Новости космоса
ВХОД РЕГИСТРАЦИЯ
Новые астрофото

1186

2248

5020
Смотреть все астрофото
Реклама на сайте
Astrolab.ru
AstroZona.ru
Новое видео космоса
Съемка таинственных голубых и красных вспышек в атмосфере Земли с борта МКС 10.02.2017 3483 5
Новое цветное видео «посадки» на поверхность Плутона от НАСА 22.01.2017 4439 5
Спуск Скиапарелли на Марс в реальном времени 27.10.2016 10137 7
Space Shuttle и Боинг 747 15.07.2016 9037 5
NASA разворачивает надувной модуль (Beam) на МКС 29.05.2016 9619 7
Смотреть все видео космоса
События дня
Все события дня
Новые статьи
Планета 9: происхождение и основные параметры 17.08.2016 10557 7
Планета 9: возникновение гипотезы и альтернативные сценарии 17.08.2016 9331 8
«Марс 2020: Новый марсианский ровер НАСА» 14.08.2016 8695 7
Миссия «Юнона»: Часть II. Оснащение аппарата 19.07.2016 7920 5
Миссия «Юнона»: Часть I. Цели и задачи 18.07.2016 8266 5




Новости космоса  »  Апрель 2013 года

МКС: снежинки в невесомости

У многих существующих веществ легко обнаруживается разница между твердым и жидким состоянием. Процесс перехода из жидкого состояния в твердое называется кристаллизацией. На протяжении процесса двигавшие ранее хаотично частицы выстраиваются в строгий порядок. Довольно наглядно можно наблюдать процесс кристаллизации в снежинках: структура многих их них подчиняется строгим правилам и приблизительно симметрична. Как это происходит: полностью до сих пор не известно. Такое привычное для нашей полосы явление, как снег объяснено все еще не до конца. Для заполнения пробелов необходимы дальнейшие исследования.

В земных условиях на формирование снежинки влияет множество факторов: температура, скорость и направление ветра, атмосферное давление, влажность, гравитация и другие. Для упрощения исследований часть из них необходимо исключить. В лабораторных условиях можно подчинить себе температуру и прочие "погодные" характеристики, однако для исключения гравитации придется проводить эксперимент на орбите. Именно эта цель была поставлена перед астронавтами Международной Космической Станции.

Снежинки слишком хрупкие и неустойчивые к внешним изменениям, поэтому вместо снежинок в экспериментах использовались различные металлические сплавы. Несмотря на кажущуюся большую разницу между водой и металлом, все эти вещества относятся к так называемым дендритам и процессы, формирующие кристаллы при переходе в твердое состояние, очень похожи. Прочность, выносливость и другие характеристики любого материала безусловно зависят от его внутренней структуры, поэтому понимание процесса формирования этой структуры позволит значительно улучшить характеристики этих материалов, без которых сегодняшняя жизнь попросту невозможна.



Для проведения эксперимента на МКС были доставлены цилиндры из сплава свинца и олова. Каждый из образцов, используя специальное оборудование, представленное на рисунке слева, нагревался до температуры в 185 градусов C. В условиях микрогравитации этой температуры достаточно, чтобы кристаллическая решетка потеряла свою устойчивость и начались процессы образования металлических "снежинок". В Земных условиях из-за разницы плотностей, при этом образования олова стремятся подняться наверх, распределение металлов меняется, что сильно затрудняет наблюдение процесса. Но в невесомости таких проблем не возникает.

Еще одна проблема гравитации - это неустойчивость дендрита. Когда структура становится слишком сложной, она начинает разваливаться. В космосе нет и этой проблемы. После завершения обработки образцов требуется сложное оборудование, доставить и управлять которым на МКС весьма проблемно. Поэтому цилиндры вначале заморозили, чтобы зафиксировать структуру и избежать распада, а после погрузили на корабль DragonX и доставили обратно на Землю. Это первый в истории случай, когда материалы и результаты эксперимента перемещаются между станцией и Землей за один полет.

На Земле у специалистов NASA есть примерно 100 дней. Именно столько нужно для того, чтобы конвекция испортила весь проведенный эксперимент, чего допустить нельзя. Спустя несколько дней после посадки на образцы были нацелены микроскопы в лаборатории на Земле.



