Двигатель космический: Космические ядерные двигатели | Атомная энергия 2.0

Как это работает. Ракетный двигатель

Фото: Объединенная двигателестроительная корпорация

Полеты в космос, одно из самых вдохновляющих достижений человечества, невозможны без ракетного двигателя. С одной стороны, принцип его работы максимально прост, а с другой – всего несколько стран могут похвастаться ракетными двигателями собственного производства.

С момента старта Гагарина и по сей день все российские космонавты поднимаются с поверхности Земли двигателями РД-107/108. Серийное производство этих исключительно надежных двигателей продолжается на самарском предприятии Ростеха «ОДК-Кузнецов». Рассказываем о том, как устроен и работает космический двигатель-долгожитель РД-107/108.

 

Космически просто

И правда, объяснить принцип действия реактивных двигателей, к которым относятся и ракетные двигатели, можно даже ребенку. Для этого достаточно отпустить надутый воздушный шарик, который под влиянием выталкиваемого воздуха полетит в противоположном направлении. Движение и шарика, и ракеты происходит согласно третьему закону Ньютона: действию всегда есть равное и противоположное противодействие. Действие из ничего не возникает. Чтобы обеспечить действие, требуется энергия. В шарике это потенциальная энергия сжатого, в меру возможностей ваших легких, воздуха. Отличие ракеты заключается в том, что для выхода за пределы атмосферы требуется выбрасывать большие массы вещества с очень большой скоростью, что требует подвода огромного количества энергии. Это и делает ракетный двигатель.

Фото: Космический центр «Восточный» / Роскосмос

Самым распространенным типом двигателей для космических программ сегодня являются жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), в которых в качестве топлива используются жидкие горючее и окислитель. К этому типу относится и российский РД-107/108.

Жидкостные двигатели – на сегодняшний момент самые мощные и универсальные ракетные двигатели, с помощью которых совершается большинство полетов в космос. Они отличаются высоким удельным импульсом, то есть при меньшей массе израсходованного топлива создают большую тягу. Кроме того, ЖРД позволяют активно управлять уровнем тяги и могут использоваться много раз. При этом по сравнению с другими видами ракетных двигателей, например твердотопливными, они значительно сложнее и дороже, поэтому основная их сфера применения – космонавтика и обеспечение выведения орбитальных и межпланетных аппаратов.

 

Как работает жидкостный ракетный двигатель 

Чтобы получить полезное действие, достаточное для прорыва в космос, нужно получить большое количество энергии − эффективно сжечь большое количество топлива. Как известно, любой процесс горения представляет собой химическую реакцию окисления. И если на Земле для других видов тепловых двигателей в качестве окислителя можно использовать атмосферный кислород, то для ракетного двигателя, и тем более в космосе, окислитель и горючее надо иметь непосредственно на ракете, и лучше всего в максимально плотном и удобном для подачи жидком виде.  В РД-107/108 в качестве окислителя используется жидкий кислород, а в качестве горючего – керосин.

Фото: Объединенная двигателестроительная корпорация

В камере сгорания подаваемые специальными насосами в нужном количестве и с необходимым давлением окислитель и горючее смешиваются и сгорают. Горячие (с температурой в несколько тысяч градусов) продукты сгорания в конструкции особого профиля – сверхзвуковом сопле Лаваля – разгоняются до многократно сверхзвуковых скоростей и уходят в пространство. Если умножить сумму секундных расходов масс горючего и окислителя на скорость выхода продуктов сгорания из сопла, можно в первом приближении получить силу тяги двигателя. Так, в общих чертах, можно описать схему работы жидкостного ракетного двигателя. 

Устройство РД-107/108

Двигатель РД-107/108 состоит из четырех камер сгорания, турбонасосного агрегата, газогенератора, испарителя азота для наддува баков ракеты и комплекта агрегатов автоматики. Для управления полетом ракеты на двигателях имеются рулевые камеры: два на РД-107 и четыре на РД-108.

Несоизмеримые с возможностями существующих металлов температуры горения и продуктов сгорания, большое количество выделяемого тепла требуют охлаждения стенок камеры сгорания и сопла. В РД-107/108 эта инженерная задача решается двухстеночной конструкцией камеры сгорания и сопла и организацией охлаждения стенки со стороны горячего тракта подачей горючего (керосина) в камеру сгорания через межстеночные пространства.

Вторая особенность РД-107/108 − открытая схема сброса генераторного газа. Окислитель и горючее хранятся в отдельных баках и подаются в систему с помощью турбонасосного агрегата (ТНА). Для привода насосов горючего и окислителя используется турбина, в качестве рабочего тела для которой используется парогаз – продукт каталитического разложения пероксида водорода. Выхлопы турбины выбрасываются за срез сопла.  

Рекордсмен космоса

Разработка двигателей РД-107 и РД-108 проходила в 1954–1957 годах под руководством выдающегося конструктора Валентина Глушко. Двигатели предназначались для первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, модификация которой в 1957 году доставила в космос первый искусственный спутник Земли. В 1961 году двигатели обеспечили первый полет человека в космос. На протяжении более 60 лет российские ракеты «Союз» поднимаются в небо с помощью двигателей РД-107/108 и их модификаций. Серийное производство двигателей налажено на самарском заводе «ОДК-Кузнецов», входящем в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха.

Программа РД-107/108 продолжает развиваться, создаются новые модификации – всего разработано 18 вариантов для различных программ. Сегодня модификациями двигательных установок РД-107А/РД-108А оснащаются I и II ступени всех ракет-носителей среднего класса типа «Союз». Все пилотируемые и до 80% грузовых космических кораблей в России взлетают благодаря этим двигателям.

РД-107/108 уже поставил свой космический рекорд по долголетию. Конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но сегодня запас для совершенствования двигателя еще не исчерпан.

Космический двигатель-рекордсмен

Ровно 57 лет назад успешным полетом Юрия Гагарина была открыта эра космонавтики. Нашими инженерами и конструкторами были разработаны аппараты, которые смогли вырваться за пределы Земли и поднять человека в космическое пространство.

Некоторые образцы, которые создавались еще в 1960-х годах, до сих пор в строю и продолжают составлять основу отечественной пилотируемой космонавтики. Так, с момента старта Гагарина и по сей день, все космонавты поднимаются с поверхности Земли двигателями РД-107/108. Серийное производство этих исключительно надежных двигателей продолжается на самарском предприятии «Кузнецов».

Начало космического пути

Впрочем, «космическое» путешествие двигателей РД-107/РД-108 началось даже раньше 12 апреля 1961 года.

В 1954 году Центральному конструкторскому бюро №1 под руководством Сергея Королева были поручены работы по созданию межконтинентальной баллистической ракеты. К началу 1957 года ракета, получившая обозначение Р-7, была готова. Специально для установки на ракету в течение 1954–1957 годов были разработаны и новые двигатели РД-107 и РД-108.

Р-7 была жидкостной двухступенчатой ракетой. Первая ступень представляла собой четыре конических боковых блока длиной 19 метров и наибольшим диаметром три метра. На каждом блоке первой ступени были установлены двигатели РД-107. Они располагались симметрично вокруг центрального блока, второй ступени. Каждый двигатель имел шесть камер сгорания, две из которых использовались как рулевые.

В качестве двигателя второй ступени использовался РД-108, конструктивно основанный на РД-107. РД-108 отличался большим количеством рулевых камер и был способен работать дольше силовых установок блоков первой ступени. Запуск двигателей первой и второй ступени производился одновременно во время старта на Земле при помощи пирозажигательных устройств в каждой из 32 камер сгорания.

Конструкция Р-7 с двигателями РД-107/108 оказалась настолько удачной и надежной, что на ее основе было создано целое семейство ракет-носителей. Они подняли в космос первый искусственный спутник Земли, «Восток» Юрия Гагарина, отправили в полет межпланетные станции для изучения Луны и космического пространства. С помощью двигателей РД-107 и РД-108 и сегодня доставляют на орбиту российских космонавтов, американских астронавтов и космических туристов из разных стран.

Испытания на Земле

Серийное производство двигателей РД-107/108 было налажено ровно 60 лет назад в Самаре на заводе им. Фрунзе (ныне ПАО «Кузнецов»). Специалисты самарского ПАО «Кузнецов» сравнивают создание ракетного двигателя с рождением человека, ведь процесс его производства занимает практически девять месяцев.

После изготовления всех деталей и сборки, двигатель поступает на специальный стенд, где проходит испытания. Здесь он должен подтвердить свою уникальную статистическую надежность – 99,9%.

Двигатель крепят на специальном стенде и запускают. Силовая установка должна работать так, как будто уже выводит на орбиту транспортный корабль «Прогресс». За несколько минут она сжигает 12 тонн керосина и около 30 тонн жидкого кислорода. Во время огневых испытаний специалисты снимают главные параметры – расход топлива, тягу, параметры пульсации и вибрации. И только после этого он снова отправится в цех, где его опять разберут, детали промоют, консервируют и отправят для установки на ракету-носитель «Союз».

Испытания  двигателей РД-107 и РД-108 происходят на самом отдаленном обособленном подразделении завода «Кузнецов» – в поселке Винтай в 70 км от города. Выглядит испытательный стенд не совсем высокотехнологично, но его уникальность в другом. По словам сотрудников ОДК, советские строители заложили такой запас прочности, что стенд уже работает более полувека и может прослужить на благо космоса еще лет 50.

Алексей Иванов / ТРК «Звезда»

Двигатель-рекордсмен

С 1960 года РД-107/108 продолжает совершенствоваться, создаются новые модификации. К настоящему времени были проведены работы по модернизации базовых двигателей РД-107 для первой ступени (основные модернизации – двигатели 8Д74, 8Д728, 11Д511 и 14Д22) и двигателей РД-108 для второй ступени (основные модернизации – двигатели 8Д75, 8Д727, 11Д512 и 14Д21) – всего 18 модификаций для различных программ.

Двигатель РД-107/108 уже поставил свой космический рекорд по долголетию. Конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но еще сегодня им нет альтернативы во всем мире. В наши дни все космонавты, не только российские, добираются до МКС благодаря этим двигателям. Когда в 2011 году эксплуатация американских шаттлов прекратилась, «Союзы» с двигателями РД-107/108 остались единственным средством доставки на МКС астронавтов NASA и Европейского космического агентства.

Последний пилотируемый пуск состоялся совсем недавно, 21 марта, когда двигатели РД-107А/РД-108А обеспечили успешный запуск корабля «Союз МС-08». И сейчас на МКС работает очередной экипаж длительной экспедиции – космонавт Роскосмоса Олег Артемьев, астронавты NASA Эндрю Фойстел и Ричард Арнольд.

Всего же в течение прошлого года ракетные двигатели РД-107/108 производства ПАО «Кузнецов» обеспечили 14 запусков ракет-носителей типа «Союз».

Какие двигатели человек создаст для полетов в дальний космос

Через десять лет после удачного штурма космоса несколько стран затеяли чрезвычайно амбициозные проекты по его дальнейшему освоению. В 1971 году США запустили программу Space Shuttle, через пять лет СССР начал разработку системы «Энергия – Буран», а еще через шесть лет к гонке подключилась Великобритания с проектом HOTOL (Horizontal Take-Off and Landing).

Константин Предаченко

Многие  специалисты  считают именно английский проект самым революционным: если США и СССР развивали традиционные ракетные технологии, заложенные еще Вернером фон Брауном, то Великобритания решила создать принципиально новый воздушно-космический самолет. Самим аппаратом занималась British Aerospace, а уникальный воздушно-реактивный двигатель должна была разработать компания Rolls-Royce. Планировалось, что HOTOL будет взлетать с разгонной аэродромной тележки, двигатель начнет работать в воздушно-реактивном режиме (до высоты около 28 км), используя в качестве окислителя забортный воздух, после чего перейдет в режим классического ракетного жидкостного двигателя. Создание такого двигателя и сейчас задача почти фантастическая, что же говорить о восьмидесятых годах. Довольно скоро Rolls-Royce столкнулась с рядом трудностей, повлекших незапланированный рост затрат на исследовательские работы. В итоге British Aerospace решила отказаться от революционного двигателя и вступить в кооперацию с СССР, переименовав проект в Interim HOTOL. Аппарат планировали оснастить советскими ЖРД и запускать с модифицированного самолета Ан-225. Сотрудничество началось в 1991-м, однако в этом же году Советский Союз закончил свое существование, похоронив под своими обломками и совместный проект.

