Углеродные полимеры в качестве источников питания

Электрическая энергия стала одним из символов двадцатого века. Именно тогда массовость её использования достигла нынешнего уровня. Однако у этого факта есть некоторые недостатки – окружающая среда очень страдает от нашего стремления к теплу и комфорту.
Именно поэтому, развитие технологии солнечных панелей становиться такой перспективной сферой исследований. Сегодня, чаще всего в производстве фотоэлементов используют кремний, который по своей сути очень дорог для конечного пользователя, а его производство негативно влияет на уровень выброса вредных веществ в атмосферу. Но, учёные из университета Аризоны решили заняться этим вопросом. Для этого было решено заняться разработкой системы «органических» солнечных батарей. Для их производства используются углеродные полимеры, которые способны вырабатывать электрическую энергию напрямую из солнечного света.
Роберт Норвуд, возглавляющий исследовательскую группу, заметил, что уровень КПД подобных солнечных панелей слишком низок. Однако это нисколько не мешает экономить в финальном результате. Так, достаточно выйти на 10% КПД, чтобы и без того недорогое производство углеродных полимеров стало полностью рентабельным.

Возможно, сейчас происходит новая научно-техническая революция, которая сделает наше будущее ярче и безопасней.

NASA рассказало о будущем корабле для Марса

Пусть американский президент заморозил проект возвращения людей на Луну, а о высадке на Марсе пока говорить приходится и вовсе умозрительно, США всё же работают над проектом перспективного корабля, который пригодился бы в таких полётах, равно как и в пилотируемом рейсе на астероид.

Новичок получил пока сухое наименование «Многофункциональный пилотируемый аппарат» — Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV). Он базируется на проекте многострадального корабля Orion, в свою очередь по общей архитектуре сходным с «Аполлоном». То есть перед нами всё та же коническая обитаемая капсула плюс цилиндрический сервисный отсек. Но Orion крупнее легендарного корабля.

После упрощения проекта «Орион» сгодился бы только как спасательная шлюпка для дежурства на МКС, а вот очень на него похожий, но более серьёзно оснащённый MPCV задумывается как корабль для полётов за пределы земной орбиты.
По информации Technology Review, MPCV будет нести на борту четырёх астронавтов. В корабле насчитывается около 20 кубических метров герметичного объёма, из них 9 кубометров составляет обитаемое пространство.

MPCV должен быть в десять раз безопаснее во время взлёта и при возвращении на Землю, чем шаттл. Автономные миссии многофункционального корабля смогут продолжаться до 21 дня. А в более продолжительных рейсах, типа миссии на Марс, MPCV будет состыкован с дополнительным жилым модулем.

NASA уже вложило $5 миллиардов в работы по MPCV. Как и в случае с «Орионом», создателем этого космического корабля выступает компания Lockheed Martin.

Какая ракета будет выводить MPCV на орбиту — пока неясно. Космическое агентство США ещё рассматривает варианты перспективных носителей. Также не названы и сроки запуска нового корабля.

Но нужно отметить: по указанию президента Обамы, американские астронавты должны высадиться на астероиде примерно в 2025 году (к чему они уже готовятся на океанском дне), а пилотируемая марсианская миссия может состояться в середине 2030-х годов.

Добавим, хотя при необходимости MPCV сможет работать и на линии Земля-МКС-Земля, в доставке людей и припасов на станцию NASA теперь полагается на новые частные корабли.

Детали миссии марсохода NASA «Любопытство» (Curiosity, он же Mars Science Laboratory — MSL)

Вверху — кратер Гейла на снимке из космоса с отмеченной зоной посадки на северо-западе. Внизу — компьютерная проекция участка высадки робота, составленная на основе множества орбитальных снимков. Посадочный эллипс имеет размеры 25 х 20 км (иллюстрации NASA/JPL-Caltech/ASU/UA).

Учёные определили точку посадки самого тяжёлого марсохода в истории. Большой кратер выставляет на обозрение глубокие слои грунта, уносящие геологов на миллионы лет в прошлое. Но главное — здесь есть породы, гипотетически способные нести в себе следы былых марсианских обитателей, например бактерий.

Чтобы определить наиболее любопытный участок для визита ровера «Любопытство» (Curiosity, он же Mars Science Laboratory — MSL), планетологи в течение пяти лет вели отсев среди 30 потенциально привлекательных областей-кандидатов.

