Опрос
|
реклама
Быстрый переход
«Варп-двигатели больше не научная фантастика»: учёные предложили двигатель для полётов к звёздам, возможный в рамках известной физики
18.05.2024 [11:31],
Геннадий Детинич
Как ни печально, даже создание субсветовых звездолётов не приблизит человечество к звёздам. Скорость света в вакууме ограничена, а наличие массы у корабля не позволит подойти к её границе вплотную. В мечтах остаются кротовые норы или червоточины — проколы в пространстве-времени, через которые гипотетические звездолёты смогут мгновенно проникать в далёкие уголки Вселенной. А ещё варп-двигатели, которые сами искривляют пространство-время. 
Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews На основе гипотез Эйнштейна-Розена о возможности подобных проколов в пространстве-времени, мексиканский физик-теоретик Мигель Алькубьерре в 1994 году предложил идею варп-двигателя для межзвёздного корабля, которая также получила название метрика Алькубьерре. Вместо того, чтобы искать неизвестно где расположенные червоточины, учёный обосновал теоретическую возможность построить двигатель, который бы создавал вокруг корабля пузырь с особыми свойствами. Пространство-время по курсу корабля должно было бы сжиматься, а за кормой — расширяться, что позволило бы ему двигаться быстрее скорости света. Вариант пузыря или метрика Алькубьерре обладал одним существенным недостатком, если так можно сказать. Для реализации предложенного варп-двигателя необходима была новая физика — частица или тёмная энергия. Подобное требование отодвигало разработку двигателя для межзвёздных путешествий в очень и очень отдалённое будущее, если такое вообще было бы возможно. Группа учёных из объединения Applied Physics взялась создать теорию варп-двигателя, изготовить который можно было бы в пределах известной физики без экзотических веществ или явлений. В свежей статье в рецензируемом журнале Classical and Quantum Gravity они поделились первыми обнадёживающими результатами. Новое решение физики назвали варп–двигателем с постоянной скоростью (constant velocity warp drive). «Это исследование меняет разговор о варп-двигателях, — заявил физик Джаред Фукс (Jared Fuchs) из Applied Physics, защитивший докторскую диссертацию в Университете Алабамы в Хантсвилле. — Продемонстрировав первую в своем роде модель, мы показали, что варп-двигатели больше не научная фантастика». Предложенный физиками двигатель состоит из стабильной оболочки вещества с «изменённым вектором сдвига внутри». Такое решение не сможет разогнать корабль до световой скорости, но обеспечит ему значительное приближение к этой заветной отметке без экзотических источников энергии. В теории варп-двигатель Applied Physics полностью соответствует метрике Алькубьерре и обещает работать с существенно меньшим потреблением энергии, чем предполагал автор оригинальной гипотезы. Это ещё не решение проблемы, но существенный шаг в правильном направлении, резюмируют исследователи. В Индии испытали напечатанный на 3D-принтере ракетный двигатель
16.05.2024 [19:22],
Владимир Фетисов
Индийская организация космических исследований (ISRO) провела успешные огневые испытания жидкостного ракетного двигателя, который был создан с использованием аддитивных технологий — метод создания трёхмерных объектов путём послойного добавления материала, или другими словами 3D-печать. Ожидается, что это стимулирует развитие космической отрасли страны. 
