Закончили писать свою диссертацию по исследованию лунной поверхности и сейчас хотите как следует отметить это событие? Купить коньяк, шампанское из Франции и пригласить лучших друзей — вот идеально развитие последующих событий! Но рекомендую Вам не экономить на алкогольных напитках и приобрести только самое лучшее у проверенного поставщика!

Концентрации тория на Луне. Модель создана при помощи данных, полученных аппаратом Lunar Prospector

Таким образом, наблюдения потока гамма-лучей и нейтронов с поверхности Луны (в принципе и других небесных тел) позволяют решить следующие три задачи космохимических исследований :

1) измерить содержание радиоактивных изотопов калия, тория и урана и, тем самым, выяснить отдельные условия образования и эволюции небесного тела;

2) измерить содержание основных породообразующих элементов и, тем самым, выяснить условия формирования и геохимической эволюции поверхности Луны;

3) измерить содержание водорода (соответственно, эквивалентное содержание воды) в приповерхностном слое — и, тем самым, выяснить природу гидрологических процессов и/или процесса обогащения вещества поверхности водородом или водой вследствие взаимодействия с солнечным ветром или столкновения с кометами.

Рейнджер-3

Первая попытка измерить гамма-излучение Луны была предпринята советскими исследователями на борту автоматической станции «Луна-1» и американскими специалистами на борту КА «Рейнджер-3, -4 и -5». Однако эти аппараты прошли на слишком большом расстоянии от Луны, и гамма-излучение не было зарегистрировано. Впервые гамма-излучение с поверхности Луны было измерено с борта советской лунной станции «Луна-10» в 1966 г., в состав научной аппаратуры которой входил сцинтилляционный гамма-спектрометр, которым были проведены измерения потока гамма-лучей от Луны.

Энергетический спектр гамма-излучения Луны по данным гамма-спектрометра на борту орбитальной станции «Луна-10». Кривые 1, 2, 3 и 4 соответствуют данным измерения, оценке фона от космического аппарата на орбите, оценке потока гамма-лучей непосредственно на поверхности и оценке фона от космического аппарата на поверхности, соответственно

Зарегистрированный на окололунной орбите поток гамма-лучей (кривая 1 на рис. выше) существенно превышал фоновый поток от станции (кривая 2). На основе физической обработки данных были получены спектры гамма-излучения с грунта для условий непосредственно на поверхности Луны (кривая 3), который существенно превышал оценку фона от КА в условиях на поверхности (кривая 4).

Пики ядерного излучения в энергетическом спектре гамма-лучей с поверхности Луны по данным измерений на автоматической станции «Луна-10»: 1 — спектр пород после вычитания фона, 2 — спектр, обусловленный взаимодействием космических лучей с породой, 3 — спектр естественных радиоактивных элементов

В энергетическом спектре гамма-излучения Луны (рис. выше) были обнаружены спектральные детали, соответствующие линиям ядерного излучения грунта Луны. Это пики от основных породообразующих элементов: 0,847 МэВ (железо), 1,01 МэВ (алюминий), 1,37 МэВ (магний), 1,78 МэВ (кремний) и линия от 2,3-2,6 МэВ от радиоактивного тория (см. табл. 1.12).

Межпланетная станция «Луна-10»

Основным недостатком измерений на станции «Луна-10» был относительно большой вклад в гамма-излучения локального фона от КА. Для уточнения полученных данных было решено повторить эксперимент по гамма-спектроскопии Луны на автоматической станции «Луна-12» с установкой детектора гамма-лучей на консоли на удалении около 0,5 м вне аппарата — это должно было существенно уменьшить локальный фон. Измерения проводились с орбиты с перицентром около 100 км и апоцентром около 1700 км в течение около 2 месяцев. Были получены энергетические спектры гамма-излучения различных районов Луны, в которых были отождествлены основные линии ядерного излучения (рис. ниже).

Пример энергетического спектра гамма-излучения, измеренного с борта станции «Луна-12». Стрелками показаны линии ядерного излучения

В результате экспериментов по гамма-спектроскопии Луны на автоматических станциях «Луна-10» и «Луна-12» в 1966 г. были получены следующие основные результаты :

— во всех «морских» районах Луны, где проводились измерения, уровень гамма-излучения естественных радиоактивных элементов соответствовал данным для земных примитивных или океанических базальтов;

— над «материками» Луны поток гамма-излучения оказался существенно ниже, чем над лунными «морями».

Вероятно, по составу вещество лунных «материков» близко к ультраосновным породам Земли, однако это требует подтверждения.

КА «Лунар Проспектор»

Впоследствии эти результаты были подтверждены на основе прямых лабораторных измерений лунного грунта, доставленного на Землю советскими автоматическими станциями «Луна-16» и «Луна-20».

Метод изучения состава вещества поверхности Луны на основе изучения спектрального состава гамма-излучения был также реализован американскими исследователями на борту кораблей «Аполлон-15» (1971 г.), «Аполлон-16» (1972 г.) и КА «Лунар Проспектор» (1998-1999 гг).

