Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
NASA testuje standardową elektronikę w przestrzeni kosmicznej
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
NASA wybrała sześć niewielkich amerykańskich firm, które w sumie otrzymają 20 milionów dolarów na rozwój technologii usuwania odpadów z niskiej orbity okołoziemskiej oraz rozwiązania problemu pyłu osiadającego na urządzeniach pracujących poza Ziemią. Prowadzone przez nas misje wymagają innowacyjnych rozwiązań złożonych wyzwań pojawiających się podczas pobytu w kosmosie. Niewielkie firmy mogą mieć wielki wpływ na rozwiązanie problemów od dawna gnębiących przemysł kosmiczny, mówi Jenn Gustetic, dyrektor ds. wstępnych innowacji i partnerstwa w NASA Space Technology Mission Directorate.
Sześć wspomnianych firm współpracowało już z NASA w ramach programu Small Business Innovation Research. W jego ramach NASA przeznacza co roku 180 milionów USD na współpracę z amerykańskimi przedsiębiorstwami zatrudniającymi mniej niż 500 osób. Pieniądze od agencji kosmicznej pozwalają im na dalsze rozwijanie obiecujących technologii. Każda z firm wybranych do współpracy w bieżącym roku ma mniej niż 60 pracowników.
Na niskiej orbicie okołoziemskiej ludzie pozostawiają coraz więcej śmieci. To zepsute satelity i ich fragmenty czy pozostałości po wystrzeliwaniu kolejnych misji. Odpady te zmuszają pojazdy kosmiczne do manewrowania, zagrażają bezpieczeństwu astronautów i satelitów. Z czasem cała orbita może stać się bezużyteczna. Cztery z wybranych przedsiębiorstw proponują technologie, które mają rozwiązać ten problem.
Firma Busek otrzyma 3,4 miliona USD na rozwój technologii autonomicznego deorbitowania niewielkich satelitów przy użyciu nietoksycznego paliwa. Z kolei CU Aerospace ma za 2,6 miliona USD stworzyć napęd wielokrotnego użytku do niewielkich misji przechwytujących odpady na orbicie. Firmie Flight Works przyznano 4 miliony dolarów na rozwinięcie technologii tankowania na orbicie pojazdów zajmujących się usuwaniem odpadów, a Vestigo Aerospace ma zademonstrować działający żagiel Spinnaker, który – montowany za pomocą prostego połączenia mechanicznego i elektrycznego – będzie rozwijany po zakończeniu misji małych (do 180 kg) satelitów, zwiększając w ten sposób opór stwarzany przez atmosferę i pozwalając na szybsze, przewidywalne i całkowicie pasywne deorbitowanie takich pojazdów.
Przyszłe misje NASA będą obejmowały roboty podróżujące po powierzchni Marsa i Księżyca. Osiadający na tych urządzeniach pył może znacząco skrócić czas ich pracy czy doprowadzić do awarii instrumentów naukowych. Pył jest też niebezpieczny dla urządzeń, które będą potrzebne podczas misji załogowych. Rozwiązaniem tego problemu mają zająć się dwa kolejne przedsiębiorstwa. Firma Applied Material System Engineering ma za 2,6 miliona USD zademonstrować system nakładania w przestrzeni kosmicznej swojej powłoki ograniczającej osadzanie pyłu, a ATSP Innovations otrzyma 3,2 miliona USD na stworzenie prototypowego materiału odpornego na ekstremalne temperatury, ciśnienia i pył obecne na powierzchni planet, księżyców, asteroid i komet.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
NASA tymczasowo straciła kontakt z Voyagerem 2, drugim najodleglejszym od Ziemi pojazdem kosmicznym wysłanym przez człowieka. Przed dwoma tygodniami, 21 lipca, popełniono błąd podczas wysyłania serii komend do Voyagera, w wyniku czego jego antena odchyliła się o 2 stopnie od kierunku wskazującego na Ziemię. W tej chwili Voyager, który znajduje się w odległości niemal 20 miliardów kilometrów od naszej planety, nie może odbierać poleceń ani przesyłać danych.