Три в одном

Не все были согласны с таким положением дел. После сворачивания работ над RB545 в 1989 году ведущий конструктор двигателя Алан Бонд забрал с собой двух инженеров Rolls-Royce и основал собственную компанию – Reaction Engines. Она сосредоточилась на создании гибридного двигателя SABRE (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine) и разработке других технологий для воплощения проекта космоплана Skylon. Многие эксперты считают, что проект SABRE способен перевернуть современную космонавтику и сделать возможным создание одноступенчатого космического аппарата. Он может работать на первом этапе полета как турбореактивный двигатель, в качестве окислителя забирая забортный воздух. На втором этапе – как прямоточный двигатель, а на третьем – как обычный ракетный двигатель, используя внутренний бортовой окислитель.

Идея одноступенчатого многоразового воздушно-космического аппарата (SSTO, Single Stage to Orbit) далеко не нова, но на пути ее воплощения стоит ряд препятствий – низкий уровень весовой отдачи конструкции и недостаточный удельный импульс существующих ракетных двигателей. Это взаимосвязанные параметры: повысив удельный импульс (который показывает, сколько секунд данный двигатель сможет создавать тягу в 1 Н, истратив при этом 1 кг топлива), вы можете получить ту же тягу с меньшим расходом топлива и окислителя, что позволяет сделать конструкцию большей массы. Однако существующие жидкостные ракетные двигатели имеют удельный импульс в вакууме порядка 400 с (рекорд для кислород-водородных КВД1 и RL-10 составляет 462 с, двигатели на экзотических компонентах – например, использующие водород-литий-фтор – позволяют получить на сотню больше, однако с ними столько проблем, что игра не стоит свеч).

Не ракета, не самолет

В то же время двигатели современных авиалайнеров имеют удельный импульс на порядок выше, приближаясь к цифре 6000 с, и даже «прожорливый» двигатель сверхзвукового Concorde имел удельный импульс всего в два раза ниже – 3000 с (почти в десять раз экономичней космической ракеты). Такая радикальная разница из-за иного принципа работы: воздушно-реактивный двигатель на каждую часть топлива использует 14 частей воздуха (если топливо – водород, то 30), а ракетному приходится черпать из баков все, что потом улетит в сопло.

Можно, конечно, использовать воздушно-реактивный двигатель на части траектории выведения, которая проходит сквозь плотные слои атмосферы, с его экономичностью и отсутствием необходимости в окислителе. Но не все так просто. Космическая ракета стремится пройти плотные слои атмосферы быстро, проткнув их на вертикальном участке траектории, а уже потом заваливая траекторию горизонтально. Аппарат с ВРД не может позволить себе такой роскоши – он должен максимально использовать бесплатный окислитель за бортом, потому его траектория пологая и долгое время проходит в плотных слоях атмосферы, с большой скоростью полета на этом участке. Все это время аппарат находится под воздействием скоростного напора набегающего потока, что требует упрочнения конструкции и повышения эффективности теплозащиты – и то и другое тянет за собой увеличение веса. Есть еще одна хитрость – возможность использовать подъемную силу крыла: если ракета с вертикальным стартом висит на тяге двигателей и при наборе высоты тяга должна быть больше ее веса, то крылатый аппарат с аэродинамическим качеством 5 для набора высоты должен иметь тягу всего лишь больше 1/5 веса. Однако крылья – это тоже дополнительный рост веса конструкции. Все это затягивается в тугой клубок противоречий, решить которые на современном технологическом уровне, получив преимущества над многоступенчатой системой, достаточно сложно.

Самый мощный холодильник в мире

Алан Бонд со своей командой столкнулся с теми же проблемами, что и его предшественники: среди всего множества существующих типов воздушно-реактивных двигателей нет универсала, каждый из них отличается разной эффективностью, каждый хорош в своем диапазоне скоростей, обладает своего рода узкой специализацией. Турбореактивный двигатель отлично работает в диапазоне от 0 до 3 М, но разгон с его помощью до больших скоростей затруднителен: воздух при торможении в воздухозаборнике нагревается так сильно, что дальнейшее сжатие его компрессором приводит к росту температуры до величин, выходящих за пределы термостойкости материалов камеры сгорания и турбины. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель и гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (последний отличается сверхзвуковым течением в камере сгорания) отлично работают на больших скоростях (Х-43А достиг 10 М), однако не работают на малых. Турборакетные двигатели обладают низким удельным импульсом и тяговооруженностью (они тяжелы для той тяги, что создают). В свое время большие надежды возлагали на двигатель со сжижением кислорода (LACE, Liquid Air Cycle Engine), в котором криогенное топливо идет через теплообменник, забирая тепло у набегающего потока до температуры сжижения воздуха, далее через сепаратор, где кислород отделяется от азота и подается в камеру сгорания. Однако такой двигатель тяжел, конструктивно сложен (прощай, надежность) и имеет повышенный расход топлива (водорода на охлаждение тратится больше, чем можно сжечь в камере сгорания с полученным жидким кислородом, а это потери удельного импульса). Впрочем, от LACE Алан Бонд решил позаимствовать идею охлаждать воздушный поток в теплообменнике.

В итоге инженеры пришли к необходимости комбинированной силовой установки из разных двигателей, в которой каждый работает на своем участке (например, для старта используется турбореактивный, для высокоскоростного разгона – прямоточный, для внеатмосферного полета – ракетный). Ракетный двигатель – необходимый компонент коктейля, остальные по вкусу, в разных комбинациях. Однако это порождает определенные проблемы: на всех режимах полета нужно везти мертвый груз в виде двигателя для другого участка траектории, растет аэродинамическое сопротивление из-за сопел неработающих двигателей. Альтернатива – гибридная силовая установка, которая сочетает в себе качества (и агрегаты) всех типов двигателя. Сопло ведь нужно всем? Так зачем тащить несколько, используем одно для всех. Воздухозаборник нужен всем, кроме ракетного? Используем один, а потом закроем заподлицо, чтобы сопротивления не создавал. В этом направлении и двигалась мировая конструкторская мысль (даже силовая установка самолета SR-71 Blackbird – гибрид турбореактивного и прямоточного двигателей, некоторые зенитные ракеты используют ракетно-прямоточный).

Очень быстрый гибрид

Двигатель компании Reaction Engines – SABRE – вполне подходит на роль ключевой технологии, с помощью которой можно разрубить гордиев узел противоречий и реализовать одноступенчатый воздушно-космический аппарат. Этот гибрид сочетает в себе качества турбореактивного (хотя турбину компрессора крутят не выхлопные газы, а горячий гелий в замкнутом цикле), прямоточного и ракетного двигателей и работает с достаточной эффективностью на всех участках траектории, от взлетной полосы до орбиты. Расчеты Reaction Engines показывают, что в случае применения ЖРД общий вес корабля и полезной нагрузки должен составлять 13% от стартового веса для вывода полезной нагрузки 15 т на низкую опорную орбиту. Двигатель SABRE позволяет при тех же условиях довести вес корабля с полезной нагрузкой до 22% – цифра вполне достижимая при современном уровне технологий.

SABRE, как и его предшественник RB545, – гибридный воздушно-реактивный двигатель с предохлаждением потока. Здесь, как и в LACE, за воздухозаборником стоит криогенный теплообменник, однако входящий поток не сжижается, всего лишь охлаждаясь до низких температур. Далее воздух с температурой порядка –140 °С (до этого он нагрелся при торможении свыше 1000 °С) поступает в простой турбокомпрессор из легких сплавов (низкая температура воздушного потока позволила облегчить его на три четверти по сравнению с компрессором турбореактивного  двигателя),  сжимающий газы до давления камеры сгорания, в которой газообразный воздух смешивается с жидким водородом. При выходе из плотных слоев атмосферы воздухозаборник запирается створками, а камера сгорания питается жидким кислородом из внутренних баков. Поскольку расход водорода на охлаждение больше, чем окислителя в полученном воздухе, избыток (2/3 потока, прошедшего теплообменник) дожигается во втором контуре, смешиваясь с той частью воздуха, которая не поступила в теплообменник.

Однако принципиальная схема по сравнению с RB545 несколько изменилась: добавилась промежуточная петля с жидким гелием – теперь водород охлаждает гелий, а гелий уже отбирает тепло у воздуха и, нагревшись, крутит турбину компрессора и насосов, после чего поступает на повторное охлаждение. Это позволило избежать проблем водородной хрупкости в температурно-напряженном теплообменнике воздухозаборника. Компоновка космического аппарата тоже изменилась: тонкое веретено корпуса оснащено треугольным крылом со слегка искривленными мотогондолами на его концах.

Запарились

История создания SABRE – это прежде всего история разработки и совершенствования теплообменника, поскольку все завязано на его характеристики. Он должен извлечь из воздуха до 400 МВт тепла, при этом иметь минимальный вес, малые габариты, малое гидравлическое сопротивление (чтобы обеспечить заданный расход хладагента без установки тяжелых насосов), работать в условиях громадного перепада температур и давлений, сохранив целостность на протяжении всего жизненного цикла аппарата, и быть технологичным в изготовлении. По словам Алана Бонда, современные промышленные теплообменники такой мощности имеют вес в 30 раз больше, чем допустимо для применения на борту одноступенчатого космического аппарата (18 т против 600 кг, заложенных в конструкцию SABRE). Ответ, как часто бывает, подсказала природа. Жабры рыб имеют разветвленную систему капилляров, в которых более тонкая сеть трубочек вливается в толстые сосуды. Это оказалось именно тем решением, которое позволяет снизить сопротивление току жидкости при достаточной площади теплообмена. Существующие теплообменники, как правило, имеют набор трубок равного диаметра, в новой же конструкции применяются изогнутые тонкостенные трубки диаметром 0,9 мм с толщиной стенок 30 нм из сплава Inсonel 718, которые соединяют основные трубопроводы большего диаметра. Для изготовления применяется пайка, а отверстия в основных трубопроводах прожигаются лазером. Был изготовлен опытный образец теплообменника, который поместили перед установленным на стенде реактивным двигателем Rolls-Royce Viper. Инженеры провели цикл наземных испытаний, в которых модуль прошел 200 рабочих циклов по 5 минут каждый – больше, чем за планируемый жизненный цикл аппарата Skylon.

При охлаждении воздуха до –140 °С неизбежно возникает проблема обледенения: весь пар (а при этой температуре уже не только пар, но и углекислый газ), который содержался в окружающем воздухе, превращается в лед. При первом пробном запуске теплообменник за считаные секунды покрылся сплошной коркой льда, который полностью забил все каналы для воздуха. По заявлению Reaction Engines, в настоящее время проблема решена, однако компания избегает даже малейших намеков на то, каким образом это удалось, ссылаясь на коммерческую тайну. Некоторое представление можно получить, посмотрев, как с обледенением справлялись в проекте RB545. Охлаждение потока там проводилось в две стадии: первый теплообменник охлаждал воздух до +10 °С, превращая почти весь пар в туман, а затем впрыск жидкого кислорода моментально снижал температуру потока до –50 °С. Вся оставшаяся влага (перед этим опционально стоял еще влагоуловитель) моментально превращалась в мелкодисперсные кристаллы льда, не намерзая на трубки теплообменника.

Поскольку двигатель обладает высокой термодинамической эффективностью, разработчики использовали простой и легкий осесимметричный воздухозаборник с двухскачковой системой торможения воздушного потока с повышением его давления до 1,3 бара. Альтернативой был вариант с плоским клином сжатия, представленный на эскизах HOTOL. Он обладает большей эффективностью (большее число косых скачков уплотнения минимизирует потери полного давления на входе), однако при изменении числа Маха необходимо регулировать углы наклона множества поверхностей, чтобы все скачки сошлись в одну точку. Эта механизация с шарнирами и приводами тянет за собой дополнительный вес. В осесимметричном двухскачковом воздухозаборнике задача решается только перемещением конуса взад-вперед.