Большинство результатов оправдали себя. Ветви дендритов, полученных на МКС находятся на большом расстоянии друг от друга и, при этом, довольно прочны. Гравитация попросту не позволяла им затвердеть в таком состоянии, а в невесомости это стало возможным. Таким образом, цилиндры понизили свою плотность, став более легкими, а так же удвоили свою прочность и устойчивость к перепадам температур.

Безусловно, требуются слишком большие затраты, чтобы доставить металл на МКС, далее расплавить его и заморозить, а после вернуть обратно. Однако все же, вполне возможно, что МКС в ближайшее время станет небольшим заводом по производству сверхпрочной аппаратуры для космических исследований (например, атмосферных щитов) и оборудования для исследований дна океанов, работы глубоко под Землей и т.д.

21 апреля 2013 18:56:55 4519 5



Астрономический магазин


Приглашаем в магазин космических товаров. Наша продукция будет отличным подарком для тех, кто привык жить будущим, кому интересно все новое, для истинных романтиков и ценителей необычных вещей.

Подробнее

Комментарии

Хорошая статья, доходчивая.


21-04-2013 Оценка:   +5
qk59

Согласен.


21-04-2013 Оценка:   +5

Хорошее дело-так глядишь и правда до ядра доберутся-своего рода тоже космос.Да и другие планеты обследовать сверху донизу.


21-04-2013 Оценка:   +5

Елена, а где у планеты низ?


21-04-2013 Оценка:   +5

хороший эксперимент


21-04-2013 Оценка:   +5

(где верх не спрашиваю, так как он противоположен низу) :-D


21-04-2013 Оценка:   +5

вверх вниз необязательно


21-04-2013 Оценка:   +5

Верх-это поверхность-которая граничит с космосом.Низ -это до ядра.Также условно названо-как стороны на компасе.


21-04-2013 Оценка:   +5
MP63

Елена, ведь экватор тоже граничит с космосом. Или нет?


21-04-2013 Оценка:   +5

Елена, есть край и центр. Верх и низ - несколько иные понятия.


21-04-2013 Оценка:   +5

Ну принято наша планета-шар.Значит его поверхность -включая верхние слои атмосферы-верх.А от края этого верха где граница с космосом -по радиусу до ядра-низ.Ядро отовсюду с поверхности самый низ у планеты.


21-04-2013 Оценка:   +5

мкс и снежинки


21-04-2013 Оценка:   +5

Почему ссылаются, что металл доставить на МКС и вернуть обратно "снежинки" дорого. Я понимаю, что делается это, так сказать, "по пути". Вот расплавить его и заморозить - тут я согласен.
А идея сделать из МКС минизавод - хорошая. Действительно, догружать свободный объем (илимассу) транспортника металлами и отправлять на МКС. Там их плавить и получать необходимые прочные материалы, хотя бы для нужд исследования космоса


21-04-2013 Оценка:   +5

Кстати о заморозке, а можно для этого использовать температуру открытого космоса?
Или все будет испаряться в космос и останется только небольшая часть, которая успела кристализоваться?


21-04-2013 Оценка:   +5

http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=library&id=7


21-04-2013 Оценка:   +5

А что если так.
Внутрь холодильной установки помещаем расплавленный металл. Теплоносителем в холодильнике будет сжиженный газ. К холодильнику подсоединяем пакет, из которого полностью откачены газы (грубо говоря, с вакуумом внутри) и который находится с внешней стороны обшивки МКС. Дальше открываем кран и газ из радиатора холодильника начинает перемещаться в пакет, который снаружи. Давление теплоносителя падает, его температура тоже падает, холодильник работает. Только вопрос, насколько эффективно


21-04-2013 Оценка:   +5

Но ведь теплоноситель придется загонять обратно и снова сжимать и нагревать.


21-04-2013 Оценка:   +5

А это уже на Земле


21-04-2013 Оценка:   +5

В условиях атмосферы (включаю искусственную) теплоноситель остынет куда быстрее, так как в дело вступит конвенция и кондукция, а за бортом - только радиация.