Теперь, как рассказывает NASA, решено: марсоход Curiosity будет исследовать кратер Гейла (Gale). Этот 154-километровый и довольно глубокий кратер является окном в далёкие эпохи Марса.

Та часть кратера, в которой должен высадиться аппарат MSL, представляет собой аллювиальный конус, вероятно, образованный отложениями, переносимыми когда-то жидкой водой.

Curiosity (на рисунке) вдвое длиннее (3 м) и впятеро тяжелее (900 кг), чем марсоходы-близняшки из миссии Mars Exploration Rover. Манипулятор ровера MSL, оснащённый инструментами для сверления и анализа камней, может вытягиваться на два метра. Более чем на 2 м будет возвышаться «голова и шея» робота — мачта с детекторами, камерами и лазером. Последний способен испарять материал с поверхности объектов на расстоянии до девяти метров для дистанционного определения их химического состава (иллюстрация NASA/JPL-Caltech).

Слои грунта в основании горы, около которой приземлится американский робот, содержат глины и сульфаты. Это перспективное место с точки зрения не только изучения следов действия воды, но и поиска возможных признаков древней жизни, следов биохимических процессов. Кстати, среди десяти научных инструментов нового марсохода есть анализаторы, способные индентифицировать органические соединения.



Впрочем, и без приятного бонуса в виде глин кратер Гейла выглядит очень заманчивым в глазах иследователей. По словам Майкла Мейера (Michael Meyer), ведущего учёного NASA по программе изучения Марса, выбранное место содержит широкое разнообразие геологических структур и слоёв, дающих возможность погрузиться в менявшуюся на протяжении эонов окружающую среду Красной планеты и тем самым получить углублённое понимание условий обитаемости на древнем Марсе.


Оборудование Curiosity. Расшифровка в тексте (иллюстрации NASA/JPL-Caltech).

На рисунке выше можно увидеть основные приборы «Любопытства». Mastcam — цветные фото- и видеокамеры. ChemCam — лазер для испарения образцов и спектрометр для дистанционного анализа этих паров. RAD (Radiation Assessment Detector) — радиационный детектор, способный ловить как космические лучи, так и вторичную радиацию, возникающую при взаимодействии этих лучей с марсианскими атмосферой и породами. RAD оснащён датчиками энергетических ионов (в том числе тяжёлых), протонов, нейтронов, альфа-частиц и гамма-лучей.


Так должен действовать анализатор ChemCam (иллюстрация NASA/JPL-Caltech/LANL/J.-L. Lacour, CEA).

CheMin (Chemistry and Mineralogy instrument) — химический анализатор минералов, использующий люминесценцию образцов под рентгеновским лучом. SAM (Sample Analysis at Mars) — анализатор образцов, включающий два разных спектрометра и газовый хроматограф. DAN (Dynamic Albedo of Neutrons) — измеритель нейтронного альбедо. Приятно отметить, что это российский прибор. DAN должен посылать в марсианский грунт пучок нейтронов и по измерению нейтронного альбедо выявлять воду, скрытую на глубине до двух метров.

MARDI (Mars Descent Imager) — камера, которая будет вести цветную видеосъёмку в процессе снижения посадочной ступени в атмосфере Марса (напомним, сам марсоход будет подвешен под спускаемым аппаратом). MAHLI (Mars Hand Lens Imager) — эта камера на конце манипулятора предоставит геологам крупные планы пород, мелких деталей, их текстуры словно увеличительное стекло в руке. APXS (Alpha Particle X-ray Spectrometer) — анализатор элементного состава пород.

REMS (Rover Environmental Monitoring Station) — погодная станция, которая будет фиксировать атмосферное давление, влажность, ультрафиолет, направление и скорость ветра, температуру воздуха и грунта вокруг аппарата и записывать колебания этих параметров по времени суток и по сезонам. Brush, drill, sieves, scoop — кисть, дрель, сито и совок, инструменты на манипуляторе робота.

Запуск ровера Curiosity должен пройти между 25 ноября и 18 декабря 2011 года, а прибытие шестиколёсной машины в кратер Гейла намечено на август 2012-го.

Названа предварительная причина аварии «Прогресса»

Запуск грузового корабля «Прогресс М-12М», по предварительным данным, закончился провалом из-за сбоя в работе двигателей 11Д55. Об этом РИА «Новости» сообщил высокопоставленный источник в ракетно-космической отрасли, принимающий участие в работе аварийной комиссии.

Речь идет о двигателе 11Д55 (РД-0110) производства Воронежского механического завода, применяемом на третьей ступени ракеты-носителя «Союз-У», сказал он.