W wyniku zmiany położenia anteny Voyager nie ma łączności z Deep Space Network (DSN), zarządzaną przez NASA siecią anten służących do łączności z misjami międzyplanetarnymi. W skład DSN wchodzą trzy ośrodki komunikacyjne, w Barstow w Kalifornii, w pobliżu Madrytu i Canberry. Rozmieszczono je tak, by każda misja w głębokim kosmosie miała łączność z przynajmniej jednym zespołem anten. Ośrodek z Canberry, którego jedna z anten jest odpowiedzialna za komunikację z sondą, będzie próbował skontaktować się z Voyagerem, w nadziei, że uda się nawiązać łączność.
Na szczęście NASA zabezpieczyła się na tego typu przypadki. Kilka razy w roku Voyagery resetują położenie swoich anten tak, by mieć łączność z Ziemią. Najbliższy reset nastąpi 15 października. Jeśli więc wcześniej nie uda się połączyć z Voyagerem, będzie można się z nim skomunikować za 2,5 miesiąca.
Voyager 2 został wystrzelony 20 sierpnia 1977 roku. Odwiedził Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna, a w 2018 roku opuścił heliosferę i wszedł w przestrzeń międzygwiezdną, dostarczając intrygujących wyników badań. NASA nie po raz pierwszy nie ma kontaktu z sondą. W 2020 roku agencja nie kontaktowała się z nią przez 8 miesięcy, gdyż remontowana była antena DSS 43 w pobliżu Canberry, której zadaniem jest wymiana informacji z sondą.
Voyagery zasilane są radioizotopowymi generatorami termoelektrycznymi, które zamieniają w prąd elektryczny ciepło generowane przez rozpad plutonu-238. Zapasy plutonu stopniowo się wyczerpują, więc naukowcy wyłączają kolejne zużywające prąd urządzenia. Najprawdopodobniej obie sondy stracą zasilanie w 2025 roku. Do tej pory jednak naukowcy spróbują wycisnąć z nich najwięcej, jak się da.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Większość ludzi korzysta z urządzeń elektronicznych. Gdy zaczynają one szwankować, bądź gdy pojawi się nowszy model, znaczna część użytkowników bez zastanowienia wyrzuca stare urządzenie i zastępuje je nowym. Dlatego śmieci elektroniczne są najszybciej rosnącą kategorią odpadów. Każdego roku wyrzucamy około 40 milionów ton elektroniki. A problem narasta, gdyż im więcej elektroniki wokół nas – a np. w przeciętnym amerykańskim gospodarstwie domowym znajdują się już 24 urządzenia elektroniczne – tym krótszy średni czas użytkowania urządzenia. Naukowcy z University of Chicago postanowili sprawdzić, czy można zmienić relacje pomiędzy człowiekiem a gadżetem poprzez dosłowne... ożywienie gadżetu.
Eksperyment przywodzi na myśl popularną zabawkę tamagotchi. Jasmine Lu i profesor Pedro Lopes wykorzystali śluzowca z gatunku Physarum polycephalum do pomocy w zasilaniu smartwatcha. Urządzenie w pełni działa tylko wówczas, gdy przewodzący prąd organizm jest zdrowy. A to wymaga dbałości ze strony użytkownika.
Zmusiliśmy w ten sposób użytkowników do przemyślenia swojego związku z urządzeniem na wiele różnych sposobów. Gdy rozmawialiśmy z nimi o ich doświadczenia ze standardowymi smartwatchami, opaskami i inną ubieralną elektroniką, ludzie mówili, że wykorzystują te urządzenia utylitarnie, w konkretnym celu. Jednak w przypadku naszego urządzenia to podejście się zmieniło, bardziej odczuwali tutaj dwukierunkowy związek i przywiązanie, gdyż musieli opiekować się żywym organizmem. Czuli, że nie mogą go wyrzucić czy zamknąć w szufladzie, mówi Jasmine Lu.
Zbudowane przez Lu zegarki pokazują godzinę i mierzą puls właściciela. Jednak druga z ich funkcji jest całkowicie zależna od kondycji śluzowca. Organizm znajduje się w jednej z części specjalnego pojemnika. Użytkownik musi regularnie odżywiać go wodą i płatkami owsianymi. Dzięki temu śluzowiec rozrasta się i dociera do drugiej części pojemnika. Powstaje obwód elektryczny, który aktywuje funkcję pomiaru tętna. Śluzowiec, gdy nie jest odpowiednio odżywiany, przestaje się rozrastać, wchodzi w stan uśpienia, w którym może pozostawać całymi latami.
