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La NASA investit dans un nouveau concept de fusée nucléaire pour l'avenir de l'exploration spatiale et de l'astrophysique

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La NASA investit dans un nouveau concept de fusée nucléaire pour l'avenir de l'exploration spatiale et de l'astrophysique

Dans les années à venir, la NASA prévoit d'envoyer plusieurs missions d'astrobiologie sur Vénus et Mars pour rechercher des preuves de vie extraterrestre. Celles-ci se dérouleront parallèlement aux missions habitées vers la Lune (pour la première fois depuis l’ère Apollo) et aux premières missions habitées vers Mars. Au-delà du système solaire interne, il existe des projets ambitieux visant à envoyer des missions robotiques en Europe, à Titan et au-delà.Mondes océaniquesIl pourrait héberger une vie extraterrestre. Pour atteindre ces objectifs, la NASA investit dans de nouvelles technologies intéressantes à travers… La NASA a avancé des concepts innovants Programme Nyack.

La sélection de cette année comprend des avions à énergie solaire, des bioréacteurs, des voiles légères, des technologies d'hibernation, des expériences d'astrobiologie et des technologies de propulsion nucléaire. Cela inclut le concept de Fusée à moteur nucléaire à isotopes minces (TFINER), suggéré par un membre du personnel technique supérieur James Pickford Et ses collègues de Laboratoire Charles Stark Draper – Développeur technologique indépendant basé dans le Massachusetts. Cette proposition repose sur la désintégration des radio-isotopes pour générer une poussée et a été récemment sélectionnée par le NIAC pour Développement de première étape.

Comme le note leur document de proposition, une propulsion avancée est nécessaire pour réaliser de nombreux concepts de mission de nouvelle génération. Celles-ci incluent l'envoi d'un télescope au point focal de la lentille gravitationnelle du Soleil et le rendez-vous avec un objet interstellaire qui passe. Ces concepts de mission nécessitent des vitesses rapides qui ne peuvent être atteintes avec des fusées conventionnelles. Alors que les voiles légères sont étudiées pour des missions de transit rapide au sein du système solaire et de Proxima Centauri, elles ne peuvent pas effectuer les manœuvres de propulsion nécessaires dans l'espace lointain.

Une collection d'illustrations mettant en évidence les nouveaux concepts proposés par les lauréats du NIAC Phase 1 2024. Crédit : (dans le sens des aiguilles d'une montre, en partant du haut à droite) Benner/Chang/McQueen/Romero-Calvo/Hibberd-Kennedy/Carpenter/Beckford/ Romero/Calvo/Capoe/Landis /Rothschild/Jie Zhengzha/NASA

Les concepts nucléaires possibles grâce à la technologie actuelle comprennent la propulsion nucléaire thermonucléaire et la propulsion nucléaire électrique (NTP/NEP), qui disposent de la propulsion nécessaire pour atteindre des emplacements dans l'espace lointain. Cependant, comme le notent Bickford et son équipe, ils sont également volumineux, lourds et coûteux à fabriquer. « En revanche, nous proposons un moteur à isotopes nucléaires mince doté d'une puissance suffisante pour rechercher, rencontrer et ensuite renvoyer des échantillons d'objets interstellaires distants et se déplaçant rapidement. » ils écrivent. « La même technologie permet de rediriger le télescope à lentille gravitationnelle afin qu'une seule mission puisse observer de nombreuses cibles de grande valeur. »

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Le concept de base est similaire à celui d'une voile solaire, sauf qu'il repose sur de fines feuilles d'isotopes radioactifs qui utilisent l'impulsion de leurs produits de désintégration pour générer une poussée. Comme ils le décrivent, la conception de base implique des feuilles de thorium-228 d’environ 10 micromètres (0,01 mm) d’épaisseur. Ce métal naturellement radioactif (couramment utilisé en radiothérapie) subit une désintégration alpha avec une demi-vie de 1,9 ans. La poussée est produite en enduisant un côté d’une couche absorbante jusqu’à 50 micromètres (0,05 mm) d’épaisseur, forçant les particules alpha dans la direction opposée du mouvement.

Le vaisseau spatial nécessitera 30 kg (66 lb) de thorium-228 répartis sur une superficie de plus de 250 mètres carrés.2 (~ 2 700 pieds carrés), fournissant plus de 150 km/s (93 mph) de poussée. À titre de comparaison, la mission la plus rapide utilisant une propulsion conventionnelle a été… Sonde solaire Parker (PSP), qui a atteint la vitesse 163 km/s (101 mph) Il a atteint le point le plus proche de son orbite autour du soleil (périhélie). Cependant, cela était dû à la manœuvre gravitationnelle de Vénus et à l’attraction gravitationnelle du Soleil.