Клин клином

Сопло двигателя тоже высокотехнологичный агрегат, имеющий отличия от классического колокола сопла Лаваля, применяющегося на современных жидкостных реактивных двигателях. Существенной проблемой одноступенчатых аппаратов является изменение давления на срезе сопла: оптимизированное под вакуум сопло не даст той тяги в атмосфере, и наоборот. В результате весь участок разгона сопло будет работать то с недорасширением, то с перерасширением, что приведет к падению удельного импульса. В многоступенчатых аппаратах можно оптимизировать сопло каждой ступени под давление на участке ее работы (оно тоже варьируется, но не в таком широком диапазоне). В одноступенчатых нужно или применять сопло изменяемой геометрии (а это дополнительный вес механизмов и приводов), или мириться с потерей эффективности. Решить эту проблему позволяют двигатели с высотной компенсацией, в которых расширяющийся сверхзвуковой поток газа только с одной стороны ограничен стенкой сопла, с другой же – внешняя среда. К таковым относится клиновоздушный ракетный двигатель (aerospike engine, применялся в американском проекте Х-33) и expansion-deflection nozzle – именно такой тип сопла разрабатывается в рамках научно-исследовательских программ STERN и STRICT для SABRE. Этот тип сопла имеет такой же колокол, как и у сопла Лаваля (правда, короче и другой геометрии), с центральным телом по оси, отклоняющим поток к стенкам колокола (по форме похоже на впускной клапан в цилиндре ДВС). За центральным телом остается не занятая выхлопными газами зона, позволяющая компенсировать влияние давления окружающей среды.

Одни проблемы

И это далеко не все сложности. Перед инженерами Reaction Engines стоит ряд других задач: создание систем охлаждения камеры сгорания (на атмосферном участке полета предлагается охлаждать воздухом, пропущенным через рубашку, вне атмосферы – жидким кислородом), отработка сопел системы орбитального маневрирования, промежуточного теплообменника между водородом и гелием (предлагается использовать керамическую матрицу), турбины для жидкого гелия (тут планируется применять оригинальную систему с рабочими колесами противоположного направления вращения) и решение аэродинамических проблем с конструкцией самого космолета.

Все эти работы выполняются в основном на деньги частных инвесторов с минимальным привлечением бюджетного финансирования. При этом сложность возникающих проблем превышает возможности современного компьютерного моделирования, и многое приходится решать экспериментом на натурных стендах (так, для отработки геометрии сопел планируется запуск суборбитальной ракеты, которая пройдет атмосферный участок с тем же числом Маха на заданной высоте, в планах и создание летательного аппарата для отработки компоновки мотогондолы). Еще недавно Алан Бонд говорил, что первый полет планируется в 2029 году, а сейчас называет уже 2024 год. И это будет самолет, который выведет на круговую орбиту 1300 кг. Успех этих работ может существенно снизить цену вывода груза на орбиту, сделать ближний космос столь же доступным, как Антарктика, а технологии двигателей с предохлаждением можно использовать и на Земле – для воздушных перевозок с гиперзвуковой скоростью.

Декабрь ушедшего года принес свежие новости: наряду с возводимым в Великобритании (Уэсткотт, графство Бакингемшир) испытательным стендом для двигателя SABRE Reaction Engines начала строительство еще одного стенда в США. Работы ведутся на средства гранта, выделенного DARPA. А это значит, что к финансированию подключился Пентагон. На стенде будет испытываться система предохлаждения перспективной силовой установки.

ВЗГЛЯД / Россия создает новые двигатели для перемещения в космосе :: Общество

29 сентября, четверг  |  Последнее обновление — 22:00  |  vz. ru Разделы Danil Shamkin/ZUMA/Global Look Press Украина рискует потерять российский транзит газа. Москва предупреждает, что введет санкции против украинского «Нафтогаза», если тот продолжит требовать в суде деньги у Газпрома за газ, который не был прокачан. Шансы, что это предупреждение подействует на украинскую компанию, невелики. Поэтому отключение украинского транзита становится вопросом времени. К чему это приведет? Подробности… У «Турецкого потока» досрочно отозвали экспортную лицензию Росавтодор заявил о решении ряда застарелых дорожных проблем в регионах Гривна полностью вышла из оборота в ЛНР Перейти в раздел… Александр Щербак/ТАСС Парламент России одобрил целый пакет поправок о социальной помощи мобилизованным согражданам. За ними сохраняется рабочее место, банки обязаны предоставить им «кредитные каникулы». Оставшиеся в тылу семьи военных освобождаются от уплаты штрафов по платежкам ЖКХ. Какие дополнительные меры помощи своим героям должно еще принять государство в ближайшее время? Подробности… Сенат США разрешил направить более 12 млрд долларов Украине дополнительно ЦБ продлил ограничения для физлиц по выводу денег за рубеж Польша внесла «Газпром экспорт» в санкционный список Перейти в раздел… The Presidential Office of Ukrai/Global Look Press Несмотря на колоссальные потери личного состава, ВСУ продолжают концентрировать живую силу и технику для наступления на территории, освобожденные Россией. Какие факторы вынуждают украинское командование к скорым атакам и на каких участках фронта они могут произойти? Подробности… Сотрудникам силовых структур прибавили зарплату Путин потребовал исправить все нарушения при частичной мобилизации Названа начальная стоимость внедорожника Aurus Komendant Перейти в раздел… Cover Images/Keystone Press Agency/Global Look Press Дональд Трамп допустил, что инциденты на «Северных потоках» могут привести к войне. Множатся и угрозы «обрушения всего ада» на Россию за якобы возможное применение ядерного оружия против Украины. На этом фоне в мире все чаще обсуждается вероятность полномасштабного конфликта между великими державами. Каковы шансы на то, что развитие геополитической ситуации пойдет по наихудшему для планеты сценарию? Подробности… Британские ученые доказали способность собак определять стресс у людей Путин указал Эрдогану на законность референдумов в Донбассе и двух областях Опубликованы фото со спутника утечки газа из «Северных потоков» Перейти в раздел… EPA/Andrey Korotov/ТАСС Напавший на ижевскую школу Артем Казанцев был одет в толстовку со свастикой. Убийца не сможет рассказать следователям о своих мотивах – во время штурма он покончил с собой. Но ответственность за трагедию взяло на себя сообщество, предположительно, связанное с Украиной. Насколько правдоподобна версия об украинском следе и какие меры необходимо принять для предотвращения таких трагедий? Подробности… Ядерный реактор Запорожской АЭС не поврежден в результате удара ВСУ В ДТП под Махачкалой погибли четыре человека При обстреле ВСУ колонны с беженцами в Харьковской области погибли 30 человек Перейти в раздел… Что будет после референдумов Геворг Мирзаян, доцент департамента политологии Финансового университета при Правительстве РФ Украина окончательно потеряла не только Донецкую и Луганскую области, но также Запорожскую и Херсонскую. Вопрос в том, как после этого будут вести себя участники конфликта на Украине. Подробности… Обсуждение: 12 комментариев Зачем США поджигают Иран Владимир Прохватилов, президент Академии реальной политики Бить женщин, даже еще до смерти – позор для любого мужчины, будь он трижды правоверный мусульманин. Но и закрывать глаза на подрывные ухищрения Америки бессмысленно. Подробности… Обсуждение: 7 комментариев Материнское сердце всегда дотянется до передовой Марина Хакимова-Гатцемайер, журналист Если у русского мужчины отношение к Родине как к матери, то у русской женщины отношение к Родине – как к ребенку. Подробности. .. Обсуждение: 5 комментариев Украинцев возмутило новогоднее обращение Зеленского По факту нападения на росгвардейцев на незаконной акции в Москве возбуждены новые дела Глава ВЦИОМ назвал россиян «тоскующими индивидуалистами» Перейти в раздел… Перейти в раздел… Оба газопровода «Северный поток» выведены из строя На газопроводах «Северный поток» и «Северный поток – 2» обнаружены три утечки газа. Европейские чиновники считают диверсию одной из наиболее вероятных причин повреждения. В Швеции сообщили о двух мощных взрывах в районах ЧП Подробности… В школе № 88 Ижевска неонацист застрелил 13 человек Утром в понедельник злоумышленник устроил стрельбу в школе № 88 в Ижевске, после чего покончил с собой. По данным СК, мужчина был одет в черную майку с нацистской символикой и балаклаву. По последним данным, погибли 13 человек, среди которых семь детей Подробности… На бывшей Украине проходят референдумы о вступлении в состав России В пятницу в Донецкой и Луганской народных республиках, а также на освобожденных территориях Херсонской и Запорожской областей начались референдумы о вступлении в состав России. Участники голосования уверены, что мир может принести только Россия. Голосование продлится по 27 сентября Подробности… Перейти в раздел… 21:02 собственная новость Центр реставрации книг решили создать в Кирове Перспективы создания на базе библиотеки имени А. И. Герцена регионального центра реставрации книг обсудила министр культуры России Ольга Любимова с главой Кировской области Александром Соколовым. Подробности… 20:39 собственная новость В Тверской области запланировали торжества в честь 350-летия Петра I Мероприятия в честь 350-летия со дня рождения Петра I в 2022 году вошли в перечень культурного развития Верхневолжья, сообщили в правительстве Тверской области, где рассмотрели реализацию национального проекта «Культура». Подробности… 19:30 собственная новость Названы сроки создания модельных библиотек в Ставрополье Модельные библиотеки откроют в Благодарненском, Георгиевском и Левокумском округах Ставрополья в 2022 году по нацпроекту «Культура», сообщила министр культуры края Татьяна Лихачева. Подробности… Перейти в раздел… На что больше похожа авария на морском газопроводе «Северный поток»? Диверсия Случайное внешнее воздействие Внутренняя неисправность Вы поддерживаете инициативу запретить в текущей ситуации выезд за границу гражданам призывного возраста? Да Нет Затрудняюсь ответить Среди ваших знакомых есть люди, получившие повестки в рамках объявленной частичной мобилизации? Да Нет Перейти в раздел… НОВОСТЬ ЧАСА:Путин потребовал исправить все нарушения при частичной мобилизации Какое место сегодня, спустя 61 год после запуска человека в космос, занимает Россия с точки зрения космических достижений? На фоне успехов Илона Маска может показаться, что уже не настолько значительное. Однако одна не замеченная новость последних дней доказывает обратное. О чем идет речь и какие преимущества это даст российским космическим спутникам? Сухая новость звучит так – российские ученые намерены к 2024 году завершить разработку безэлектродных плазменных ракетных двигателей (БПРД) для освоения космического пространства. Разработками занимается сразу несколько исследовательских групп, среди которых ГНЦ РФ ТРИНИТИ, ГНЦ «Центр Келдыша» и НИЦ «Курчатовский институт». Предполагается создание ионных и плазменных двигателей разной мощности, вплоть до 100 киловатт. Такие новости почему-то всегда проходят без внимания. Иное дело химические ракетные двигатели для ракет-носителей – грохот, мощь, считанные минуты работы на пути от Земли до космоса. А плазменные ракетные двигатели с их незначительной мощностью вообще не впечатляют. Да и вообще не совсем понятно, где они применяются и зачем? Однако для современных космических аппаратов выход в открытый космос – только самое начало работы. Даже так, до «места работы» еще придется добираться – в современном мире для уменьшения расходов на запуск космические аппараты запускают пакетами, по несколько штук за один старт. Причем такие пакеты могут достигать нескольких десятков спутников. Выводятся они при этом не в нужную точку, а на некую «среднюю» орбиту – иначе получается слишком много требуемых орбит. Поэтому каждый аппарат должен самостоятельно добраться до требуемой орбиты. И для этого как раз и нужны особые двигатели, эффективно и долго работающие в открытом космосе. Химические двигатели для работы в космосе неоптимальны. Во-первых, они слишком быстро расходуют топливо, да и масса топлива и самого двигателя достаточно велика. Во-вторых, их общее время работы обычно не превышает десятков минут. Наконец, использование несимметричного диметилгидразина (гептила) рядом с нежной электроникой требует дополнительной защиты, а это снова увеличение размеров и массы. Для работы на орбите большинство космических аппаратов использует электрические электростатические ракетные двигатели, ускорение частиц рабочего тела в которых осуществляется в электростатическом поле. Разберемся по порядку. Ракетными двигателями называются все реактивные двигатели, которые не используют ни энергию, ни рабочее тело из окружающей среды. А электрический ракетный двигатель – это двигатель, принцип работы которого основан на преобразовании электрической энергии в направленную кинетическую энергию частиц. Ну и частным случаем электрических двигателей являются электростатические двигатели. Их основной принцип работы в создании электростатического поля, которое и ускоряет движение частиц рабочего тела, создавая кинетическую энергию. Есть два основных вида таких двигателя – ионные и плазменные. Оба двигателя схожи по принципу работы – они используют рабочее тело (как правило, на основе ксенона), частицы которого разгоняются электрическим полем или в квазинейтральной плазме. Частицы ксенона при этом набирают очень высокий удельный импульс – до нескольких десятков километров в секунду. В чем особенность таких двигателей – они очень экономно расходуют рабочее тело. Их масса вместе с запасом рабочего тела составляет от 300 граммов до нескольких килограммов. При этом они могут работать сотни и тысячи часов, в отличие от химических двигателей. Да, при этом у них очень небольшая тяга, и на Земле такой двигатель просто нельзя было бы использовать. Но в космосе, когда не требуется быстрое ускорение, электростатические двигатели очень удобны. С их помощью можно достичь нужной орбиты, обеспечить точное позиционирование или даже набрать скорость для дальних межпланетных миссий. С межпланетными полетами лучше справляются ионные двигатели, у них гораздо выше удельный импульс. А плазменные двигатели отлично работают на космических аппаратах на орбите Земли. К слову, все спутники OneWeb используют плазменные двигатели производства ОКБ «Факел» – спутники выводятся пакетом, а чтобы занять свое место на орбите, им требуется использовать как раз подобные двигатели. Если плазменные двигатели уже работают и используются – зачем тогда создавать новые? Все дело в том, что технология электростатических ракетных двигателей постоянно совершенствуется. Двигатели создаются все более мощные, ведется работа над увеличением КПД, временем безаварийной работы, которое удалось поднять до нескольких тысяч часов. Создание же мощных двигателей позволит обеспечить движение космических аппаратов и более эффективное изменение орбиты. Как говорит заместитель начальника комплекса НИЦ «Курчатовский институт» Сергей Коробцев: «Обеспечивая длительное крейсирование в околоземном пространстве, мощные БПРД позволят разработать космические системы связи и управления, сделают возможным перехват космического мусора и астероидов, позволят организовать транспортные потоки между космическими объектами». В первую очередь это полезно для космических аппаратов двойного назначения. Работа спутников-инспекторов или спутников-перехватчиков может быть эффективной, только если космический аппарат обладает достаточными возможностями для смены орбиты, маневрирования в космосе и даже смены орбиты или сведения космического аппарата противника. Для таких аппаратов новые двигатели просто необходимы. Отдельно можно вспомнить и российский проект межпланетного ядерного буксира «Зевс» с ЯЭДУ – ядерной энергодвигательной установкой мегаваттного класса. Если упрощать, то суть «Зевса» в наличии на борту ядерного реактора для выделения тепла, генераторов для превращения тепловой энергии в электрическую и большого количества электрических электростатических ракетных двигателей, которые и являются движителями в этой конструкции. От их мощности и удельного импульса и будет зависеть эффективность всей системы. А это возможность в будущем совершать многократные полеты с орбиты Земли на Луну и обратно, создание марсианских и других межпланетных миссий. И это все обеспечивают те самые ионные и плазменные двигатели. Вот в итоге и получается, что за внешне незначительной новостью на самом деле стоят очень серьезные и нужные перспективы развития российской космонавтики. И что Россия не только самостоятельно создает и производит такие двигатели для космических аппаратов, но и постоянно усовершенствует их и во многом занимает лидерские позиции в мире. Новости СМИ2 Подписывайтесь на ВЗГЛЯД в

