Китайские космонавты провёли испытания двигателя Стирлинга на космической станции
Китайские астронавты провели первое испытание термоэлектрического преобразователя Стирлинга на орбите. Экипаж миссии Shenzou-15 провел испытание на борту космической станции Tiangong-3, и это была первая успешная проверка данной технологии в космосе.
Двигатель Стирлинга преобразует тепло в электрическую энергию с помощью ряда магнитов, приводимых в движение поршнями. Поршни, приводимые в движение нагреваемым рабочим телом, толкают магниты вперед и назад через катушку проволоки, генерируя тем самым в ней электрический ток. Этот процесс известен как цикл Стирлинга, который является более эффективным, чем преобразование солнечной энергии в электричество с помощью солнечных панелей. Преобразователь Стирлинга также имеет небольшой вес, простую конструкцию, быстрый цикл запуска, незначительные вибрации и низкий уровень шума.
Все это делает технологию привлекательной для разработчиков космических аппаратов, которые рассматривают ее как средство обеспечения энергией космических аппаратов и космических баз. Использование преобразователей Стирлинга поможет уменьшить зависимость от солнечной энергии, которая ограничена эффективностью солнечных батарей и не всегда доступна. Например, в районе Южного полюса Луны, где многими агентствами планируется строительство лунных баз, лунная ночь длится четырнадцать земных суток.
Преобразователь энергии Стирлинга, испытанный в космосе, был разработан Ланьчжоуским институтом физики при Китайской академии космических технологий (CAST). Он был доставлен на борт космической станции экипажем "Шэньцзоу-15" и установлен в шкафу для оборудования в лабораторном модуле "Мэнтянь". В лабораторном модуле были проведены три эксперимента, в ходе которых преобразователь обеспечивал стабильное энергоснабжение. Во время испытаний были проверены ключевые моменты технологи, такие как герметизация зазоров и свободное движение поршней в условиях микрогравитации, осуществлялся контроль температуры.К сожалению, более подробной информации о полученных в ходе испытаний результатах пока нет.
В паре с ядерным реактором в качестве источника энергии, двигатели Стирлинга в будущем могут позволить астронавтам длительное пребывание на Луне и Марсе, дополняя энергию, получаемую от Солнца.
Китайское национальное космическое агентство (CNSA) в последние годы добилось значительного прогресса в разработке ракеты Long March 5 (CZ-5) и завершении строительства космической станции Tiangong-3. Вдобавок ко всему, Китай в 2021 году объявил о планах по отправке пилотируемых миссий на Марс к 2033 году, одновременно с планами НАСА.
США объявили о прорыве в термоядерной энергетике – реакция синтеза дала в 1,5 раза больше энергии, чем ушло на её запуск
Американские учёные из Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (LLNL) действительно смогли достичь термоядерного воспламенения — самоподдерживающейся реакции термоядерного синтеза, в ходе которой на выходе получается больше энергии, чем было потрачено на её запуск. Об этом сегодня официально сообщили Министерство энергетики США и Национальное управление по ядерной безопасности (NNSA), назвав это научным подвигом, к которому шли десятилетиями.
О результатах эксперимента рассказали в прямом эфире на сайте Министерства энергетики США, которому принадлежит лаборатория. В трансляции выступили министр энергетики Дженнифер Грэнхолм и её заместитель по ядерной безопасности Джилл Хруби.
О том, что специалисты National Ignition Facility (NIF) при Ливерморской лаборатории, смогли достичь реакции термоядерного синтеза с положительным выходом энергии, стало известно ещё на днях. Теперь же данные официально подтвердились: 5 декабря команда исследователей провела первый в истории эксперимент по управляемому термоядерному синтезу, в результате которого было произведено больше энергии, чем потрачено лазерной энергии для запуска реакции.
Часть установки, в которой была запущена реакция синтеза.
В рамках эксперимента самая мощная в мире лазерная установка, включающая 192 лазера, доставила до крошечной капсулы с топливом 2,05 МДж энергии, а в результате реакции учёные получили 3,15 МДж энергии. То есть на выходе оказалось более чем в полтора раза больше энергии, чем было затрачено.
Термоядерный синтез – это реакция, при которой два лёгких атомных ядра объединяются в одно более тяжелое, при этом генерируя большой объём энергии. То же самое происходит внутри звёзд. Американские учёные ещё в 60-е годы прошлого века предположили, что для запуска реакции синтеза можно использовать лазеры, с помощью которых получится создать огромное давление и температуру, необходимые для запуска реакции. Этот метод был назван управляемым термоядерным синтезом с инерционным удержанием, и спустя множество десятилетий работы его удалось воплотить в лабораторных условиях.
Хольраум с топливом.
Чтобы выполнить термоядерное зажигание, капсулу с топливом поместили в хольраум – крошечную камеру, стенки которой превращают лазерное излучение в рентгеновские лучи. Эти лучи сжимают топливо до тех пор, пока оно не взорвётся, создавая плазму с крайне высокими температурой и давлением.
Визуализация облучения топлива лазерными лучами, которые преобразуются в рентгеновские для запуска синтеза.
В рамках многолетних исследований в LLNL была построена серия все более мощных лазерных систем, что привело к созданию NIF – крупнейшей и самой мощной лазерной системы в мире. NIF имеет размер спортивного стадиона и использует мощные лазерные лучи для создания температур и давлений, подобных тем, которые возникают в ядрах звезд и планет-гигантов.
