Startram ir magnētisks vilciens kravas nosūtīšanai orbītā. Šādas sistēmas izbūve izmaksās aptuveni 20 miljardus dolāru, taču tai vajadzētu atmaksāties ar īpaši lēto kravas nogādāšanas orbītā cenu – 40 USD par kilogramu (tagad – 11 tūkstoši USD par kilogramu). Startram pamatā ir jau pārbaudīta magnētiskās levitācijas koncepcija un virzīsies pa 20 km garu vertikālu cauruli.
Comet Hitchhiker ir kosmosa kuģis, ko pašlaik izstrādā NASA, lai pētītu asteroīdus un komētas. Uz tiem nav viegli piezemēties to mazās masas un zemās gravitācijas dēļ, taču stopētājs būs bruņots ar harpūnu sistēmu, kas teorētiski ļaus viņam viegli pieķerties maziem debess objektiem, pēc tam izmantojot to kinētisko enerģiju jauniem lēcieniem.
Solar Probe Plus tiks palaists 2018. gadā. Lai pasargātu no karstuma, viņš bija aprīkots ar 12 centimetru oglekļa šķiedras vairogu. Septiņus gadus griežoties ap Venēru, zonde dosies uz Sauli 6 miljonu kilometru attālumā, kas ir desmit reizes tuvāk nekā Merkura orbīta. Pirms tam gaismeklim bija iespējams pietuvoties tikai 43 miljonu km attālumā. ar Helios 2 palīdzību.
Priekšpostenis uz Marsa ir tepat aiz stūra, un, visticamāk, tas būs stabilāks nekā filmā The Mars. Līdz 2030. gadam uz sarkanās planētas plānots izvietot 100 km zonu, kurā būs dzīvojamās telpas un zinātniskās ēkas. Laika gaitā uz Marsa būs iespējams audzēt pārtiku un ražot ūdeni.
ATHLETE ir seškājains roveris, ko NASA izstrādā citu planētu izpētei. Pateicoties lielajam ekstremitāšu skaitam, tas varēs pārvietoties pa jebkuru virsmu, pārvadājot kravas un būvējot moduļus. Zem Zemes gravitācijas ATHLETE spēj pacelt 400 kg un pārvietoties ar ātrumu 2 km/h.
Marsa mājas, kas izdrukātas uz 3D printera, ir viena no idejām par gaidāmo sarkanās planētas kolonizāciju. NASA rīkoja konkursu par labāko māju, kas izveidota no Marsa "improvizētiem materiāliem". Pirmo vietu ieguva komanda ar psihodēliskās "Ledus mājas" projektu, tika piedāvāti arī mājokļi no smiltīm un zemes.
NASA nesen ieviesa beisbola izmēra okulteru koronogrāfiem (teleskopiem Saules vainaga novērošanai). Okulters ir ierīce zvaigžņu gaismas bloķēšanai, teleskopos tā parasti ir plakana. Sfēriskam objektam ir jāsniedz skaidrāks attēls, samazinot "saules trokšņa" līmeni.
Pašlaik aktīvi tiek izstrādātas divas Honeybee Robotics "asteroīdu novirzīšanas" tehnoloģijas. Pirmā ir "kosmiskā bise", kas izšauj šāvienu uz asteroīdiem un sadala tos gabalos, lai noteiktu to izturību. Otrā ir Nano Drill urbšanas sistēma, kas ir tikai viedtālruņa izmērs, kas paredzēta iežu paraugu ņemšanai.
SPS-ALPHA ir teorētiska struktūra orbītā ap Sauli, kas sastāv no desmitiem tūkstošu miniatūru spoguļu. Tās uzdevums būs savākt saules enerģiju, pārvērst to mikroviļņu starā un pēc tam nogādāt uz Zemi. Šī ideja paver neticamas iespējas, taču tās īstenošana ir saistīta ar daudzām problēmām un diez vai tā tiks plānota tuvākajā nākotnē.
Projekts Objective Europa ir viena no vērienīgākajām un neprātīgākajām pētniecības misijām. Tas ietver astronautu nosēšanos uz Jupitera mēness, Eiropā, zemūdenē, lai izpētītu subglaciālo okeānu. Tas, ko viņš neiesaka, ir viņu atgriešanās. Projektu sponsorē dāņu zinātnieks Kristians fon Bengstons, kurš izstrādā arī daudzas citas kosmosa programmas.
Dažas idejas jau ir kļuvušas par realitāti, citas ir gaidāmas nākamajos gados, un citas, iespējams, notiks citā laikmetā. Sapnis par kosmisku nākotni prasa milzīgus resursus un upurus – taču būsim godīgi, tā īstenošana ir tā vērts.
Piedāvātās kosmosa palaišanas sistēmas projekts Startram, kura būvniecības uzsākšanai un ieviešanai saskaņā ar provizoriskiem pasākumiem būs nepieciešami aptuveni 20 miljardi USD, sola iespēju orbītā nogādāt kravas, kas sver līdz 300 000 tonnu, par ļoti demokrātisku cenu 40 USD par kilogramu kravas. Ņemot vērā, ka šobrīd izmaksas par 1 kg kravas nogādāšanu kosmosā labākajā gadījumā ir 11 000 USD, projekts izskatās ļoti interesants.
Startram projektam nebūs vajadzīgas raķetes, propelenti vai jonu dzinēji. Tā visa vietā šeit tiks izmantota magnētiskās atgrūšanas tehnoloģija. Ir vērts atzīmēt, ka maglev vilciena koncepcija ir tālu no jauna. Uz Zemes jau kursē vilcieni, kas pārvietojas pa magnētisko loksni ar ātrumu aptuveni 600 kilometri stundā. Tomēr visu šo maglevu ceļā (tiek izmantots galvenokārt Japānā) ir viens nopietns šķērslis, kas ierobežo to maksimālo ātrumu. Lai šādi vilcieni pilnībā izmantotu savu potenciālu un sasniegtu lielāko iespējamo ātrumu, mums ir jāatbrīvojas no atmosfēras ietekmes, kas tos bremzē.
