January 14th, 2019

по Дарвину

С легким паром в космосе

Начало промышленной революции обычно связывают с изобретением эффективного парового двигателя в Великобритании во второй половине XVII века, хотя еще в начале нашей эры древнегреческий математик и механик Герон Александрийский наглядно показал, что пар можно использовать для дела. Подтверждением тому стал знаменитый Героновский эолипил, фактически, первая паровая турбина: шар, который должен был вращаться силой струй водяного пара. Это был ещё и первый реактивный двигатель. Многие считают, что такое устройство вряд ли когда-либо работало, но принцип его действия настолько изящен, что это изображение кочуют по книгам о технической мысли Античности на протяжении уже двух тысячелетий.

Использование воды/водяного пара всегда было очень привлекательно, так как вплоть до последнего времени этот продукт на нашей планете был легко доступен и в достаточном количестве. Да и сегодня океаны ещё полны, а уж в космосе ледяных объектов - "как собак нерезаных", тысячи. Наверное, это обстоятельство натолкнуло нескольких американских ученых на своеобразный ренессанс создания реактивного парового двигателя для... космических полетов.

Как отметил moralg в своей статье "Космические паровозы" для реактивного двигателя "не важно, что выкидывать - продукты сгорания ракетного топлива или перегретый водяной пар. Важна скорость истечения рабочего тела и его расход в единицу времени". Но ракетным топливом на дальние полеты не запасешься, а воду можно пополнять в космосе, превращая космический лёд в воду и затем в перегретый пар.

По сообщению "Портала открытых данных НАСА" парадигма исследования космоса меняется. Разрабатываются более мелкие, интеллектуальные и более эффективные системы, которые находят свое применение в CubeSats - U-классе космических аппаратов, которые представляют собой тип миниатюрного спутника для космических исследований. Масса CubeSats не превышает 1,33 килограмма на единицу и при этом часто используют коммерческие готовые компоненты (COTS) для своей электроники и структуры. Планетолог из университета Центральной Флориды (University of Central Florida, UCF) Фил Мецгер (Phil Metzger) разработал совместно с фирмой Honeybee Robotics со штаб-квартирой в г. Пасадена, штат Калифорния, прототип космического аппарата в рамках проекта World Is Not Enough («И целого мира мало»), или WINE, способный извлекать воду из астероидов и других планетных тел, чтобы генерировать из этой воды пар, позволяющий аппарату перемещаться в космосе по направлению к следующему астероиду.

UCF предоставил имитированный астероидный материал, а Мецгер построил компьютерную модель и провел расчеты, необходимые для создания прототипа аппарата компанией Honeybee. Компания также объединилась с Университетом аэронавтики Эмбри Риддл, штат Флорида, США, для разработки первичных образцов ракетных двигателей, работающих на водяном пару. "Это просто невероятно! – сказал Мецгер об этой демонстрации. – Аппарат WINE успешно произвел добычу воды из грунта, изготовил из нее рабочее тело для двигателя и стартовал при помощи струи водяного пара".
Космический аппарат такого типа может быть использован для исследования Луны, астероидов в околоземном пространстве, астероидов Главного Пояса, включая протопланету Весту и карликовые планеты Цереру, Марс, Европу, Титан и т.п. Технология водного движения может быть адаптирована НАСА для проекта «Экстремальный доступ» для добычи на постоянной основе затененные кратеры на Луне. НАСА также может использовать систему для проверки водной/тепловой тяги на МКС. Результаты этого испытания могут привести к появлению нового класса космических буксиров, которые помогут выполнять миссии в цислунном пространстве (область внутри орбиты Луны), пока не будет установлена ​​возможность полного электролиза воды.

Аппарат WINE, размер которого сравним с размером кухонной микроволновой печи, добывает воду с поверхности небесного тела, затем превращает ее в пар и под действием импульса, придаваемого аппарату выталкиваемой струей пара, перемещается к новой локации, где этот цикл повторяется. Поэтому такая ракета никогда не останется без топлива и теоретически может исследовать космос «бесконечно». Энергию для операций аппарат получает при помощи развертываемых солнечных панелей или радиоизотопного генератора.


Иллюстрация - исследования космоса с помощью аппаратов CUBESATS
по Дарвину

Идея


Про главного прорицателя Советского Союза Вольфа Мессинга ходит немало легенд: что он предсказал падение Третьего Рейха, напророчил победу над фашистами к началу мая 1945 года, а когда его вызвал к себе Сталин, он прошел в Кремль, предъявляя на всех постах не пропуск, а чистый лист бумаги. Вот ещё одна...

Едет как-то Вольф Мессинг из Москвы в Ленинград. Поезд «Красная стрела», вагон СВ, купе на двоих. Напротив Мессинга — солидный пассажир. Внимательно смотрит на своего попутчика и робко спрашивает:
— Вы случайно не Мессинг?
— Случайно Мессинг.
— Скажите, вы действительно угадываете мысли других людей?
— Да.
— А не могли бы вы сказать, о чем я сейчас думаю?
— Понимаете, завтра у меня выступление и мне сейчас нужно отдыхать, а не работать.
— Простите, а сколько вы получаете за один концерт?
— Пятьдесят рублей.
— Послушайте, если вы угадаете и правильно ответите на два моих вопроса, то я плачу вам за полный концерт, ну, пожалуйста, вы же Мессинг.
Мессинг подумал и согласился.
— Так, мой первый вопрос: куда я еду?
— В Ленинград.
— Поразительно точно. А ведь мог бы и до Бологого ехать. А вот второй вопрос: зачем я еду?
— Разводиться!
— Фантастика! — воскликнул попутчик. Вытащил из бумажника сто рублей и отдал их Мессингу.
— Но мы договаривались о пятидесяти!
— Да, но вы не просто угадали мою мысль, вы подали мне идею!