НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Часть 1

Часть 2

Раздел ЭЛЕКТРОНИКА  в декабре представлен двумя заметками. «Учёные выявили преимущество 3D-фотовольтаики», пишет 19 декабря www.membrana.ru. «Специалисты из Массачусетского технологического института показали, что трёхмерные структуры из солнечных ячеек за день могут выработать в два, а то и в двадцать раз больше энергии, чем плоские батареи, занимающие на земле или крыше равную площадь. Исследователи построили три опытных варианта так называемой трёхмерной фотовольтаики (3DPV). Первая батарея представляет собой открытый сверху куб, все наружные и внутренние стороны которого (включая дно) являются фотоэлектрическими преобразователями. Куб сделан из девяти кремниевых солнечных ячеек размером 3 х 3 сантиметра каждая. Вторая модель – параллелепипед удвоенной (против куба) высоты. Он собран из 17 солнечных панелей. Третий вариант пространственной структуры авторы назвали «башней». Она состоит из 34 аналогичных ячеек, сложенных зигзагом. Здесь тоже солнечные батареи находятся и с наружной, и с внутренней стороны стен.

Учёные выставляли образцы на крышу института в течение многих дней летом и поздней осенью. Помимо прямых измерений производства энергии было выполнено и численное моделирование. Так экспериментаторы установили, что скульптуры способны вырабатывать в разы больше электричества, чем неподвижная горизонтальная солнечная панель, под которую отведена та же площадь на участке. Например, для самого простого куба (из девяти панелек) прогнозируемый рост годовой производительности составляет от 2 до 3,8 раза (превосходство принципа 3D увеличивается ещё и по мере роста географической широты местности). Для сравнения, добавление к традиционной плоской панели двухосевой системы слежения за солнцем увеличивает её выработку всего в 1,3-1,8 раза. Важно отметить, что везде речь идёт именно о следе, то есть площади основания, которую занимает установка, а не о суммарной площади фотоэлектрических панелей. Очевидно, развивая структуру вверх, общую поверхность можно существенно нарастить.

Но интересно, что в подъёме производительности большую роль сыграли и другие факторы. Первый из них — многократное отражение света между элементами устройства. Свет этот, в конце концов, поглощается одной из панелей, словно тонет в колодце. Ранее для захвата возможно большей доли света учёные создавали микротекстуры в толще панелей (микросферы, микроколонны и так далее). Но тот же принцип лабиринта работает и в большем масштабе. Второй фактор, это улучшенное поглощение лучей солнца, находящегося низко над горизонтом. Неподвижная плоская солнечная панель выдаёт максимум мощности, только когда смотрит прямо на светило. Утром и вечером она почти бесполезна. А трёхмерная фотовольтаика и в эти часы хорошо перерабатывает солнечный свет. Аналогично преимущество новой схемы раскрывается в облачную погоду, особенно при сплошной пелене облаков. Конечно, последние задерживают много света, так что мощность любой батареи существенно падает. Но 3D-панели за счёт ориентации элементов под разными углами и эффекта лабиринта намного лучше обычной ячейки собирают рассеянный свет. Потому при сильной облачности в выработке электричества башней и одиночной плоской панелью наблюдается 35-кратная разница. Хотя в ясную погоду эта же башня выдаёт за день только в 21-22 раза больше электричества, нежели простая батарея.

Та же мысль насчёт продуктивного сбора энергии в утренние и вечерние часы (а также зимой и летом, без необходимости в повороте самих панелей по горизонтали или вертикали) приходила, к слову, создателям цилиндрических солнечных батарей и солнечного дерева. По мнению авторов нового проекта, повышенная стоимость таких систем может быть оправдана увеличением суммарной выработки электричества за год с каждого квадратного метра крыши того или иного здания».