21-04-2013 Оценка:   +5

Оу, где же Вы столько теплоносителя возьмете? И что его, взад вперед возить? Не выгодно.


21-04-2013 Оценка:   +5

" все будет испаряться в космос и останется только небольшая часть" (с)Незнайка
Конечно будет испаряться, но не всё: у расплавленных металлов большое поверхнстное натяжение, которое с успехом противостоит уж очень интенсивному испарению, да и теплота испарения на кг достаточно большая, успеет охладится большая часть. Хотя есть соединения (соли) металлов, которые в нормальных условиях находятся в газовой фазе :-)


21-04-2013 Оценка:   +5

Да уж. Было у меня сомнение в состоятельности этого проекта. :-)


21-04-2013 Оценка:   +5

в затратности доставки металла на орбиту вероятно имеют очень дорогостоящую доставку, туда обратно, больших масс необходимых для изготовления оборудования в промышленном масштабе.


22-04-2013 Оценка:   +5

А помните фильм про плесень? Там было показано, как снежинке замерзающие при хорошей музыке , получались правильные и красивые, когда включали тяжёлый рок или ругали воду, получались некрасивые и неправильной формы снежинки. Так и не ответили : почему...


22-04-2013 Оценка:   +5

p777, похоже на бред. Особенно про ругань. А вот рок - это преобладание низкочастотных звуков - может как-то и повлиять.


22-04-2013 Оценка:   +5

Вироус, ты не видел этот фильм? Там ведь были показаны фотографии этих снежинок, это ж не только слова, а показаны эксперименты с водой!


22-04-2013 Оценка:   +5

p777, неужели Вы верите от того, что вода понимает человеческую речь? Я этот бред не раз слышал :-) Память воды и все прочее. У меня это только смех вызывает. В Вики написано по этому поводу кое-что. Поищите статью "Структурированная вода".


22-04-2013 Оценка:   +5

Как же надо отчаяться, чтобы начать разговаривать со стаканом воды =)


22-04-2013 Оценка:   +5

Вироус, да не слова вода понимает, тут что- то другое, вибрации звуков и может какая- то положительная энергетика. Вода ведь до сих пор остаётся самой загадочной структурой. Я обязательно поищу эту статью, но я уже много читала и про струк-ую воду, потерявшую память, омагниченную и т.д


22-04-2013 Оценка:   +5

Положительная энергетика - не меньший бред. Энергия - способность. Как она может быть положительной или отрицательной?

Вода куда менее загадочна, чем любое другое соединение.


22-04-2013 Оценка:   +5

снежинки это здорово.особенно на мкс


22-04-2013 Оценка:   +5

Virous. согласен. Со стаканом водки - ещё куда ни шло, но с водой... Разве что наутро :-) Робот подтвердил бы, да опять исчез куда-то.


22-04-2013 Оценка:   +5

Комментарий заблокирован


22-04-2013 Оценка:   +5

Вироус, под словом энергетика я подразумеваю биоэнергетику, в которую ,я поняла, ты не веришь. Я в ауру человека веришь? Как по твоему, это что за энергия?
Ну не просто же тепловая?
А вода- это чудо, ну это по- моему. Мало какое соединение может "похвастаться"
таким разнообразием.


23-04-2013 Оценка:   +5

вода дефицит,тем более в космосе


23-04-2013 Оценка:   +5

Вода как раз не дефицит. Ее везде дофига. Нет, я не верю ни во что, что противоречит здравому смыслу, включая астрологию, ауру и биотоки. А под разнообразием что подразумевается? Кислород и водород?


23-04-2013 Оценка:   +5

и кислород и водород


23-04-2013 Оценка:   +5

Вы ядру урана скажите, что вода богата внутренним составом :-D


23-04-2013 Оценка:   +5

Только с ураном что-то разговаривать никто не спешит))


23-04-2013 Оценка:   +5

Ну хотя бы, что вода имеет 3 состояния, причём в небольшом температурном диапозоне. Расширяясь при замерзании(!), может разорвать чугунный котёл. Добавляем один атом кислорода, и вот мощнейший окислитель. (Н2О2 перекись водорода.)


