новости космоса
10472 16
03 мая 2017 10:29:10

Одна частица пыли может вывести космический аппарат из строя, доказали физики

Журнал «Physics of Plasmas» опубликовал статью с доводами о том, что попадание мельчайших пылинок в устройства космических спутников и зондов, может привести к их выходу из строя, так как испаряясь, пылинки образовывают плазменные мини-облачка, в центре которых возникают мощные электромагнитные волны. К такому мнению пришли ученые из университета в Бостоне, США. По словам Алекса Флетчера, именно на этот "механизм" приходится определенная часть непонятного рода сбоев, связанных с электроникой, потому что точно диагностировать причину их возникновения в орбитальных условиях является крайне сложным.

Еще при первом покорении пределов атмосферы Земли и выходе в открытый космос, ученым и инженерам предстояло решить такие проблемы, как: защита оборудования от воздействия высокоэнергетических космических лучей, предотвращение влияния на работу оборудования мощных электромагнитных всплесков и прочих феноменов, негативно сказывающихся на электронике в целом или даже ее выведения из строя.

Конечно, по большей части, подобные сбои не влекут за собой серьезные последствия. Но, если такое случается в купе с упущенными «недоработками» во время проектирования, это может привести к аварии и конечной потере аппарата. Например, случай с межпланетной российской станцией «Фобос-Грунт». Еще не достигнув Земной орбиты, произошла критическая перезагрузка компьютеров, когда в них «удачно» попали космические лучи. Из-за чего вся станция вышла из строя.

Проведя полное изучение того, как ведет себя космический аппарат во время полета, Флетчеру и Сигриду Клозе - его коллеге из университета в Стэнфорде (США), удалось выявить потенциальную причину того, из-за чего появляются подобного рода лучи и схожие с ними эффекты. С давних пор считается, что частицы пыли - большая угроза для космических спутников и зондов. Если аппарат столкнется с ними на достаточно большой скорости, то они могут повредить обшивку и установленные научные инструменты. Еще в 2011 инженеры НАСА «переживали», что такая участь грозит зонду «New Horizons», пока тот будет подлетать к Плутону.

На протяжении не одного десятилетия изучались подобные столкновения на больших скоростях. Было замечено, что именно из-за этих «гиперзвуковых» событий происходит вырабатывание всплесков излучения. Однако никому не удавалось ответить на вопросы: «почему?», «откуда?» и «из-за чего?» оно появляется. По мнению Клозе и Флетчера, изучивших результаты этих много десятилетних исследований, эти вспышки может порождать плазма, образовывающаяся в ходе испарения частицы, когда та сталкивается с обшивкой космического корабля или зонда. Проверка этой теории проводилась на компьютерной модели.

В итоге, все оказалось очень просто - в пустоте космического пространства движение легких электронов происходит намного быстрее, чем движение тяжелых ионов. Поэтому, «коснувшись» корпуса аппарата, частица пыли превращается в плазменное мини-облачко, делящееся на «быстрые» электроны и «медленные» ионы. Они взаимодействуют друг с другом, что приводит к образованию мощных электромагнитных волн, которые и могут стать причиной появления серьезных неполадок в электронике.

В планах Клозе и Флетчера проведение более детальных и длительных симуляций. Это позволит дать точную оценку тому, с какой периодичностью могут происходить такие события, и насколько реальную угрозу они представляют для зондов, спутников и космических кораблей.


(Добавил: AndromedO)

комментарии
1
Masik134 · 03-05-2017

"Еще не достигнув Земной орбиты, произошла критическая перезагрузка компьютеров, когда в них «удачно» попали космические лучи. Из-за чего вся станция вышла из строя." - Непонятно, как могли попасть космические лучи в компьютеры станции? Они, что крепятся на наружной обшивке станции?

2
Overclocer99 · 03-05-2017

Еще одна напасть нашлась. И так понятно, если аппарат хорошо кирпичом (небесным камнем) стукнуть, никакие электромагнитные волны не нужны. Достаточно кинетической энергии удара. Да и космические лучи без «кирпичей» на пользу не пойдут. Остается только рассчитывать на удачу.

3
geolux129 · 03-05-2017

Не парьтесь, ребята. Фобос-Грунт был сбит мощным электромагнитным импульсом с атолла Кваджалейн или плавучего радара, который тогда тоже где-то там болтался. Слова " критическая перезагрузка компьютера" и "удачно попали космические лучи" всё объясняет (никаких вспышек на Солнце и их плазмы, достигшей Земли, тогда не было, и ни один другой аппарат около Земли от этих "лучей" не пострадал). Этот вариант тогда тоже обсуждался.
Не случайно авторы данной статьи несут отсебятину о том, что электроны атомов в космических пылинках (микронных размеров) летят быстрее ядер???, и микронная пылинка способна пробить ЭМ защиту аппарата сверхмощным импульсом, образующимся, якобы, при её столкновении с веществом аппарата и превращением в плазму (всё это, напомню, - моделирование, а не эксперимент).
На спутники около Земли тогда тоже воздействуют мириады таких пылинок, если на Землю за сутки выпадают тонны такой пыли. Но что-то не слышно было о возникающей при этом плазме, мощном излучении и выходе аппаратуры из строя по этой причине.
Возможно, разработали способ выводить спутники на орбите из строя орбитальным генератором мощных ЭМ импульсов или импульсов перепрограммирования компов - не зря их беспилотник месяцами там летает непонятно зачем. Вот и подстилают соломку заранее на случай, если это вдруг обнаружится.
Ну да, конспирология.