Projekts Startram piedāvā risinājumu šim jautājumam, izbūvējot garu piekārtu vakuuma tuneli aptuveni 20 kilometru augstumā. Šādā augstumā gaisa pretestība kļūst mazāk izteikta, kas ļaus startēt kosmosā ar daudz lielāku ātrumu un ar daudz mazāku pretestību. Kosmosa kuģis burtiski tiks izšauts kosmosā bez nepieciešamības šķērsot atmosfēru. Šāda sistēma prasītu aptuveni 20 gadu darbu un investīcijas 60 miljardu dolāru apmērā.
asteroīdu ķērējs
Zinātniskās fantastikas cienītāju vidū savulaik karsti aizdegās strīdi par nezinātnisko metodi un nepārprotami nenovērtētajām grūtībām nolaisties uz asteroīda, kas parādīts slavenajā amerikāņu zinātniskās fantastikas trillerī Armagedons. Pat NASA reiz atzīmēja, ka viņi būtu atraduši labāku (un reālāku) iespēju mēģināt glābt Zemi no nenovēršamas nāves. Turklāt aviācijas un kosmosa aģentūra nesen piešķīra dotāciju, lai projektētu un uzbūvētu "komētu un asteroīdu ķērāju". Kosmosa kuģis ar īpašu jaudīgu harpūnu pieķersies izvēlētajam kosmosa objektam un, pateicoties savu dzinēju jaudai, novilks šos objektus no bīstamās tuvošanās Zemei trajektorijas.
Turklāt ierīci var izmantot, lai noķertu asteroīdus, lai turpinātu to ieguvi. Kosmosa objekts tiks piesaistīts ar harpūnu un nogādāts vajadzīgajā vietā, piemēram, Marsa vai Mēness orbītā, kur atradīsies orbitālās vai zemes bāzes. Pēc tam uz asteroīdu tiks nosūtītas laupījumu grupas.
saules zonde
Tāpat kā Zemei, arī Saulei ir savi vēji un vētras. Tomēr atšķirībā no sauszemes vējiem saules vēji var ne tikai sabojāt jūsu matus, bet tie var jūs burtiski iztvaikot. Uz daudziem jautājumiem par Sauli, uz kuriem joprojām nav atbildēts, saskaņā ar aviācijas un kosmosa aģentūras NASA sniegto informāciju varēs atbildēt Saules zonde, kas pie mūsu zvaigznes dosies 2018. gadā.
Kosmosa kuģim būs jāpietuvojas Saulei aptuveni 6 miljonu kilometru attālumā. Tas novedīs pie tā, ka zondei būs jāpiedzīvo tādas jaudas starojuma enerģijas ietekme, kādu nav pieredzējis neviens cilvēka radīts kosmosa kuģis. Lai pasargātu zondi no kaitīgā starojuma ietekmes, pēc inženieru un zinātnieku domām, palīdzēs 12 centimetrus biezs oglekļa kompozītmateriāla siltuma vairogs.
Tomēr NASA nevar vienkārši nosūtīt zondi tieši uz Sauli. Kosmosa kuģim būs jāveic vismaz septiņi orbītas lidojumi ap Venēru. Un tas viņam prasīs apmēram septiņus gadus. Katrs apgrieziens paātrinās zondi un pielāgos trajektoriju pareizajam kursam. Pēc pēdējā pārlidojuma zonde virzīsies uz Saules orbītu 5,8 miljonu kilometru attālumā no tās virsmas. Tādējādi tas kļūs par Saulei tuvāko cilvēka radīto kosmosa objektu. Pašreizējais rekords pieder kosmosa zondei Helios-2, kas atrodas aptuveni 43,5 miljonu kilometru attālumā no Saules.
marsa priekšpostenis
Nākotnes misijām uz Marsu un Eiropu izredzes ir grandiozas. NASA uzskata, ka, ja globālas kataklizmas un nāvējošo asteroīdu krišana tos nenovērsīs, aģentūra tuvāko divu desmitgažu laikā nosūtīs cilvēku uz Marsa virsmu. NASA pat izdevās prezentēt nākotnes Marsa priekšposteņa koncepciju, kuras būvniecību plānots sākt kaut kur 2030. gadu beigās.
Plānotās izpētes zonas rādiuss būs aptuveni 100 kilometri. Tajā atradīsies dzīvojamie moduļi, zinātniskie kompleksi, Marsa roveru stāvvietas, kā arī kalnrūpniecības aprīkojums četru cilvēku komandai. Enerģija kompleksam daļēji tiks iegūta, pateicoties vairākiem kompaktiem kodolreaktoriem. Turklāt elektrību ražos saules paneļi, kas, protams, Marsa smilšu vētru gadījumā kļūs neefektīvi (tātad būs nepieciešami kompakti reaktori).
Laika gaitā šajā apgabalā apmetīsies daudzas zinātniskās grupas, kurām pašiem būs jāaudzē pārtika, jāsavāc Marsa ūdens un pat savā vietā jārada raķešu degviela lidojumiem atpakaļ uz Zemi. Par laimi, daudz noderīgu un nepieciešamo materiālu Marsa bāzes celtniecībai atrodas tieši Marsa augsnē, tāpēc jums nebūs jānēsā dažas lietas, lai izveidotu pirmo Marsa koloniju.