Планируете приобрести участок на Луне и хотите быть уверены в успехе своего предприятия? Тогда Вам поможет бизнес-магия! Опытные специалисты сделают заговор и тогда ваше начинание принесет в итоге Вам отличные дивиденды?

Галактические космические лучи представляют собой изотропный поток энергичных заряженных частиц. При взаимодействии с поверхностью Луны (и планет, лишенных атмосферы) космические лучи раскалывают ядра вещества и образуют поток вторичных нейтронов высоких энергий около 20 МэВ (рис. ниже). Напомним, что поверхность Земли не испытывает воздействия космических лучей, так как защищена толстым слоем атмосферы и сильным магнитным полем. Вторичные нейтроны в приповерхностном слое Луны сталкиваются с ядрами и теряют свою энергию до тех пор, пока они либо не вылетят с поверхности, либо не произойдет их распад. Время жизни нейтрона составляет около 15 минут, низкоэнергичные нейтроны со скоростью теплового движения 2-3 км/с могут пройти до распада расстояние в 2-3 тысячи километров. Поэтому под воздействием галактических космических лучей над поверхностью Луны образуется облако вторичных нейтронов с энергиями от тепловой до порядка 20 МэВ [1.3].

Схема образования вторичных нейтронов и гамма-лучей под поверхностью Луны под воздействием галактических космических лучей

Взаимодействие нейтронов с ядрами имеет характер неупругого рассеяния или реакции захвата. В первом случае нейтрон возбуждает ядро, передавая ему часть своей энергии, и возбужденное ядро испускает гамма-квант при переходе в основное состояние. Во втором случае вследствие захвата нейтрона образуется новое ядро в возбужденном энергетическом состоянии, которое также переходит в основное состояние с излучением гамма-кванта. Таким образом, взаимодействие вторичных нейтронов с ядрами основных породообразующих элементов приводит к генерации этими ядрами линий гамма-излучения, соответствующих квантовым уровням этих ядер. Каждое ядро имеет свой вполне определенный набор линий гамма-излучения, поэтому по измерениям спектральных линий энергетического спектра гамма-излучения поверхности Луны можно судить о составе основных породообразующих элементов вещества ее поверхности (табл. ниже).

Таблица. Основные ядерные линии породообразующих элементов

Изучение состава основных породообразующих элементов Si, О, Са, Fe, Ti, Mg, Al и других позволит установить набор минералов, из которых состоит поверхность, выяснить природу геохимических и геофизических процессов образования вещества поверхности. Более того, лабораторное исследование образцов грунта Луны позволит связать распространенность многих редких элементов с количеством основных породообразующих элементов — таким образом, по данным измерений основных элементов можно будет провести оценку содержания достаточно большого числа элементов в грунте Луны.

Кроме ядер породообразующих элементов (кремний, кислород,углерод, алюминий, железо и др.) в веществе поверхности Луны (и планет) присутствуют радиоактивные ядра изотопов калия ⁴⁰К, тория ²³²Th и урана ²³⁸U . Эти элементы имеют очень длительный период полураспада и поэтому они сохраняются в веществе планет с момента их образования. При распаде этих ядер также излучаются фотоны гамма-линий. Измерения ядерных линий от радиоактивного распада калия, тория и урана позволят оценить содержание этих изотопов в веществе поверхности.

Исследование радиации на поверхности Луны (галактическая, солнечная, лунная, взаимодействие поверхности Луны с полями и плазмой солнечного ветра) имеет не только научное, но и большое практическое значение, прежде всего применительно к созданию обитаемых лунных баз и деятельности экипажа на поверхности.

Облучение лунной поверхности происходит по сложной системе. На рис. ниже приведена схема положения Луны в процессе ее орбитального движения по отношению к Солнцу и Земле. Основная особенность — периодические погружения Луны в магнитосферу Земли (в магнитный хвост земной магнитосферы) и выходы в положение между Землей и Солнцем, когда поверхность Луны подвержена прямому облучению потоком частиц солнечного ветра. Если при этом еще учесть осевое (суточное) вращение Луны, то станет очевидным сложный характер пространственно-временного влияния солнечной радиации на лунную поверхность.

Схема периодического погружения Луны в магнитосферу Земли

Низкая отражательная способность лунного поверхностного слоя приводит к тому, что около 90% падающей на Луну солнечной радиации переходит в тепло. В результате этого Луна имеет собственное тепловое излучение в инфракрасной области спектра и частично в радиодиапазоне.

Тепловое поле Луны в глобальном масштабе можно представить по результатам инфракрасной съемки видимого диска Луны при различных фазовых углах.

Экспериментально поглощательная способность различных участков лунной поверхности может быть оценена по интенсивности собственного излучения Луны в инфракрасной области спектра, поскольку в этом случае речь идет о переизлученной солнечной радиации, поглощенной поверхностным слоем лунного реголита.

