А шнек идет: разработан аппарат для исследования спутника Сатурна | Статьи
Российские ученые разработали планетоход для исследования спутника Сатурна Титана, потенциально пригодного для колонизации. Машина способна двигаться по воде, суше и болотистой местности. Вездеходность аппарата обеспечивает особый метод передвижения: два винта проталкивают его вперед без проскальзывания вне зависимости от свойств грунта. Планетоход обладает высокой проходимостью, согласны эксперты, однако указывают, что он подвержен износу. О колонизации говорить еще рано, но изучение Титана даст возможность найти иные формы жизни и понять, как зарождалась жизнь на Земле, добавили специалисты.
Закрутилось, завертелосьКрупнейший спутник Сатурна Титан ученые рассматривают как один из кандидатов на колонизацию. 15 лет назад автоматическая межпланетная станция «Кассини-Гюйгенс» зафиксировала на поверхности Титана озера и даже моря, заполненные жидкими углеводородами.
Это первый случай обнаружения подобных природных образований на космических телах.
Ученые из института № 6 «Аэрокосмический» МАИ разработали аппарат, подходящий для исследования Титана. У него особый способ передвижения, основанный на применении двух винтов, подобных тем, что вращаются внутри мясорубки. Аппарат похож на танк, только вместо гусениц винты. Благодаря такой технической задумке титаноход одинаково эффективно сможет передвигаться как по воде, так и по суше, а также по болотистой местности. Такая вездеходность актуальна для Титана, где есть водоемы из углеводородов, снегообразный железистый грунт, местами возможен лед.
«Аппарат планируется оснастить двумя параллельными друг другу винтами, так называемыми шнеками, — рассказала автор работы Элеонора Войцицкая. — Шнеки в отличие от винта мясорубки имеют более толстый стержень и менее выраженную винтовую линию. Они при вращении в одну сторону будут отталкиваться от поверхности и продвигать машину вперед и немного боком, зато не будет проскальзывания».
Ранее шнекоходы не разрабатывались для космических миссий, отметила доцент кафедры «Космические системы и ракетостроение» МАИ, руководитель работы Алена Моржухина.
«Помимо принципа передвижения титанохода необходимо рассмотреть расположение внутренней аппаратуры, в частности систем энергорегулирования и энергопитания, — отметила специалист. — Важно, чтобы аппарат раньше времени не выработал ресурс, так как технике придется работать на холодном Титане при температуре минус 170 °C. Многие приборы функционируют в четко определенных температурных границах. Для обеспечения их работы понадобятся системы терморегулирования, возможно, создание специальных контейнеров».
Лететь до Титана зонд будет около 10 лет. Чтобы сохранить возможность размещения на борту аппаратуры, необходим ряд так называемых гравитационных маневров. С их помощью зонд может приобретать ускорение от гравитационного поля планет и спутников, что позволит сэкономить на топливе и, следовательно, увеличить массу полезной нагрузки.
«Размер зонда будет задавать радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), — пояснила Элеонора Войцицкая. — В основе его работы лежит распад радиоактивного элемента, в процессе которого выделяется тепло. Оно преобразуется в электричество, которое питает шнекоход. Дело в том, что до Титана свет звезды нашей системы не достает, поэтому получать энергию от солнечных батарей будет невозможно. РИТЭГи крупные по габаритам, поэтому займут большую часть полезной нагрузки, ведь шнекоходы — очень энергозатратные механизмы. Размер такой батареи — около метра по всем измерениям. Таким образом, шнекоход будет иметь длину и высоту около полутора метров и метр в ширину».
Предназначение разрабатываемого аппарата — подробное изучение состава поверхности и атмосферы Титана, фотографирование местности, забор грунта. Предполагается, что информация со шнекохода будет передаваться орбитальному аппарату, а оттуда она пойдет на Землю. Это позволит не думать о том, как возвращать машину обратно..jpg)
Устройство шнекохода было изобретено еще в прошлом веке, однако распространения они не получили.
«Шнекоходы действительно обладают высокой проходимостью, в частности, по болотистой местности, они довольно плавучие. Кроме того, они маневренные — могут двигаться в любую сторону. Однако у них небольшая скорость передвижения, и винты при прохождении по твердому грунту ломаются. Больше подходят такие аппараты для передвижения по снегу или болотам, а также воде», — пояснил эксперт в области бронетанкового вооружения Сергей Суворов.