Rover NASA ATHLETE
Zirneklim līdzīgais ATHLETE (All-Terrain Hex-Limbed Extraterrestrial Explorer) roveris kādu dienu kolonizēs Mēnesi. Pateicoties īpašajai balstiekārtai, kas sastāv no sešām neatkarīgām kājām, kas var griezties visos virzienos, roveris var pārvietoties uz jebkuras sarežģītības zemes. Tajā pašā laikā riteņu klātbūtne ļauj tai ātrāk pārvietoties uz līdzenākas virsmas.
Šo seškāju var aprīkot ar dažādu zinātnisku un darba aprīkojumu un, ja nepieciešams, viegli tiek galā ar mobilā celtņa lomu. Augšējā fotoattēlā, piemēram, ATHLETE ir uzstādīts dzīvojamais modulis. Citiem vārdiem sakot, roveru var izmantot arī kā pārvietojamu māju. SPORTISTA augums ir aptuveni 4 metri. Tajā pašā laikā viņš spēj pacelt un transportēt objektus, kas sver līdz 400 kilogramiem. Un tas ir saistīts ar Zemes gravitāciju!
ATHLETE svarīgākā priekšrocība ir balstiekārta, kas piešķir tai neticamu mobilitāti un spēju veikt sarežģīto uzdevumu nogādāt smagus priekšmetus, atšķirībā no stacionārajiem piezemēšanās mehānismiem, kas tika izmantoti pagātnē un tiek izmantoti arī tagad. Viens no ATHLETE lietošanas gadījumiem ir 3D drukāšana. Uzstādot tajā 3D printeri, roveru varēs izmantot kā mobilo drukas iekārtu Mēness mājokļiem.
3D drukātas Marsa mājas
Lai tuvinātu gatavošanos cilvēka lidojumam uz Marsu, NASA organizēja arhitektūras konkursu, kura uzdevums ir izstrādāt un sponsorēt 3D drukas tehnoloģijas, kas ļaus būvēt Marsa mājas, izmantojot 3D drukāšanu.
Vienīgais konkursa nosacījums bija izmantot materiālus, kas ir plaši pieejami ieguvei uz Marsa. Uzvarētāji bija divi dizaina uzņēmumi no Ņujorkas, Team Space Exploration Architecture un Clouds Architecture Office, kas ierosināja savu koncepciju par ICE HOUSE uz Marsa. Kā pamatu koncepcija piedāvā izmantot ledu (tātad arī nosaukums). Ēku celtniecība notiks Marsa ledainajos reģionos, kur ar daudziem kompaktiem robotiem piekrauti nolaižamie aparāti tiks nosūtīti, lai savāktu netīrumus un ledu, lai ap šiem moduļiem veidotu konstrukcijas.
Konstrukciju sienas tiks veidotas no ūdens, želejas un silīcija dioksīda maisījuma. Kad materiāls sasalst, pateicoties zemajai temperatūrai uz Marsa virsmas, dubultsienu istaba ir diezgan piemērota dzīvošanai. Pirmā siena sastāvēs no ledus maisījuma un nodrošinās papildu aizsardzību pret radiāciju, otrās sienas lomu pildīs pats modulis.
Uzlabots koronogrāfs
Saules vainaga (zvaigznes atmosfēras ārējā slāņa, kas sastāv no lādētām daļiņām) dziļu izpēti kavē viens apstāklis. Un šis apstāklis, lai cik ironiski tas izklausītos, ir pati Saule. Problēmas risinājums var būt tā sauktais tilpuma saules dimmers, bumbiņa, kas ir nedaudz lielāka par tenisa bumbiņu, kas izgatavota no īpaši tumša titāna sakausējuma. Reostata būtība ir šāda: tas ir uzstādīts pretī pret Sauli vērstam spektrogrāfam un tādējādi rada miniatūru Saules aptumsumu, atstājot tikai Saules vainagu.
Pašlaik NASA savos SOHO un STEREO kosmosa kuģos izmanto plakanos saules dimmerus, taču šādu ierīču plakanā konstrukcija rada zināmu izplūšanu un nevajadzīgus kropļojumus. Šīs problēmas risinājumu ierosināja pats Kosmoss. Zemei, kā zināms, ir savs saules dimmers, kas atrodas aptuveni 400 000 kilometru attālumā no mums. Šis aptumsums, protams, ir Mēness, pateicoties kuram mēs ik pa laikam kļūstam par Saules aptumsuma lieciniekiem.
NASA skaļuma regulētājam būs jāatveido Mēness aptumsuma efekts, protams, tikai kosmosa kuģim, kas pētīs Sauli, taču, atrodoties divu metru attālumā no tā spektrogrāfa, dimmer palīdzēs Saules vainagu izpētīt bez problēmām, traucējumiem un kropļojumiem.
Medus bišu robotikas tehnoloģija
Neliels Rietumu privātais uzņēmums, kas nodarbojas ar dažādu kosmosa tehnoloģiju izstrādi un ražošanu, Honeybee Robotics, nesen saņēma NASA kosmosa aģentūras pasūtījumu veikt divus jaunus tehnoloģiskos izstrādnes kosmosa programmai Asteroid Redirect System. Programmas galvenais mērķis ir pētīt asteroīdus un atrast veidus, kā tikt galā ar iespējamiem draudiem to sadursmei ar Zemi nākotnē. Turklāt uzņēmums attīsta citas tikpat interesantas lietas.
Piemēram, viena no šādām izstrādēm ir kosmosa lielgabals, kas izšaus īpašus šāviņus uz asteroīdiem un izšaus gabalus no kosmosa objekta. Šādā veidā nošāvis asteroīda gabalu, īpašs kosmosa kuģis to noķers ar robotu nagiem un nogādās Mēness orbītā, kur zinātnieki varēs sīkāk izpētīt tā uzbūvi. NASA plāno izmēģināt šo ierīci uz viena no trim asteroīdiem: Itokawa, Bennu vai 2008 EV5.