Источник изображения: ISRO Испытания созданного на 3D-принтере двигателя проходили 9 мая. Агрегат, в котором сжигалась гиперголическая смесь тетраоксида диазота и монометилгидразина, работал в течение 665 секунд, что стало важнейшим достижением для учёных. Такие двигатели используются в малогабаритных индийских ракетах-носителях Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV). В ISRO отметили, что использование аддитивных технологий позволило сократить количество деталей двигателя с 14 до 1. За счёт этого из конструкции удалось исключить 19 сварных соединений, а также значительно сэкономить на сырье для производства. В дополнение к этому, подход с использованием 3D-печати сократил время производства двигателя на 60 %. Напомним, ракета-носитель PSLV высотой 44 метра является одним из инструментов доставки грузов на орбиту наряду с LVM-3, другой индийской ракетой. PSLV может выводить до 1750 кг полезной нагрузки на солнечно-синхронные полярные орбиты высотой 600 км. Новая технология производства двигателей может повысить темпы проведения космических пусков. У Индии также есть амбициозные планы в сфере проведение пилотируемых полётов, включая высадку астронавтов на поверхность Луны и создание базы на спутнике Земли к 2047 году. Китай испытал связку из четырёх мощнейших ракетных двигателей, которые доставят тайконавтов на Луну
01.05.2024 [21:04],
Геннадий Детинич
В минувшие выходные на полигоне Тунчуань в северо-западной провинции Шэньси прошли статические огневые испытания счетверённых ракетных двигателей YF-100K. Инженеры хотели убедиться в их полной совместимости и индивидуальной надёжности. Двигатели подтвердили свои характеристики и теперь допущены к лётным испытаниям, которые ожидаются позже в текущем году, но в составе лунной ракеты они будут испытаны позже — не раньше 2027 года. 
Источник изображения: CASC Двигатель YF-100K является модернизированной версией двигателей YF-100, который используется в боковых ускорителях ракеты «Чанчжэн-5». Работает он на смеси керосин-кислород. Каждый YF-100K способен развивать тягу 130 т. Четвёрка двигателей, тем самым, развила тягу свыше 500 т, что подтвердил статический огневой тест в минувшее воскресенье. В Китайской корпорации аэрокосмической науки и технологий (CASC) не уточнили, для какой ракеты предназначена прошедшая испытание четвёрка YF-100K, однако раньше была информация, что CASC разрабатывает новую среднюю по грузоподъёмности ракету «Чанчжэн-12», первую ступень которой как раз должны приводить в движение четыре двигателя YF-100K. Испытания ракеты «Чанчжэн-12» должны пройти до конца 2024 года. Это ракета диаметром 3,8 м и высотой 59 м. Ракета сможет выводить 10 т полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту и шесть тонн на солнечно-синхронную орбиту высотой 700 км. Вероятно, на «Чанчжэн-12» произойдёт обкатка двигателей и под неё также начнётся их производство. В состав первой ступени лунной ракеты «Чанчжэн-10», испытательный полёт которой ожидается в 2027 году, войдёт семь двигателей YF-100K и ещё по семь таких же двигателей будут установлены на пару боковых ускорителей. Ракета «Чанчжэн-10» высотой 92 м и диаметром 5 м сможет доставлять 70 т полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту и 27 т на окололунную орбиту. Отправка тайконавтов на двух ракетах «Чанчжэн-10» ожидается к 2030 году. Одна из ракет доставит к Луне экипаж в корабле, а вторая — спускаемый лунный модуль. Но это будет уже другая история. В NASA создали электрический ракетный двигатель с рекордной эффективностью
01.05.2024 [09:01],
Геннадий Детинич
В NASA представили экспериментальный электрический ракетный двигатель H71M мощностью до 1 кВт, обладающий рекордной эффективностью. По словам разработчиков, этот двигатель «изменит правила игры» для будущих космических миссий в составе небольших спутников во всех сферах от сервисного обслуживания в пределах орбит вокруг Земли до планетарных миссий по всей Солнечной системе. 