Вероятно, аппарат позволит более детально изучить процессы, которые привели к образованию Титана, предположил заведующий отделением исследований Луны и планет Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ Владислав Шевченко. Спутник Сатурна схож по своим характеристикам с молодой Землей, поэтому его изучение может стать ключом к пониманию того, что происходило на нашей планете.
При этом специалист считает, что колонизировать Титан вряд ли удастся.
«Сама химия и природа этой среды довольно агрессивны, и люди смогут находиться на открытом пространстве только в скафандрах, а жить лишь в закрытых помещениях, — сказал эксперт. — Мне кажется, основная задача исследования Титана — поиск внеземных форм жизни. Ведь некие первичные формы жизни находили на Земле даже в очень необычных условиях. Значит, могут быть и вне нашей планеты условия для существования неких примитивных форм жизни. Это важно для фундаментальной науки и даже прикладной».
Сейчас уже проработано несколько вариантов конструкции титанохода. В планах — определить расположение всех систем и источников питания.
Справка «Известий»Титан — крупнейший спутник Сатурна. Это единственное кроме Земли тело в Солнечной системе с доказанным стабильным существованием жидкости на поверхности и плотной атмосферой. Поэтому у Титана есть потенциал для колонизации. В этом плане он более привлекателен, чем Марс или Луна.
Бесплатный 3D файл Saturn Titan X-225 Нижняя пластина・План 3D-печати для скачивания・Cults
Проставка преднатяга Arrma 1/8 масштаба
Бесплатно
Лучшие файлы для 3D-принтеров в категории Игра
Шарнирное уплотнение (без опор)
Бесплатно
Fisher Price Drill Bits
Бесплатно
R/C Helicopter Rear Rotor Blade
Бесплатно
гибкая мушка — без поддержки
2,50 €
Bati-YOYO
City buildings: house, bank, university, police station, police station, harbor, hotel, church, town hall
1,07 €
Бивни: 3D-печатаемое пианино-трансформер!
Бесплатно
Ледяные воины — элитный отряд Имперских сил
11,03 €
Бестселлеры категории Игра
Красивая голубая собака
1,07 €
Фурион — принц демонов — ПРЕДУПРЕЖДЕН
5,99 €
Медведь Боб, первый из садистов Октахаунтед
8,88 €
Док-станция Nintendo Switch Crystal Dock — классическая и OLED-версия
3,07 €
Разрушители Cenobite Catafrac [PRE-SUPPORTED]
12,66 €
Рыцарские премьер-тела [ПРЕДВАРИТЕЛЬНО]
8,29 €
Японская облачная док-станция для Nintendo Switch — классическая и OLED-версия
3,07 €
Пухлый космический волшебник
6,50 €
Octopus 2.
03,74 €
ТЕЛА, ТОРСЫ, НОГИ В СИЛОВОЙ БРОНЕ 3-ГО ПОКОЛЕНИЯ
8,50 €
Articulated Bunny
2,80 €Летающий единорог
1,77 €
Тяжеловооруженный Тик Бой жестокости
12,53 €
КОСМИЧЕСКИЕ ЖУКИ НИКОЛЕТТИ
34 €
ПА-2
20 €
Арбалетное оружие Бэтмена / Печать на месте
2,50 €
💖 Вы хотите поддержать Cults?
Вам нравятся Cults и вы хотите помочь нам продолжить наш путь самостоятельно? Обратите внимание, что мы — маленькая команда из 3 человек, поэтому поддержать нас в поддержании деятельности и создании будущих разработок очень просто.
Вот 4 решения, доступные для всех:
РЕКЛАМА: Отключайте блокировщик баннеров AdBlock и кликайте на наши рекламные баннеры.
АФФИЛИАЦИЯ: Совершайте покупки онлайн, переходя по нашим партнерским ссылкам здесь Amazon.
ДОНАТЫ: Если хотите, то можно сделать пожертвование через Ko-Fi здесь 💜.
ПРИГЛАШЕНИЕ ДРУЗЕЙ: Приглашайте своих друзей, откройте для себя платформу и великолепные 3D-файлы, которыми делится сообщество!