«Учёные создали краску — солнечную батарею», сообщает 23 декабря www.membrana.ru. «Состав, придуманный в США, превращает проводящую подложку в фотоэлектрическую панель. Приложив к такой окрашенной плоскости ещё электрод сверху, можно на свету получать ток. В перспективе эта разработка должна привести к появлению «солнечных красок» для домов, а может быть, и автомобилей. Их стены или кузова смогут работать как солнечные панели. Во всяком случае такова цель изобретения, которое на днях представили Прашант Камат (Prashant Kamat) и его коллеги из университета Нотр-Дама. Как и в одной из своих прошлых работ, на роль поглотителей света Прашант назначил наночастицы. В данном случае это были квантовые точки из диоксида титана, покрытые сульфидом кадмия или селенидом кадмия. Армия этих крохотных частиц была помещена в водно-спиртовую смесь. Полученную пасту исследователи нанесли на стеклянную пластинку с проводящим слоем, провели отжиг горячим воздухом, добавили ещё некоторые ингредиенты и получили фотогальваническую батарею. Производительность опытной ячейки оказалась невысока – КПД составил чуть больше 1%. «Но эта краска может быть сделана дёшево и в больших количествах. Если мы несколько повысим эффективность, то сможем сделать реальный вклад в удовлетворение энергетических потребностей в будущем, — говорит Камат. — Вот почему мы окрестили новую краску Sun-Believable (солнечно-возможная)». Интересно, что похожий подход применили пару лет назад исследователи из Техасского университета. Только они работали над краской, которую можно распылять пульверизатором. И результат их был такой же – КПД 1%. В обоих случаях скромная эффективность красок ничуть не смутила экспериментаторов, рассчитывающих, что в массовом производстве такие материалы окажутся гораздо дешевле классических солнечных батарей».

Для раздела НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ традиционно пришлось выбирать только самое-самое. «Графеновая пряжа: метры вместо нанометров», название статьи, размещенной 7 декабря на www.popmech.ru. «Китайские исследователи продемонстрировали метод, позволяющий получить графеновые волокна длиной в несколько метров. Когда речь идет о впечатляющих физических свойствах графена (высочайшая механическая прочность, тепло- и электропроводность), обычно приходится делать досадную оговорку: «но прежде, чем использовать эти свойства на практике, надо еще найти способ превратить наноразмерные графеновые хлопья во что-нибудь покрупнее». Исследователи Сюй Чжэнь и Чжао Гао из Ханчжоу (Китай) решили эту задачу. Они применили технологический процесс мокрого прядения, чтобы превратить водный раствор оксида графена в волокна длиной несколько десятков метров. Последующая химическая обработка позволяет восстановить оксид графена, превращая его в графен.  До сих пор усилия ученых были сосредоточены на производстве «графеновой бумаги», но получившиеся листы были ограничены размерами в несколько миллиметров.

«Это не тот материал, который можно сделать настолько протяженным, насколько вы пожелаете», - говорит Гао. Ключевой момент новой технологии – исходный раствор оксида графена. Он настолько химически чист и концентрирован, что молекулы оксида графена в нем выстраиваются в стройные ряды, образуя жидкие кристаллы. Гао отмечает, что кевлар также изготавливается из подобных жидких кристаллов. Технологии получения длинных нитей из обычного углерода и из углеродных нанотрубок уже известны, однако графеновые волокна обладают рядом преимуществ. Углеродные нанотрубки чрезвычайно сложны в изготовлении, а сам процесс получения углеродного волокна требует высоких затрат энергии. «Для изготовления наших волокон достаточно «скрутить» водный раствор – это несложно и экологично», - говорит Гао. Несмотря на то, что полученные образцы имеют некоторые дефекты структуры, что отрицательным образом сказывается на их механических характеристиках, Гао считает, что эти недостатки можно устранить и планирует изготовить более прочные волокна. А в некоторых областях, где основную роль играют не механические, а электрические свойства материала, графеновые нити могут быть использованы уже сейчас».

«Металлическое стекло лучше пластика в электронике», утверждает 9 декабря www.nanonewsnet.ru. «Группа ученых из университета Монаш (Австралия) и их коллеги из CSIRO разработали многообещающую и легкую в изготовлении замену пластикам — аморфное массивное металлическое стекло (ABM). Из таких сплавов формируются аморфные материалы, по свойствам во многом похожие на стекло. Полевые эмиссионные устройства, вырабатывающие стабильный поток электронов, имеют множество потребительских, промышленных и исследовательских применений. Недавние разработки, основанные на нанотрубках и других наноматериалах, внедренных в пластик, показали свою перспективность, однако и они имеют много недостатков, которые мешают использовать их в широком масштабе. Внедренные нанотрубки, служащие источником электронов, позволяют даже обычно инертному пластику проводить электричество.