Источник изображений: NASA Источник не раскрывает подробностей. В целом речь идёт о существенной доработке и миниатюризации хорошо известных электроракетных двигателей на эффекте Холла. Это электрические двигатели, которые используются в космосе свыше 50 лет. В NASA смогли создать более эффективную и компактную версию этого двигателя. Так, если современные аналоги таких двигателей могут переработать объём рабочего тела массой до 10 % от массы аппарата и работают до нескольких тысяч часов, то новый двигатель H71M сможет переработать объём топлива до 30 % от массы аппарата в течение 15 тыс. часов. Двигатель H71M позволит увеличить манёвренность небольших спутников: они смогут летать дальше и разгоняться и тормозить дольше. В этом масса преимуществ и возможностей. Спутники сами будут подниматься на нужную орбиту с низких орбит и смогут самостоятельно уходить к Марсу и другим планетам с геопереходных орбит, экономя стартовые ресурсы. Также больше возможностей для манёвра получат спутники из сопутствующей нагрузки, которые вынуждены следовать за основной полезной нагрузкой, что ограничивает такие миссии и, наконец, сфера сервисных спутников для продления сроков службы других космических аппаратов получит действенный инструмент для операций на орбите. В NASA пока не собираются самостоятельно развивать сферу электроракетных двигателей. Агентство будет передавать лицензии коммерческим структурам. В частности, первой лицензию на двигатели H71M приобрела компания Northrop Grumman. Она уже создала собственную версию двигателя под названием NGHT-1X и сейчас проводит тестирование прототипа на износ в вакуумной камере в собственном исследовательском центре.  Дочерняя компания Northrop Grumman — SpaceLogistics — разрабатывает сервисный спутник Mission Extension Pod (MEP) с двумя двигателями NGHT-1X. Ожидается, что в 2025 году три аппарата MEP поднимут по одному спутнику связи на более высокие орбиты. Небольшие спутники MEP будут служить своего рода «реактивными ранцами» для обслуживаемых платформ. Они будут присоединяться к ним и затем обеспечивать движение, что на годы продлит эксплуатацию на орбите дорогого оборудования. Когда новые электроракетные двигатели получат широкое коммерческое распространение, в NASA не исключают возможности приобретать их для собственных нужд и государственных космических программ. Venus Aerospace показала полёт беспилотника с ракетным ротационным детонационным двигателем
02.04.2024 [12:34],
Геннадий Детинич
Компания Venus Aerospace показала первый демонстрационный полёт беспилотника с ракетным ротационным детонационным двигателем (RDRE). Испытания прошли в феврале 2024 года. Ранее компания показала возможность длительной работы фирменного RDRE на стенде, что важно для создания гиперзвукового самолёта или космоплана. 
Источник изображений: Venus Aerospace Беспилотный аппарат в виде крылатой ракеты массой 140 кг и длиной 2,4 м был сброшен с самолёта на высоте 3700 м. На двигателе на перекиси водорода беспилотник развил скорость 0,9 Маха и пролетел 16,1 км. Сообщается, что двигатель работал на 80 % тяги, поэтому задача преодолеть отметку 1 Маха не ставилась. Разгон до скорости свыше 1 Маха будет осуществлён в последующие пуски с включением ракетного ротационного детонационного двигателя, который в этот раз просто присутствовал на борту беспилотника. «Использование платформы воздушного запуска и конфигурации "крылатая ракета" позволяет нам дёшево и быстро провести минимальные испытания нашего RDRE в качестве гиперзвукового двигателя, — сказал технический директор и соучредитель компании Эндрю Дугглби (Andrew Duggleby). — Команда отработала профессионально и располагает огромным количеством данных для привязки и настройки [системы] для следующего полёта». Ракетный ротационный детонационный двигатель имеет ряд преимущество перед традиционными двигателями на химическом топливе. Условно он представляет собой два помещённых друг в друга цилиндра. Топливо впрыскивается в простенок между ними и воспламеняется — это может быть как непрерывный режим горения, так и импульсный (в России с 2012 года разрабатывают импульсный RDRE). В простенке после воспламенения возникает «огненный торнадо» — ударный фронт взрывной волны, что за счёт ограниченного пространства создаёт больше направленной энергии. Также двигатель RDRE будет проще в обслуживании и сможет экономить до 15 % топлива. 