Титан, спутник со знакомыми видами
Основные моменты
- Титан — единственное место в Солнечной системе, на поверхности которого есть жидкость, и единственный спутник с плотной атмосферой, что делает его заманчивым местом для поиска жизни.
- Его реки и озера состоят в основном из метана, а вода играет роль коренной породы.
- Миссия NASA Dragonfly, состоящая из небольшого винтокрылого аппарата, планируется запустить в 2027 году для исследования Титана.
Почему мы изучаем Титан
Титан — самый большой спутник Сатурна, размером почти с Марс, но это больше, чем просто спутник — это лаборатория жизни, не похожая ни на что, что мы видим на Земле. Как ни странно, Титан может быть самым похожим на Землю миром. Это единственное известное нам место, на поверхности которого есть жидкость, но в случае с Титаном это в основном метан, который наполняет моря, течет по рекам и даже падает с неба дождем. Там так холодно, что горы и долины вылеплены из водяного льда, твердого, как камень.
Но если бы люди отправились на Титан, нам не понадобились бы громоздкие скафандры, которые астронавты надевают для выхода в открытый космос. Это потому, что, несмотря на слабую гравитацию Луны, атмосферное давление у ее поверхности примерно на 60% выше, чем на Земле — это единственная луна в Солнечной системе со значительной атмосферой. Атмосфера в основном состоит из азота с небольшим количеством метана, но в верхних слоях атмосферы высокоэнергетические частицы и солнечное излучение расщепляют эти атомы на части.
Богатые углеродом соединения, называемые толинами, падают снегом из дымки на поверхность Луны, образуя огромные поля дюн на равнинах. Эти толины могут быть строительными блоками жизни, если возможно создать жизнь на основе жидкого метана и этана вместо воды. Если на Титане и есть жидкая вода, она должна быть погребена глубоко под холодной поверхностью, спрятана в ударных кратерах или извергнута странными ледяными вулканами. Поскольку основной поверхностной жидкостью там является метан, можно было бы ожидать, что любая жизнь, возникшая там, будет основана на метане, точно так же, как земная жизнь основана на воде.
Неясно, могут ли на Титане обитать какие-либо живые организмы, но жидкость на его поверхности делает его одним из самых многообещающих мест в Солнечной системе для поиска. Если там есть признаки жизни, это может стать ключом к пониманию того, какие ингредиенты необходимы для развития жизни и как она возникла на Земле.
Это могло бы сказать нам, должны ли мы ожидать, что любая жизнь, которую мы находим где-либо в космосе, будет похожа на Землю, или мы должны отказаться от всех ожиданий и быть открытыми для возможности жизни, значительно отличающейся от всего, что мы видели раньше.
Факты о Титане
Температура поверхности: -179 градусов по Цельсию (-290 градусов по Фаренгейту).5 AU
Диаметр: 5,149 километров (3200 миль)
Том : 71,6 млрд. Кубических километров (17,2 млрд. Кубических миль). м/с 2
Солнечный день: 382 Земные часы
Солнечный год: 29 Земные годы
Атмосфера: Очень плотная и туманная; в основном азот с небольшим количеством метана
Миссии на Титан
Из-за плотной атмосферы Титана чрезвычайно трудно изучать его издалека.
Для большинства наших телескопов он выглядит как размытый оранжевый шар. До того, как мы отправили первый космический корабль для близкого изучения Титана, эта непрозрачная дымка заставила многих астрономов поверить в то, что это самый большой спутник в Солнечной системе — титул, фактически принадлежащий спутнику Юпитера Ганимеду.
Первые три посещенных миссии — «Пионер-11» и «Вояджер-1» и «Вояджер-2» — не смогли проникнуть сквозь дымку, оставив поверхность Титана загадкой. Инфракрасный свет мог проникать сквозь атмосферу, поэтому на некоторых изображениях космического телескопа Хаббла были видны нечеткие области, которые были ярче или темнее, чем другие, но до миссии «Кассини» было не совсем ясно, что это за области.
Миссия Кассини вращалась вокруг Сатурна с 2004 по 2017 год, и за это время она дала нам почти всю имеющуюся у нас информацию о Титане. У него были инфракрасные и радиолокационные приборы, которые позволили ученым-планетологам увидеть всю поверхность огромной луны за 127 пролетов, а также на нем был установлен зонд «Гюйгенс».