Подобное открытие было бы эффективным в производстве универсальных легких полевых излучателей. Но поскольку пластики по природе своей являются плохими проводниками, для работы им требуется высокая доля наноматериалов. Также пластики, как известно, обладают низкой теплоустойчивостью, и под длительным воздействием тока они вряд ли смогут выполнять свои функции. Группа ученых из университета Монаш (Австралия) и их коллеги из CSIRO разработали многообещающую и легкую в изготовлении замену пластикам — аморфное массивное металлическое стекло (ABM). Из таких сплавов формируются аморфные материалы, по свойствам во многом похожие на стекло. Ученые использовали сплав, сделанный из магния, меди и гадолиния. Это металлическое стекло обладает многими из желаемых свойств пластиков. Оно может производиться оптом и в любой форме, а также служить эффективной матрицей для нанотрубок. Помимо высокой проводимости тепловые свойства металлического стекла означают, что ему нипочем высокие температуры.

По словам ученых, эти преимущества нового материала вкупе с превосходными электронными эмиссионными свойствами делают его одним из лучших вариантов в этой области. Хотя о подобных сплавах сообщалось и ранее, в данном случае ученые впервые решили использовать его в функциональном эмиссионном устройстве. примеры потенциального применения инновационной технологии — электронные микроскопы, микроволновая печь, наноэлектроника и современные сканирующие устройства».

«Парус не порвут: навсегда в отличной форме», называется статья, размещенная 23 декабря на www.popmech.ru. ««Парус! Порвали парус»! - пел Владимир Высоцкий… Новые материалы не позволят парусу не только порваться, но и вообще не дадут ему мяться и биться на ветру. Со времен легендарных парусников технология шагнула далеко вперед. И хотя парусники сошли с исторической арены, превратившись в элемент роскошного спорта и отдыха, прогресс не обошел их стороной. Современные знания аэродинамики, новейшие материалы, спутниковые системы навигации и электронное управление делают сегодня парусники настоящими произведениями хай-тека. Среди того, что мы знаем сегодня о законах, управляющих движением парусника, нам известен и тот факт, что всевозможные отклонения паруса от оптимальной формы – включая растяжение под сильным ветром – снижают его эффективность, а с нею – скорость и маневренность самого парусника. В постоянно изменчивых условиях морского плавания это особенно заметно. Если только корабль не оснащен инновационными парусами, выполненными по технологии 3Di компании North Sails. Легкие и тонкие, они держат форму настолько замечательно, что теоретически могут даже выполнять роль жесткого крыла. Ключевым элементом технологии 3Di является использование нескольких слоев лент с параллельными волокнами (Spread Filament Tape, SFT). Ленты разной длины и ориентированные в разных направлениях укладываются на подложку, а затем прогреванием скрепляются вместе – толщина материала составляет всего 35 мкм.

В зависимости от конкретных задач и геометрии паруса ленты SFT могут изготавливаться из разной комбинации полиамидных волокон Арамида, углеволокна и ультра-высокомолекулярного полиэтилена Dyneema. Первые волокна отличаются прочностью и устойчивостью к сжатию и растяжению, однако подвержены воздействию ультрафиолета. Вторые в чистом виде чересчур хрупки, третьи же устойчивы только к растяжению, зато надежны и инертны. Однако построенный на их основе композит лишен этих недостатков. В настоящий момент компанией отработано 20 различных сочетаний трех типов волокон, приводящие к получению материалов с несколько разными характеристиками. После их производства компьютер на основе специального алгоритма рассчитывает оптимальную «раскладку» лент с волокнами, их положение и ориентацию. Они выкладываются между слоями нетканого полиэфира и прогреваются для прочной склейки. Получающийся парус практически одинаково реагирует на растяжение и сжатие в любых направлениях и отлично держит форму при разных скоростях ветра».

«Самостирка: чистка под солнцем» - такая заметка размещена 20 декабря на www.nanonewsnet.ru. ««Стиральной машины завтрашнего дня», возможно, никакой не будет: ученые находят все новые средства создавать самоочищающиеся ткани. Свой способ получения хлопковой одежды с самоочищающимися свойствами предложили недавно китайские исследователи Минцэ Лун (Mingce Long) и Дэюн У (Deyong Wu). Сама по себе идея не нова: состоит она в использовании покрытия из диоксида титана. Вещество это – один из важнейших компонентов самых разных химических производств, с его помощью получают красители и пластмассы, ламинируют бумагу, придают резине и стеклу особые свойства.

