Il Razzo Del Plasma Ha potuto Tagliare I Tempi Di Corsa Del Marte
La NASA ha annunciato martedì che lavorerebbe con un'azienda per
contribuire per sviluppare un nuovo motore che potrebbe ridurre
drammaticamente i tempi di corsa per le missioni umane future a Marte.
L'agenzia dello spazio ha firmato un accordo con le applicazioni
Montana-basate di tecnologia di MSE continuare lo studio del razzo
specifico variabile di Magnetoplasma di impulso (VASIMR), un motore
del plasma che è stato in sviluppo da un atronauta della NASA per 20
anni.
Sotto l'accordo, le applicazioni di tecnologia di MSE contribuiranno a
sviluppare il codice di calcolatore per modellare il flusso di plasma
nel motore, ad esempio Dave Micheletti, energia avanzata e program
manager aerospaziale per l'azienda. Nessun mani dei cambiamenti dei
soldi fra la NASA e l'azienda durante l'accordo di un anno di Legge
dello spazio.
Mentre l'accordo è nuovo, VASIMR non è. L'atronauta Franklin
Chang-Diaz ha cominciato il lavoro sulla tecnologia del razzo in 1979,
quando era un allievo laureato al MIT. SiliconeIl Razzo Del Plasma Ha
potuto Tagliare I Tempi Di Corsa Del Marte
La NASA ha annunciato martedì che lavorerebbe con un'azienda per
contribuire per sviluppare un nuovo motore che potrebbe ridurre
drammaticamente i tempi di corsa per le missioni umane future a Marte.
L'agenzia dello spazio ha firmato un accordo con le applicazioni
Montana-basate di tecnologia di MSE continuare lo studio del razzo
specifico variabile di Magnetoplasma di impulso (VASIMR), un motore
del plasma che è stato in sviluppo da un atronauta della NASA per 20
anni.
Sotto l'accordo, le applicazioni di tecnologia di MSE contribuiranno a
sviluppare il codice di calcolatore per modellare il flusso di plasma
nel motore, ad esempio Dave Micheletti, energia avanzata e program
manager aerospaziale per l'azienda. Nessun mani dei cambiamenti dei
soldi fra la NASA e l'azienda durante l'accordo di un anno di Legge
dello spazio.
Mentre l'accordo è nuovo, VASIMR non è. L'atronauta Franklin
Chang-Diaz ha cominciato il lavoro sulla tecnologia del razzo in 1979,
quando era un allievo laureato al MIT. Silicone
Diverso dei razzi convenzionali, che bruciano una miscela di
combustibile e del oxidizer per generare la spinta, VASIMR usa una
serie di campi magnetici per creare ed accelera il plasma, o il gas
ionizzato a temperatura elevata.
Il processo comincia quando l'idrogeno neutro è iniettato nel primo
di tre cellule magnetiche. Quella cellula ionizza il gas, mettente a
nudo via il solo elettrone da ogni atomo dell'idrogeno. Il gas che
loro hanno entrato nella cellula magnetica centrale, in cui le onde
radio generate in un modo simile ad un forno a microonde riscalda il
gas alle temperature di 50.000 gradi e sopra, girante lo in un plasma.
Il plasma allora è iniettato nell' ultima cellula magnetica, un
ugello magnetico, che dirige il plasma in uno scarico che fornisce la
spinta per il motore.
Un vantaggio chiave del motore è che il relativo impulso specifico --
una misura della velocità del relativo scarico -- può essere variato
durante il volo per cambiare la quantità di spinta. L'impulso
specifico del
Se VASIMR è sviluppato con successo, potrebbe tagliare dentro la
metà di tempo necessario per la corsa a Marte Infornando
continuamente -- accelerare durante la prima metà del volo allora che
gira verso il deaccelerate la nave spaziale per la seconda metà --
VASIMR potrebbe trasmettere la nave spaziale umana a Marte dentro
appena al disopra tre mesi.
In più, VASIMR potrebbe consentire una tal missione di abbandonare
per interrare se i problemi si sviluppassero durante le fasi in
anticipo della missione, una possibilità non disponibile ai motori
convenzionali.