W eksperymencie wzięło udział 5 osób, które nosiły urządzenie przez dwa tygodnie. W ciągu pierwszych 7 dni zadaniem użytkowników było dbanie o śluzowca tak, by doszło do aktywowania funkcji pomiaru tętna. W drugim tygodniu poproszono ich, by zaprzestali karmienia, by śluzowiec wysechł, a pomiar tętna się wyłączył. Przez cały czas trwania eksperymentu użytkownicy mieli opisywać swoje myśli i odczucia względem urządzenia w dzienniczku, odpowiadali też na pytania eksperymentatorów.
Okazało się, że użytkownicy czyli się mocno związani z zegarkiem. Niektórzy stwierdzili, że traktowali go jak domowego pupila, nadali mu imię, a gdy byli chorzy, prosili kogoś innego, by karmił śluzowca. Przyznali, że ich związek z organizmem był silniejszy niż z wirtualnymi bytami, jak tamagotchi czy Simy. Jeszcze bardziej zaskakujące była reakcja uczestników eksperymentu na prośbę, by przestali karmić organizm. Zaczęli oni odczuwać winę, a nawet żałobę. Byli w szoku. Niemal każdy upewniał się, czy na pewno ma to zrobić, mówi Lopes.
Lu i Lopes zaprezentowali wyniki swoich badań podczas 2022 ACM Symposium on User Interface Software and Technology, jednej z najważniejszych konferencji dotyczących interakcji ludzi i komputerów. Uczeni mają nadzieję, że zainspiruje to przemysł do tworzenia kreatywnych urządzeń zasilanych dzięki śluzowcom i zachęci projektantów do tworzenia technologii, których ludzie mniej chętnie będą się pozbywali i nawiązywali z nimi silniejsze więzi. Chcą, by dzięki temu więcej osób oddawało zepsute urządzenia do naprawy, a nie pozbywało się ich, generując kolejne miliony ton odpadów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
NASA i DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych) poinformowały o rozpoczęciu współpracy, której celem jest zbudowanie jądrowego silnika termicznego (NTP) dla pojazdów kosmicznych. Współpraca będzie odbywała się w ramach programu DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), który od jakiegoś czasu prowadzony jest przez DARPA.
Celem projektu jest stworzenie napędu pozwalającego na szybkie manewrowanie, przede wszystkim przyspieszanie i zwalnianie, w przestrzeni kosmicznej. Obecnie dysponujemy pojazdami, które są w stanie dokonywać szybkich manewrów na lądzie, w wodzie i powietrzu. Jednak w przestrzeni kosmicznej brakuje nam takich możliwości. Obecnie używane kosmiczne systemy napędowe – elektryczne i chemiczne – mają spore ograniczenia. W przypadku napędów elektrycznych ograniczeniem jest stosunek siły ciągu do wagi napędu, w przypadku zaś napędów chemicznych ograniczeni jesteśmy wydajnością paliwa. Napęd DRACO NTP ma łączyć zalety obu wykorzystywanych obecnie napędów. Ma posiadać wysoki stosunek ciągu do wagi charakterystyczny dla napędów chemicznych oraz być wydajnym tak,jak napędy elektryczne. Dzięki temu w przestrzeni pomiędzy Ziemią a Księżycem DRACO ma być zdolny do szybkich manewrów.
Administrator NASA Bill Nelson powiedział, że silnik może powstać już w 2027 roku. Ma on umożliwić szybsze podróżowanie w przestrzeni kosmicznej, co ma olbrzymie znacznie dla bezpieczeństwa astronautów. Skrócenie czasu lotu np. na Marsa oznacza, że misja załogowa mogłaby zabrać ze sobą mniej zapasów, ponadto im krótsza podróż, tym mniejsze ryzyko, że w jej trakcie dojdzie do awarii. Jądrowy silnik termiczny może być nawet 4-krotnie bardziej wydajny niż silnik chemiczny, a to oznacza, że napędzany nim pojazd będzie mógł zabrać cięższy ładunek i zapewnić więcej energii dla instrumentów naukowych. W silniku takim reaktor jądrowy ma być wykorzystywany do generowania ekstremalnie wysokich temperatur. Następnie ciepło z reaktora trafiałoby do ciekłego paliwa, które – gwałtownie rozszerzając się i uchodząc z duża prędkością przez dysze – będzie napędzało pojazd.