Фотометрическая неоднородность поверхности Луны в инфракрасной области спектра формируется пересеченностью рельефа, теплопроводностью поверхностного слоя и условиями освещения и съемки. Высокоточные измерения теплового излучения поверхности Луны, выполненные с помощью современных германиевых детекторов высокого разрешения, показали значительные отклонения фактических температур от существовавших ранее эмпирических моделей. Расхождения эмпирических данных с фактическими измерениями возрастает до 50% при косом падении лучей и значительно увеличиваются к краю диска. Все это требует дополнительного детального изучения, в том числе, непосредственно на поверхности Луны.

Фотографирование с КА позволило построить карты видимой и обратной сторон Луны. Они позволяют распознавать различные образования на поверхности Луны и являются основой при проведении практически всех исследований Луны. Выявлена асимметрия рельефа поверхности видимой и обратной сторон Луны. На видимой стороне основное место занимают моря (обширные холмистые равнины с поперечником до 500-1000 км при перепаде высот порядка 150 м, имеющие округлую форму и окруженные кольцевыми горами) и материки (горные хребты и долины, прорезанные трещинами и сбросами, при среднем превышении гор над морями около 3 км). Моря и материки видимой стороны усыпаны кратерами округлой формы с поперечником от 100 км и менее. Обратная же сторона в основном материковая и представляет собой холмистую равнину с множеством кратеров. Причина такой асимметрии не выяснена, не имеет убедительных гипотез и требует изучения и научного объяснения.

На данный момент главным источником актуальной информации о Луне являются документы на английском. Поэтому, если Вы не знаете данного языка, то Вам сможет помочь репетитор английского языка по skype. Такое обучение является наиболее эффективным, и уже через несколько месяцев Вы сможете бегло читать на английском!

Установлено, что моря видимой стороны Луны представляют собой застывшую базальтовую лаву, напоминающую земной базальт. Материковые районы сложены в основном анортозитами. Сверху каменные породы морей и материков покрыты рыхлым грунтом толщиной от нескольких десятков метров (в районе впадин) до нескольких сантиметров (на склонах крутых гор). Этот грунт не имеет аналогов среди природных земных образований и назван реголитом. Сформировавшись в условиях метеоритной бомбардировки коренных горных пород и воздействий солнечного ветра и космических лучей в высоком вакууме, реголит прошел фазы переплавок и спекания с метеорным веществом поверхности Луны, чему способствовала сравнительно малая величина ускорения ее силы тяжести. Поэтому химический состав реголита в основном отражает состав ниже залегающих пород, но в нем присутствует и вещество, не содержащееся в коренных породах, которое сформировалось в описанных выше условиях. Большая часть реголита раскрошена до фракции порошка. Бомбардировка микрометеоритами снова соединяет определенные порции такого порошка в остеклованные агрегаты частиц материковых пород и минералов. Такие агрегаты обычно называются агглютинатами. Было установлено, что химический состав пород в определенном месте может соответствовать, а может и не соответствовать тем породам, которые могут получиться при смешивании локальных брекчий или вулканических материковых пород. Это может означать образование реголита из разных лунных источников.

Перемешивание реголита изучалось на основе доставленных образцов, но такие детали, как интенсивность переноса, перемешивание в вертикальном и горизонтальном направлениях еще тщательно не рассматривались. Эти процессы усложняют обработку полученной дистанционными методами информации, а поэтому их следует изучить во всех подробностях в различных областях Луны.

Установлено, что коренные лунные породы по минеральному составу в основном схожи с земными. Только три минерала в породах, доставленных с Луны на Землю, оказались неизвестны геологам. Остальные лунные минералы пироксен, плагиоклаз, оливин, кристобалит, ильменит широко распространены на Земле. В лунных породах больше содержится тугоплавких материалов, чем в земных. Этим же отличаются и породы лунных морей от материковых. Кроме того, обнаружено относительно большое количество инертных газов в лунном грунте. Предполагается, что они занесены на Луну солнечным ветром.

Изотопный анализ доставленных с Луны пород показал, что среди них нет образцов моложе 3,1 млрд лет и старше 4,6 млрд лет. Это может свидетельствовать о том, что примерно 3 млрд лет назад на Луне закончилось затопление базальтами Больших Каньонов видимой стороны и наступило относительное спокойствие. Образовавшийся в те времена рельеф, испещренный кратерами от метеоритной бомбардировки, сохранился до наших дней.

Все эти выводы о химическом и минеральном составе лунных пород и реголите, в частности, получены на основе исследований среднеширотных и приэкваториальных районов видимой стороны Луны. Неохваченными остались и требуют изучения приполярные области и обратная сторона.

Хотите не изучать поверхность Луны, а записаться на archicad курсы и создавать настоящие произведения архитектурного искусства? Тогда Вам следует найти опытных преподавателей. На их роль идеально подойдут сотрудники ООО «Вершина Мастерства»!

Кстати, даже на казалось бы таком безжизненном и пустынном небесном теле как Луна происходят аномальные явления. К примеру, газовые извержения, свидетелем которых в 1958 году стал советский астронавт Николай Козырев.