Конечно, до момента, когда термоядерная энергетика станет обыденностью, пройдёт ещё немало времени, и для этого потребуется провести ещё массу исследований. Тем не менее, значимость первого удачного эксперимента по термоядерному воспламенению огромна — возможно, в итоге он станет отправной точкой в революции в мировой энергетике. Термоядерная энергия может стать альтернативой как обычным атомным электростанциям, работающим наоборот за счёт расщепления атомов, так и углеводородному топливу и избавить людей от вредных выбросов в атмосферу.
«Это знаменательное достижение для исследователей и сотрудников NIF, которые посвятили свою карьеру тому, чтобы термоядерное зажигание стало реальностью, и эта веха, несомненно, повлечет за собой ещё больше открытий, — сказала министр энергетики США Дженнифер М. Грэнхольм (Jennifer M. Granholm). Его также поддержал директор LLNL доктор Ким Будил (Kim Budil): «Термоядерное воспламенение в лаборатории — одна из самых значительных научных задач, когда-либо решаемых человечеством, и ее достижение — это триумф науки, техники и, прежде всего, людей».
Вместо привычного нам цилиндра в этой паровой машине была сфера. Полая сфера, внутри которой все и происходило.
В сфере вращался и колебался диск, на каждой из сторон которого "перекидывались" туда-сюда четвертинки шара. Как видите, на словах это объяснить невозможно, поэтому гифка:
Красные стрелки — подача свежего пара, синие — выпуск отработанного.
Валы размещались под углом 135 градусов друг к другу. Пар через отверстие в четвертинке поступал под прижатую к диску плоскость, расширялся (производя полезную работу) и после поворота четвертинки выходил через то же отверстие. Четверти, таким образом, выполняли функции клапанов подачи/удаления пара. Болтающийся диск делал то, что в обычной паровой машине делает поршень. А кривошипно-шатунного механизма не было вовсе, потому не надо было преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное. Главный узел:
Пока по одну сторону четвертинки происходил рабочий ход (расширение пара), по другую ее сторону производился холостой ход (выпуск отработанного пара). По ту сторону диска происходило то же самое со сдвигом по фазе на 90 градусов. Из-за взаимного положения четвертинок диску придавалось вращение и колебания.
По сути, это была карданная передача с внутренним источником энергии. Зеленый диск-крестовина карданной передачи совершает такие же вращательно-колебательные движения:
Вращение передавалось на два вала, выходящие из мотора. Снимать энергию можно было с обоих, но на практике, судя по рисункам, для привода использовали один.
Как отмечал французский журнал "La Nature" 1884-го года, сферический двигатель допускал повышенные по сравнению с поршневыми собратьями скорости вращения и, следовательно, хорошо подходил в качестве привода электрогенератора. Двигатель обладал низкими уровнями шума и вибрации и был очень компактен. Мотор с внутренним диаметром шара 10 см и частотой вращения 500 об/мин при давлении пара 3 атм выдавал 1 лошадиную силу, при 8,5 атм — 2,5 л.с. Самая же большая модель диаметром 63 см обладала мощностью в 624 "лошадки".
Но. Сферический мотор был сложен в изготовлении, требовал больших расходов пара. Он выпускался и некоторое время реально эксплуатировался в качестве привода генераторов в британском флоте и на железных дорогах Great Eastern Railway (устанавливался на паровой котел и служил для электроосвещения вагонов). Однако из-за указанных недостатков не прижился.
"Маск получил разрешение на вживление чипа в человеческий мозг"
Мы рады сообщить, что получили одобрение FDA на запуск нашего первого клинического исследования на людях!
Это результат невероятной работы команды Neuralink в тесном сотрудничестве с FDA и представляет собой важный первый шаг, который однажды позволит нашей технологии помочь многим людям.
Набор еще не открыт для нашего клинического испытания. Мы объявим больше информации об этом в ближайшее время!
Первое испытание капсулы Hyperloop с пассажирами прошло успешно.
Неподалеку от Лас-Вегаса компания Virgin Hyperloop провела первое в истории испытание вакуумного поезда Pegasus с людьми на борту. Во время теста в 500-метровом тоннеле поезд разогнался до 160 км/ч, а первыми его пассажирами стали технический директор и сооснователь Virgin Hyperloop Джош Гигель и глава отдела обслуживания пассажиров Сара Лучиан.
Ранее компания провела более 400 тестов Pegasus на треке под названием DevLoop (диаметр трубопровода составляет 3,3 м), однако все они происходили без пассажиров. Если верить Википедии, то максимальная достигнутая скорость на этих испытаниях составила 387 км/ч. В Virgin Hyperloop отметили, что Pegasus — это уменьшенная версия того, что в итоге должно стать полноразмерной капсулой с вместительностью до 23 пассажиров.
Hyperloop One была основана Шервином Пишеваром в 2014 году. Позже его сменил на посту главы совета директоров Ричард Брэнсон и компания стала называться Virgin Hyperloop One. Так же существует, как минимум, ещё одна компания взявшаяся за реализацию идеи Hyperloop - HyperloopTT.
Сам же изобретатель концепции, Илон Маск пока поначалу вообще не собирался ей заниматься. Но в январе 2015 года он заявил на Техасском транспортном форуме, что собирается построить пробную трассу Hyperloop длиной 8 км. В июне того же года SpaceX объявила конкурс на дизайн пассажирской капсулы Hyperloop pod competition. В настоящий момент у Маска есть разрешение на строительство полноценной трассы Hyperloop длинной примерно 16,58 км, от окраины Балтимора до территории Ганновер (штат Мэриленд). Прокладкой тоннеля займётся Boring Company. Несмотря на то, что Tesla и SpaceX совместно разработали пассажирскую капсулу, в последнем 3-м этапе конкурса Hyperloop pod competition победу одержала команда из Мюнхена, сумевшая разогнать капсулу до 457 км/ч.
Отличный комментарий!