Les avantages de ce système incluent la simplicité, car la conception est basée sur la physique et les matériaux connus. Il offre également une évolutivité permettant de s'adapter à des charges utiles plus petites (telles que des capteurs) ou à des missions plus importantes (telles que des télescopes spatiaux). Un seul lanceur conventionnel pourrait insérer plusieurs de ces engins spatiaux dans une trajectoire de fuite solaire, nécessitant une vitesse de fuite de 42,1 km/s (26 mph). Les plaques de poussée peuvent également être reconfigurées pour permettre la direction de la poussée et les manœuvres du vaisseau spatial, ce qui signifie que le vaisseau spatial peut explorer de futures missions une fois qu'il atteint l'espace lointain.

Les pastilles de céramique Pu-238 brillent au rouge. Crédit : Laboratoire de Los Alamos

Cela inclut les télescopes associés au point focal de la lentille gravitationnelle solaire (SGL) et les missions qui rencontreront des objets interstellaires (ISO) et renverront éventuellement des échantillons sur Terre pour analyse. En parlant de cela, le vaisseau spatial aura la capacité de secours pour rencontrer lui-même l’ISO et renvoyer des échantillons. La décomposition naturelle des feuilles peut également être exploitée à l'aide d'une couche de matériau thermoélectrique (ou de tuiles Peltier) pour générer un excès de puissance électrique d'environ 50 kilowatts à un rendement de 1 %. Une couche de matériau émetteur de particules bêta pourrait également être ajoutée pour neutraliser le rayonnement alpha et « induire une polarisation de tension qui dirige les émissions d’échappement et/ou exploite le vent solaire sortant ».

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Ils notent également que le concept pourrait être conçu avec plusieurs « étages » équipés d'actinium-227 (ou d'autres isotopes ayant des demi-vies plus longues), ce qui entraînerait une vitesse plus élevée sur une durée de vie de mission prolongée. De même, une version modifiée basée sur le thorium-233 pourrait exploiter le cycle du combustible au thorium – les désintégrations successives des isotopes qui produisent finalement l’uranium-232 – ce qui (selon eux) augmenterait les performances d’environ 500 %. Il est clair que la technologie proposée offre de nombreuses opportunités de développement futur et peut être utilisée pour mettre en œuvre de nombreux profils de mission.

Ces missions sont conformes à la vision de la NASA pour le siècle prochain, qui comprend l'envoi de vaisseaux spatiaux pour étudier de près l'ISO, découvrir des planètes habitables dans les systèmes stellaires proches, mener des missions habitées en dehors du système Terre-Lune et rechercher la vie sur d'autres corps célestes.

supplémentaire en lisant: NASA

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Le chef de l’Agence spatiale américaine veut parler avec la Chine des débris spatiaux

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Le chef de l’Agence spatiale américaine veut parler avec la Chine des débris spatiaux

29 août 2024

Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.

Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.

« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »

L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.

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Missile Longue Marche 6 modifié. Image de la China Aerospace Science and Technology Corporation

Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.

« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.

Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.

Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.

« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »

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Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.

« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »

En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.

« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.

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À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides

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À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides

Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP

Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.

Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».

Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.

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Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.

Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg

Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694

Astrobiologie

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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.

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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.

La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.

après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.

Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.

Une image à exposition temporelle capture la trajectoire enflammée d'une fusée Falcon 9 alors qu'elle s'éloigne de la station spatiale de Cap Canaveral tôt mercredi pour un vol visant à déployer 21 satellites Internet Starlink.
Une image à exposition temporelle montre la trajectoire enflammée d’une fusée Falcon 9 alors qu’elle s’éloignait de la station spatiale de Cap Canaveral tôt mercredi pour un vol visant à déployer 21 satellites Internet Starlink. Cette photo a été prise depuis le Pad 39A du Kennedy Space Center voisin, où la mission Polaris Dawn attend son lancement sur un vol commercial comportant la première sortie dans l’espace non gouvernementale. Ce vol est désormais suspendu dans l’attente d’une enquête sur les raisons pour lesquelles le premier étage d’une fusée Starlink s’est brisé lors de l’atterrissage sur un drone SpaceX au large des côtes.

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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.

« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.

« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.

Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.

L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.

L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.

Une caméra montée sur le premier étage d'une fusée Falcon 9 a capturé une vue du drone
Une caméra montée sur le premier étage d’une fusée Falcon 9 a capturé une vue du « manque de gravité » du drone quelques instants avant l’atterrissage. Une caméra sur le drone montre le pont d’atterrissage éclairé par les gaz d’échappement de la fusée alors qu’elle s’approche du navire.

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Au moment de l'atterrissage, un incendie s'est déclaré et l'une des jambes d'atterrissage s'est effondrée.
Au moment de l’atterrissage, un incendie s’est déclaré et l’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée.

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Le missile est ensuite tombé dans l'océan Atlantique.
Le missile est ensuite tombé dans l’océan Atlantique.

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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »

Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.

Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.

« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »

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