Известны и самоочищающиеся свойства диоксида титана: под воздействием ультрафиолета и в присутствии воды в нем появляются гидроксильные радикалы, прекрасно разрушающие органические молекулы. Основная проблема состоит в том, что ультрафиолетового компонента в солнечном свете недостаточно для действительно эффективного применения диоксида титана в тканях. Поэтому китайские ученые предложили использовать не чистый диоксид титана, а обогащенный азотом (N-TiO2), с дополнительным слоем иодида серебра (AgI). Совместно AgI и N-TiO2 могут вовлекать в процесс очистки и солнечные лучи видимой части спектра. Нанеся такое сложное покрытие на образец хлопковой ткани, авторы показали, что она полностью самоочищается за пару часов под мощной киловаттной лампой. Под простым солнечным светом времени понадобится больше, но разница не принципиальна. И в крайнем случае, такую одежду можно просто постирать: хитрое покрытие весьма устойчиво и не боится воды».

«Тюменские ученые разработали метод получения стабильной «сухой воды», пишет 19 декабря www.strf.ru. «Тюменские ученые, сотрудники института криосферы Земли, создали новейшую технологию получения стабилизированной «сухой воды». Как рассказала на презентации разработки младший научный сотрудник института Надежда Молокитина, «сухая вода» применяется в медицине и фармацевтике для капсулирования таблеток, в косметологии, нефтегазодобывающей промышленности и даже может найти применение в космонавтике. Однако до сих пор ученые сталкивались с проблемой нестабильности такой системы - «сухая вода» имеет свойство расслаиваться при многократных циклах заморозки и оттаивания. «Сухая вода» представляет собой белый порошок, похожий на муку. На 98% он состоит из жидкой воды. Получать это вещество научились еще в 1968 году, а вот стабилизировать систему долгое время не могли. С помощью новых технологий тюменские разработчики научились получать стабильную «сухую воду», на которую не оказывают влияние негативные факторы. Принцип основан на использовании криогеля поливинилового спирта — абсолютно безвредного и экологически безопасного вещества. По сравнению с методами, предлагаемыми зарубежными учеными, технология тюменских исследователей намного дешевле и энергоэффективнее. Директор института криосферы Земли, заведующий кафедрой «Криология Земли» ТюмГНГУ, академик РАН Владимир Мельников отметил, что разработанная технология может найти реальное применение в нефтегазодобыче, а также в транспортировке газов. Тюменским открытием заинтересовались зарубежные ученые и производственники…»

«Чувствительная к прикосновениям бумага добавит интерактивности изображениям», пишет 7 декабря www.nanonewsnet.ru. «Японские учёные создали чернила, меняющие цвет под действием электричества. Инициирует же процесс обычное прикосновение пальцем или рукой. Чтобы бумага меняла цвет, её, должно быть, нужно опутать сетью проводов и утыкать светодиодами, не так ли? Но Акира Вакита и Кохэи Цудзи из Университета Кэйо пошли другим путём, сохранив мягкость и гибкость бумажного листа, его привычность, традиционность. Исследователи предложили наносить на лицевую поверхность меняющие цвет чернила в виде жидких кристаллов, а на другую — тонкий электронный компонент. При нажатии пальцем на заданный участок листа активируется сенсор давления, который передаёт электрический импульс, нагревающий электроды из графитовой пасты. Электроды могут располагаться вблизи от точки нажатия или на другом участке листа — под той областью, куда нанесены чернила. Тепло от электродов проникает через бумагу и заставляет молекулы чернил принимать форму спиралей. Их структура варьируется в зависимости от температуры, и в каждом случае спирали отражают свет лишь в определённых диапазонах спектра. Иными словами, цвет чернил напрямую зависит от уровня нагрева. Для демонстрации технологии специалисты изготовили картинку с тёмными бабочками, становящимися после нажатия цветными. В другом варианте использовались непрозрачные чернила, которые под действием тепла растворялись и открывали изображения созвездий с их описаниями…»

В разделе ТРАНСПОРТ мы прокатимся по земле, взлетим в воздух и выйдем в открытый космос.  

