработать руку, чтобы можно было реально орудовать со льдом и силикатным морским дном. Но это в процессе», говорит Шмидт.

В конце концов, подобные работы способствуют развитию и океанографии на Земле. Вода составляет большую часть нашей планеты, но узнать, существует ли жизнь в океанах Европы, нам хочется больше, чем исследовать собственные океаны.

суббота, 3 декабря 2016 г.

В NASA создали материал для производства космических роботов

До создания полноценного робота из жидкого металла, конечно, пока еще далеко, но, по сообщениям журнала Science Alert, американское космическое агентство NASА действительно разработало особый вид металлического стекла, по свойствам сильно напоминающее расплавленную версию терминатора Т-1000. Самое интересное, что этот материал будет применяться именно в создании роботов. Пока лишь для работы в жестких условиях открытого космоса. Созданный материал относится к особому классу объемных стекол — Bulk Metallic Glasses (BMG). Новый материал, несмотря на внешний вид, достаточно много весит, но при этом он обладает отличной электропроводимостью и огромной прочностью, а также способен сохранять работоспособность при крайне низких и высоких температурах.

На фото круглое жидкометаллическое стекло. Чуть выше — такое же стекло, которому задали другую форму

 Для космических аппаратов, которые работают сегодня в условиях очень низких температур, для поддержания функционирования и защиты внутренних частей необходимо не только обеспечить робота защитной обшивкой, но и использовать для поддержания работы специальную подогреваемую смазку, что является очень энергозатратным процессом. Применение жидкометаллического стекла позволит создать надежный защитный каркас, который не будет нуждаться в дополнительной смазке и затратах энергии.

Что касается процесса производства, то металлический сплав сперва нагревают до 800-900 градусов по цельсию для придания жидкой формы и разобщения связей между химическими элементами, а затем резко охлаждают на 1000 градусов. Это позволяет создать жесткий металлический материал, внутри которого останется жидкий металл.

При этом такое стекло сохраняет свои свойства и после новых внешних воздействий. Оно может «перетекать» в другое место при нагревании, после чего вновь застывает. Новое покрытие может быть не только надежной защитой от внешних воздействий, но и средством «саморемонта», закрывая пробоины слоем жидкого металла. Сами создатели вполне допускают использование нового материала не только в качестве элементов обшивки, но и для создания каркаса роботов, в шутку называя свое изобретение «первым шагом на пути постройки Т-1000».

пятница, 2 декабря 2016 г.

Космический грузовик "Прогресс" потерпел аварию, обломки упали в Туве

Грузовой корабль "Прогресс" был потерян на высоте 190 километров над безлюдной гористой территорией в Туве, большинство фрагментов сгорели в атмосфере, сообщила пресс-служба Роскосмоса. «Роскосмос» сообщил о возникновении проблем на активном участке траектории после запуска с «Байконура» космического грузового корабля «Прогресс-МС04». «Сообщаем, что сегодня после пуска ракеты-носителя "Союз-У" с транспортным грузовым кораблем «Прогресс МС-04» с 383-й секунды пропала телеметрия. Отмечается, что потеря "Прогресса" не скажется на нормальном функционировании систем Международной космической станции и жизнедеятельности ее экипажа. Государственная комиссия проводит анализ сложившейся ситуации. 


Похожая авария с ракетой-носителем, приведшая к падению грузовика "Прогресс М-12М", произошла 24 августа 2011 года во время работы третьей ступени. Тогда комиссия пришла к выводу, что причиной аварийного выключения двигателя стало уменьшение расхода горючего в газогенераторе из-за засорения тракта его подачи. Выявленный производственный дефект признали случайным.

Ракета-носитель "Союз-У" с грузовиком новой серии "Прогресс МС-04" стартовала с Байконура к Международной космической станции сегодня, в 17.52 мск. Корабль должен был доставить на МКС около 2,5 тонны грузов, в том числе топливо, воду и системы дозаправки. По данным Роскосмоса, при запуске "Прогресса" с 383 секунды полета пропала телеметрия.


Нештатная ситуация могла возникнуть во время работы третьей ступени ракеты «Союз-У». «Возможно, двигатель третьей ступени выключился раньше срока, что может спровоцировать выход корабля на нерасчетную орбиту или вовсе его невыход на орбиту»

Запуски ракет-носителей типа «Союз-У», вероятнее всего, будут приостановлены до завершения работы аварийной комиссии и выяснения ситуации с нештатной работой двигателя третьей ступени. «Госкомиссия уже сформирована и приступила к работе на "Байконуре". Скорее всего, будет принято решение о приостановке запусков ракет-носителей типа "Союз-У" до завершения расследования нештатной ситуации».

Горящие в атмосфере фрагменты грузового корабля Прогресс МС-04 в Туве


До конца года с МКС должен состыковаться также японский грузовик «Кунотори-6» с грузом воды и литий-ионных батарей для станции.


четверг, 1 декабря 2016 г.

Космические запуски могут прекратиться через сто лет из-за космического мусора

Развитие космической отрасли на Земле может остановиться через одно - два столетия, если не будет решена проблема космического мусора в околоземном пространстве. Об этом сообщили на конференции "Космонавтика XXI века", как информирует ТАСС. "В процессе заслушивания и обсуждения докладов участники обменялись мнениями по вопросам создания долговременной лунной базы, развития космической ядерной энергетики, перспективных технологий передачи информации в условиях ограниченных ресурсов и многие другие тематики, вплоть до проблемы космического мусора", - сказано в сообщении. "Если не заниматься ее решением, то, по прогнозам, через 100-200 лет развитие космической деятельности может прекратиться", - заявили участники конференции.

На околоземной орбите находится 17,729 тыс. рукотворных объектов

"Если не заниматься ее решением, то, по прогнозам, через 100-200 лет развитие космической деятельности может прекратиться", - заявили учаники конференции.

Согласно ежеквартальному отчету Космического центра имени Джонсона, к июлю этого года на околоземной орбите находилось 17,729 тыс. рукотворных объектов, включая 4,242 тыс. действующих и вышедших из строя спутников, а также 13,487 тыс. ступеней ракет носителей, разгонных блоков, другой космической техники и ее обломков.

Первое место по объему космического мусора занимает Россия с 6,318 тыс. космическими объектами, США - на втором месте с 5,663 тыс. единицами, Китай - на третьем месте с 3,779 тыс. объектами.