Новости СМИ2     Новости СМИ2   О газете  |  Вакансии  |  Реклама на сайте

Где производят двигатели для космических кораблей: специальный репортаж ОТВ

Общество

12 Апреля 2017, 22:32

Малая тяга к большому космосу: специалисты нижнесалдинского предприятия «НИИМАШ» более полувека создают двигатели для космических аппаратов. В их числе орбитальный комплекс «Мир», шаттл «Буран» и корабли «Союз».

Микрушка – так ласково инженеры-испытатели называют ракетный двигатель малой тяги. Он весит меньше трех килограммов, но, чтобы стать частью космического корабля, должен доказать свою сверхпрочность.

Игорь Дудин, инженер научно-испытательного комплекса НИИ машиностроения: «Будет проводиться огонь, для проведения огня нам нужно провести опрессовку. Другими словами, это испытание давлением для контроля герметичности изделия и камеры сгорания. Если у нас будет негерметична камера сгорания, мы даже не начнем испытания».

Во время опрессовки на этот с виду небольшой двигатель давят сразу 20 атмосфер. После его помещают в газо-инжекторную установку. Здесь испытатели в буквальном смысле дают «микрушке» жару.

Владислав Либанов, начальник научно-испытательного комплекса НИИ машиностроения: «Ну, вот вы видите на экране монитора запуск изделия. В случае если мы получаем соответствие техническим условиям на данное изделие, это изделие считается годным».

Валерий Спиридонов, начальник управления по подготовке и проведению испытаний НИИ машиностроения: «Нельзя с ними церемониться, почему? Потому что… Эти аппараты, в конце концов, отвечают за жизнь экипажа, который должен вернуться с орбиты, прежде всего, поэтому подход особый к этому всему».

Испытание огнем проводят в отдельном комплексе в 30 километрах от института машиностроения. Как ни странно, именно здесь начинается история «НИИМАШ». В 60-е тут не производили, а лишь испытывали ракетные двигатели, причем большой тяги:

«Вот этот вот двигатель – это первое изделие, которое было испытано. Ракетный двигатель на наших стендах, но двигатель был не наш».

Теперь это лишь музейный раритет, рассказывает главный конструктор Сергей Булдашев. С 1969 года в «НИИМАШ» начали выпускать двигатели малой тяги. У инженеров стояла задача создать агрегат, который годами сможет работать в космосе.

Сергей Булдашев, заместитель директора по научно-исследовательской работе, главный конструктор НИИ машиностроения: «Началось это восемь месяцев, десять, сейчас это доведено уже до 15 лет. 15 лет в космосе двигатель работает, без ремонта, без замены, без ничего».

Двигатели малой тяги помогают космическому кораблю маневрировать в открытом космосе. Ключевой элемент полета – стыковка: важно доставить новый экипаж на МКС. За все время работы институт машиностроения выпустил почти 16 тысяч микродвигателей, которые показали себя в космосе. Свердловские агрегаты установлены на кораблях «Союз», «Буран», они же регулируют положение МКС на орбите.

Сейчас производство в «НИИМАШ» на потоке. Есть и секретные проекты, поэтому вход во многие цеха закрыт. Журналистам согласились показать еще один испытательный блок.

Усиленная вибрация имитирует взлет ракеты, а ударный стенд – стыковку. В этом блоке работает старейший испытатель института Валентина Присташ. В свои 67 она ловко орудует отверткой, закрепляя болты на баке с ксеноном.

Валентина Присташ, испытатель специальных изделий НИИ машиностроения: «Космос и космическая отрасль, что значат… сроднились? Это наше будущее и детей, наших, внуков – вот это всё наше».

Люди – главная гордость института, считает руководство предприятия. В 60-е сюда приехали молодые инженеры со всего Союза, сегодня здесь работают целые династии. Новое поколение уже сегодня создает задел для дальнейших достижений. А вот будущее пилотируемой космонавтики. Сейчас этот двигатель проходит испытания. Такие установят на корабле «Федерация», который после 2020 года полетит в космос. Специалисты «НИИМАШ» также готовы взяться за проекты, которые пока кажутся фантастическими.

Полет человека к другим планетам – возможно, именно свердловские микродвигатели доставят летательный аппарат к орбите спутника Марса – Фобосу. Там, считают ученые, может зародиться жизнь.

Яна Юмакаева

Итоги недели: космический праздник в Екатеринбурге

15 Апреля 2017, 22:00

В историческом сквере Екатеринбурга отпраздновали День космонавтики

12 Апреля 2017, 22:38

Школьники Первоуральска присоединились к космической акции «Подними голову»

12 Апреля 2017, 21:16

Евгений Куйвашев поздравил свердловчан с Днём космонавтики

12 Апреля 2017, 12:23

«Чичерина» и «АлоэВера» выступят в Екатеринбурге в честь Дня космонавтики

10 Апреля 2017, 22:33

Вселенский масштаб: Екатеринбург стал центром дискуссий о космическом туризме

10 Апреля 2017, 18:45

Ближе к звёздам: уральские студенты узнали, кого берут в космонавты

10 Апреля 2017, 18:40

Города Свердловской области

10 Мая 2022, 00:00

Губернатор Свердловской области Евгений Куйвашев

10 Мая 2022, 00:00

Коронавирус в Свердловской области

08 Апреля 2022, 00:00

Редкие кадры

20 Ноября 2019, 00:00

Лазерный двигатель для космических кораблей

26. 06.2015 10:05

5496

Добавить в закладки

Сотрудники НИИ комплексных испытаний оптико-электронных приборов
при участии коллег из Института лазерной физики РАН и ФТИ им.
А.Ф. Иоффе, а также из Национальной аэрокосмической лаборатории
Японии, создали небольшую модель космического корабля, — весом
всего 200 г, — способного летать по лазерному лучу.

После анализа нескольких вариантов создания лазерного реактивного
двигателя (ЛРД), инженеры выбрали систему лазерной абляции, т.е.
удаления вещества с поверхности лазерным импульсом — при контакте
лазера с рабочим веществом это последнее испаряется и образует
плазму, а разогретая плазма на большой скорости вылетает через
сопло двигателя, что создает реактивную тягу. В качестве рабочего
тела наилучшим образом себя показал полиформальдегид (на втором
месте был поливинилхлорид).

Сами лазерные установки будут располагаться на Земле или на
орбите. В космосе лазеры будут получать энергию от солнечных
батарей. Ученые полагают, что такая система будет достаточно
надежной и долговечной. Впрочем, стоит помнить, что в космосе луч
хотя и распространяется без поглощения, но с увеличением
расстояния увеличивается его диаметр, что создает очевидную
проблему, учитывая конструкцию двигателя.

Исследования показывают, что лазерный реактивный двигатель имеет
гораздо больший КПД в сравнении с современными жидкостными и
твердотопливными системами, кроме того существенно сокращаются
затраты топлива.

Ведущий сотрудник проекта В. В. Степанов
рассказал, каким образом он и его коллеги обошли эту
проблему: «Мы придумали очень интересную конструкцию. В нашей
модели не одно, а два зеркала. Они нужны для того, чтобы корабль
мог лететь навстречу световому лучу. Это очень важно: лазерный
луч в такой конструкции не рассеивается на продуктах испарения
материала. Первое зеркало выглядит очень необычно: оно похоже на
гладко отполированный острый шпиль. Луч лазера падает на него и,
отражаясь, собирается на другом зеркале, которое надето на
широкую часть шпиля как обод на ступицу колеса. Это зеркало
концентрирует собранный свет в камере, в которой расположено
испаряемое вещество».

Разработчики считают, что такая система позволит не только
выводить летательные аппараты на околоземную орбиту, но и
совершать полеты по маршруту Земля-Луна и обратно. Эту же
технологию можно применить для дополнительного ускорения
сверхзвуковых летательных аппаратов, что позволит достичь
значения числа Маха до 10 и более. Вопрос остается за созданием
достаточно мощного лазера с достаточно тонким лучом.

«Для того, чтобы с помощью лазера выводить в космос аппараты, он
должен быть способен хотя бы полчаса давать стабильный луч
мощностью более 1 МВт. Сейчас такие лазеры разрабатываются. Кто
первым его сделает, тот и полетит в космос по лазерному лучу.
Задача осложняется тем, что подобные лазеры, тем более,
расположенные на околоземной орбите, представляют собой элемент
системы противоракетной обороны и их разработка подпадает под
действие соответствующих международных договоров», — сказал автор
исследования и руководитель проекта Юрий Резников.