«Американцы выпустили в продажу толкач для велосипедов», радует нас новостью 29 декабря www.membrana.ru. «Базирующаяся в Колорадо компания Ridekick International вывела на рынок систему, с помощью которой можно быстро и просто моторизовать любой велосипед. Для этого к нему достаточно прицепить трейлер, который будет толкать байк и вдобавок везти багаж. Прицеп под названием Ridekick разгоняет велосипед до 30,5 км/ч. Для этого у него имеется 500-ваттный электромотор и свинцово-кислотный аккумулятор, который заряжается за 4-6 часов и «везёт» 13-19,3 км. Электромеханическая начинка оставила в багажнике почти 42 литра объёма для груза максимальным весом 34 кило. Сам по себе Ridekick вместе с батареей весит 18 килограммов. Аккумулятор (8,5 кг), кстати, съёмный, и имеется ручка-ремень для переноски. Габариты «райдкика» таковы: ширина – 60,9 см, длина – 99, высота – 40,6 см. Диаметр колёс – 12 дюймов. Разработчики утверждают, что установка системы на велик «с нуля» занимает 12 минут, а отсоединяется Ridekick за 15 секунд. Всё как с обычным велотрейлером плюс провод, который нужно проложить по раме до любой из рукояток, чтобы велосипедист управлял электрическим помощником (есть два режима мощности). Ridekick – это первый электрический прицеп-толкач для велосипедов, появившийся в продаже, хотя самоделок такого рода, в том числе бензиновых, существует множество. Цена «райдкика» – $700 (22 400 руб.). Компания считает её справедливой: дескать, качественные и мощные электрические велосипеды стоят дороже, они тяжелее и сложнее в обслуживании, а Ridekick – это ваш любимый велик, только с ассистентом».

Оригинальная «тройная» система запуска беспилотных аппаратов облегчит разведку в стане врага, утверждает 15 декабря www.popmech.ru (заметка «Матрешка в воздухе»). «Чтобы постоянно знать, что происходит на стороне противника, можно разместить на его территории множество компактных датчиков – акустических, магнитных, химических и так далее. А сделать это проще всего – при помощи миниатюрного автономного планера, испытания которого прошли недавно в пустыне Аризоны. Главная «фишка» проекта – способ, которым несущий датчики планер доставляется поближе к цели. Сам планер CICADA (Close-In Covert Autonomous Disposable Aircraft – «Автономный сбрасываемый летательный аппарат ближней разведки») должен стартовать из-под крыла беспилотника Tempest. На манер ракетного вооружения самолетов – по паре планеров на каждый БПЛА. А беспилотник начинает работу, уже поднявшись на значительную – до 18 км – высоту с помощью воздушного шара. Сверху, перейдя к автономному полету, CICADA сможет, ориентируясь на гироскоп и данные бортовой системы GPS-навигации, по спирали двигаться над целью, постепенно сужая круги.

Совсем небольшой размер и отсутствие шума двигателей делает CICADA непростой целью не только для атаки, но и просто для обнаружения противником. Автопилот встроен в его конструкцию в буквальном смысле слова: его крылья включают печатные платы с соответствующими микросхемами. Тем же способом может «размещаться» на борту и другая электроника, в зависимости от конкретной конфигурации CICADA и набора датчиков на нем. Таким образом, на этой единой платформе можно без лишних сложностей производить планеры для выполнения самых разных задач или работы в разных условиях. Система в целом была успешно испытана на полигоне Yuma Proving Grounds. Техники установили пару планеров CICADA под крыльями БПЛА Tempest, а его подсоединили к воздушному шару обычного метеозонда. Шар поднял свой груз на высоту более 17 км, после чего произошло отделение Tempest. Он успешно доставил оба планера в «точку высадки» и отправил их в свободный полет. Планеры двигались строго по задуманному, и приземлились с большой точностью, в 4,6 м от условной цели».

«Насекомое ориентирование: только небо и земля» - название заметки, размещенной на www.popmech.ru 26 декабря. «Для контроля за полетом беспилотника – прежде всего, за сложным этапом взлета – можно использовать простой и элегантный метод, позаимствованный у насекомых. Современные БПЛА для ориентирования используют целый арсенал технических средств – магнетометры и гироскопы, системы навигации и акселерометры – которые позволяют им определять положение, направление и ориентацию в пространстве. Системы эти довольно сложны и не настолько надежны, как хотелось бы. По словам австралийского инженера Ричарда Мура (Richard Moore), совершая сложный маневр, беспилотник нередко на некоторое время просто «запутывается», лишь спустя секунды восстанавливая нужные данные по новым расчетам и показателям приборов.