Ну а познакомиться с другими неподдающимися объяснению явлениями Вы сможете на сайте ufo-com.net!

До мягкой посадки советской межпланетной станции «Луна-9» о свойствах лунного грунта было практически ничего неизвестно. Например, некоторые исследователи предполагали, что из-за малой силы тяжести поверхность Луны может быть покрыта многометровой пушистой рыхлой пылью, которая просто поглотит посадочный космический аппарат. Однако другие считали, что поверхность может быть достаточно прочной. Эта неопределенность, критическая для инженерных расчетов, была волевым способом разрешена СП. Королевым в виде написанной им карандашом справки от 28 октября 1964 года, которая гласила: «Посадку ЛК следует рассчитывать на достаточно твердый грунт типа пемзы. Вертикальная скорость ≈0 м/с при спуске на h=1 м… дата, подпись».

Посадочный модуль межпланетной станции советского производства «Луна-9»

Лунный грунт в местах посадки действительно оказался достаточно прочным — космические аппараты в нем не тонули. Первое в истории панорамное изображение, полученное с лунной поверхности советской станцией «Луна-9», показало, что «Доминирующим типом рельефа изучаемого участка являются отрицательные формы, имеющие вид округлых ямок, или кратеров (воронок), типичных для всей поверхности Луны». Также было отмечено, что «нигде в пределах панорамы, в том числе и на склонах воронок, не замечено никаких следов бесструктурного пылевого слоя. Все видимые участки характеризуются наличием четко выраженных структурно-связанных образований, возникших, вероятно, вследствие слипания измельченных частиц». Что касается обломков пород на поверхности реголита, то их количество «соответствует среднему количеству около трех камней на 1 м² лунной поверхности. Такую поверхность с достаточным основанием можно назвать уже каменистой россыпью». Первая характеристика микрорельефа лунной поверхности оказалась точной и полной.

Развалы камней на краю Борозды Прямой. Фрагмент ТВ панорамы «Лунохода-2». Поперечник наиболее крупного камня ~1 м. На заднем плане -внутренний склон противоположного борта Борозды Прямой

Основная масса камней на поверхности характеризуется размерами от 1-2 до 40-50 см (рис. выше), и только вблизи относительно крупных кратеров диаметром в несколько сотен метров и более могут наблюдаться россыпи более крупных глыб, размеры которых достигают нескольких метров. Камни обладают более высокой отражающей способностью, чем мелкозернистый материал реголита и потому легко дешифрируются даже при большой высоте Солнца над горизонтом (рис. ниже). Преобладают камни неправильной формы, имеющие как округлые, так и остроугольные очертания. Изредка встречаются камни необычной правильной формы. Нижняя часть большинства камней захоронена в реголите. Остроугольные камни неправильной формы характеризуются изломанностью очертаний, связанные, по-видимому, с сетью трещин, по которым в момент дробления происходили расколы.

Поверхность реголита в Море Ясности. Фрагмент ТВ-панорамы «Лунохода-2». Типичный поперечник близлежащих камней — 10-20 см. Деталь слева — часть датчика вертикальной панорамной камеры

Размеры камней и их количество на единице площади поверхности вокруг свежих кратеров, проникающих через слой реголита, резко возрастают, что связано с дроблением и выбросом подстилающих скальных пород. В зависимости от мощности реголита размеры таких кратеров обычно колеблются от метров до сотен метров и более. Наиболее крупные камни, как правило, сосредоточены в пределах вала кратера. С удалением от кратера размеры камней заметно уменьшаются. Камни округлой формы встречаются, в основном, вблизи зрелых кратеров, что указывает на сглаживание очертаний этих камней с течением времени. С увеличением возраста кратера размеры и плотность камней в его окрестностях уменьшаются.

Ячеистая структура поверхности лунного реголита. Фрагмент ТВ-панорамы межпланетной станции «Луна-9»

Поверхность реголита в кратерах и в межкратерном пространстве покрыта многочисленными углублениями и небольшими ямками. Диаметр ямок колеблется от 1 до 5-10 см. Совокупность ямок создает характерную ячеистую структуру реголита (рис. выше). На фоне ячеистой структуры поверхности выделяются мелкие камешки, комки грунта и линейные образования, среди которых различаются бороздки, уступы и линеаменты (линейные образования) неясной морфологии. На месте посадки корабля «Аполлон-16» астронавты наблюдали несколько небольших кратеров диаметром 1-2 м, дно у которых было покрыто растрескавшимся стеклом, похожим на высохшую и растрескавшуюся корку грязи.

Насыщенность ударными кратерами разной степени сохранности (преобладают сильно деградированные) и разного размера, начиная от предела визуального разрешения, обусловленная этими кратерами холмистость лунной поверхности с перепадами высот от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров, комковатая ячеистая структура поверхности реголита, и наличие более или менее плотной россыпи камней разных размеров, — это универсальная характеристика микрорельефа лунной поверхности, которая характерна для всех мест посадок автоматических лунных станций и пилотируемых экспедиций «Аполлон».