Топливо от космического корабля «Прогресс», обломки которого в среду вечером упали в одном из районов Республики Алтай, не могло попасть в реки Алтайского края, заявили агентству «Интерфакс - Сибирь» в пресс-центре МЧС России по краю.

«Сотрудники МЧС по Алтайскому краю связывались с Роскосмосом специально для того, чтобы проверить информацию о том, могла ли произойти утечка топлива в наши реки. В Роскосмосе нам заявили, что никаких опасных грузов, в том числе и топлива, на борту не было», – сказали в пресс-центре.

Роскосмос также создает группу проверки полного цикла изготовления космических средств. Об этом говорится в сообщении, опубликованном на сайте ведомства.

Экспертная группа должна будет проверять качество и полноту изготовления ракет-носителей, разгонных блоков и космических аппаратов. Кроме того, эксперты проверят, возникали ли отклонения от конструкторской документации в процессе изготовления космических аппаратов.

Решение о создании группы было принято на экстренном совещании, которое прошло в Роскосмосе в ночь на четверг, после провала запуска грузового корабля «Прогресс».

самый быстрый летательный аппарат. Заявленная скорость 20900 км/час

Агентство передовых научных разработок DARPA намерено провести второе и последнее испытание самого быстрого из когда-либо созданных атмосферных летательных аппаратов - сверхзвукового самолета Falcon.

Данная машина способна развивать скорость в 20 раз превышающую скорость звука, заявленная скорость полета у Falcon составляет 20 900 км/час.

Устройство, известное как Falcon Hypersonic Technology Vehicle 2 должно быть завтра запущено с базы военно-воздушных сил США Ванденберг в Калифорнии. Согласно графику полета, ракета-носитель Minotaur IV должна будет доставить Falcon на стартовую точку в атмосфере нашей планеты, где будут включены двигатели самолета и если все пройдет как запланировано, то летать Falcon будет около получаса.

Первый полет Falcon состоялся в 2010 году. Тогда инженеры проводили испытания общей аэродинамики летательного аппарата, собирали данные о поведении материалов Falcon, которым приходилось разогреваться до высоких температур в полете. Сейчас будут собираться более подробные данные, в частности, телематика, работа системы навигации, когда за секунду аппарат пролетает около 3 миль, возможности двусторонней связи с аппаратом и другие показатели.

В Армии США говорят, что Falcon - это в чистом виде экспериментальный аппарат, но на его базе должны будут через 15-17 лет появиться военные самолеты совершенно нового класса, которые будут перевозить людей со скоростью 6500-7000 км/час.

В качестве одного из наиболее возможных приложений технологии является создание ультрабыстрых бомбардировщиков дальнего радиуса действия, которые должны заступить на вооружение ВВС США в течение предстоящих 20-30 лет. Ряд программ предусматривают развертывание первой группы таких бомбардировщиков уже к 2018 году. А к 2035 году подобные аппараты должны стать полностью беспилотными. Вместе с тем, разработчики отмечают, что за предстоящие годы технология еще может быть кардинально пересмотрена.

По словам Марка Льюиса, руководителя исследовательского отдела при ВВС США, гиперзвуковые крылатые ракеты станут первым эксплуатационным продуктом, который появится в процессе исследований по данной программе. Также в ВВС говорят, что к исследованиям подключены и частные западные подрядчики. На втором этапе должен будет появиться и новый военно-транспортный самолет, способный преодолевать до 15 000 км за 2,5 часа, причем взлетать и приземляться он должен будет с обычных взлетно-посадочных полос.

"Не секрет, что подобные разработки ведут и другие страны, однако Штаты намерены форсировать исследования для того, чтобы первыми получить такую технологию", - говорит Льюис.

По мнению военных аналитиков из Лексингтонского института, ВВС США намерены использовать такие самолеты для двух основных целей - воздушной разведки и быстрой переброски солдат и техники в заданные точки.

Кроме того, эксперты отмечают, что Пентагон уже более десятилетия курирует разработку гиперзвуковой техники, но с января 2007 года, когда Китай испытал космическое оружие, уничтожившее спутник, эти разработки были значительно ускорены.

"Русские и китайцы получили технологии, способные выводить из строя наши спутники-шпионы, поэтому нам нужно какое-то решение, чтобы не "ослепнуть" во время ведения потенциальных боевых действий", - говорят аналитики из Лексингтона.