Для устранения этого досадного – а порой и просто опасного – недостатка Ричард Мур и его коллеги из группы профессора Мандьяма Шринивасана (Mandyam Srinivasan) решили положиться на базовую и вполне надежную систему, имеющуюся практически на любом беспилотнике, на видеокамеру. А вдохновение для нового метода авторы получили, изучив прием, отработанный за миллионы лет эволюции летающих насекомых, которые ориентируются на линию горизонта. Если посмотреть на насекомое, совершающее маневр, в замедленной видеосъемке, можно заметить, что оно старается удерживать ориентацию головы и глаз, чтобы держать стабилизированное в поле зрения изображение неба и горизонта. Сходным образом действует и предложенная австралийскими разработчиками система: оснащенная парой широкоугольных линз («рыбьих глаз»), она, обрабатывая полученное с них изображение, схематизирует его, выделяя лишь три базовые компоненты – небо, землю и разделяющую их линию. Исходя из данных о текущей своей ориентации и положении, аппарат генерирует такое же изображение неба и земли, но расчетное, и затем сравнивает его с реальным. И уже из этих данных, в соответствии с несложным алгоритмом, непрерывно определяет свое направление и ориентацию.

«Перед взлетом система не требует никакого перепрограммирования, в отличие от более ранних аналогов, для которых требовалось заранее провести предварительные расчеты положений неба и земли для данных условий и ввести их в бортовой компьютер, - добавляет Ричард Мур, - Новая система требует лишь указать беспилотнику перед взлетом, что он находится в положении готовности». Он сам снимет нужные данные, определит положения неба и земли, и будет использовать их в качестве начальных, на следующих этапах отслеживая изменения в этой картинке. Такой подход позволяет БПЛА постоянно «самообучаться», адаптируясь к самым разным изменчивым условиям работы. В ходе летных испытаний система, установленная на беспилотнике, с успехом справилась с ориентированием в серии поворотов на 90 градусов – по словам авторов, отслеживать все параметры удалось с намного большей точностью, нежели с использованием традиционных инструментов».

«Американцы построят спутник-шпион нового типа», пугает нас 22 декабря www.membrana.ru. «Аппарат должен обеспечивать круглосуточное прямое видеонаблюдение за интересующими военных участками земной поверхности. При этом в нём будет использована весьма необычная оптика. На ближайшее будущее, правда, инженеры анонсировали только постройку демонстрационного образца и лётного прототипа. Проект «мембранная оптическая система отображения для работы в реальном времени» (Membrane Optical Imager for Real-Time Exploitation — MOIRE) развивает исследовательское агентство Пентагона DARPA. Задача, на которую замахнулись её авторы, выглядит сложной. Известно, что спутники-шпионы на низких орбитах обеспечивают очень высокое разрешение съёмки. Но они быстро проходят над целью, а на следующем витке оказываются уже чуть в стороне. Постоянный контроль за теми или иными районами планеты мог бы обеспечить геостационарный аппарат. Только вот сложно представить, что с такого расстояния (36 тысяч километров) камеры спутника могут уловить на поверхности Земли что-то стоящее (для военных). Напрашивается строительство крупного летающего телескопа. Однако его габариты и масса в случае классических технологий будут просто колоссальными. Проект MOIRE (слово это, кстати, буквально переводится как «муар») предлагает оригинальный выход.

В качестве главной линзы такого телескопа американцы намерены применить очень тонкую и очень лёгкую мембрану диаметром 20 метров. На ней будет выгравирован дифракционный «муаровый узор», который и сфокусирует свет на объективе камеры. Разрешение такой съёмки нельзя назвать рекордным. Один пиксель будет означать около трёх метров на поверхности Земли. Но этого уже достаточно для слежения за перемещением мобильных ракетных установок или для отслеживания пусков тактических баллистических ракет. Система будет работать в видимом и (возможно) инфракрасном диапазоне. (Построение мембраны, фокусирующей свет в широком диапазоне частот, – одна из задач программы.) На Земле взор спутника захватит область площадью более 100 км2. При этом важно, что комплекс должен делать не отдельные снимки, а передавать в реальном времени на наземные станции видеопоток с частотой не ниже одного кадра в секунду. Согласно заданию, финальный вариант MOIRE должен обеспечить фиксирование пуска тактической ракеты с вероятностью 0,99 при числе ложных тревог менее одной в месяц.  Каждый такой спутник, по оценке участников программы, будет стоить не больше $500 миллионов. О точной цене говорить рано, так как неизвестно даже, когда первый MOIRE заступит на дежурство. Летом нынешнего года основной подрядчик программы, компания Ball Aerospace, продемонстрировал опытный образец крупной мембранной оптики.