Считаете, что Луна играет огромное значение в жизни каждого человека, и верите в гороскопы? В таком случае, предлагаю Вам подробнее ознакомиться со своим гороскопом на год, который приоткроет перед вами завесу тайны на ваше будущее!

В начале XVII в. Галилео Галилей, впервые наблюдая за Луной в телескоп, обнаружил, что она не совсем гладкая, как считалось ранее, а вся изрезана горами и долинами. Более темные ровные области он назвал морями, а более светлые, возвышенные и неровные обширные участки были названы сушей или лунными материками. Галилей первым описал многочисленные кратеры на лунной поверхности, назвав их маленькими пятнышками. Благодаря работе Галилея, опубликованной в «Звездном Вестнике», Луна стала объектом наблюдений многочисленных исследователей на европейском континенте. В 1647 г. на лунной карте астронома Яна Гевелия появились Альпы, Апеннины, Кавказ и Карпаты. Лунная астрономия стремительно развивалась, и уже в 1651 г. Джамбатиста Риччиоли сформулировал основные принципы и правила названий лунных объектов. Лунные моря получили свои латинские названия, отражающие некоторые вымышленные качественные характеристики (Море Спокойствия, Море Ясности, Океан Бурь и т.д.). Кратеры могли называться только именами философов, ученых и исторических фигур. Впоследствии в 1929 г. эти правила были оформлены и закреплены Международным Астрономическим Союзом.

Условия на поверхности

Луна имеет чрезвычайно разреженную атмосферу. Днем плотность молекул преимущественно ионизированных газов лунной атмосферы минимальна и составляет около 10⁴ см ^-3.

В ночное время ближе к утреннему лунному терминатору плотность лунной атмосферы повышается до 2×10⁵ см ^-3, что примерно соответствует давлению 10 ^-14 атм., т.е. очень глубокому вакууму [1.71]. Суточный ход температур на Луне, т.е. разница между максимальной дневной и минимальной ночной температурой на поверхности, достигает 310 К. В лунный полдень на подсолнечной точке температура на поверхности повышается до 400 К, ночью опускается до 92 К, а в постоянно затемненных, недоступных для прямых солнечных лучей местах на Южном и Северном полюсах температура может опускаться до нескольких десятков градусов Кельвина.

Отсутствие плотной атмосферы делает поверхность Луны незащищенной от ударов метеоритов самых разных размеров, вплоть до мельчайших микрометеоритов. Находящиеся на поверхности частицы лунного грунта, крупные обломки пород и редкие выходы пород скального основания постепенно покрываются микрократерами размером от долей микрона до нескольких сантиметров. Оценки и наблюдения показывают, что камни на лунной поверхности разрушаются не за счет постепенной эрозии микрометеороидами — они ею лишь «сглаживаются», а в результате раскалывания более крупными ударами. Среднее время существования на лунной поверхности камня массой 1-2,5 кг до того, как он будет разрушен, составляет около 11 млн лет.

В результате метеоритной бомбардировки, длившейся на протяжении всей геологической истории Луны, на ее поверхности образовался покров рыхлого материала, так называемого реголита, который состоит из обломков подстилающих реголит коренных пород и вторичных частиц, сформированных при ударно-взрывной переработке вещества — брекчий, агглютинатов и частиц стекла. Средняя мощность реголита, который покрывает всю лунную поверхность без исключения, колеблется от 4-5 м в лунных морях до 10-15 м на материках. На древних геологических структурах мощность реголита больше. Средняя скорость образования реголита очень мала и составляет примерно 1,5 мм за 1 млн лет. Это означает, что любой след, оставленный на лунной поверхности, будет оставаться четким многие миллионы лет.

Белой стрелкой отмечено место посадки «Аполлон-15»

Растрескивание лунных пород в результате термоупругих напряжений, возникающих в приповерхностном слое из-за сжатия и расширения в результате суточного хода температур, также является одним из агентов сглаживания лунной поверхности, хотя по интенсивности и несравнимым с метеоритной бомбардировкой. На Луне слабые сейсмические сигналы, обусловленные тепловым растрескиванием пород, отчетливо регистрировались сейсмометрами и были выделены в отдельную категорию тепловых лунотрясений, которые очень слабы, но случаются повсеместно и их суммарная энергия сопоставима с энергией приливных лунотрясений. В отличие от тепловых, приливные лунотрясения имеют гравитационную природу, хорошо прогнозируются и в основном приурочены к прохождению Луной апогея и перигея. В областях с более контрастным рельефом, как, например, в районе лунных Апеннин (место посадки корабля «Аполлон-15»), количество тепловых лунотрясений возрастает примерно на порядок.

Основным агентом «выветривания» поверхности частиц лунного реголита и обнаженных участков лунных пород является галактическое космическое излучение и солнечный ветер, который обогащает частицы реголита водородом, редкими газами, широким спектром космогенных изотопов и другими компонентами, а также способствует образованию и восстановлению до элементарного состояния Fe, Si и других элементов в поверхностных слоях частиц и минералов. Накопление в течение миллиардов лет в частицах реголита редких благородных газов может приводить к образованию значительных запасов этих элементов в реголите.