To nie pierwsza amerykańska próba opracowania jądrowego silnika termicznego. Na początku lat 60. ubiegłego wieku rozpoczęto projekt NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application). Projekt zaowocował powstaniem pomyślnie przetestowanego silnika. Jednak ze względu na duże koszty, prace nad silnikiem zakończono po 17 latach badań i wydaniu około 1,4 miliarda USD.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Podzespoły elektroniczne tworzy się integrując olbrzymią liczbę urządzeń na płaskim podłożu. Przemysł używa i doskonali tę technikę od dziesięcioleci. Jednak pojawia się coraz większe zapotrzebowanie na podzespoły elektroniczne o zakrzywionych kształtach, które byłyby lepiej dostosowane do zastosowań biologicznych czy medycznych. Z pomocą może przyjść tutaj... rafinowany cukier.
Gary Zabow z amerykańskich Narodowych Instytutów Standardów i Technologii (NIST) przygotowywał dla kolegów z laboratorium biomedycznego mikroskopijne magnetyczne kropki. Umieszczał je na podłożu, a następnie zabezpieczał cukrem. Naukowcy z laboratorium biomedycznego po prostu zmywali ochronną warstwę cukru wodą i mogli prowadzić swoje badania z użyciem magnetycznych kropek, na których nie pozostawały fragmenty plastiku czy związków chemicznych.
Niedawno Zabow przez przypadek zostawił jeden z zestawów kropek w zlewce, którą podgrzał. Cukier rozpuścił się i utworzył gumowatą strukturę. Naukowiec postanowił posprzątać bałagan i zmyć cukier wodą. Tym razem okazało się, że magnetyczne kropki zniknęły. Jednak nie zmyła ich woda, ale zostały przeniesione na podłoże, któremu nadały tęczową poświatę. To ta tęcza mnie zaintrygowała, mówi Zabow. Wskazywała ona, że mikrokropki zachowały ułożenie, jakie im nadał.
Naukowiec zaczął się zastanawiać, czy zwykły cukier stołowy może posłużyć do tworzenia układów elektronicznych na niekonwencjonalnych podłożach. Jego badania zaowocowały artykułem w Science.
Bezpośrednie nadrukowywanie elementów elektronicznych na docelowe podłoże jest trudne, więc nadruki są przenoszone za pomocą elastycznych taśm czy plastikowego podłoża. Jednak podłoża takie nie są na tyle elastyczne, by można było swobodnie dostosowywać je do dowolnych kształtów. Ponadto przenoszenie za pomocą tworzyw sztucznych pozostawia resztki plastiku i związków chemicznych, które nie powinny znaleźć się w elektronice stosowanej w biomedycynie. Istnieją płynne techniki, gdy pożądany wzór znajduje się na powierzchni płynu, a podłoże, na którym ma się docelowo znaleźć, jest przez płyn przepychane. Jednak w takim wypadku trudno jest zachować dużą precyzję.
Zabow odkrył, że połączenie skarmelizowanego cukru i syropu klonowego pozwala na osiągnięcie tego, czego chcemy. Cukier rozpuszczony w niewielkiej ilości wody może zostać wylany na przygotowany nadruk. Gdy się utwardzi, całość można podnieść z przytwierdzonym doń wzorem, nałożyć na nowe podłoże i rozpuścić. Najlepsze wyniki daje połączenie cukru i syropu klonowego, gdyż zachowuje wysoką lepkość i pozwala na odtworzenie wzoru na zakrzywionych powierzchniach. Następnie cukier można zmyć, a pozostawiając na docelowym podłożu podzespoły elektroniczne ułożone według pożądanego wzorca.
Podczas swoich eksperymentów Zabow udowodnił, że w ten sposób można np. nakładać nadruki na ostrze pineski czy nadrukować wyraz skrótowiec na ludzkim włosie. Wykazał też, że magnetyczny dysk o średnicy 1 mikrometra można przenieść na włókno trojeści. Odkrywca nazwał nową technikę REFLEX (REflow-drive FLExible Xfer). Pozostaje jeszcze sporo do zrobienia, ale RELEX daje nadzieję na wykorzystanie nowych materiałów i mikrostruktur w elektronice, optyce czy inżynierii biomedycznej.
Przemysł półprzewodnikowy wydał miliardy dolarów na udoskonalenie elektroniki, której dzisiaj używamy. Czyż nie byłoby wspaniale, gdyby inwestycje te udało się wykorzystać w nowych zastosowaniach za pomocą czegoś tak prostego i niedrogiego jak kawałek rafinowanego cukru?, cieszy się Zabow.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.