Поділитись:

Вчені розробили програму, що допоможе ракетам повертатись з космосу додому

П'ятниця, 11 грудня 2020, 01:18

Марсохід НАСА Perseverance має в собі пристрій для перетворення марсіанського повітря в кисень, який ( якщо його вироблятимуть у більших масштабах) можна буде використовувати не лише для дихання, а й для палива.

Про це пише ІА «Конкурент» з  посиланням на Technology Org.

Однією з найскладніших речей при відправленні астронавтів на Марс є їхнє повернення додому.  Для цього потрібно багато  палива. Проте, замість того, щоб доставляти цей кисень,  науковці хочуть добувати його на Марсі. Генератор кисню першого покоління на борту марсохода NASA Perseverance буде перевіряти саме цю технологію.

Для запуску ракети з поверхні Червоної планети знадобиться промислова кількість кисню, що є найважливішою частиною палива: екіпажу з чотирьох людей потрібно близько 5 5000 фунтів (25 метричних тонн) для виробництва тяги з 15 000 фунтів (7 метричних тонн) ракетного палива.

Однією з основних цілей місії на Марсі є захоплення зразків гірських порід, що підлягають поверненню.Вони можуть мати ознаки давнього життя мікробів. MOXIE орієнтована виключно на техніку, необхідну для майбутніх зусиль щодо дослідження людини.

З самого початку космічної ери дослідники говорили про використання ресурсів in-situ або ISRU. Подумайте про речі, які використовуються в місцевому середовищі. До них входять пошук водяного льоду, який можна розтопити для використання або укриття в печерах, але також вироблення кисню для ракетного палива і, звичайно, дихання.

«Можливість дихання - це лише побічна перевага справжньої мети MOXIE»,- сказав Майкл Хехт з Массачусетського технологічного інституту, головний дослідник приладу.

Ракетне паливо - це найважчий витратний ресурс, який знадобиться космонавтам, тому можливість виробляти кисень у пункті призначення зробить першу подорож на Марс екіпажем простішою, безпечнішою та дешевшою.

Виробництво кисню вимагає тепла

Атмосфера планети Марс створює серйозну проблему для життя людини та виробництва ракетного палива. Вона має щільність менш ніж 1% від земної і складається на 95% вуглекислого газу.

MOXIE втягує це повітря за допомогою насоса, а потім використовує електрохімічний процес, щоб відокремити два атоми кисню від кожної молекули вуглекислого газу (CO2). Коли гази проходять через систему, їх аналізують для того, щоб перевірити, скільки утворюється кисню, наскільки він чистий і наскільки ефективно працює система. Усі гази виводяться назад в атмосферу після кожного експерименту.

Потужність цього електрохімічного перетворення вимагає багато тепла - близько 1470 градусів за Фаренгейтом (800 градусів за Цельсієм). Через ці високі температури MOXIE, який трохи більший за тостер, має різноманітні термостійкі матеріали. Спеціальні деталі з нікелевого сплаву, надруковані 3D, допомагають розподіляти тепло в приладі, тоді як надлегка ізоляція, звана аерогелем, мінімізує потужність, необхідну для підтримання її при робочих температурах. Зовні MOXIE покритий тонким шаром золота, який є чудовим відбивачем інфрачервоного тепла і утримує цю бульбашкову температуру від випромінювання в інші частини .

"MOXIE розроблений для виробництва  6-10 грамів кисню на годину - приблизно такої кількості, щоб маленька собака могла дихати. Повномасштабна система, призначена для виготовлення (палива для польоту додому), повинна збільшити виробництво кисню приблизно в 200 разів більше, ніж створить MOXIE", - сказав Асад Абубакер, інженер систем MOXIE з лабораторії реактивного руху НАСА в Південній Каліфорнії.

Майбутні марсіани

Хехт підрахував, що повномасштабна система MOXIE на Марсі може бути трохи більшою за побутову піч і важити близько 2200 фунтів (  приблизно 1000 кг). Триває робота над розробкою прототипу.

Команда планує запустити MOXIE приблизно 10 разів протягом одного марсового року (двох земних років), що дозволить їм спостерігати за тим, наскільки добре це працює в різні сезони. Результати допоможуть визначити дизайн майбутніх генераторів.У разі успіху це покаже, що майбутні астронавти можуть покластися на цю технологію, щоб допомогти їм безпечно повернутися додому з Марса.

Ключовою метою місії на Марсі є астробіологія, включаючи пошук ознак давнього життя мікробів. Марсохід характеризуватиме геологію планети та минулий клімат, відкриватиме шлях для вивчення Червоної планети людьми та стане першою місією, яка збиратиме та зберігатиме марсіанські скелі та реголіт (биту скелю та пил).

Подальші місії, які зараз розглядаються НАСА у співпраці з ESA (Європейським космічним агентством), направлять космічні кораблі на Марс для збору цих кешованих зразків з поверхні та повернення їх на Землю для поглибленого аналізу.

Місія "Марс-2020" є частиною великої програми, яка включає місії на Місяць як спосіб підготовки до вивчення Червоної планети людьми. За звинуваченням у поверненні астронавтів на Місяць до 2024 року, НАСА забезпечить стійку присутність людини на Місяці та навколо нього до 2028 року за допомогою планових досліджень Місяця Артеміди НАСА.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: 

Надрукувати
мітки:
коментарів
24 лютого 2021
20 лютого 2021
16 лютого 2021
10 лютого 2021
04 лютого 2021
03 лютого 2021
02 лютого 2021
30 січня 2021
22 січня 2021
21 січня 2021
20 січня 2021
11 січня 2021
10 січня 2021
04 січня 2021