Вас совершенно не интересуют новые разработки в области ракетостроения и единственное ваше желание — как можно качественнее обустроить интерьер своего частного дома? Тогда я хочу порекомендовать Вам приобрести высококлассные металлические двери с фотопечатью на сайте www.extradoors.ru, которые станут украшением не только интерьера, но и экстерьера вашего дома!

Вторая ступень РН Delta TV Heavy, выполняющая, кроме прочего, и функции космического разгонного блока, оснащена одним кислородно-водородным двигателем RL-10B-2 с раздвижным сопловым насадком из углерод-углеродного композита. Это первый серийный ЖРД, удельный импульс которого превысил 462 с. Тяговооруженность второй ступени РН Delta IV Heavy также мала (примерно 0,27), однако, учитывая «заточенность» РН на высокоэнергетические орбиты, вполне приемлема.

Конструкция ракетных блоков РН довольно проста, если не примитивна. Можно сказать, что проектанты РН Delta TV Heavy разменяли высокую энергетику кислородно-водородного топлива на конструктивную простоту РН. В результате получился РН с неплохой грузоподъемностью и умеренной стоимостью.

Старт РН Delta II в 2009 с мыса Канаверал

Инерциальная дублированная система управления полетом RJFCA (Redundant InertiaL Flight Control Assembly) разработки корпорации L3 Communications, используемая на РН Delta IV Heavy, аналогична системе, которой оснащена РН Delta II, хотя и имеет другое программное обеспечение. В составе RTFCA работают шесть кольцевых лазерных гироскопов и акселерометров, что обеспечивает повышенную надежность системы.

Структурная схема РН Delta IV Heavy

Стоимость пуска модификаций РН Delta IV составляет для:

— РН Delta IV-M-95 млн. долл.;

— РН Delta IV-M+(4.2) -115 млн. долл.;

— РН Delta IV-M+(5.2) — 115 млн. долл.;

— РН Delta IV-M+(5.4) — 125 млн. долл.;

— РН Delta IV-H- 187 млн. долл.

РН Delta IV-M (Medium) использует один блок СВС, вторую ступень РН диаметром 4 м, композиционный головной обтекатель от РН Delta 111 и трапециевидный межступенной переходник 5,1 м на 4 м.

Два навесных стартовых твердотопливных ускорителя GEM-60 фирмы Alliant, добавляемые к СВС, превращают РН Delta в модификацию РН Delta IV-M+(4,2).

Установка на РН Delta IV-M второй ступени РН диаметром 5,1 м, межступениого переходника и головного обтекателя полезного груза с двумя или четырьмя стартовыми твердотопливными ускорителями образуют модификации РН Delta IV-M+(5,2) и РН Delta IV-M+(5,4) соответственно.

РН Delta IV-H (Heavy) использует два блока СВС в качестве навесных жидкостных стартовых ускорителей и верхнюю ступень РН диаметром 5 м.

РН Delta IV собирается в Здании горизонтальной интеграции HIF (Horizontal Integration Facility) и устанавливается на стартовый стол менее чем за две недели перед запуском.

Стартовые твердотопливные ускорители, если они имеются, навешиваются на РН Delta IV уже на стартовом столе.

Компания Boeing опубликовала предложения по форсированию РН семейства Delta, рассмотрев пути увеличения массы полезного груза, выводимого на низкую околоземную орбиту, до 80 т и выше.

Старт РН Titan IV

Стоимость пуска РН Delta IV Heavy составляет ориентировочно 254 млн. долл. (в ценах 2004 г.). При этом стоимость запуска РН Delta IV Heavy существенно ниже, чем у ее функционального предшественника — РН Titan IV.

По состоянию на май 2010 года проведено 349 пусков РН семейства Delta (начиная с 1960 г.), в том числе 13 пусков РН Delta IV и 6 пусков этой РН в данной конфигурации (вариант Medium+(4,2)).

Хотите купить роскошный подарок своей второй половинке? В таком случае Вам следует в обязательном порядке посетить сайт funkyholst.com, где Вы сможете приобрести высококлассный портрет на холсте, который не сможет оставить равнодушным именинника (или именинницу)!

РН Delta IV Heavy состоит из трех блоков СВС (Common Booster Core), на каждом из которых установлен мощный кислородно-водородный маршевый двигатель RS-68, и верхней ступени РН, выполняющей функции разгонного блока и оснащенной кислородно-водородным двигателем RL10-B-2 с системой многократного включения.

Взлет РН Delta IV Heavy

РН Delta IV Heavy использует трехстворчатый алюминиевый головной обтекатель длиной 19,81 м и диаметром 5,08 м, созданный на базе имеющейся конструкции для РН Titan IV.