In supplementare ad un certo numero di disegni su scala ridotta già
si è sviluppato in laboratorio, Chang-Diaz detto l'autunno scorso al
congresso di settimana del Marte al MIT che una versione della scala
del motore di VASIMR potrebbe volare nello spazio fin da 2004 come
componente della nave spaziale del dimostrante di tecnologia e di
radiazione.
desrizione in dettaglio:
Il sistema di VASIMR consiste di tre cellule magnetiche importanti,
denotate come " di andata, " " centrale, " e " a
poppa" Questa
configurazione particolare degli elettromagneti è chiamata uno
specchio asimmetrico. La estremità-cellula di andata coinvolge
l'iniezione principale di gas da trasformare in plasma e nel
sottosistema di ionizzazione; la centrale-cellula funge da
amplificatore e serve più ulteriormente a riscaldare il plasma. La
estremità-cellula poppiera si accerta che il plasma stacchi
efficientemente dal campo magnetico. Senza la estremità-cellula
poppiera, il plasma tenderebbe a seguire il campo magnetico ed a
fornire soltanto una piccola quantità di spinta. Con questa
configurazione, il plasma può essere guidato e gestito sopra una
vasta gamma delle temperature e delle densità del plasma.
Per funzionare il VASIMR, il gas neutro (tipicamente idrogeno) è
iniettato alla estremità-cellula di andata ed è ionizzato Allora
è riscaldato alla temperatura ed alla densità volute nella
centrale-cellula, tramite l'azione delle onde elettromagnetiche,
simile a che cosa accade nei forni a microonde. Dopo il
riscaldamento, il plasma entra in un ugello ibrido a due tappe alla
estremità-cellula poppiera in cui è esaurito per fornire la spinta
modulata.
VANTAGGI:
Impulso e spinta specifici variabili ad potenza massima
Disegno di Electrodeless con isolamento magnetico.
Densità di alta potenza.
Accelerazione continua (g artificiale molto basso).
Heating di risonanza del ciclotrone dello ione di alta efficienza
(ICRH), ad alta tensione e basso corrente.
Possibilità per le terminazioni alimentate di missione.
Il sistema di propulsione è adattabile ritardare, missioni robot del
carico dell' alto carico utile così come i trasferimenti veloci e
più bassi dell'essere umano del carico utile.
IMPORTANTI TECNOLOGIE
SUPER CONDUTTORI MAGNETICI Alle temperature dello spazio -79 C
Produzione di energia compatta ed apparecchiatura di condizionamento.
Sistemi compatti e robusti di rf.
Ugello magnetico ibrido.
Schermi di calore leggeri e raffreddamento radiattivo.
IMPIEGO OPERATIVO
LA CHIAVE DEL funzionamento di VASIMR è la relativa possibilità dI
variare o " MODULARE " lo scarico del plasma mentre effettuano
ACCELERAZIONI MASSIMALI DI POTENZA .
Questa tecnica è analoga della funzione della trasmissione
in un'automobile convenzionale.
Due parametri sono variati durante il funzionamento tipico: spinga e
la velocità delle particelle che vanno allo scarico del razzo.
Questo ULTIMO è chiamato l'impulso specifico. Mentre la nave
accelerare sul relativo viaggio, la spinta diminuisce e l'impulso
specifico aumenta. L'opposto è egualmente VERO poichè la nave
rallenta QUANDO E' PROSSIMA ALLA destinazione.
SIMULAZIONI
IL metodo corrente che è SVILUPPATO DALL' ASPL è una simulazione di PARTICELLE
DINAMICHE
COL METODO Monte Carlo. Per il caso magnetostatico, le
simulazioni dimostrano la separazione del plasma dalle righe del campo
magnetico, dalla possibilità dell'ugello magnetico più semplice per
ridurre la perdita assiale di quantità di moto del plasma e dalla
possibilità per la protezione magnetica da un chiarore solare.