Otra attīstība ir tā sauktais kosmosa nanourbis augsnes paraugu savākšanai no asteroīdiem. Sējmašīnas svars ir tikai 1 kilograms, un pēc izmēra tas ir nedaudz lielāks par vidējo viedtālruni. Urbju izmantos vai nu roboti, vai astronauti. Ar tās palīdzību tiks ņemts nepieciešamais augsnes daudzums tās tālākai analīzei.
Saules satelīts SPS-ALPHA
SPS-ALPHA ir ar saules enerģiju darbināms orbitālais kosmosa kuģis, kas sastāv no desmitiem tūkstošu plānu spoguļu. Uzkrātā enerģija tiks pārvērsta mikroviļņos un nosūtīta atpakaļ uz īpašām zemes stacijām, kur no turienes tā tiks pārsūtīta uz elektrolīnijām, lai darbinātu visas pilsētas.
Šis projekts, iespējams, ir viens no grūtākajiem īstenošanas ziņā starp šodienas izlasē piedāvātajiem projektiem. Pirmkārt, aprakstītā SPS-ALPHA platforma būs daudz lielāka nekā Starptautiskā kosmosa stacija. Tās celtniecība prasīs daudz laika, veselu astronautu-inženieru armiju un kolosālu līdzekļu ieguldījumu. Pateicoties tās gigantiskajiem izmēriem, platforma būs jābūvē tieši orbītā. Savukārt platformas elementi tiks ražoti no salīdzinoši lētiem un no masveida ražošanas viedokļa vienkāršiem materiāliem, kas nozīmē, ka projekts automātiski pāriet no “neiespējamā” uz “ļoti sarežģītu”, kas, savukārt, paver cerību, ka kādu dienu viņi tiešām tiks iesaistīti tā realizācijā.
Projekts "Mērķis Eiropa"
Projekts Objective Europa ir trakākā kosmosa izpētes ideja, kas jebkad ierosināta. Tās galvenais mērķis ir uz īpašas zemūdenes klāja nosūtīt cilvēku uz Eiropu, vienu no Jupitera pavadoņiem, pateicoties kuriem tiks veikta iespējamās dzīvības meklēšana pavadoņa subglaciālajā okeānā.
Fakts, ka šī misija ir vienvirziena, palielina šī projekta trakumu. Ikvienam astronautam, kurš nolems doties uz Eiropu, patiesībā būs jāpiekrīt ziedot savu dzīvību zinātnes labā, vienlaikus iegūstot iespēju atbildēt uz mūsdienu astronomijas slepenāko jautājumu: vai kosmosā ir dzīvība, izņemot Zemi?
Projekta Objective Europa ideja pieder Kristīnei fon Bengstonai. Bengston pašlaik rīko pūļa pakalpojumu kampaņu, lai piesaistītu līdzekļus šim projektam. Pati zemūdene būs aprīkota ar vismodernākajām tehnoloģijām. Būs gan superjaudīga urbjmašīna, gan daudzdimensiju vilces motori, gan jaudīgākie prožektori, un, iespējams, pāris daudzfunkcionālu robotu roku. Zemūdenei, tāpat kā kosmosa kuģim, kas to nogādās Eiropā, būs nepieciešams spēcīgs vairogs pret radiāciju.
Nosēšanās vietas izvēlei būs izšķiroša nozīme. Eiropas ledus biezums gandrīz visā tās virsmā ir vairāki kilometri, tāpēc ierīci vislabāk būtu stādīt defektu un plaisu tuvumā, kur ledus garoza nav tik spēcīga un bieza. Projekts, protams, rada daudz jautājumu, tostarp morālus.
Izdzirdot frāzi "kosmosa tehnoloģija", lielākā daļa Zemes iedzīvotāju, visticamāk, iztēlojas paceļošu raķeti, iespējams, Starptautisko kosmosa staciju vai, sliktākajā gadījumā, fantastisku kosmosa kuģi, kas lēnām peld kadrā cauri kosmosa tukšumam. Tā nu ir sagadījies, ka lielākā daļa mūsu asociācijas ar šo nozari mums radās no mākslas filmām vai grāmatām. Tie, kas interesējas par astronautiku, zina, ka, pateicoties īstām "kosmosa tehnoloģijām", cilvēki var nokļūt orbītā augstu virs Zemes vai pat palaist staciju uz kaimiņu planētu.
Kāds varbūt atcerēsies par GPS, satelīttelevīziju un internetu vai pat par meteoroloģiju, bet kāds vienkārši uzdos jautājumu: kāpēc tas viss ir vajadzīgs, jo kosmoss ir tik tālu? Par laimi, realitāte ir interesantāka: kosmoss mums ir daudz tuvāk, nekā jūs domājat. Astronautikas mantojums ir devis mums simtiem mazu lietu, kas mūs ieskauj katru dienu ikdienas dzīvē un vienkāršo mūsu dzīvi. Šodien mēs runāsim par dažiem no tiem.
Starpkontinentālās raķetes un jūsu automašīna
1953. gadā Normanam Larsenam, Rocket Chemical Company dibinātājam, ASV aviācijas un kosmosa darbuzņēmējs Convair pasūtīja jaunu ūdens atbaidīšanas līdzekli. Populāra korporatīvā leģenda vēsta, ka trīsdesmit deviņi mēģinājumi bijuši neveiksmīgi, bet četrdesmitais devis vajadzīgo rezultātu, kuram par godu jaunā brīnumformula tika nosaukta - WD-40 (Displacement-40).