РН Delta IV Heavy, созданная по программе «Развитого одноразового носителя» EELV (Evolved Expendable Launch Vehicle), является наиболее грузоподъемной некоммерческой РН США, обеспечивая выведение на геопереходную орбиту КА массой до 13 т, а на низкую околоземную орбиту — до 25,8 т. Наряду с самым младшим членом семейства Delta IV, включающим пять вариантов модульных изделий, «тяжелая» Delta является первым в мире полностью криогенной РН: на всех ступенях РН используется топливная пара жидкий кислород — жидкий водород. Конструктивное исполнение РН и ее проектные параметры имеют ряд интересных особенностей.

Первая ступень РН тяжелого варианта состоит из трех «Единых центральных блоков» СВС (Common Booster Core); каждый оснащен кислородно-водородным двигателем RS-68 — первым мощным ЖРД, разработанным в Соединенных Штатах после программы создания маршевого двигателя шаттла SSME (Space Shuttle Main Engine). Основной целью разработки двигателя RS-68 было уменьшение стоимости двигателя по сравнению с многоразовым двигателем SSME. Уменьшение давления в камере и удельного импульса привели к снижению эффективности двигателя; однако благодаря этому удалось значительно уменьшить время разработки, количество деталей изделия, общую стоимость и трудозатраты — несмотря даже на то, что новый двигатель имеет несколько большую тягу по сравнению с двигателем SSME.

РН «Ангара»

Циклограмма полета РН Delta IV Heavy подразумевает форсирование тяги всех трех двигателей RS-68 до 102% номинальной с последующим дросселированием двигателя центрального блока до 58% номинала через 50 с после старта для сохранения топлива и увеличения времени работы. После отделения боковых СВС тяга двигателя центрального блока форсируется до 102%, а перед остановкой вновь дросселируется до 58%. Подобным образом циклограмма реализована в проектах российских РН «Ангара-3» и «Ангара-5». Сравнительно невысокая тяговооруженность первой ступени РН Delta IV Heavy (примерно 1,19) предопределяет довольно высокое значение гравитационных потерь характеристической скорости, что не позволяет реализовать в полной мере существенное превышение массовой отдачи по сравнению с другими, более традиционными — неводородными — аналогами. С другой стороны, выбор такой стартовой тяговооруженности объясняется специфическим подходом к проектированию: скорее всего, все основные параметры этой уникальной РН оптимизировались по критерию «максимум полезного груза при заданной тяге двигателей». В условиях, когда разработка ЖРД вносит решающий вклад в стоимость создания РН, такой подход вполне оправдан.

Самый наглядный пример сверхпроводимости — левитация сверхпроводника в магнитном поле

Сверхпроводимость, это удивительное свойство некоторых материалов терять электрическое сопротивление при определенных (очень низких) температурах, была открыта в 1911 году в Нидерландах Хайке Каммерлинг-Оннесом, его даже прозвали «господин Абсолютный Нуль». Каммерлинг-Оннес посвятил свою жизнь делу достижения низких температур и сумел сжижить гелий, точку кипения которого, как он обнаружил, от абсолютного нуля отделяют всего 4,2 градуса. Собственно абсолютный нуль, то есть температура, при которой движение молекул (в первом приближении) прекращается, — это -273,15 градуса Цельсия. Его обозначают как 0К (ноль градусов Кельвина) и от этой точки отсчитывают абсолютные температуры.

Голландский ученый Хайке Каммерлинг-Оннес – первооткрыватель сверхпроводимости – свойства некоторых материалов обладать нулевым сопротивлением при достижении ими определенной температуры

Камерлинг-Оннес и его студенты в Лейдене решили посмотреть, как меняются электрические свойства различных веществ при снижении температуры вплоть до точки кипения гелия. Ожидалось, что сопротивление металлов будет уменьшаться, но результат ошеломил всех: где-то вблизи точки кипения гелия сопротивление падало скачком до ничтожно малой величины, которую приборы даже не могли измерить! По сути, сопротивление металлов становилось нулевым, и при такой температуре ток мог бы циркулировать по замкнутому контуру вечно. Физики ломали голову над этим феноменом большую часть XX века. Чтобы объяснить его, понадобилось не одно десятилетие упорного труда. Заодно начались поиски материалов, которые будут вести себя как сверхпроводники при более высоких температурах: технологические возможности, которые замаячили перед физиками, кружили головы…

Теория сверхпроводимости подготовила почву для целенаправленных поисков. В 1985 году двое ученых из Швейцарии изготовили металл-оксидный керамический материал, который становился сверхпроводником при температуре ниже отметки в 35К. Публикация статьи с полученными результатами (которые в 1987 году принесли им Нобелевскую премию) спровоцировала бешеную гонку за материалами с еще более высокой критической температурой, и в гонку эту включились университетские и заводские лаборатории во всем мире. Всем ее участникам так хотелось прославиться, получить патент и разбогатеть!