I vasti studi sui flussi del plasma in VASIMR SONO STATI CONDOTTI da
parecchi collaboratori di ASPL Ricercatori nella Mountain States
Energy, Inc. di Butte, Montana, centRATI su un metodo fluido usando
codice Mach-2. I collaboratori di ASPL dal laboratorio nazionale de
Oak Ridge utilizzano il metodo fluido usando il codice di EMIR per il
calcolo del campo elettromagnetico di frequenza radiofonica.
L'università di ricercatori del Maryland possiede l'esperienza, le
procedure specializzate ed il software per simulazione del plasma
basata sui metodi dinamici e cinetici fluidi.
Destinazione: Marte
La prima missione sarà a Marte La missione tanto come altre sarebbe
prevista negli studi precedenti numerosi. Un unidirezionale, lento,
capienza del alto-carico utile, nave da carico automatizzata va in
primo luogo e dispone un habitat, un combustibile ed i rifornimenti su
Marte. L'impiego delle attrezzature è iniziato una volta e
verificato dalla sicurezza della terra, una missione umana potrebbe
cominciare durante il ciclo seguente da due anni. Ciò sarebbe fatta
da un più piccolo, carico utile basso velocemente spedisce.
POSSIBILI SISTEMI DI EVOLUZIONE STRADA FACENDO :
LA GESTIONE LOGISTICA E UMANITARIA DEV'ESSERE AFFIDATA TUTTA LALE COMUNICAZIONI
SI DOVREBBE INTERVENIRE CON UN CONTROLLO
DELLA STRUMENTAZIONE EDEGLI APPARTAI VITALI DEL SISTEMA MEDINTE RIPROGETTAZIONE
IN CONTIUNO MEDIANTE WEB
IN MODO DA CREARE TUTTI INSIEME UNA POPOLAZIONE DI MIGLIARDI DI PERSONE CHE
POSSA INTERAGIRE PER DARE SOLUZIONI STRAD FACENDO OTTIMALI
QUINDI IL SOFTWARE SARA' AGGANCIATO ALLA PIATTAORMA INETRENT CIN COMUNICAZIONE
CON SATELLITI
IL PROBLEMA HAKER SARA' RISOLTP DAGLI STESSI HAKER.LORO STESSI SI
AUTODISCIPLERANNO PER AUTOCONSERVARSI.
IL SISTEMA DOVRA' TENER PRESENTE CHE OGNI GOCCIA DICARBURANTE E' IMPORTANTE E
QUINDI LA MAGGIORE DENSITA O MINORE DI SPINTA E DI
PLASMA CHE FUOIESCE DIPENDE DAL PERCOESO E DALLE ORBITE E DAI FATTORI
AGGREGANTI O DECELERANTI CHE CI SONO NELLO SPAZIO.
IL SISTEMA CHE INDICIZZA PRMA IL PERCORSO DEL MEZZO E POI TARA LA SPINTA CHE
QUESTO DEVE AVERE PER GIUNGERE ALL'OBBIETTIVO
[INFORMAZIONI AGGIUNTI IN CORSO D'OPERA DEL 21?6?2000 Analisi aerodinamica ed
elettrica dei sistemi di Maglev: Questa
operazione coinvolge l'identificazione e l'occupazione di due o più
insiemi dei dati empirici dei sistemi rappresentativi del carrello di
Maglev Le equazioni sviluppate da MSE come componente della NASA
ordinano il progetto Maglifter del centro di volo spaziale (MSFC)
stanno usande come base analizzare le forze aerodinamiche (g-forze) di
vari sistemi. Una o più configurazioni elettriche e fisiche
specifiche per le bobine saranno selezionate per creare un insieme
delle equazioni adatte ad implementazione come codice di calcolatore,
quindi collegando la forza applicata al veicolo all'potenza
assicurata. Il codice della NASA sarà modificato e modularized per
facilitare i confronti delle configurazioni e dei profili differenti.
AXYS UN PROGETTO IDRODINAMICO RUSSO
L'obiettivo di questo progetto NASA-MSFC-patrocinato è di sviluppare
e convalidare un insieme dei programmi di simulazione su elaboratore
di un sistema MHD-aumentato e ibrido di propulsione che può
analizzare le caratteristiche di funzionamento di tale tecnologia e
determinare il relativo potenziale ridurre l' costo-$$$-orbita per
l'inserzione del carico utile e fornire una progettazione concettuale
di un razzo del subscale di magnetofluidrodinamica Ulteriormente,
gli studi dei sistemi del veicolo ipersonico russo di volo di AYAX
stanno intraprendendi.