космические полеты
лазерный двигатель
система лазерной абляции

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

Астрономы обнаружили уникальные неустойчивые галактики с рассогласованными дисками

18:30 / Астрономия

Международная конференция «Симуляционное обучение в медицине: опыт, развитие, инновации. РОСОМЕД — 2022» открылась в МГУ

18:30 / Здравоохранение, Медицина, Наука и общество

Исследование: первые челюстные позвоночные появились 439 миллионов лет

18:00 / Палеонтология

Запатентован новый способ диагностики меланомы

17:30 / Медицина

В предгорьях Северного Тянь-Шаня найдены стоянки эпохи верхнего палеолита

16:30 / Археология

Директор Института астрономии РАН Михаил Сачков: астроном — это романтик, который много знает

16:00 / Астрономия

Изобретение ученого Пермского Политеха повысит эффективность обработки титана и полимерных композитов

15:30 / Инженерия

Новосибирские студенты разработали диалоговую систему для видеоигр

14:37 / Новые технологии, Филология, Экономика

Восьмая Всероссийская премия «За верность науке»

14:30 / Наука и общество

«Нам надо работать вместе на общий результат». В МГУ имени М.В. Ломоносова обсудили сотрудничество между учеными в рамках Международной ассоциации академии наук

14:23 / Наука и общество, Экспертный разговор

Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008

04.03.2019

Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002

04.03.2019

Вспоминая Сергея Петровича Капицу

14.02.2017

Смотреть все

Скачать SpaceEngine – Space Engine

Старые версии SpaceEngine доступны бесплатно ниже. Нажмите здесь, чтобы просмотреть список изменений и улучшений, которые произошли между выпуском 0.9.8.0 и запуском платной версии Steam, и просмотрите старые сообщения в блоге в разделе «Новости» на веб-сайте, чтобы узнать больше о его разработке.

 
Примечание. Старые версии SpaceEngine не будут работать с драйвером Nvidia версии 436.02 или более поздней.

SpaceEngine 0.

9.8.0

исполняемый установщик (автоматическая установка) — 1 ГБ

Скачать с использованием бит -торрента (рекомендуется):

Торрент -файл

Прямая загрузка (медленнее):

Mirror 1 (SpaceNeengine)
Mirror 2 2 2 Mirror 1 (SpaceNeengine)
2 2

(Indie DB)
Зеркало 3 (Яндекс.Диск)
Зеркало 4 (Google Диск)

Лицензия

SpaceEngine — бесплатное программное обеспечение. Вы можете использовать его по своему усмотрению для некоммерческих только для цели. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, прочитайте полный текст лицензионного соглашения онлайн. Вы также можете найти автономную версию в папке установки SE: SpaceEngine\docs\LICENSE.txt

Системные требования

• Минимум

• • Двухъядерный 2 ГГц
  • 4 ГБ ОЗУ
  • Nvidia или AMD/ATI 1 ГБ видеопамяти*
  • OpenGL 3. 3
  • Windows XP

• Рекомендуется

• • Четырехъядерный 3 ГГц
  • 8 ГБ ОЗУ
  • Nvidia или AMD/ATI 2 ГБ видеопамяти*
  • OpenGL 3.3
  • Windows 7 или более поздняя версия

*Выделенная видеопамять

Установка

1) Загрузите программу установки, используя приведенные выше ссылки.
2) Запустите программу установки и следуйте ее инструкциям. Не объединяйте эту версию со старой!

Исправление 0.9.8.0e

Прямая загрузка — 107 МБ
Зеркало 1 (SpaceEngine)
Зеркало 2 (Яндекс диск)
Зеркало 3 (Гугл диск)

Установка Патча 0.9.8.0e

Распаковать архив в папку SE 0.9 и выбрать. «перезаписать файлы».

Копирование на другой ПК

SpaceEngine — переносное приложение. Вы можете просто скопировать всю папку SpaceEngine в другое место и запустить SpaceEngine. exe, расположенный в системной подпапке. Вы не должны копировать подпапку «cache», она будет создана автоматически.

Элементы управления

Прочтите файл docs/readme_eng.txt или щелкните здесь, чтобы получить руководство пользователя.

Устранение неполадок

Читайте форум по устранению неполадок и публикуйте там сообщения о новых ошибках.

Модификации и дополнения

Чтобы улучшить качество и уровень детализации планет и лун Солнечной системы, загрузите официальные дополнения, основанные на реальных данных межпланетных космических аппаратов.

SpaceEngine 0.9.7.1

Исполняемый установщик (автоматическая установка) — 850 МБ

Торрент -магнит Link

Зеркало 1 (инди DB)
Зеркало 2 (Google Drive)
зеркало 3 (диск Yandex)

Лицензия

SpaceNearn Is Sree Speckine. Вы можете использовать его по своему усмотрению только для некоммерческих целей. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, прочитайте полный текст лицензионного соглашения онлайн. Вы также можете найти автономную версию в папке установки SE: SpaceEngine\docs\license_eng.txt

Системные требования

• Минимум

• • Двухъядерный 2 ГГц
  • 2 ГБ ОЗУ
  • Nvidia или AMD/ATI 512 МБ
  • OpenGL 3.0
  • Windows XP

• Рекомендуемый

• • Четырехъядерный 3 ГГц
  • 4 ГБ ОЗУ
  • Nvidia или AMD/ATI 1024 МБ
  • OpenGL 3.0
  • Windows 7

Установка

1) Загрузите программу установки, используя приведенные выше ссылки.
2) Запустите программу установки и следуйте ее инструкциям. Не объединяйте эту версию со старой!

Основные обновления:

• 3D-вода: анимированные отражения воды, подводный туман
• Улучшенный генератор процедурной лунной системы
• Обломки кольца вокруг планет
• Новые формы рельефа: псевдореки, щитовые вулканы
• Музыкальный проигрыватель с плавным микшированием, контекстным переключением саундтреков, опциями повтора и другими возможностями
• 25 оригинальных саундтреков, созданных многими авторами
• Интеллектуальное смешивание текстур деталей местности
• Детализация текстур шума на поверхности планеты
• Новые типы миров с жизнью, улучшенная классификация форм жизни
• Множество улучшений с космическими кораблями
• Встроенный avi-видеорегистратор
• Быстрый многопоточный браузер Star: он использует все ядра ЦП для генерации систем и не снижает FPS
• Добавлены чешская, голландская, польская, португальская, румынская, словацкая, шведская и турецкая локализации
• Установщик дистрибутива SpaceEngine с автоматическим выбором локализации

Космические корабли:

• Поддержка текстур излучения
• Поддержка модульных моделей
• Обновлен диспетчер кораблей: возможность строить, переименовывать и уничтожать космические корабли, сортировка таблиц по любому столбцу
• Простая установка аддонов кораблей: просто скопируйте файлы в папку SpaceEngine, и новые корабли станут доступны в меню сборки Ships Manager
• Некоторые старые модели кораблей заменены на модульные модели
• Новые корабли «SS Basic», «SS Cargo», «SS Science», «Fire Dragonfly» и «Skylone»
• Вычисление элементов кеплеровской орбиты и визуализация кеплеровской орбиты корабля
• Физика атмосферного полета
• Панель управления космическим кораблем с кнопками автопилота
• HUD космического корабля (Head-Up Display) для атмосферного и космического режимов полета
• Корабли могут иметь главные двигатели, тормозные двигатели, двигатели парения и двигатели коррекции, которыми можно управлять отдельно
• Новая система управления кораблем: вращение мышью, изменение тяги главных и парящих двигателей колесиком мыши или с панели управления, клавиши WASD управляют только двигателями коррекции
• Дополнительные параметры в конфигурационном файле космического корабля (тяга двигателя, гипердвигатель, аэродинамика)
• Улучшенный автопилот: команды ориентации (Prograde, Retrograde и т. д.) и автоматический гиперпрыжок к выбранному телу
• Режимы Симуляция и Орбитальная физика для космических кораблей (незаконченный, переключать режимы на Панели управления космическим кораблем)
• Режим статической кеплеровской орбиты для искусственных спутников космических станций
• Улучшен эффект варп-пузыря

Астрономия:

• Улучшенная классификация жизни: новые типы форм жизни и биомов, различные типы миров для жизни, новые параметры сценария
• Пониженная плотность звездных остатков (черных дыр, нейтронных звезд и белых карликов)
• Обновленный каталог экзопланет
• Улучшен калькулятор звезд (вычисление необходимых параметров на основе некоторых параметров, заданных в скрипте)
• Новый параметр Msini (M*sin(i)) в планетарном скрипте — используется вместо Mass для экзопланет с известным только M*sin(i)
• Процедурная генерация наклонения орбиты в системе каталогов планет с неизвестным наклонением на основе планет с известным наклонением
• Вычисление фактической массы планеты на основе заданного M*sin(i) и сгенерированного наклонения орбиты
• Новые параметры в скрипте планеты — метод обнаружения, дата обнаружения и дата последнего обновления данных
• Новые строки в таблице информации о планетах — метод обнаружения, дата открытия и M*sin(i)
• Реализован формат «HH MM SS» или «DEG MM SS» для RA и Dec для галактик, звездных скоплений и туманностей
• Новые текстуры Весты, Меркурия и Сатурна и пейзаж
• Новые модели галактик и туманностей
• Повышенная турбулентность на облаках процедурных газовых гигантов

Интерфейс:

• Обновлен внешний вид таблиц GUI
• Обновлено меню настроек дисплея: параметры для переключения в полноэкранный режим, выбор разрешения полноэкранного и оконного режима, VSync, уровень анизотропии
• Переменная ширина столбца в таблице Star Browser
• Зеленый текст в браузере Солнечной системы указывает на то, что объект имеет жизнь или спутники с жизнью
• Обновлены локализации и добавлены новые
• Счетчик FPS включается или отключается с помощью консольной команды «FPS»
• Изменен цвет орбит, маркеров и надписей для карликовых планет и карликовых лун
• Справочная информация экранной клавиатуры в режиме редактирования
• Некоторые улучшения в редакторе планет

Элементы управления:

• Захват видео с графическим интерфейсом нажатием [Ctrl]+[F9]
• Ползунки в редакторе планет не прокручиваются колесиком мыши
• Кнопка закрытия в окне браузера солнечной системы
• FOV учитывается при выборе положения камеры за кораблем в Игровом режиме
• «Осмотреться», зажав среднюю кнопку мыши; при отпускании камера возвращается к исходному виду
• Меню настроек Improved Controls: привязка клавиш и оси мыши, независимые привязки для режимов управления планетарием и космическим кораблем

Двигатель:

• Атласы деталей рельефа местности объединены в один атлас
• Настраиваемые цветовые палитры для процедурных планет
• Автоматический расчет смещения модели корабля для точного центрирования
• Окно SpaceEngine сохраняет свой размер, положение и полноэкранное состояние в конфиге и восстанавливает их при следующем запуске
• Новая функция величины в режиме карты: легко найти тусклые звездные объекты
• Поддержка диффузных текстур RGBA для кораблей с попиксельной зеркальной силой в альфа-канале
• Поддержка цветных зеркальных текстур RGBA для кораблей с попиксельной силой отражения в альфа-канале
• Поддержка цветных эмиссионных текстур RGB для кораблей
• Экспериментальная поддержка логарифмического Z-буфера
• Текстура экрана выхода сохранена в папке конфигурации
• Файл stars120k. txt переименован в stars120k.cfg

Исправление ошибок:

• Исправлена ​​ошибка «плохие текстуры ландшафта» (неправильные индексы текстур детализации на процедурных планетах)
• Исправлена ​​ошибка с генерацией миров с жизнью только в нескольких звездных системах
• Исправлена ​​ошибка с настройкой «StarProcBifurcation false» в конфиге, отключающей процедурный бинарник и множественные звезды
• Исправлена ​​ошибка «скучных планет» и «пустынная земля с жизнью»
• Исправлена ​​слишком низкая и слишком большая высота облаков на некоторых планетах
• Исправлена ​​ошибка с невозможностью отключить VSync
• Исправлена ​​ошибка со счетчиком лун на вкладке «Общая информация» Wiki.
• Исправлена ​​ошибка с лунами со счетчиком жизней в информационной таблице планеты
• Исправлена ​​ошибка с некорректным счетчиком кратности звезд
• Исправлены ошибки с ближайшим звездным искателем (в звездных скоплениях и галактическом гало)
• В режиме карты Звездный браузер выполняет поиск вокруг центра карты, а не вокруг текущего положения камеры
• Убрана двойная косая черта в сообщении «Сохранение скриншотов//scrxxxx. xxx»
• Удален дубликат Фомальгаута
• Удалено название «Fomalhaut B» звезды TW PsA/Gliese 879
• Исправлены некоторые другие ошибки в каталогах
• Исправлена ​​неправильная светимость (0,9) Солнца в информационной таблице и в Wiki
• Исправлены артефакты при растяжении окна на большом или дополнительном мониторе
• Исправлены ошибки с проекцией «рыбий глаз»
• Исправлены различные ошибки в Star Browser
• Исправлено замедление рендеринга после использования Star Browser 9.0048
• Исправлен сбой в меню поиска по имени при вводе имени несуществующей звезды в звездном скоплении
• Исправлена ​​неправильная информация об осевом наклоне Земли и других планет, вращающихся вокруг барицентра
• Исправлен неверный параметр наклона при экспорте сценария планетарной системы
• Исправлена ​​абсолютная величина кометы Галлея
• Исправлен сбой при включении отрисовки траектории космического корабля
• Исправлена ​​ошибка, из-за которой «Теплый ледяной мир» печатался как «Теплый ледяной гигант».
• Меню настроек элементов управления и контекстное меню правой кнопки мыши правильно изменяют локализацию
• Исправлена ​​опечатка в метках координатной сетки
• Исправлена ​​неправильная ориентация камеры при запуске, если последним привязанным объектом был космический корабль
• Исправлены некоторые проблемы с кэшем VRAM (мигающие звезды и т. д.)
• Исправлен музыкальный проигрыватель
• Исправлена ​​небольшая размытость шрифта и графического интерфейса
• Исправлены проблемы с ориентацией галактик
• Восстановлена ​​выпуклость облаков
• Исправлена ​​ошибка отсутствия циклонов на газовых гигантах
• Исправлена ​​асинхронная загрузка шейдеров
• Исправлена ​​ошибка с отрисовкой черной точки над звездой в режиме «Точки»
• Исправлена ​​ошибка с ярко-синими полосами в хвосте испаряющейся планеты
• Исправлено появление неправильных текстур на планетах при загрузке/генерации
• Исправлена ​​ошибка с неправильным позиционированием камеры относительно корабля во время гиперпрыжка
• Исправлена ​​невозможность выбора лун внутри тени планеты
• Исправлен разрыв в освещении карты нормалей на моделях кораблей