Рендер будущего космоплана В перспективе компания Venus Aerospace рассчитывает создать гиперзвуковой космоплан или самолёт, который сможет разгоняться до скорости 9 Маха и доставлять пассажиров в любую точку Земли всего за час или около того. Но это точно случится не завтра и не послезавтра. А пока можно посмотреть на видео, как летает макет беспилотника с перспективным пока двигателем. В Китае испытали ранний прототип ядерного ракетного двигателя для полётов на Марс
20.03.2024 [16:39],
Геннадий Детинич
В рецензируемом журнале Scientia Sinica Technology Китайской академии наук вышла статья, в которой сообщается об успешном испытании раннего прототипа ядерного ракетного двигателя мощностью 1,5 МВт. Двигательная установка размерами с транспортный контейнер испытана без ядерного топлива с подачей тепла от внешнего источника. Целью испытаний была проверка системы теплоотвода от реактора на основе лития. Готовятся испытания с ядерным топливом. 
Источник изображений: Chinese Academy of Sciences Очевидно, что ракету для полёта на Марс необходимо будет собирать на орбите Земли или на орбите Луны. В космос она будет подниматься по частям, что также касается ядерного реактора. При этом вопрос безопасности будет наиважнейшим, чтобы в случае аварии это не закончилось засорением земной поверхности радиоактивными материалами или чем похуже. Создаваемый в Китае ядерный ракетный двигатель в данном исполнении (не факт, что проект будет воплощён в текущей версии) будет весить менее восьми тонн, и окажется достаточно компактным, чтобы поместиться под стандартный обтекатель штатных ракет-носителей. В космосе реактор будет развёрнут и дооснащён радиаторами охлаждения и необходимой обвязкой. В развёрнутом виде, если верить статье, он будет высотой с 20-этажный дом. Система радиаторов из сплава на основе вольфрама будет одновременно служить экраном от радиации, возникающей в реакторе во время распада ядерного топлива. Заявлено, что температура теплоносителя в «ракетном» реакторе будет достигать 1276 °С что намного выше, чем в обычных реакторах. За счёт высокой температуры в газ из жидкой фазы будут превращаться инертные газы гелий и ксенон, которые будут вращать турбину генератора и обеспечивать высокую мощность вкупе с достаточно компактными размерами установки. Утверждается, что китайская разработка значительно компактнее конкурирующего проекта NASA и в семь раз мощнее его. Более того, китайские учёные прогнозируют, что полёт на Марс на ракете с ядерным двигателем займёт около трёх месяцев, тогда как полёт на корабле типа Starship Илона Маска растянется на семь месяцев. Иными словами, без ракет на ядерных двигателях мечтать о регулярных полётах на Марс и обратно — это утопия, считают в Китае. 
Ядерный реактор с литиевым охлаждением и системой радиаторов-экранов высотой с 20-этажный дом Вопрос о создаваемой китайским ядерным двигателем тяге не прояснён. Это могут быть как электрические двигатели, которые разгоняют частицы реактивной массы (нейтральных газов или воды), либо двигатели на осколках деления, когда в качестве реактивной массы используются сами продукты распада. Исходя из контекста новости, речь, скорее всего, о первом случае — об электроракетных двигателях, но это не точно. Охлаждать сверхразогретый двигатель планируется литием, как наиболее подходящим и теплоёмким для заявленных условий теплоносителем. Система отвода тепла с его помощью как раз прошла испытание на прототипе. Китайские учёные осторожны в прогнозах о создании рабочего двигателя. На это уйдут годы экспериментов и научной работы. Но к середине 30-х годов они надеются справиться. Как раз недавно глава «Роскосмоса» Юрий Борисов обмолвился, что Россия и Китай могут отправить в 2033–2035 годах на Луну ядерный реактор для лунной базы постоянного присутствия. Но это уже другая история. В США ротационный детонационный двигатель для ракет испытали длительной работой
12.03.2024 [15:45],
Геннадий Детинич
Несмотря на широкое распространение и надёжность ракетных двигателей на жидком и твёрдом топливе, в будущее их не пригласят. Потенциальной заменой двигателям на химическом топливе могут стать ротационные детонационные ракетные двигатели (Rotating detonation rocket engine — RDRE). Они обещают оказаться на 15 % экономичнее и будут надёжнее в эксплуатации. Но к этому ещё нужно прийти, а пока что такие двигатели проходят испытания. 