SVILUPPI FUTURI
L'obiettivo di questa ricerca è sostenere il laboratorio di
propulsione del getto della NASA (NASA-jpl) nello sviluppo di
tecnologia magnete-plasma-dinamica del propulsore (MPD) per sia
esplorazione dello profondo-spazio che i sistemi orbitali di
propulsione di station-keeping. La tecnologia del propulsore di MPD
si crede per essere una tecnologia potenzialmente promettente di
propulsione per sia le missioni snervate che equipaggiate di
esplorazione dello spazio, così come per le applicazioni orbitali
satelliti di station-keeping. MSE svilupperà i nuovi codici di
calcolatore che NASA-jpl può utilizzare per modellare il campo di
flusso e gli ugelli magnetici di questi sistemi altamente complessi e
di avanzamento di propulsione. Ulteriormente, MSE studierà gli
effetti di erosione dell'elettrodo del propulsore.
IDEA DI APPLICARE LE CELLE A COMBUSIBILE ALLA PROPULZIONE AEROSPAZIALE NON MI
SEMBRA UNA COASA MOLTO SENSATA PERO VEADIAMO
Ulteriormente, queste cellule dei combustibili sarebbero direttamente
applicabili per propulsione elettrica dell'automobile
L'obiettivo di questa ricerca è di stabilire e confrontare le cellule
del combustibile del Li-HÒ ad altre alternative di propulsione del
velivolo, prestanti particolare attenzione ad altre alternative delle
cellule del combustibile. La ricerca include le prestazioni di
un'indagine della letteratura di sviluppo precedente delle cellule del
combustibile del Li-HÒ; identificazione di ricerca supplementare
richiesta per l'applicazione riuscita ai sistemi di propulsione del
velivolo; ed il disegno, il montaggio, la prova e la valutazione di
una cellula del combustibile del Li-HÒ del subscale. L'UNICA IDEA CHE MI VEINE
IN MENTE E QUELLA DELLA
BALENA CHE FILTRA IL PLANTON IN QUESTO CASO IL PLANTON E' IL COMBUSTIBILE CHE SI
TROVA SOTTO FORMA DI MICRO PARTICELLE NELLO SPAZIO
O DI CORENTI DI SCAIMI E DI ALTRO MATERIALE INTERSTELLARE CHE VIENE
FAGOICITATO E UTILIZZATO PER FARE ANDARE AVANTI I MOTORI
BOCCHEGGIANDO TRA UN PAIANET AE L'ATRO SI POTREBBE RICARICARE DI COMBUSTIBILE IL
VEICOLO SPAZIALE
{ traduzione }
The VASIMR system consists of three major magnetic cells, denoted as
"forward," "central," and "aft." This particular
configuration of electromagnets is called an asymmetric mirror. The
forward end-cell involves the main injection of gas to be turned into plasma and
the ionization subsystem; the central-cell acts as an amplifier and serves to
further heat the plasma. The aft
end-cell ensures that the plasma will efficiently detach from the magnetic
field. Without the aft end-cell, the plasma would tend to follow the magnetic
field and provide only a small amount of
thrust. With this configuration, the plasma can be guided and controlled over a
wide range of plasma temperatures and densities.
To operate the VASIMR, neutral gas (typically hydrogen) is injected at the
forward end-cell and ionized. Then it is heated to the desired temperature and
density in the central-cell, by the
action of electromagnetic waves, similar to what happens in microwave ovens.
After heating, the plasma enters a two-stage hybrid nozzle at the aft end-cell
where it is exhausted to provide
modulated thrust.
ADVANTAGES Variable Specific Impulse and Thrust at maximum power.
Electrodeless design with magnetic
insulation.
High power density.
Continuous acceleration (very low
artificial g).
High efficiency Ion Cyclotron
Resonance Heating (ICRH), high voltage and low current.
Capability for powered mission
aborts.