Космический двигатель (видеоигра) — TV Tropes

http://tvtropes. org/pmwiki/pmwiki.php/videogame/spaceengine

Следующий

Перейти к

Придает совершенно новый смысл «потерянным в космосе».

«Космический двигатель» — это реалистичная виртуальная вселенная, которую вы можете исследовать на своем компьютере. Вы можете путешествовать от звезды к звезде, от галактики к галактике, приземляясь на любую планету, луну или астероид с возможностью исследовать его инопланетный ландшафт. изменяйте скорость времени и наблюдайте за любыми небесными явлениями, какие вам заблагорассудится.Все переходы полностью бесшовные, и эта виртуальная вселенная имеет размер в миллиарды световых лет в поперечнике и содержит триллионы и триллионы планетарных систем.Процедурная генерация основана на реальных научных знания, поэтому Space Engine изображает Вселенную такой, какой она представляется современной науке.Также присутствуют реальные небесные объекты, если вы хотите их посетить, в том числе планеты и луны нашей Солнечной системы, тысячи ближайших звезд с недавно открытыми экзопланетами , и тысячи галактик, которые известны в настоящее время».

— Владимир Романюк , создатель программы, известный под ником SpaceEngineer , планеты, луны, галактики и другие небесные объекты. Симуляция предлагает широкий спектр как реальных каталогизированных объектов, так и процедурно сгенерированных объектов, которые можно исследовать по своему вкусу, а также другие функции, которые в настоящее время доступны, включая возможность управлять космическими кораблями и пилотировать их для реалистичного космического полета.

Игра доступна в раннем доступе в Steam, хотя старые устаревшие версии доступны бесплатно на основном веб-сайте. На данный момент игра доступна только на ПК, хотя она поддерживает виртуальную реальность в дополнение к традиционной мыши и клавиатуре.

Веб-сайт Space Engine можно посмотреть здесь.

Не путать с Космические инженеры .

---

• Отсутствующие пришельцы: Извращено. Есть планеты с жизнью, но на самом деле вы не можете увидеть жизнь, за исключением некоторых зеленых текстур поверхности, которые подразумевают наличие растений. Также в планетарных данных не указано, присутствуют ли разумные виды, и пока не реализовано процедурное отрисовывание искусственного ночного освещения.
• Все планеты похожи на Землю: предотвращено; пустынь, океаний, селен, ледяных миров и титанов примерно столько же, сколько терр.
• Всегда ночь: Планеты, которые вращаются вокруг черных дыр и планемосов (планет-изгоев, вокруг которых нет звезды), постоянно окутаны тьмой. Это распространяется даже на заблокированные приливами планеты, одна сторона которых всегда обращена в сторону от звезды и никогда не видит восход солнца. Тем не менее, по-прежнему можно исследовать кромешные пейзажи, подняв в настройках параметр «окружающее освещение».
• Функции защиты от разочарования:
  • В симуляции есть журнал путешествий, в котором перечислены все места, которые вы посетили заранее, поэтому, если вы хотите вернуться на определенную планету, которую вы нашли ранее, вы можете выбрать ее из списка. log, чтобы избавить вас от необходимости искать его снова, учитывая абсурдный масштаб вселенной, которую вы исследуете. Кроме того, вы также можете сохранить планету в списке своих местоположений.
  • В поисковой системе также есть фильтр, который позволяет выделить определенные планеты и системы в заданном радиусе светового года. Очень полезно для поиска обитаемых планет, черных дыр, коричневых карликов и планемосов (планет-изгоев).
• Applied Phlebotinum: Предотвращено, симуляция использует фактические данные, известные науке. Даже космические корабли со скоростью, превышающей скорость света, основаны на теоретически возможном приводе Алькубьерре.
• Художественная лицензия Биология:
  • По большей части предотвращено, поскольку симуляция дает очень реалистичные примеры жизни, возникающей на других планетах, включая подледниковую жизнь в мирах, подобных Европе. Однако это прямо воспроизведено с воздушной жизнью на газовых гигантах; гипотетическая идея, которая привлекла пристальное внимание научного сообщества из-за того факта, что сами газовые гиганты считаются слишком негостеприимными для жизни и, следовательно, наименее вероятными местами для поиска жизни, кроме их лун. Однако это, вероятно, художественное решение, просто чтобы включить разнообразие в места, где можно найти жизнь.
  • Наряду с Органической Жизнью существуют также планеты с Экзотической Жизнью, которые являются формами жизни, которые развились совершенно другими способами, чем наши собственные. В основном они встречаются на Титанах, где много жидких углеводородных озер и океанов.
• Художественная лицензия Пространство: предотвращено. Space Engine использует реальные известные космические явления, основанные на реальной астрономии.
• Чаща астероидов: предотвращено; хотя поясов астероидов много, астероиды разбросаны довольно далеко друг от друга.
• Детская планета: предотвращено, каждый объект имеет реалистичные размеры.
• Двойные солнца: в наборе Space Engine множество двойных, тройных и кратных звездных систем, так что вы, скорее всего, найдете планеты, вращающиеся вокруг этих звезд, и испытаете многократные восходы и закаты, мало чем отличающиеся от знаменитой сцены в «Новая надежда». .
• Юридическая камея: единственный космический корабль пришельцев (начиная с 0.9.8.0), названный «Огненная стрекоза», очевидно, является «Лекссом» с несколькими изменениями, удобными для юристов.
• Корабль-материн: предназначен для использования в качестве единственного корабля, способного к межзвездным путешествиям где-то в будущем.
• Нет сюжета? Нет проблем! Просто летайте и любуйтесь видом.
• Планета с одним биомом: разрушена. Земные планеты делятся на шесть категорий; Террасы, Океании, Селены, Пустыни, Ледяные Миры и Титаны. Однако их климат варьируется в зависимости от других факторов, таких как расстояние от звезды, состав атмосферы, масса и приливное нагревание (например, у вас может быть холодная пустыня или жаркая Океания), и многие из их ландшафтов обычно состоят из гор, равнин. , каньоны и кратеры, чтобы они оставались разнообразными.
• Пространство шумно: также почти полностью предотвращено; единственные звуки в программном обеспечении — это фоновая музыка и работающие двигатели корабля (но только когда игрок лично пилотирует указанный корабль).
• Стандартный научно-фантастический флот: Искусственные космические корабли в настоящее время делятся на 6 классов: «Астронавт», «Зонд», «Шаттл», «Планетарий», «Звездолет» и «Станция». В настоящее время это не оказывает реального влияния на игровой процесс, кроме сортировки их в меню сборки, поскольку каждый параметр крафта может быть указан свободно.
• Нереалистичная черная дыра: предотвращено. Черные дыры в симуляции изображаются очень реалистично, исходя из нашего текущего представления о них, и с каждым обновлением они становятся все более реалистичными. Они искажают свое окружение с помощью гравитационного линзирования, в том числе свои аккреционные диски, и когда вы приближаетесь к горизонту событий, все вокруг вас начинает смещаться в синий цвет.

---

Исследуйте 100 миллиардов реалистичных галактик с помощью Space Engine

1 из 7

Во Вселенной сто миллиардов галактик, и вы можете посетить каждую из них.

Симулятор SpaceEngine может звучать как одна из самых ожидаемых игр этого года — это непостижимо огромная, независимо разработанная, процедурно генерируемая вселенная.

Но это не No Man’s Sky . Вы не найдете никаких инопланетных аванпостов, мультяшных существ, флуоресцентной флоры или мультиинструментов для добычи воображаемых минералов. Нет ценника в 60 долларов или маркетинговой кампании, поддерживаемой Sony. Есть только один парень со своим компьютером и бесплатным симулятором песочницы.

SpaceEngine — это вселенная, огромная полоса пустого космоса и больше доступных для исследования миров, чем кто-либо может себе представить. Программа может похвастаться полным каталогом звезд Hipparcos, 10 000 известных галактик и практически всеми зарегистрированными небесными телами от астероидов до экзопланет. Всего он содержит более 130 000 реальных космических объектов.

Новейший алгоритм генерирует 10 триллионов галактик и несколько секстиллионов звезд. Количество планет, буквально, бесчисленно.

Но вселенная больше этого. Намного больше.

Российский астроном и разработчик игр Владимир Романюк знал, что никогда не сможет написать достаточно кода, чтобы представить всю вселенную. У него не было времени. Однако он мог разработать алгоритмы, чтобы заполнить пробелы и расширить свои возможности до невероятных масштабов.

«Идея использовать процедурную генерацию пришла сама собой, — рассказывает Романюк Digital Trends. «Вы можете смоделировать планету по ее общим параметрам, таким как масса, радиус и температура», — говорит он, но топографию большинства удаленных тел невозможно воспроизвести, потому что у нас мало подсказок о том, как они выглядят на самом деле. Только в Млечном Пути насчитывается 100 миллиардов планет, поверхности которых скрыты даже от наших самых сильных телескопов.

Вселенная может быть огромной, населенной бесчисленным множеством тел, но типов объектов не так уж и много. «Я даже могу их сосчитать, — говорит Романюк, — галактики, туманности, звездные скопления, звезды (включая нормальные звезды, гиганты, белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры) и планетарные объекты (планеты, луны, астероиды и кометы). ». Так, в 2005 году он начал методично заполнять свой симулятор наборами данных из астрономических каталогов.

Романюк создал основные схемы известных галактик, скоплений, систем и планет. Его алгоритмы процедурной генерации придали этим телам характер.

Из нескольких, многих

Процедурная генерация может быть модным словечком в видеоиграх этого сезона, но, хотите верьте, хотите нет, концепция не нова. На протяжении десятилетий разработчики автоматически создавали большие объемы контента из относительно небольших наборов параметров.

Еще в конце 1970-х и начале 1980-х годов в ролевых играх использовались алгоритмы для создания карт с уникальными подземельями, существами и сундуками с сокровищами, чтобы сэкономить ценное дисковое пространство. Хотя в процедурно сгенерированных средах не было тонкого прикосновения искусственного дизайна, они позволяли разработчикам создавать более глубокие и захватывающие игровые процессы, уделяя приоритетное внимание таким вещам, как игровая механика и повествование.

Но лимиты памяти уже не те, что раньше. Современные разработчики используют процедурную генерацию, чтобы предложить уникальный опыт, а не экономить память. No Man’s Sky , например, вмещает детализированную флору и фауну 18 квинтиллионов планет всего на 6 ГБ дискового пространства.

SpaceEngine требует 960 МБ.

Самая последняя версия симулятора, запущенная в прошлом месяце в тени ажиотажа вокруг No Man’s Sky . По оценке Романюка, новейший алгоритм генерирует 10 триллионов галактик и примерно секстиллион звезд. Количество планет, буквально, бесчисленно.