Convair izmantoja jauno smērvielu, lai aizsargātu Atlas raķešu degvielas tvertņu un elektronikas īpaši plānās sienas transportēšanas un uzglabāšanas laikā. Starpkontinentālās ballistiskās raķetes Atlas, protams, tika izstrādātas kā milzīgs ierocis un pat pildīja kaujas pienākumus Kubas raķešu krīzes laikā, taču militārpersonas tās pakāpeniski demontēja, kad to vietā stājās modernāki iznīcināšanas ieroči. Aizvietotas ar Titan un Minuteman raķetēm, tās tika nodotas NASA diezgan zinātniskiem nolūkiem, un Mercury programmas ietvaros 1962. gadā nodrošināja pirmo amerikāņu orbitālo lidojumu astronauta Džona Glenna.
Kreisajā pusē ir starpkontinentālās ballistiskās raķetes palaišana Atlas B. Labajā pusē ir Atlas D ar Mercury Friendship 7 un Džonu Glenu uz klāja. Foto: USAF \ NASA.
Džons Glens orbītā. Foto: NASA
Mākslinieka skatījums uz kosmosa kuģa Mercury lidojumu
Normana Larsena ūdens atgrūdošā formula bija tik veiksmīga, ka Convair dizaineri to izmantoja saviem mērķiem, apstrādājot personīgo automašīnu detaļas. Apzinoties iespējamos komerciālos panākumus, 1958. gadā Rocket Chemical Company sāka pārdot jauno vielu Sandjego vietējos veikalos. Un 1969. gadā uzņēmums tiek pārdēvēts, iegūstot tā laika svarīgākā piedāvājuma nosaukumu tā portfelī - WD-40. Mūsdienās brīnumsmēre tiek pārdota vairāk nekā pusē pasaules valstu un, iespējams, ir pazīstama gandrīz katram autobraucējam (un tikai spēcīgam uzņēmuma vadītājam). Un iespējamo lietošanas veidu un lietošanas ieteikumu klāstā vairs nav iespējams atšķirt mītu no realitātes: no sarūsējušo daļu tīrīšanas līdz suņu ekskrementu noņemšanai vai pat košļājamās gumijas noņemšanai no matiem.
Vintage iepakojums WD-40 un moderns
Starpplanētu stacijas un digitālā fotogrāfija
1992. gadā par NASA administratoru ieceltais Daniels Goldins (starp citu, šajā amatā strādājis trīs ASV prezidentu vadībā), aģentūras jauno principu iezīmēja trīs vienkāršos vārdos: "Ātrāk, labāk, lētāk."Šis princips radīja īpašus izaicinājumus misijas inženieriem (piemēram, starpplanētu misijās izmantoto digitālo CCD kameru miniaturizācija, nezaudējot iegūto attēlu zinātnisko vērtību).
Rezultātā NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas inženieris Ēriks Fosums ieviesa CMOS aktīvo pikseļu sensorus. Pats par sevi metāla oksīda pusvadītāju izmantošana līdz XX gadsimta deviņdesmitajiem gadiem nebija nekas jauns, tāpat kā teorētiskā iespēja izmantot to gaismas jutību kopā ar APS, taču Goldina praktiskā ieviešana radīja apvērsumu digitālās fotogrāfijas tirgū. Jaunie sensori bija potenciāli lētāki ražošanā, mazāk energoietilpīgi un piedāvāja lielākas iespējas kameru miniaturizācijai un attēlu apstrādei.
Aptina Imaging pirmais 10 megapikseļu CMOS sensors kompaktajām digitālajām kamerām. Aptina ir Photobit tehnoloģiju autortiesību īpašnieks. Attēls: Aptina Imaging
Fosums saprata, ka viņa attīstība būs pieprasīta uz Zemes. 1995. gadā viņš nodibināja Photobit un patentēja jaunu tehnoloģiju. Nākotnē Photobit vēsture ir iegādes un pārdēvēšanas vēsture, un rezultātā 2017. gadā CMOS matricas tiek izmantotas gandrīz visur – no mobilajiem telefoniem līdz auto kamerām un medicīnas ierīcēm. Vai vēlaties uzņemt selfiju? Tu esi tikai telpa!
CMOS sensori tiek izmantoti jūsu viedtālruņu kamerās...
... savos spoguļos ...
…auto atpakaļskata kameras…
…un pat medicīniskās kameras un endoskopi — un parasti visur, kur mazs izmērs un enerģijas patēriņš ir svarīgs
Starp citu, vārda "pikselis" lietojums pirmo reizi tika ierakstīts 1965. gadā Reaktīvās dzinējspēka laboratorijas inženiera Frederika Bilingslija darbā. Viņš izmantoja šo vārdu, lai aprakstītu minimālos attēlu elementus, kas saņemti no stacijām, kas nosūtītas uz Mēnesi un Marsu.
Marsa burbuļi zemes alū
Grūti iedomāties kaut ko zemiskāku par alus glāzi smagas dienas beigās. Starp citu, šis prieks nav pieejams astronautiem, kas atrodas orbītā, taču, iespējams, tā ir godīga cena par labāko mūsu planētas loga skatu zināmajā Visumā. Roberts Zubrins nav astronauts, bet gan amerikāņu inženieris, "Marsa biedrības" dibinātājs un, iespējams, viens no ievērojamākajiem zemiešu tūlītējas kaimiņu pasauļu kolonizācijas atbalstītājiem.
Ilgu laiku viņš strādāja pie koncepcijām par plāniem nogādāt cilvēkus uz Marsu un instrumentiem, kas ļaus nākamajiem kolonistiem saņemt daļu no nepieciešamajiem resursiem tieši no Sarkanās planētas atmosfēras: skābekli vai degvielu raķešu dzinējiem un roveriem. Dažas no viņa komandas izstrādātajām tehnoloģijām ir atradušas pielietojumu uz Zemes - piemēram, naftas un dabasgāzes ieguvē. Taču Zubrinam nav svešs viss zemiskais – no "ikdienišķās" tehnoloģijas dzima vēl "ikdienišķāka".