С осени 2011 года проект вступил во вторую фазу: проектирование и постройка наземной пятиметровой секции для телескопа. Третья фаза предусматривает создание прототипа целого телескопа с 10-метровой линзой-мембраной. Его американцы уже испытают на орбите. Дальше останется только создать полноразмерную модель».

«Анонсирована крупнейшая система воздушного старта в космос», сообщает 14 декабря www.membrana.ru. «Один из самых талантливых авиаконструкторов нашего времени, два предпринимателя с мировым именем, бывший шеф NASA и бывший главный инженер агентства объединились, чтобы создать самую амбициозную частную систему космических запусков. 13 декабря 2011 года молодая компания Stratolaunch Systems анонсировала проект одноимённого воздушного старта ракет-носителей среднего класса. Новая система должна выводить на низкую околоземную орбиту 6,12 тонны полезного груза. Это сопоставимо с возможностями ракет из семейства «Союз» или Delta II. Неудивительно, что поднимать космическую ракету за облака должен двухфюзеляжный самолёт размером с два «Боинга-747». Вес всего комплекса на старте превысит 544 тонны…

Замахнулись инициаторы проекта на рекордные показатели. Так, размах крыльев самолёта-разгонщика должен превысить 117 метров. Это больше, чем у нынешних воздушных титанов Airbus A380 и "Мрии". Необходимая для такого монстра длина полосы равна 3,66 километра. Американцы пишут, что один из возможных пунктов базирования комплекса Stratolaunch — взлётно-посадочная полоса для шаттлов в космическом центре Кеннеди во Флориде. Тянуть самый крупный в мире самолёт будут шесть двигателей от 747-го «Боинга». Кстати, построят гиганта в ангаре Stratolaunch Systems в аэрокосмическом порту Мохаве (возведение самого ангара стартует в начале 2012 года). Авторы проекта утверждают, что перед отделением ракеты самолёт-носитель сможет пролететь до 2400 километров. Это открывает большие возможности для выбора точки и азимута пуска. Старт ракеты с территории разных стран или из международных вод, практически любые орбиты с любым наклонением, районы падения отработанных ступеней в открытом океане... Такие преимущества всегда считались козырями космических воздушных стартов.

Разделение самолёта и ракеты должно происходить на высоте более девяти километров. Это приблизительно нижний край стратосферы (10-11 км). Вес жидкостной ракеты-носителя, подвешенной под крылом разгонщика, может достигать 222 тонн. Это будет производная от  SpaceX Falcon 9. Длина новой ракеты составит 36,6 метра. Её первая ступень будет снабжена небольшими крыльями. Системы на борту самолёта должны вести обратный отсчёт и выдавать команду на запуск пяти движков первой ступени РН, а также — следить за состоянием полезной нагрузки. В качестве рыночных преимуществ затеи команда… называет низкую стоимость пусков (хотя о точных цифрах говорить рано) и, что не менее важно, малый срок подготовки к очередному старту. Клиенты не должны долго томиться в очереди, запуски на орбиту станут повседневной рутиной – таков лейтмотив проекта…Лётные испытания самолёта-носителя должны начаться в 2015 или 2016 году. Первые старты ракеты – несколько позже».

 

Окончание следует

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Комментарии

Re: НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

content manager wrote:

«Учёные создали краску — солнечную батарею», сообщает 23 декабря www.membrana.ru.