«Кассини» сбросил «Гюйгенс» сквозь дымку на поверхность Титана, где он совершил самую дальнюю посадку космического корабля за всю историю. Он получил ценные атмосферные данные во время падения и отправил фотографии с поверхности Титана после приземления.
Теперь, когда мы знаем о метановых морях и химически сложной атмосфере Титана, НАСА готовится сделать еще один шаг в исследовании этой странной луны с помощью миссии Dragonfly, запуск которой запланирован на 2027 год. Dragonfly — это небольшой беспилотник, предназначенный для охвата большей территории. чем традиционный посадочный модуль или марсоход, совершая короткие полеты вокруг поверхности Титана. Его основные цели — выяснить, является ли Титан обитаемым или когда-либо был обитаемым, искать сложный химический состав и даже проверить, есть ли признаки того, что в этом туманном мире действительно есть жизнь.
Стрекоза над Титаном (концепт художника) Изображение: John Hopkins APLСтранный спутник Сатурна Титан немного похож на Землю, и ученые, возможно, наконец-то поймут, почему
Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем заработать партнерскую комиссию.
Вот как это работает.
Поверхность Титана, спутника Сатурна, немного похожа на Землю, и новое исследование наконец объясняет, почему.
Крупнейший спутник Сатурна Титан имеет несколько ландшафтов, очень похожих на Землю : озера и реки, лабиринты каньонов и мягкие песчаные дюны. Однако эти геологические образования на Титане состоят из совершенно разных материалов. Вместо воды по рекам течет жидкий метан , а вместо песка в дюны дует углеводород.
В течение многих лет ученые не могли понять, как образовались эти ландшафты, учитывая их неземной состав. Но теперь они определили очень правдоподобную теорию.
Поскольку предполагается, что отложения Титана состоят из твердых органических соединений, они должны быть намного более хрупкими, чем отложения на основе силикатов, найденные на Земле.
Таким образом, азотный ветер и жидкий метан должны превратить отложения Титана в мелкую пыль, которая не сможет поддерживать такие разнообразные структуры.
Связанные : Ослепительные виды показывают поверхность Титана, спутника Сатурна, как никогда раньше ветер и сезонные изменения могут помочь Титану
Исследователи изучили тип отложений, называемых ооидами, которые можно найти на Земле и которые имеют состав, аналогичный Титану.
Ооиды можно найти в тропических водах, где они образуют очень мелкие зерна. Эти зерна одновременно накапливают материал посредством химического осаждения и разрушаются в море. В результате они сохраняют постоянный размер.
Исследователи считают, что нечто подобное может происходить и на Титане.
«Мы предположили, что спекание, при котором соседние зерна сливаются в одно целое, может уравновесить истирание, когда зерна переносятся ветром», Лапотр говорится в заявлении (открывается в новой вкладке).
Затем команда проанализировала атмосферные данные с Титана, записанные во время миссии Cassini , чтобы определить, как эти отложения могли сформировать такие совершенно разные геологические образования, наблюдаемые вокруг планеты.
Исследователи обнаружили, что ветры были более распространены вокруг экватора Луны, что создавало оптимальные условия для развития дюн. В другом месте, однако, команда подозревает, что более слабые ветры позволили сформироваться более грубым зернам и, в свою очередь, более твердым осадочным породам. Оттуда ветер может разрушить более твердую породу до более тонких отложений, как это происходит на Земле.
Истории по теме:
Кроме того, поскольку известно, что Титан является единственным небесным телом в нашей Солнечной системе помимо Земли, имеющим сезонный цикл транспортировки жидкости, команда Лапотра затем выдвинула гипотезу, что движение жидкого метана, вероятно, способствует эрозии и также развитие отложений.
«Мы показываем, что на Титане — точно так же, как на Земле и на Марсе — у нас есть активный цикл осадконакопления, который может объяснить широтное распределение ландшафтов посредством эпизодической абразии и спекания, обусловленных сезонами Титана». — сказал Лапотр. «Очень увлекательно думать о том, что этот альтернативный мир так далеко существует, где вещи такие разные, но такие похожие».
Гипотеза была опубликована в Geophysical Research Letters 1 апреля. Следите за нами в Твиттере @Spacedotcom и в Facebook .
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Писатель Space.com Стефани Вальдек — космический ботаник-самоучка и фанат авиации, которая увлечена космическими полетами и астрономией.