Topošajiem Marsa kolonistiem būs jāizmanto planētas resursi, lai attīstītu koloniju. Attēls: NASA
Alus ražošanas laikā ogļskābā gāze veidojas dabiski, bet lielākā daļa brūvēšanas procesā tiek izkliedēta gaisā. Lielie ražotāji var atļauties uzstādīt diezgan dārgas sistēmas, kas uztver CO 2 turpmākai atkārtotai bagātināšanai. Mazās alus darītavas iegādājas papildu apjomu no trešo pušu piegādātājiem, kas galu galā palielina gala produkta izmaksas. Pēkšņi palīgā nāk tehnoloģijas, kas tiek izstrādātas topošajiem Marsa kolonistiem! Zubrina uzņēmums Pioneer Energy prezentē savai darbībai visai neparastu produktu - ogļskābās gāzes bagātināšanas sistēmu craft alus darītavām. Kompaktais komplekss uztver alus darīšanas laikā radušos CO 2 un, pēc ražotāja aprēķiniem, var uzglabāt aptuveni 5 tonnas ogļskābās gāzes mēnesī un ietaupīt līdz pat $15 000 gadā mazai alus darītavai.
CO2 amatniecības alus darītavas atjaunošanas sistēma. Foto: Pioneer Energy
2015. gadā Pioneer Energy saņēma desmitiem pasūtījumu jaunajai sistēmai. Tiek lēsts, ka potenciālais tirgus ir aptuveni 20 000 amatniecības alus darītavu visā pasaulē. Vai Baltkrievijā sastapsiet ar tuvās kosmosa tehnoloģiju palīdzību iegūtus burbuļus, zinātne diez vai zina. Bet, kā tas parasti notiek, kur ir jauna pieeja, kas samazina jūsu produkcijas izmaksas, ātri parādās citas tās pielietošanas iespējas un analogi, kas "nav zemāki par oriģinālu".
Apģērbi un kosmosa aksesuāri
Populāra interneta leģenda vēsta, ka astronautika ir radījusi rāvējslēdzējus, Velcro, sporta kedas un pat teflonu. Ne īsti. Mūsdienu rāvējslēdzēji tika patentēti jau 1913. gadā, bet Velcro – 1955. gadā, lai gan pēdējie patiešām sākotnēji tika izmantoti kā astronautu, akvalangistu un slēpotāju apģērba priekšmeti. Sporta apavi, protams, arī nav kosmosa laikmeta izgudrojums, taču amortizējošā zole kā mūsdienu kedu elements zemes iedzīvotāju ikdienā parādījās arī pateicoties Apollo misiju astronautu zābakiem. Neskatoties uz to, nozare ir devusi spēcīgu ieguldījumu materiālos, kas tiek izmantoti darba apģērbā un pat parasto cilvēku ikdienas dzīvē.
Pēdējos gados kosmosa industrija pasaulē ir strauji attīstījusies. Neskatoties uz daudzām problēmām, cilvēce katru gadu iegulda daudz naudas kosmosa izpētē. Valstis, kas to dara, var saskaitīt uz pirkstiem. Liela daļa pieder amerikāņu "NASA".
Apsveriet galvenās nākotnes tehnoloģijas kosmosa nozarē:
NASA zinātnieki smagi strādā pie nākotnes tehnoloģijām, kas ļaus cilvēcei ātri un lēti izpētīt kosmosu. Aģentūra 2017. gadā atlasīja astoņus nākotnes kosmosa tehnoloģiju priekšlikumus, kurus profesionāļi varēs izmantot nākamajos gados.
Saskaņā ar NASA II fāzes programmu visi priekšlikumi noteikti būs tiesīgi saņemt divu gadu finansējumu 500 000 USD apmērā. Līdzekļi tiks izmantoti koncepcijas sagatavošanai un prezentēšanai aģentūrai.
1. Pieejas augoša biotopa izveidei kosmosā
Ideja izveidot rotējošu korpusa moduli, kas radītu savu gravitāciju un nodrošinātu aizsardzību pret kosmiskajiem stariem. Šādu staciju pēc vajadzības var paplašināt kosmosā. Šādas interesantas koncepcijas ir novērotas daudzās zinātniskās fantastikas filmās.
2. Cilvēku biotopu popularizēšana uz Marsu
Šis ir Džona Bredforsa no Spaceworks Engineering projekts. Ir paredzēts izveidot modernu dzīvojamo sistēmu un nogādāt cilvēkus uz Marsu. Sistēma nogādās apkalpi stuporā, tas ir, zemas temperatūras un aktivitātes stāvoklī.
Šī novatoriskā relatīvistiskās kustības koncepcija. Tās autori apzinās, ka tā īstenošana būs problemātiska, taču tajā pašā laikā viņi strīdas par šo iespēju. Pateicoties tam, kuģis spēs sasniegt starpzvaigžņu ceļojumam nepieciešamo ātrumu.
4. Plazmas piedziņas attīstība
Vēl viens interesants projekts saistībā ar jaunas kosmosa diska būvniecību. Šoreiz tas būs plazmas piedziņa, kas paredzēta nelielam transportlīdzeklim, kas var brīvi pārvietoties telpā.
5. Jaunās satelītu sistēmas lidojuma demonstrēšana
Tas ietver divu īpaši vieglu lidmašīnu izmantošanu, kas savienotas ar plānu kabeli. Lidmašīnas, kas izmanto saules enerģiju un vēju, paceļoties augstu atmosfērā, var palikt gaisā ļoti ilgu laiku. Uz sāniem tiks novietoti instrumenti, kas veic dažādus uzdevumus, sākot no komunikācijas līdz zinātniskiem pētījumiem. Pēc veidotāju domām, šāds risinājums būs alternatīva satelītiem, turklāt daudz lētāks par tiem.