Источник изображений: Venus Aerospace На днях Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) сняло гриф секретности с процедуры испытания ротационного детонационного двигателя для ракет компании Venus Aerospace. Это позволило компании представить видео испытаний двигательной установки, в ходе которого была сделана заявка на достижение значимой вехи в разработке революционного двигателя. По словам компании, её специалистам удалось добиться длительной работы двигателя, что подойдёт как для оснащения гиперзвуковой ракеты, так и гиперзвукового самолёта. Ранее подобным достижением хвалилось NASA. Создаваемый агентством ротационный детонационный двигатель смог проработать 4 мин. Этого хватит, например, чтобы посадить спускаемый модуль на Луну. Двигатель Venus Aerospace создаётся с прицелом на длительные перелёты в пределах Земли и для выхода аппаратов на орбиту. В таких условиях RDRE должен работать намного дольше и теперь, после испытаний, можно с уверенностью двигаться к этой цели, заявили в компании. Впрочем, подробностей нет. Вероятно это секретная информация. Компания Venus Aerospace проектирует гиперзвуковой самолёт и разработка надёжного двигателя нужна ей как воздух. Ротационный детонационный ракетный двигатель грубо можно представить как два соосных цилиндра один в другом. Топливо впрыскивается в простенок между ними и поджигается. Создаётся взрыв и вихреобразное распространение ударной волны, что существенно повышает тягу и экономит топливо.  Прорывом Venus Aerospace стала разработка системы охлаждения двигателя, которая позволяет ему особенно длительную работу. Но компания находится лишь в начале пути. И не факт, что она его пройдёт — он слишком сложен и малоизучен. NASA испытало улучшенные двигатели, оставшиеся от шаттлов — их используют в миссиях на Луну и Марс
25.01.2024 [11:17],
Геннадий Детинич
В январе 2024 года NASA провело подряд два испытания модернизированных двигателей RS-25, оставшихся от программы «Спейс шаттл». Модернизация призвана поднять тягу на 11 % по сравнению с базовым изделием. Доработанные таким образом двигатели начнут эксплуатироваться с миссии Artemis-5 ближе к концу текущего десятилетия. Но для этого их необходимо сертифицировать в серии из 12 огневых испытаний. 
Источник изображения: NASA Первый запуск модернизированного двигателя RS-25 состоялся в октябре 2023 года. Два новых огневых испытания прошли 17 и 23 января 2024 года. Оба раза двигатели отработали по 500 с (около 8 мин). На каждой ракете SLS будет по четыре таких двигателя, которые будут работать по 500 с. В ходе огневых испытаний улучшенных двигателей были проверены новое сопло, гидравлические приводы, гибкие воздуховоды и турбонасосы. Первые четыре миссии «Артемида», включая одну уже выполненную с беспилотным облётом корабля «Орион» Луны и возвращением на Землю, также используют модернизированные двигатели RS-25 производства Aerojet Rocketdyne. Тяга двигателей повышена до 109 % от номинальной. Начиная с пятой миссии (ракеты) тяга будет повышена ещё на 2 % или до 111 % от номинала. На стенде NASA испытывает двигатели, нагружая их до 113 % от номинала, чтобы иметь запас прочности. При разработке программы «Артемида» для экономии средств было решено использовать запас двигателей, оставшихся после закрытия программы «Спейс шаттл». Но на практике это вылилось в катастрофический перерасход финансирования и поставило под угрозу всю новую лунную программу США. Миссии Artemis-2 и Artemis-3 перенесены каждая на год. Полёт с астронавтами на борту корабля вокруг Луны теперь ожидается осенью 2025 года, а высадка на Луну перенесена на осень 2026 года. Что же, по крайней мере, двигатели для последующих полётов без спешки и суеты пройдут все необходимые этапы для получения сертификата. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
