- 29,216
- 46
- 8 Ноя 2022
Концепт SPARK обещает полёты в плотной атмосфере Титана с минимальным вмешательством в хрупкую среду и максимумом научной выгоды.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1024/572;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Представьте небольшой шар, который бесшумно плывёт по пещере при температуре почти минус 180 градусов, не вращает винты и вообще не имеет движущихся частей. Именно таких летающих роботов предлагают отправлять в труднодоступные районы Титана, крупнейшего спутника Сатурна. NASA выделило проекту SPARK финансирование в рамках программы перспективных разработок NIAC.
SPARK расшифровывается как Solid-state Propulsion for Autonomous Reconnaissance of Karst. Проект возглавляет Дэниел Дрю из Гавайского университета. Команда предлагает использовать небольшие аппараты легче окружающей атмосферы, которые смогут отделяться от более крупного посадочного модуля и самостоятельно залетать в пещеры, провалы и другие места, недоступные обычному роверу.
Главная необычная деталь SPARK связана не с формой аппарата, а с двигателями. Вместо пропеллеров разработчики хотят установить по корпусу электроаэродинамические двигатели, которые часто называют атмосферными ионными двигателями. Высокое напряжение ионизирует окружающий газ, электрическое поле ускоряет заряженные частицы, а столкновения с нейтральными молекулами создают поток воздуха и тягу. Механические лопасти, моторы и другие постоянно движущиеся детали такой системе не нужны.
На Земле подобная схема пока проигрывает обычным винтам по энергозатратам, но Титан создаёт для ионной тяги гораздо более удобные условия. Спутник обладает плотной атмосферой и слабой гравитацией. По расчётам команды SPARK, работа в атмосфере Титана может снизить энергетические затраты электроаэродинамической системы более чем в 100 раз по сравнению с земными условиями. Разработчики считают, что выигрыш окажется как минимум вдвое выше, чем у аппаратов с традиционными роторами.
Отсутствие винтов даёт ещё одно преимущество. Обычный дрон создаёт под собой мощный поток воздуха, который способен раздувать пыль и нарушать хрупкие отложения. Для исследовательского аппарата внутри пещеры подобный эффект нежелателен. Ионные двигатели позволяют маневрировать почти без сильного нисходящего потока, поэтому робот сможет приближаться к поверхности и изучать слои органического вещества, меньше вмешиваясь в окружающую среду. Твердотельная конструкция также избавляет инженеров от части проблем с приводами, смазкой и механикой при криогенных температурах Титана.
Титан считается одним из самых необычных миров Солнечной системы. На поверхности крупнейшего спутника Сатурна есть реки, озёра и моря, только вместо воды их наполняют жидкие метан и этан. Учёных особенно интересуют органические соединения и процессы, способные подсказать, как формировалась сложная химия, предшествовавшая появлению жизни. Возможные пещеры и карстовые структуры остаются практически недоступными для непосредственного изучения.
Пока SPARK существует только как ранняя исследовательская концепция. NASA выбрало проект для первой фазы NIAC продолжительностью девять месяцев. Каждый из 18 проектов программы 2026 года может получить до 175 тысяч долларов. За этот срок команда должна провести эксперименты, проверить работу электроаэродинамических двигателей в условиях, похожих на атмосферу Титана, построить численные модели и определить, как может выглядеть полноценный аппарат. NASA отдельно подчёркивает, что проекты NIAC не считаются утверждёнными космическими миссиями.
Инженеры также хотят проверить родственные применения технологии. Небольшие ионные двигатели можно использовать для удержания высотных аэростатов в нужном районе или для корректировки траектории аппаратов в атмосферах других планет, включая Венеру. Если первая фаза подтвердит жизнеспособность SPARK, разработчики смогут претендовать на следующий этап и создание более серьёзного прототипа.
У NASA уже есть гораздо более зрелый проект для Титана. Аппарат Dragonfly размером с автомобиль получит восемь роторов и ядерный источник энергии. Сейчас запуск Dragonfly запланирован не ранее 2028 года, а путешествие к Титану займёт около шести лет. SPARK в состав миссии не входит, и разработчики пока не знают, успеет ли технология пройти необходимые этапы развития достаточно быстро.