Propulsion system is adaptable to
slow, high payload robotic cargo missions as well as fast, lower payload human
transfers.
IMPORTANT TECHNOLOGY
Super conducting magnets at space
temperatures.
Compact power generation and
conditioning equipment.
Compact and robust RF systems.
Hybrid magnetic nozzle.
Light weight heat shields and
radiative cooling.
????
The key to VASIMR operation is its capability to vary or "modulate"
the plasma exhaust while maintaining maximum power. This technique is akin to
the function of the transmission in a conventional automobile.
Two parameters are varied during a typical operation: thrust
and the velocity of the particles leaving at the rocket exhaust. This latter is
called the specific impulse. As the ship accelerates on its journey, the thrust
decreases and the specific impulse increases. The opposite is
also true as the ship slows down at its destination
''''
SIMULATIONS
The current method being developed at ASPL is a Monte-Carlo particle dynamics
simulation. For the magnetostatic case,
the simulations demonstrate plasma detachment from the magnetic field lines, the
capability of the simplest magnetic nozzle to reduce axial plasma momentum
loss, and the capability for magnetic
shielding from a solar flare. An extensive studies of plasma flows
in VASIMR are being conducted by several ASPL collaborators.
Researchers in the Mountain States Energy, Inc. of Butte, Montana, centers
on a fluid approach by using
Mach-2 code. The ASPL collaborators from the Oak Ridge National Laboratory
utilize fluid approach by using EMIR code for calculation
of Radio Frequency Electromagnetic Field. The University of
Maryland
investigators possess experience, specialized algorithms and software for plasma
simulation based on Fluid Dynamic and Kinetic methods.
Destination: Mars
The first mission will be to Mars. The mission would be much like others
envisioned in numerous previous studies. A one-way, slow, high-payload capacity,
automated cargo ship leaves
first and places a habitat, fuel, and supplies on Mars. Once the operation
of the equipment is started and verified from the safety of the Earth, a human
mission could commence during the
next two year cycle. This would be done by a smaller, low payload fast
ship.
Aerodynamic and Electrical Analysis of Maglev Systems: This task involves the
identification and employment of two or more sets of
empirical data of representative Maglev cart systems.
Equations developed by MSE as part of the NASA Marshall Space Flight Center
(MSFC) Maglifter Project are being used as a basis to
analyze the aerodynamic forces (g-forces) of various systems. One or more
specific electrical and physical configurations for the
coils will be selected to create a set of equations suitable for
implementation as a computer code, thereby relating the
force applied to the vehicle to the supplied power. The NASA code will be
modified and modularized to facilitate comparisons of
different configurations and profiles.
The objective of this NASA-MSFC-sponsored project is to develop and validate a
set of computer simulation programs of an MHD-augmented,
hybrid propulsion system that can analyze the operating characteristics of such
technology and determine its potential to reduce the
cost-to-orbit for payload insertion and provide a conceptual design of an MHD
subscale rocket engine. Additionally, a systems study of
the Russian AYAX Hypersonic Flight Vehicle is being conducted.
The objective of this research is to support the NASA Jet Propulsion
Laboratory (NASA-JPL) in the development of
magneto-plasma-dynamic (MPD) thruster technology for both deep-space exploration
and orbital station-keeping propulsion systems. MPD
thruster technology is believed to be a potentially promising propulsion
technology for both unmanned and manned space exploration
missions, as well as for satellite orbital station-keeping applications. MSE
will develop new computer codes that NASA-JPL can utilize
to model the flow field and magnetic nozzles of these highly complex, advance
propulsion systems. Additionally, MSE will investigate the
effects of thruster electrode erosion.
Additionally, these fuels cells would be directly applicable for electric
automobile propulsion.
The objective of this research is to establish and compare
Li-H2O fuel cells to other aircraft propulsion alternatives, paying
particular attention to other fuel cell alternatives. The research includes the
performance of a literature survey of previous Li-H2O
fuel cell development; identification of additional research required for
successful application to aircraft propulsion systems; and the
design, fabrication, test, and evaluation of a subscale Li-H2O fuel cell.
Environmental and safety considerations will also be
investigated.
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\end{document}