6. Magnetosfēras serdeņu uztveršana lidlaukā pilotējamiem lidojumiem un planētu dziļajām orbitālajām sistēmām
Šī sistēma izmantos dipola magnētisko lauku, kas satur magnetizētu plazmu. Mijiedarbības ar planētu atmosfēru rezultātā šāds lauks palēninās nosēšanās nesēju, padarot šo manevru daudz drošāku. Šī tehnoloģija ļauj arī palēnināt transportlīdzekļa ātrumu bez uzsilšanas, jo tas tiks aizsargāts ar plazmu. Magnētiskā barjera, kas aizsargā transportlīdzekli, var būt līdz 100 metriem diametrā.
7. Kriogēnā virsma
Tas ir īpašs pārklājums, kura biezums ir 10 milimetri, kas atstaro vairāk nekā 99,9 procentus no saules starojuma. Ja to novieto vienas astronomiskas vienības attālumā no Saules un Zemes, šāda apvalka iekšpusē būs pastāvīga temperatūra zem 50 Kelvina.
Tādējādi ir iespējams viegli transportēt, piemēram, šķidro skābekli uz Marsu. Pateicoties tam, planētas kolonizācija kļūs daudz vieglāka.
8. Diafragmas tālāka attīstība, precīzs ārkārtīgi liels atstarojošs teleskops.
Šis ir projekts, kas izveidots lieliem teleskopiem. Pēdējos gados šādu ierīču spoguļi uz Zemes bija jānovieto ārkārtīgi precīzi. Saliekot tiem bija jāiekļaujas bagāžas nodalījumā, un pēc tam tie tika izvietoti jau kosmosā, kas ir sarežģīta un riskanta darbība.
Šis projekts radīs apertūrai līdzīgus spoguļus, kas nozīmē, ka tie aizņems daudz vietas, lai tos varētu pārvietot uz lielu orbītu. Šīs struktūras jau būtu ideāli izveidotas kosmosā.
kosmosa miglāji
Abstrakts
Grāmatā parādīti dažādi veidi, kā radīt ķermeņu kustību, tas ir, mainīt objekta stāvokli gan telpā, gan laikā. Tiek aplūkoti aktīvās dzinējspēka ierīču darbības principi, kam nav nepieciešama reaktīvās masas izmešana ārpus transportlīdzekļa. Parādītas hronālā dzinējspēka radīšanas metodes, kas nodrošina kustības paātrinājumu vai palēninājumu laikā, tas ir, vielas daļiņu eksistences ātruma izmaiņas. Pirmo reizi tiek parādīts rezonanses apstākļu aprēķins četrdimensiju procesiem,
Grāmata paredzēta inženiertehniskajiem speciālistiem un plašam lasītāju lokam, kas interesējas par aviācijas un kosmosa piedziņas sistēmu projektēšanu jauna veida transportlīdzekļiem. Lasītājam tiek sniegta konstruktīva informācija eksperimentālai pārbaudei, jo sākotnējai informācijai par šo tēmu dažos gadījumos nav oficiāla uzticama apstiprinājuma.
Sūtiet savus komentārus un papildinājumus autoram.
Aleksandrs Vladimirovičs Frolovs
Priekšvārds
1. nodaļa Reaktīvais princips slēgtā sistēmā
2. nodaļa Spārns slēgtā plūsmā
3. nodaļa Magnusa efekts un Lorenca spēks
4. nodaļa Elektrokinētiskā dzinējspēks
5. nodaļa Ķermeņa līknes kustība
6. nodaļa Mainīga rādiusa žiroskops
7. nodaļa Ķermeņa svara kompensācija
8. nodaļa Inertioīdi
9. nodaļa Žiro Precesija
10. nodaļa GIBIP
11. nodaļa Korovina ētera peldošais aparāts
12. nodaļa Antigravitācija brīvās enerģijas ģeneratoros
13. nodaļa Pondemotora efekti
14. nodaļa Akadēmiķa Ignatjeva Ponderolets
15. nodaļa Elektriskā potenciāla lauka iekšējā struktūra
16. nodaļa Brūna efekts
17. nodaļa Frolova kondensators
18. nodaļa Aktīvās jaudas nanomateriāls
19. nodaļa Georgija Uspenska metode
20. nodaļa Kustība "iekšējo spēku" dēļ
21. nodaļa Gravimagnētiskais lauks
22. nodaļa "Laika" faktora izmantošana piedziņā
23. nodaļa Kozireva "laika blīvuma" viļņi
24. nodaļa Gravitācijas un elastīgie spriegumi
25. nodaļa Gareniskā viļņu struktūra
26. nodaļa Hronodinamika
27. nodaļa Hroniskais dzinējspēks
28. nodaļa Termogravitācija
29. nodaļa De Broglie matērijas viļņi
30. nodaļa Grebeņņikova gravitoplāns
31. nodaļa Formas efekts
32. nodaļa Telpas-Laika struktūra
33. nodaļa Hroniskā konstante
34. nodaļa Četru dimensiju rezonanse
35. nodaļa 4D hologramma
36. nodaļa Gaismas ātruma aprēķināšana
37. nodaļa Laika mašīna
38. nodaļa Teleportācijas jēdziens
Aleksandrs Vladimirovičs Frolovs
Jaunas kosmosa tehnoloģijas
Ir tikai viens patiess likums – tas, kas palīdz kļūt brīvam.