Даже если сферические роботы не полетят вместе с Dragonfly, идея показывает, насколько необычной может стать техника для исследования других миров. На Земле ионный летательный аппарат пока выглядит скорее лабораторным экспериментом. На Титане плотная атмосфера, низкая гравитация и экстремальный холод могут превратить слабые стороны технологии в преимущества и открыть для роботов места, куда не доберётся ни колёсный ровер, ни крупный вертолёт.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1024/572;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Представьте небольшой шар, который бесшумно плывёт по пещере при температуре почти минус 180 градусов, не вращает винты и вообще не имеет движущихся частей. Именно таких летающих роботов предлагают отправлять в труднодоступные районы Титана, крупнейшего спутника Сатурна. NASA выделило проекту SPARK финансирование в рамках программы перспективных разработок NIAC.
SPARK расшифровывается как Solid-state Propulsion for Autonomous Reconnaissance of Karst. Проект возглавляет Дэниел Дрю из Гавайского университета. Команда предлагает использовать небольшие аппараты легче окружающей атмосферы, которые смогут отделяться от более крупного посадочного модуля и самостоятельно залетать в пещеры, провалы и другие места, недоступные обычному роверу.
Главная необычная деталь SPARK связана не с формой аппарата, а с двигателями. Вместо пропеллеров разработчики хотят установить по корпусу электроаэродинамические двигатели, которые часто называют атмосферными ионными двигателями. Высокое напряжение ионизирует окружающий газ, электрическое поле ускоряет заряженные частицы, а столкновения с нейтральными молекулами создают поток воздуха и тягу. Механические лопасти, моторы и другие постоянно движущиеся детали такой системе не нужны.
На Земле подобная схема пока проигрывает обычным винтам по энергозатратам, но Титан создаёт для ионной тяги гораздо более удобные условия. Спутник обладает плотной атмосферой и слабой гравитацией. По расчётам команды SPARK, работа в атмосфере Титана может снизить энергетические затраты электроаэродинамической системы более чем в 100 раз по сравнению с земными условиями. Разработчики считают, что выигрыш окажется как минимум вдвое выше, чем у аппаратов с традиционными роторами.
Отсутствие винтов даёт ещё одно преимущество. Обычный дрон создаёт под собой мощный поток воздуха, который способен раздувать пыль и нарушать хрупкие отложения. Для исследовательского аппарата внутри пещеры подобный эффект нежелателен. Ионные двигатели позволяют маневрировать почти без сильного нисходящего потока, поэтому робот сможет приближаться к поверхности и изучать слои органического вещества, меньше вмешиваясь в окружающую среду. Твердотельная конструкция также избавляет инженеров от части проблем с приводами, смазкой и механикой при криогенных температурах Титана.
Титан считается одним из самых необычных миров Солнечной системы. На поверхности крупнейшего спутника Сатурна есть реки, озёра и моря, только вместо воды их наполняют жидкие метан и этан. Учёных особенно интересуют органические соединения и процессы, способные подсказать, как формировалась сложная химия, предшествовавшая появлению жизни. Возможные пещеры и карстовые структуры остаются практически недоступными для непосредственного изучения.
Пока SPARK существует только как ранняя исследовательская концепция. NASA выбрало проект для первой фазы NIAC продолжительностью девять месяцев. Каждый из 18 проектов программы 2026 года может получить до 175 тысяч долларов. За этот срок команда должна провести эксперименты, проверить работу электроаэродинамических двигателей в условиях, похожих на атмосферу Титана, построить численные модели и определить, как может выглядеть полноценный аппарат. NASA отдельно подчёркивает, что проекты NIAC не считаются утверждёнными космическими миссиями.
Инженеры также хотят проверить родственные применения технологии. Небольшие ионные двигатели можно использовать для удержания высотных аэростатов в нужном районе или для корректировки траектории аппаратов в атмосферах других планет, включая Венеру. Если первая фаза подтвердит жизнеспособность SPARK, разработчики смогут претендовать на следующий этап и создание более серьёзного прототипа.
У NASA уже есть гораздо более зрелый проект для Титана. Аппарат Dragonfly размером с автомобиль получит восемь роторов и ядерный источник энергии. Сейчас запуск Dragonfly запланирован не ранее 2028 года, а путешествие к Титану займёт около шести лет. SPARK в состав миссии не входит, и разработчики пока не знают, успеет ли технология пройти необходимые этапы развития достаточно быстро.
Даже если сферические роботы не полетят вместе с Dragonfly, идея показывает, насколько необычной может стать техника для исследования других миров. На Земле ионный летательный аппарат пока выглядит скорее лабораторным экспериментом. На Титане плотная атмосфера, низкая гравитация и экстремальный холод могут превратить слабые стороны технологии в преимущества и открыть для роботов места, куда не доберётся ни колёсный ровер, ни крупный вертолёт.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