Американский физик китайского происхождения Пол Чу, специализирующийся на сверхпроводимости и магнетизме

Одним из самых решительных охотников за сверхпроводниками был Пол Чу (род. 1941), профессор физики в Университете Хьюстона. К1987 году он со своими аспирантами уже изготовил и испытал огромное множество разных смесей. Наконец их старания увенчались успехом: найденный ими материал становится сверхпроводником уже при 90К. Это был заметный шаг вперед.

Но тут возникла серьезная проблема: как опубликовать результаты и при этом не раскрыть перед конкурентами секрет состава? Срочные сообщения у физиков принято отправлять в журнал Physical Review Letters. Как и у других уважаемых журналов, здесь была в ходу система «рецензирования равными» (peer-review): другими словами, перед публикацией статью оценивали редактор и два рецензента — специалисты в той же области. Но в физике сверхпроводимости работало не так много ученых уровня Чу, и с большой вероятностью они могли бы оказаться его конкурентами. В мире науки считается, что воспользоваться еще не опубликованной статьей в своих целях — верх непорядочности для рецензента. Но тут ставки были как никогда высоки, и Чу серьезно рисковал. Он позвонил редактору журнала и спросил позволения опубликовать свое сообщение без явного описания сверхпроводника. Редактор, как и следовало ожидать, ему отказал, поэтому в журнал отправилась статья с исчерпывающим (как можно было решить) описанием вещества, которую, разумеется, приняли к публикации. Через короткое время Чу провел пресс-конференцию, где объявил об открытии, не выдавая состав материала, а Университет Хьюстона тем временем готовил заявку на патент.

Сообщество физиков тут же охватило волнение, и в лабораториях по всему миру терялись в догадках, из чего же состоит материал Чу. Фотография в журнале Time изображала Чу с куском зеленоватого вещества в руках. Зеленый цвет мог означать, что в нем присутствует никель, но это был ложный след.

Распространился слух, что загадочный компонент — иттербий (элемент из числа лантанидов, или «редких земель» — группы металлов с довольно похожими свойствами). Но, как оказалось, и он подходит не лучше никеля. В рукописи, отправленной Чу в журнал, фигурировали только химические символы элементов — Yb, Ва, Cu, — но не их названия (иттербий, барий и медь). Повторить результат Чу и его ассистентов было просто, вот только в лабораториях, где это попробовали сделать, никакой сверхпроводимости обнаружено не было.

Так на поверхность всплыла весьма постыдная история.

Иттербий – металл серебристого цвета, вязкий и ковкий

Своим названием иттербий обязан «деревне четырех элементов» — это Иттербю в Швеции, где в конце XVIII века нашли неизвестную прежде рудную жилу. Минерал, которому дали название «иттербит», содержит, как выяснилось позже, целых четыре элемента: все чрезвычайно похожи друг на друга и принадлежат к семейству редкоземельных металлов. Их назвали иттербием, тербием, эрбием и иттрием. Символ иттрия — Y, а иттербия — Yb. В сверхпроводнике Чу содержался иттрий, а вовсе не иттербий, как можно было заключить из статьи. Когда возмущенные собратья-физики обвинили его в обмане, Чу заявил, что злого умысла в подмене не было. Просто-напросто его секретарша впечатала Yb вместо Y всюду, где упоминается элемент — случайность, и только. Более того, поскольку секретарша, перепечатывая статью, думала о чем-то своем, девичьем, а Чу не пришло в голову тщательно проверить рукопись, она ошиблась и в пропорции элементов. В последний день перед тем, как журнал должен был уйти в печать, Чу, просмотрев гранки, позвонил в редакцию, чтобы исправить опечатки. Кое-кто из физиков, когда их об этом спросили, признался, что на месте Чу тоже пошел бы на обман, чтобы защитить свои права на открытие. Другие были менее расположены к прощению. Но, однако, худшим из всего этого была утечка информации о неверном «рецепте» Чу: слухи о том, что иттрий подменили иттербием, разумеется, тоже разошлись еще до того, как статья вышла.

Иттрий – светло-серебристый редкоземельный металл

Кто был виноват в утечке — секретарша Чу или кто-нибудь из редакции Physical Review Letters, — так и осталось неизвестным, но мораль этой истории ясна: когда ставки высоки, люди охотно идут на сделку с совестью. Многим из охотников за высокотемпературной (пусть речь и шла про -183 ° С) сверхпроводимостью пришлось потом испытать горькое разочарование: иттербий, как оказалось позже, тоже способен образовывать высокотемпературный сверхпроводник, если только приготовить смесь правильным образом. Но особенно расстроилась одна группа исследователей — дело 6 том, что этим ученым удалось синтезировать «сверхпроводник Чу», но они не стали даже проверять его на сверхпроводимость, поскольку анализ структуры выявил ее гетерогенность, а это прежде считали признаком неудачного синтеза.

Фотографии этих невероятно красивых цветов, распустившиеся на водной глади Арктического океана, были сделаны в прошлом году (2011) выпускником Университета Вашингтон Джефом Боумэном (Jeff Bowman) и его профессором Джоди Деминг (Jody Deming) во время их научного исследования. Читать дальше>>