Ričards Bahs
"Kaija vārdā Džonatans Livingstons"
Priekšvārds
Kustība ir objekta stāvokļa maiņa, process, kas notiek gan telpā, gan laikā. Mēs pastāvam kustībā, pateicoties tam, ka atrodamies uz planētas virsmas, kas lido kosmosā ap Sauli un līdz ar to arī Galaktikā. No otras puses, katra materiālo objektu vielas daļiņa ir ēterisks dinamisks process, vairāk vai mazāk stabila ēteriskās vides virpuļplūsma. Tādējādi reālajā pasaulē nekas nestāv, visi objekti ir kustībā. Kustību pamanām kā atrašanās vietas maiņu vai citu matērijas pastāvēšanas procesa parametru maiņu. Kustības process nevar apstāties, kamēr pastāv matērija. No šī viedokļa mēs apsvērsim veidus, kā radīt dzinējspēku, kas iedarbojas uz ķermeni, neaizmirstot, ka visi materiālie objekti sastāv no mikrodaļiņām un atrodas uz mūsu planētas virsmas. Runājot par ķermeņu kustību, ir jāsaprot, ka šajā gadījumā tā vai citādi kustībā nonāk matērijas daļiņu komplekss, kas pastāv noteiktos apstākļos.
Kustības procesa praktiskais pielietojums ir pēc iespējas ātrāk pārvietot objektu, piemēram, pasažierus un kravu, no viena kosmosa punkta uz citu. Kustības process parasti notiek ar noteiktu ātrumu, taču, tāpat kā jebkurai citai parādībai, tam ir divi “ierobežojoši gadījumi”: vienā no tiem ķermenis momentāni maina savu atrašanās vietu telpā, bet otrajā – ķermenis momentāni maina savu pozīciju uz laika ass. Pirmais gadījums attiecas uz teleportāciju, bet otrais - uz pārvietošanos laikā, nemainot pozīciju telpā. Apskatīsim dažādus tehnoloģiju attīstības virzienus kustībai telpā un laikā, ieskaitot šos divus ierobežojošos gadījumus.
Parastās kustības metodes mums ir labi zināmas, galvenā ir reaktīvā. Gājējs tiek nogrūsts no atbalsta ar kājām, automašīna tiek atgrūsta no balsta, kad ritenis griežas, un tajā pašā laikā balsts tiek atgrūsts atpakaļ, un transportlīdzeklis saņem strūklas impulsu un virzās uz priekšu. Laivu var virzīt ar airiem, ūdens strūklu vai dzenskrūvi, spiežot ūdeni atpakaļ, radot strūklas efektu. Izmantojot šo metodi, tiek stingri ievērots mums visiem labi zināmais impulsa saglabāšanas likums: reaktīvās mijiedarbības rezultātā katrs no ķermeņiem saņem vienādu impulsu, kas ir vienāds ar masas un ātruma reizinājumu, katram no diviem mijiedarbojošiem ķermeņiem. Raķešu dzinējspēks, propelleru vai turboreaktīvo lidmašīnu un citas tehnoloģijas darbojas stingri saskaņā ar šo impulsa saglabāšanas likumu.
Lidmašīnas, piemēram, raķetes, paātrinājums ir atkarīgs no tā, cik daudz un ar kādu ātrumu degviela tiks izmesta caur raķetes sprauslu ārējā vidē. Ņemiet vērā, ka, lai radītu virzošo spēku, jebkurš strūklas aparāts tērē enerģiju, lai strūklas masai nodrošinātu paātrinātu kustību. Tajā pašā laikā degviela, kas nonāk ārējā vidē, palielina vides molekulu kinētisko enerģiju, galu galā paaugstinot vides temperatūru, sildot to. Šajā gadījumā mēs varam teikt, ka siltumenerģijas, vides molekulu kinētiskās enerģijas pieaugums ir līdzvērtīgs gaisa kuģa vai cita kustīga ķermeņa kinētiskās enerģijas palielināšanai, izmantojot strūklas principu. Tas parāda impulsa un enerģijas nezūdamības likumu.
Ir arī citas labi zināmas metodes, kas līdzīgas reaktīvajam principam. Šīs metodes darbojas arī stingri saskaņā ar impulsa saglabāšanas likumu, bet pretējā virzienā proti, samazinot vides siltumenerģiju. Piemēram, buru laiva netiek iekustināta kā laiva vai laiva: tā ar savu buru palēnina kustīgo vides (gaisa) plūsmu, kas maina (samazina) apkārtējās vides daļiņu plūsmas kinētisko enerģiju, lai palielinātu buru laivas ātrumu (kinētisko enerģiju).
Tā kā termins "reaktīvs" nozīmē "pretstats", principu, kas ir pretējs reaktīvajam, var saukt par "aktīvu", tas ir, "darbojas". Strūklas piedziņā spēks, kas iedarbojas uz transportlīdzekli, tiek radīts, reaģējot uz vides enerģijas palielināšanos. Reaktīvās piedziņas darbībai ir nepieciešams enerģijas avots. Aktīvajā piedziņā darba spēks tiek radīts, absorbējot apkārtējās vides enerģiju. Pateicoties šim īpašumam, aktīvi kustinātāji var kalpot kā enerģijas avoti darba laikā.
Nanotehnoloģiju nodaļā aplūkosim metodi, kas ļauj radīt dzinējspēku bez degvielas patēriņa, pateicoties īpašam nanomateriāla virsmas reljefam, kas nodrošina gaisa molekulu vai citas vides kinētiskās enerģijas izvēli. Šo materiālu sauc par "jaudīgi aktīvo materiālu". Vēja klātbūtnei šajā gadījumā nav nozīmes, jo apmēram 100 nanometru mērogā mēs varam teikt, ka "vienmēr ir vējš". Gaisa molekulas normālā atmosfēras spiedienā un istabas temperatūrā nejauši pārvietojas ar ātrumu 500 metri sekundē, bet katra no tām kustas taisnā līnijā, bez sadursmēm, tikai mazos savas trajektorijas posmos, aptuveni 50 - 100 nanometru garumā. Šo kustību var izmantot, ar moderno nanotehnoloģiju palīdzību izveidojot īpašu pasūtītu virsmas reljefu.