Бесконечные исследования

Поднимитесь на борт космического корабля с Земли, просканируйте небо в поисках Плеяды, установите носовую часть корабля, включите его двигатели и разгонитесь до гиперскорости. Юпитер приближается, когда ваш корабль покидает Солнечную систему со скоростью сотни тысяч миль в час. Через мгновение вокруг носа вашего корабля образуется черная сфера, когда вы прыгаете в варп-двигатель.

Вселенная огромна, и расстояние между объектами может быть обманчивым, но при такой скорости путешествие в 440 световых лет к Плеядам занимает секунды.

Через несколько минут вы отправляетесь в другую далекую солнечную систему и выбираете одну из ее планет, скользя по орбите. Орбитальная механика симуляции точна и даже жестка, но достаточно проста, чтобы ее мог освоить обычный пользователь. «Я хотел облегчить жизнь людям, — говорит он, — а не только астрономам-профессионалам и любителям».

Когда ваш корабль приближается к чужому миру, над его горизонтом поднимаются двойные звезды. Их лучи отражаются от атмосферы планеты, усиливая ее пурпурный оттенок с оттенком зеленого, что является признаком фотосинтетической жизни. Когда корабль погружается в облака, вас встречает тысячемильный каньон с заполненными жидкостью расщелинами, стенами из красной глины и вершинами, покрытыми листвой.

Этой планеты не существует, но она могла бы быть.

Это одно из бесчисленных детализированных тел во вселенной SpaceEngine . Многие из планет потрясающе красивы.

И тем не менее, каждая функция, обнаруженная в SpaceEngine , связана с физической, научной реальностью. В пространстве нет ни трения, ни звука. Планеты вращаются вокруг солнечных систем. Солнечные системы образуют галактики, вращающиеся вокруг черных дыр. «Я хотел изобразить реальное пространство, — говорит Романюк. «Просто настоящая природа».

Это не значит, что странностей в открытом космосе не встретишь.

Страннее, чем фантастика

Жизнь удивительно обильна в SpaceEngine , и она не ограничивается формами на основе углерода, найденными на Земле. «Я не углеродный шовинист, — говорит Романюк. Конечно, все земляне состоят из цепочек атомов углерода, но даже Стивен Хокинг считает, что жизнь могла возникнуть на какой-то другой химической основе.

«Формы жизни, не основанные на углероде, вероятно, существуют только как одноклеточные организмы, потому что Вселенная слишком молода для их развития», — говорит Романюк. «Их эволюция должна быть чрезвычайно медленной, принимая во внимание температуру жидкого метана». Если бы Романюк развивал жизнь в SpaceEngine Кроме того, он считает, что эти организмы будет проще всего реализовать.

Более сложной задачей было бы процедурное создание многоклеточных форм жизни, которые были бы одновременно реалистичными, наблюдаемыми и не настолько сложными, чтобы отставать от симуляции.

На самом деле, Романюк признает, что сама процедурная генерация, вероятно, является его самой большой проблемой. «Сложно заставить сгенерированную вселенную выглядеть реальной, принимая во внимание реальные физические законы и астрономические наблюдения», — говорит он. «И, конечно же, поддерживать все это в режиме реального времени, так что SpaceEngine может работать на стандартном настольном ПК или игровом ноутбуке, что создает дополнительную проблему».

Сравнительно легко запрограммировать столкновение двух галактик — катастрофическое событие, которое Романюк надеется когда-нибудь включить в SpaceEngine , — но большинство современных компьютеров не могут запустить это в режиме реального времени. «Поэтому мне приходится выбирать, что можно смоделировать естественным образом, а что следует пропустить ради производительности», — говорит он.

Конечно, несколько пользователей помогли Романюку разработать текстуры планет, модели галактик, космические корабли, музыку и переводы на 20 языков. Но с самого начала у него были планы по коммерциализации игры, поэтому он держал исходный код закрытым и оставался ответственным лицом.

Финансирование будущего

Романюк хочет включить в SpaceEngine все мыслимые с научной точки зрения аспекты Вселенной, процедурно сгенерированные или нет. «Конечно, это довольно амбициозно, — говорит он, — поэтому я должен расставить приоритеты».

И он должен получить финансирование.

SpaceEngine был бесплатным с момента его раннего запуска в 2005 году, когда игра была слишком примитивной, чтобы брать за нее деньги. Но отзывы были положительными, и, поскольку симулятор создал небольшое, но преданное сообщество пользователей, Романюк понял, что может ускорить разработку, уволившись с работы и вложив средства в разработку игры. С тех пор его скачали сотни тысяч раз, а пожертвования превысили 45 000 долларов, что позволяет ему разработать SpaceEngine полный рабочий день.

«Но сейчас этого кажется недостаточно — мне нужно больше программистов».

«Но, похоже, мало», — признается Романюк. «Мне нужно больше программистов».

Достигнув первого рубежа пожертвований, Романюк надеется разработать такие вещи, как виртуальная реальность и совместимость с Linux и Mac OS, поскольку в настоящее время игра работает только на Windows. Будущие цели включают расширенный игровой процесс с механикой строительства и исследования за 80 000 долларов, онлайн-исследование за 120 000 долларов и MMORPG за 250 000 долларов.

«Сейчас я сосредоточен на подготовке к выпуску в Steam, — говорит он. «Это будет платная версия, но более продвинутая, чем бесплатная, с более частыми обновлениями, виртуальной реальностью и другими функциями».

Но пользователи не ждут этих функций — вместо этого они создают свои собственные. И хотя Романюк посвятил проекту более десяти лет, он до сих пор иногда удивляется тому, что творят фанаты.

Пока Романюк сидит и листает загруженные пользователем изображения на SpaceEngine , он обнаруживает то, что его поражает, и его научный стоицизм растворяется в ликовании.

«Боже мой!» он кричит. «Кто-то сделал надстройку со сферой Дайсона!»

Рекомендации редакции

• Посмотрите на потрясающее изображение остатка сверхновой, сделанное этим суперкомпьютером.

• Бесплатное обновление No Man’s Sky Endurance заставит ваш грузовой корабль чувствовать себя как дома

• «Почти невозможный» порт Switch для No Man’s Sky появится этой осенью

• Зачем Луне нужна система управления космическим движением

• Обновление Sentinel для No Man’s Sky нарушило мою спокойную космическую жизнь

Космический двигатель (Игра) — Гигантская бомба

Космический двигатель (Игра) — Гигантская бомба
DraftsSubmittedReviewed 0) { %>

Пожертвования на Вики

Взносы

Нет изменений, ожидающих рассмотрения

Изменения не проверены

1. Добавьте или отредактируйте что-либо в вики, и ваши изменения будут отображаться здесь
2. Когда вы закончите, отправьте изменения на проверку
3. Если ваши изменения будут одобрены нашими модераторами, они появятся на странице

907:00

бтн-белый»>
Добавить

Добавлено 0 заглушек.

0) {%>

Новый:

0) {%>

1) { %>

— из

проверено = «проверено»
имя=»[][]»
связанные с данными = «»
значение=»»/>

*

Подписаться

Игра »

состоит из 0 выпусков.

• ПК

Симулятор исследования космоса.

Краткое описание
Краткое описание этой игры.

На этой странице нет недавних изменений вики.

Обзор

SpaceEngine — бесплатная программа моделирования космоса и игровой движок, разработанный российским астрономом и программистом Владимиром Романюком.

Программа позволяет игрокам исследовать вселенную в трех измерениях, от планеты Земля до самых далеких галактик. Области известной вселенной представлены с использованием фактических астрономических данных, в то время как области, неизведанные астрономией, генерируются процедурно.

Особенности

На этом снимке экрана каждую звезду можно посетить с помощью клавиш WASD и мыши.

• Представлены все типы небесных объектов: галактики, туманности, звезды и звездные скопления, планеты и луны, кометы и астероиды.
• Известные небесные объекты представлены с использованием данных из каталогов: галактики (NGC/IC), звезды (HIPPARCOS), звездные скопления, туманности, планеты (данные нашей Солнечной системы и известные внесолнечные планеты).
• Неизведанные области космоса содержат процедурно сгенерированные объекты: галактики, звезды, звездные скопления, туманности и планетарные системы.
• Наблюдатель может свободно перемещаться по вселенной. Переход между любым небесным телом и любым масштабом происходит плавно.
• Наблюдатель может перемещаться в пространстве с помощью клавиш WASD, как в шутерах от первого лица. Движение по инерции возможно в режиме космического корабля или в режиме самолета.
• Автопилот «Выбери и лети»: просто щелкните мышью на любом объекте и нажмите клавишу «G», чтобы автоматически перейти прямо к объекту.
• Автоматическая привязка наблюдателя к движущемуся объекту и автоматический выбор оптимальной скорости полета.
• Поиск небесных объектов по названию. Поиск звезд в окрестностях. Масштабируемая карта Вселенной и браузер планетной системы. Сохранение локаций и журнал автопилота.
• Встроенная вики-система с описаниями многих известных объектов и возможностью расширения пользователем. Возможность переименования и описания любого объекта, в том числе процедурного.
• Орбитальное движение планет и звезд рассчитывается в режиме реального времени с возможностью ускорения, замедления или обращения времени вспять.
• Отображение орбитальных траекторий небесных объектов, их векторов вращения и движения, меток и маркеров, небесной сетки, текущего указателя выбора и пользовательского вектора скорости.
• Объемные 3D-модели галактик и туманностей с межзвездными пылевыми облаками.
• 3D ландшафты планет и звезд: для многих тел Солнечной системы используются актуальные данные космических аппаратов; для неизведанных и процедурных планет поверхность генерируется процедурно на графическом процессоре.
• Точная модель атмосферы Земли (код Эрика Брунетона), адаптированная для других планет.
• Световые эффекты: блики, солнечные затмения, тени от планетарных колец. Небесные объекты отбрасывают друг на друга свет и тени.
• Управляемые космические корабли (альфа).
• Оригинальная фоновая музыка с контекстно-зависимым переключением треков.
• Локализация на многие языки, с возможностью добавления новых.
• Возможность импорта пользовательских дополнений: моделей, текстур, каталогов.

Разработка

Разработка SpaceEngine началась в 2005 г., первый публичный выпуск состоялся в июне 2010 г. В настоящее время программа находится в стадии бета-тестирования.

Программное обеспечение написано на C++. Движок использует OpenGL в качестве своего графического API и использует шейдеры, написанные на GLSL.

sizepositionchange

sizepositionchange

1. Title:

1. Изображение какого размера мы должны вставить? (Это не повлияет на исходную загрузку)

2. Как вы хотите расположить изображение вокруг текста?

изменение положения

изменение положения

изменение положения

bordersheaderpositiontable

1. Строки:
2. Столбцы:

positionchange

Введите URL-адрес твита, который вы хотите встроить.

Это редактирование также создаст новые страницы на Giant Bomb для:

Осторожно, вы предлагаете добавить в вики совершенно новые страницы вместе с
с вашими правками. Убедитесь, что это именно то, что вы хотели. Это, вероятно,
увеличьте время, необходимое для того, чтобы ваши изменения вступили в силу.

Прокомментируйте и сохраните

Пока вы не наберете 1000 баллов, все ваши материалы должны быть проверены другими
Пользователи гигантской бомбы. Этот процесс занимает не более нескольких часов, и мы
отправить вам электронное письмо после утверждения.

Используй клавиатуру!

• ESC

69

Вот почему ученые до сих пор не изобрели невозможный космический двигатель – несмотря на то, что вы, возможно, читали

Что, если я скажу вам, что недавние эксперименты открыли революционно новый метод движения, который угрожает ниспровергнуть известные нам законы физики? Что его изобретатель утверждает, что он может позволить нам отправиться на Луну за четыре часа без использования топлива? Что, если я тогда скажу вам, что мы не можем точно объяснить, как это работает, и на самом деле есть несколько очень веских причин, почему это вообще не должно работать? Я бы не стал осуждать вас за скептицизм.

Несколько фантастический привод EMDrive (сокращение от «Электромагнитный привод») недавно вновь привлек внимание общественности после того, как ученый заявил, что записал привод, создающий измеримую тягу. Эксперименты группы профессора Мартина Таймара в Дрезденском технологическом университете породили множество восторженных заголовков, в которых утверждается, что — давайте будем предельно ясны — не подтверждаются наукой.