23-04-2013 Оценка:   +5

нужно строить новые станции


23-04-2013 Оценка:   +5

p777, три состояния есть у почти всех веществ. А у тех, у которых этого нет состояний гораздо больше.


23-04-2013 Оценка:   +5

плазма есть


23-04-2013 Оценка:   +5

Я подчеркнула: в малом температурном разбеге. Конечно и металл льётся, но температуры какие нужны!


23-04-2013 Оценка:   +5

Комментарий заблокирован


23-04-2013 Оценка:   +5

p777, а сталь уникальна тем, что у нее температурный разбег большой. Давайте поговорим с ней?


23-04-2013 Оценка:   +5

давайте о стали.температура плавления большая


23-04-2013 Оценка:   +5

Сталь рулит! У нее еще и плотность высокая!!


23-04-2013 Оценка:   +5

очень высокая и алмазы


23-04-2013 Оценка:   +5

Добавить свой отзыв

Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

Последние новости космоса

Юпитер и Теория относительности отвечают за изменения траекторий небесных тел 28.04.2017 07:20 429 9.16
В недавно открытой планетной системе жизнь могла быть перенесена между планетами 28.04.2017 07:19 508 7.85
Распределение водорода во Вселенной измерено при помощи редких парных квазаров 28.04.2017 07:18 308 7.5
Российские ученые изобрели детекторы для регистрации высокоэнергетических частиц 27.04.2017 21:46 1317 9.28
Ученым НАСА удалось определить причину возникновения разных вспышек на Солнце 27.04.2017 18:22 902 9.44
Астрофизики из США выясняют причину постоянного «перемешивания» Галактики 27.04.2017 17:02 2374 9.76
«Кассини» вышел на связь и даже прислал уникальные снимки гигантских ураганов 27.04.2017 14:31 2537 9.16
В НАСА «набирает обороты» проблема с нехваткой скафандров для астронавтов на МКС 27.04.2017 13:39 916 9.09
Отложенный из-за забастовок в Гвиане запуск ракеты «Союз СТ-А» состоится в мае 27.04.2017 11:59 606 9
«Кассини» совершил исторический пролет между Сатурном и его кольцами 27.04.2017 06:54 1793 9.5
Ледяная экзопланета обнаружена при помощи микролинзирования 27.04.2017 06:33 1426 9.28
Холодное пятно в реликтовом излучении не связано со сверхпустотой 27.04.2017 06:09 1340 9.4
Инженеры НАСА выявили и устранили причину, задержавшую сборку телескопа JWST 26.04.2017 18:03 1371 9.31
Ученые предположили, искать следы «древних цивилизаций» следует на Марсе и Луне 26.04.2017 16:58 2306 9.72
РКК «Энергия» создаст ракету-носитель, которая составит конкуренцию Falcon 9 26.04.2017 16:00 2819 8.45
Америка и Россия возобновят туристические полеты к МКС и на Луну 26.04.2017 15:04 1328 9.28
Компания SpaceX произведет запуск первого секретного спутника для разведки США 26.04.2017 13:27 997 9.37
Мультикоптер Dragonfly может быть отправлен для исследования Титана 26.04.2017 07:05 1928 9.81
Ученые обнаруживают «перерыв» в бомбардировке древнего Марса астероидами 26.04.2017 07:03 1469 9.09
Астрономы открывают десятки новых квазаров и галактик 26.04.2017 07:01 1227 9.5
Запланирована еще одна корректировка орбиты МКС 25.04.2017 17:28 1153 9.31
Миссия «Кассини» достигла «Финала Оперы». Получены последние снимки Титана 25.04.2017 15:46 2471 9.68
Галактика в форме медузы обнаружена в скоплении Абель 2670 25.04.2017 09:09 1429 9.61
Древние каменные колонны поведали о падении кометы 25.04.2017 07:06 2211 9.68
Гелиосфера имеет сферическую, а не вытянутую форму, выяснили астрономы 25.04.2017 06:36 2286 9.73
НОВОСТИ КОСМОСА АСТРОФОТО ВИДЕО КОСМОСА СТАТЬИ ОБЩЕНИЕ АРХИВ СОБЫТИЯ ДНЯ ИНФОРМЕР КОНТАКТЫ