4
dilettant162 · 03-05-2017

Одна пуля, выпущенная из противотанкового ружья, может вывести из строя многотонный танк, особенно если пуля летит на гиперзвуке. :-)
Механизм вывода из строя уже вторичен, главный посыл сего исследования состоит в том, что космос ошибок не прощает и защита КА нужна адекватная, в том числе и от не дружественных действий неких злоумышленников.

5
робот141 · 03-05-2017

Броня наша крепка и танки наши быстры!
150!
Всех с первомаем! 150!
Ура и флагом помахать!
150!

6
робот141 · 03-05-2017

А что уже третье?.....
150!

7
Peery_Maus103 · 03-05-2017

Жаль, анимация прерывается на самом интересном месте... :-)
А вообще, по поводу моделирования и "симуляций", описанных в данной статье частично соглашусь с geolux-ом. Но лишь от части (это касается межпланетной российской станции «Фобос-Грунт»): Нечё технические "косяки" списывать на непредвиденные обстоятельства!

8
Peery_Maus103 · 03-05-2017

P.S.: А "конспирология" и всякие "злые промыслы врагов" здесь - ни каким боком...

9
dr_ovosek0 · 04-05-2017

geolux, "Враг хитер и коварен -- огонь!"

10
Otzzi131 · 04-05-2017

Я, конечно, не конспиролог и теорий этих не поддерживаю, но вот такая история из жизни.
За последние несколько лет на нескольких наших КА (низкоорбитальных) произошли на борту некоторые неисправности. Кое-какие приборчики сломались. По каждой неисправности создается комиссия по расследованию. По крайней мере для двух КА удалось определить время, когда произошла неисправность. У меня возникла одна гипотеза и я отправился к нашим баллистикам, что-бы они посчитали, где данные аппараты пролетали на момент возникновения неисправности. И тут сюрприз! Они пролетали над Аляской! Угол места - почти 90 градусов. А на Аляске, как известно, имеется здоровенная научная хрень для изучения ионосферы. Интернет сообщает, что в это время хрень законсервирована, другие источники это опровергают. Я попытался раскопать данные по аляскинским электростанциям и их трафиках - данных не нашлось (может плохо искал).
Выводов я пока не делаю, может просто совпадение, мало ли над чем КА пролетают и при этом ломаются.

11
dimitpij100 · 04-05-2017

"HAARP (Аляска) — предположительно до 4,8 МВт (В 2009 было 3,6 МВт) (точная мощность)".
И ещё один факт в 2013 эту хрень взяло под крыло DARPA, а это агентство точно не полярное сияние изучает! Так что Геолюкс С Виктором с большой вероятностью могут быть правы! Надо экранировать и строить подобную хрень ( ответку давать. чтоб соблазна пакостить было меньше)

12
Otzzi131 · 04-05-2017

У меня в памяти до 150 МВт в импульсе, но может и ошибаюсь.

13
Reynkarnfil0 · 04-05-2017

Страсти-мордасти, космический заговор, и кудыть мир катится?

14
dehkanin86 · 04-05-2017

Otzzi, не хорошо сваливать свои недоработки на других. Я думаю неработающий НААRР, да и Вы тоже не виновны!
Всем этим поломкам и частые попадание самолетов ясную погоду в турбулентность, многочисленные ураганы, яркие полярные сиянии и ещё много чего, только из-за больших изменении(повышении) эл-ких составляющих вокруг нашей планеты, по причине усиления размыкания сп.контуров. По этой же причине через пару сотни лет, может и меньше, запускать в космосе КА будет бесполезно. /ятд/

15
Otzzi131 · 05-05-2017

Декханин, Вы напоминаете мне ходжу Насреддина, который пообещал падишаху научить своего осла разогваривать за 20 лет. Вы в своих предсказаниях осторожнее, чем уважаемый ходжа - тот 20-ю годами оперировал, Вы - 100-200 лет. Поди-ка потом проверь, прав был Декханин, или наврал.
Для того, чтобы народ уверовал в Вашу теорию, предскажите чего-нибудь с участием контуров (можно и ОтэЦа) лет на 5 или 10 вперед, а лучше всего на Один Год!

16
Otzzi131 · 05-05-2017

Или, накрайняк, погоду на завтра, в Мухоср-ке! :-)
............
"Otzzi, не хорошо сваливать свои недоработки на других..."
Во-первых, я и не сваливал, если Вы внимательно читали. Во-вторых, чтобы Человек ни создавал, все содержит "косяки и ошибки", ибо - "человеку свойственно ошибаться". Никто еще за всю историю не создал ничего идеального и безошибочного.

написать комментарий наверх
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.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!