Идея EMDrive была впервые предложена Роджером Шойером в 1999 году, но, что характерно, он лишь недавно опубликовал какие-либо работы по этому вопросу в рецензируемом научном журнале, причем довольно малоизвестном. Шойер утверждает, что его устройство работает за счет отражения микроволн внутри конической полости. По его словам, конусность полости создает изменение групповой скорости микроволн по мере их движения от одного конца к другому, что приводит к неуравновешенной силе, которая затем преобразуется в тягу. Если бы это сработало, EMDrive был бы методом движения, не похожим ни на один другой, не требующим топлива для создания тяги.

Фундаментальные проблемы

Конечно, в этой идее есть изъян. Конструкция мгновенно нарушает принцип сохранения импульса. В нем говорится, что общий импульс (масса x скорость) объектов в системе должен оставаться неизменным, и это связано с третьим законом Ньютона. По существу, чтобы объект ускорялся в одном направлении, должна быть равная сила, направленная в противоположном направлении. В случае двигателей это обычно означает выброс частиц (например, топлива) или излучения.

EMDrive разработан как закрытая система, которая не испускает никаких частиц или излучения. Он не может генерировать никакой тяги, не нарушая некоторых серьезных фундаментальных законов физики. Проще говоря, это все равно, что пытаться подтянуть себя за шнурки и надеяться, что вы взлетите.

С Земли на Луну за четыре часа? Все еще невозможно.
Шаттерсток

Тем не менее, несколько непредубежденных экспериментальных групп построили прототип ЭМДрайвов, и все они, похоже, видят, что он создает некоторую форму тяги. Это вызвало большое волнение. Может быть, законы физики, какими мы их знаем, неверны?

Eagleworks, группа НАСА, построила прототип и в прошлом году сообщила о тяге в 30-50 микроньютонов, которую нельзя было объяснить ни одной традиционной теорией. Эта работа не прошла рецензирование. Теперь группа Таймара в Дрездене говорит, что построила новую версию EMDrive и обнаружила тягу в 20 микроньютонов. Это гораздо меньшая величина, но все же значительная, если она действительно порождена каким-то новым принципом.

Экспериментальные задачи

Сразу видно, что в этом эксперименте есть проблемы. В аннотации говорится: «Наша тестовая кампания не может подтвердить или опровергнуть утверждения EMDrive». Затем внимательное прочтение статьи позволяет обнаружить следующее наблюдение: «Контрольный эксперимент на самом деле дал самую большую тягу… Мы были действительно озадачены этой большой тягой из нашего контрольного эксперимента, где мы ожидали получить нулевой результат».

Да, контрольный эксперимент, не предназначенный для создания тяги, по-прежнему измеряет тягу. Кроме того, есть своеобразный постепенный способ включения и выключения тяги, что подозрительно похоже на тепловой эффект, а затем есть общепризнанные проблемы с нагревом. Все это приводит к заключению, изложенному в статье, что «такая установка, по-видимому, не способна адекватно измерять точные тяги». Аналогичные проблемы были замечены группой Eagleworks, тяга также загадочным образом появилась в их контрольном тесте.

В совокупности эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что измеренные признаки тяги являются малозаметными экспериментальными ошибками. Возможные источники включают тепловые эффекты, проблемы с магнитным экранированием или даже неоднородное гравитационное поле в лаборатории, приводящее к ошибочным измерениям силы. Для сравнения, сила, измеренная в этом последнем эксперименте, примерно сравнима с гравитационным притяжением между двумя людьми среднего роста (100 кг), находящимися на расстоянии около 15 см друг от друга. Это чрезвычайно малая сила.

То, что эксперименты обнаруживают измеримую тягу, неоспоримо. Откуда исходит эта тяга, настоящая она или ошибочная, неясно. То, что эксперименты каким-либо образом подтверждают работу EMDrive, является ложью. Это отметил сам Таймар, который сказал International Business Times: «Я считаю, что здесь пока нет настоящих новостей».

Привлеченные ученые-экспериментаторы сделали свою работу в меру своих возможностей, проверив гипотезу, хотя и крайне невероятную, и сообщили о своих результатах. На самом деле эти ученые не заявляют, что изобрели варп-двигатель или нарушили законы физики. Все, что они говорят на данный момент, это то, что они обнаружили что-то странное и необъяснимое, что может быть чем-то новым, но, вероятно, является экспериментальным артефактом, который нуждается в дальнейшем изучении. Множество кликбейтных заголовков и плохо проработанных статей на эту тему оказывают медвежью услугу их научной достоверности, утверждая обратное.

Планы НАСА по созданию двигателей для дальнего космоса

Ионные двигатели, солнечные паруса, деление и термоядерный синтез… некоторые идеи для питания следующего поколения космических кораблей имеют ауру научной фантастики, так что это может быть головокружительным сюрпризом, чтобы увидеть НАСА тоже относится к ним серьезно.

В феврале, выступая перед Американским астронавтическим обществом, инженер НАСА Рональд Литчфорд изложил стратегию развития космических кораблей, направленных на самые дальние края Солнечной системы и за ее пределы.

Литчфорд рекомендовал исследования для улучшения обычных систем, таких как химические ракеты, электротермические двигатели и ионные двигатели. Но он также рекомендовал «скромные» инвестиции для исследования более спекулятивных, далеко идущих технологий.

Вот краткое изложение видов технологий, которые НАСА изучает, чтобы продвигать космические корабли следующего поколения через космос, примерно от наименее до наиболее спекулятивных.

1. Химические ракеты

Химические ракеты были электростанциями космической эры. Но после 90 лет разработки, ожидается, что дальнейшие усовершенствования двигателя не приведут к значительным улучшениям с точки зрения тяги (эти ракеты фундаментально ограничены энергией, содержащейся в химических связях).

Личфилд утверждает, что исследования в области химической ракетной техники по-прежнему должны составлять основную часть исследований НАСА, особенно в отношении производства топлива на планете назначения, а не нести все это на борту. Например, те, кто находится на Марсе, могут расщепить лед из полярных шапок на водород и кислород, чтобы использовать их в качестве ракетного топлива.

2. Электротермические

В этих двигателях используется электрическая энергия для создания перегретой плазмы, которая пропускается через сверхзвуковое сопло для создания тяги.

Двигатели такого типа используются на российских спутниках с 1970-х годов, а также на спутниках Lockheed Martin A2100, использующих в качестве топлива гидразин. Эти двигатели эффективны, но генерируемая ими тяга чрезвычайно мала, а это означает, что их единственное возможное использование будет заключаться в ориентации спутников на орбите.

Эволюционный ксеноновый двигатель НАСА (NEXT) Семикиловаттный ионный двигатель проекта. Предоставлено: НАСА

3. Ионный привод

Теперь мы переходим к футуристическим вещам. Ионный двигатель представляет собой двигатель, в котором молекулы нереакционноспособного топлива, такого как ксенон, приобретают положительный или отрицательный заряд («ионизируются») и ускоряются электрическим полем, чтобы выстрелить в спину.

Тяга невероятно мала, эквивалентна давлению листа бумаги на ладонь, поэтому ионный двигатель очень медленно набирает скорость. Но в дальней миссии он может обеспечить в 10 раз большую тягу на килограмм топлива, чем химическая ракета.

Космический зонд Dawn, в настоящее время находящийся на орбите карликовой планеты Церера (и ответственный за первые поразительные фотографии загадочных ярких пятен), использовал свой ионный двигатель, чтобы стать первым космическим кораблем, который вышел на орбиты нескольких небесных тел и покинул их.

4. Солнечная паруса

Частицы света (называемые фотонами) несут импульс, как шарики для пинг-понга, отскакивающие от стены. Идея солнечного паруса состоит в том, чтобы поймать их достаточно, чтобы получить значительную тягу.

Космический корабль с достаточно большим парусом может достичь невероятной скорости без топлива.

Эта концепция была подтверждена в 2010 году, когда японский проект «Межпланетный воздушный змей, ускоренный радиацией Солнца» (IKAROS) развернул парус площадью 196 квадратных метров для миссии на Венеру.

В прошлом году проект LightSail показал, что эта конструкция может работать при ограниченном бюджете.

Но по мере того, как солнечный парус удаляется от Солнца, солнечный свет становится слабее, и доступная тяга уменьшается. Более амбициозные проекты предполагают путешествие к ближайшим звездам с помощью мощного лазера, заполняющего парус, чтобы привести его в действие через межзвездную депрессию.

Ранний плазменный двигатель из Исследовательского центра Льюиса в Кливленде, штат Огайо, 1961 год. Фото: NASA

5. Плазменный двигатель

Эти двигатели похожи на высокооктановые версии ионного двигателя. Вместо нереактивного топлива магнитные токи и электрические потенциалы ускоряют ионы в плазме для создания тяги. Этой идее полвека, но она еще не добралась до космоса.

Самой мощной плазменной ракетой в мире в настоящее время является магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом (VASIMR), разрабатываемая компанией Ad Astra Rocket Company в Техасе. Ad Astra подсчитала, что космический корабль сможет добраться до Марса через 39 лет.дней.

1 декабря 1967 года: первый наземный экспериментальный ядерный ракетный двигатель в Джекасс-Флэтс, штат Невада. Авторы и права: НАСА

6. Термическое деление

Обычный ядерный реактор может нагревать топливо до чрезвычайно высоких температур для создания тяги.

Хотя еще не было запущено ни одной ядерной тепловой ракеты, эта концепция была близка к воплощению в 1960-х и 1970-х годах, когда в США было построено и испытано несколько проектов.

Ядерный двигатель для ракетных двигателей (NERVA) считался готовым к интеграции в космический корабль, прежде чем администрация Никсона отложила идею отправки людей на Марс и сократила финансирование проекта.

7. Непрерывный термоядерный синтез

Ракеты, работающие на термоядерном синтезе, эффективно пытаются воссоздать энергию Солнца путем перегрева топлива до сотен миллионов градусов, пока атомные ядра не сольются, и выработают еще больше энергии.

Термоядерная ракета будет в сотни раз эффективнее самой лучшей химической ракеты. Но инженер непрерывного термоядерного синтеза зависит от достижения чистой мощности термоядерного реактора, чего до сих пор не удалось достичь за несколько десятилетий исследований и несколько миллиардов долларов финансирования исследований.

8. Импульсный термоядерный синтез

Возможно, более достижимым способом использования термоядерной энергии является управление детонацией миниатюрной термоядерной бомбы для питания корабля.

Одна конструкция, разрабатываемая в Университете Вашингтона, заключается в том, что шарик из двух изотопов водорода, окруженный металлическими кольцами из лития, сбрасывается в камеру сгорания.

В нужный момент огромное магнитное поле ударяет по металлическим кольцам, сомкнувшимся вокруг гранулы, сжимая топливо до невероятного давления, что приводит к синтезу. Это немного похоже на то, как двигатель вашего автомобиля использует контролируемые взрывы бензина.

Песчинка этого термоядерного материала будет иметь такую ​​же энергетическую ценность, как четыре литра ракетного топлива. Но основная проблема с этим исследованием заключается в том, что фактические испытания, скорее всего, нарушат договоры о запрещении ядерных испытаний.

9. Нанокосмический корабль

Большинство стратегий транспортировки в дальний космос предполагают создание более крупных и мощных двигателей. А как насчет уменьшения размера космического корабля?

В 2009 году исследователи из Мичиганского университета разработали своего рода наноразмерный двигатель, который можно встроить в кремниевый чип. Он работает как крошечный ускоритель частиц, очень высокие скорости, используя простые электрические поля между заряженными пластинами. Каждый чип может содержать миллионы крошечных электрических пусковых установок.

Художественное изображение двигательной установки на антивеществе. Авторы и права: НАСА

10. Антивещество

И вот мы: в самом конце спектра осуществимости в фантастическое. Антивещество состоит из античастиц, которые имеют ту же массу, что и частицы обычного вещества, но противоположный заряд и спин.

Антивещество также имеет самую высокую плотность энергии среди всех известных веществ. И если его использовать в качестве топлива, он может обеспечить самую эффективную двигательную установку, при этом до 40% энергии массы топлива преобразуется непосредственно в тягу (по сравнению с 1% для термоядерного синтеза, следующего по эффективности).

В 2006 году Институт передовых концепций НАСА (NIAC) финансировал команду Джеральда Смита из Positronics Research, разработавшую космический корабль, работающий на антиматерии. Они подсчитали, что всего 10 тысячных грамма антиматерии хватит, чтобы отправить корабль на Марс за 45 дней.