Окончание следует


Я, с вашего позволения, опять о первоисточниках. Подробнее почитать можно здесь: http://newsinfo.nd.edu/news/28047-notre-dame-researchers-develop-paint-o.... Ну, и на мембране тоже есть ссылка).
Хотя в данном случае этого можно бы и не делать – ребята явно развлекаются (точнее, наверное, развлекают своих грантодателей). Действительно, стандартные гретцелевские ячейки легко и давно выдают кпд около 10% в серийных вариантах.
При этом основные проблемы (и основная часть цены) прячется не в краске, а во всем остальном (проще говоря: мало выбить электрон, нужно еще запустить его в цепь, а кроме того, нужно еще спрятать краску от всех остальных воздействий, кроме света). Сама по себе ячейка настолько хорошо известна, что инструкцию по ее изготовлению можно посмотреть даже в Ютубе (http://www.youtube.com/watch?v=17SsOKEN5dE). А вообще-то, в качестве свето-чувствительной краски для гратцелевской ячейки вполне сойдет обыкновенный сок ежевики (http://web.pdx.edu/~wamserc/Research/JCE-Gratzel.pdf) - примерно с тем же 1% эффективности. Но, конечно, это давно «не айс». Нынче непременно нужны наночастицы и чтобы с графеном – вот ребята и постарались…
Но вот на той же Мембране буквально рядышком (http://www.membrana.ru/particle/17121) есть сообщение о новых разработках Гретцеля и компании. Ребята получили кпд 12,3%, что уже очень неплохо само по себе. К тому же, убрали иод из электролита (хороший шанс увеличить срок службы, что является другим серьезным недостатком гретцелевских ячеек) и рутений из краски (опять же – стабильность плюс еще и цена; правда, рутений убрали не полностью).
На мой вкус, это сообщение гораздо интереснее и важнее. К сожалению, Мембрана дала ссылку на платную версию статьи (они это вообще любят). Бесплатная версия лежит, например, здесь: http://www.sciencemag.org/content/suppl/2011/11/03/334.6056.629.DC1/Yell...

Re: НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Изображение пользователя Андрей Трошин.

Рекомендую
http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=701
http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=701&p=1
И как вердикт нашим российским петрикам

Quote:
Я хотел бы дать совет тем советчикам, которые обещают легко перевести энергетику России на солнечную, ветровую энергию, энергию бытовых отходов или водород. Прежде чем советовать и строить на этом экономическую политику государства самим и за свой счёт попробовать перейти на эту энергию. Народ устал от непродуманных экспериментов над ним, которые могут иметь непоправимые последствия.

Re: НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Андрей Трошин wrote:
Рекомендую
http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=701
http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=701&p=1
И как вердикт нашим российским петрикам

Quote:
Я хотел бы дать совет тем советчикам, которые обещают легко перевести энергетику России на солнечную, ветровую энергию, энергию бытовых отходов или водород. Прежде чем советовать и строить на этом экономическую политику государства самим и за свой счёт попробовать перейти на эту энергию. Народ устал от непродуманных экспериментов над ним, которые могут иметь непоправимые последствия.

Есть кое-какие интересные мысли, но автора губит заранее взятая установка. В результате появляются такие вот перлы:
"Автомобиль с такими аккумуляторами демонстрировался, но он не может быть прообразом транспорта будущего. Стоимость такого автомобиля составляет 900 000 евро, причём большая часть цены приходится на аккумуляторы, которые нужно менять через каждые два года".
После такой фразы читать дальше становится бессмысленно. Странно, Андрей, что, с Вашими постоянными (и абсолютно справедливыми!)требованиями изучать матчасть, рекомендуете такое.

Re: НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Изображение пользователя Андрей Трошин.

А что вы в автомобиль вцепились? Как Вы думаете если например сделать из солнечных батарей корпус автомобиля сколько мощности получите?
И потом как вы думаете - в Питере, например, где в среднем 38 солнечных дней в году - какова эффективность солнечной энергетики?
А вот и цены
http://www.dni.ru/auto/2010/3/25/188243.html
И обратите внимание на время зарядки - а вдруг надо срочно куда-то ехать из дома?

Re: НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Андрей Трошин wrote:
А что вы в автомобиль вцепились? Как Вы думаете если например сделать из солнечных батарей корпус автомобиля сколько мощности получите?
И потом как вы думаете - в Питере, например, где в среднем 38 солнечных дней в году - какова эффективность солнечной энергетики?
А вот и цены
http://www.dni.ru/auto/2010/3/25/188243.html
И обратите внимание на время зарядки - а вдруг надо срочно куда-то ехать из дома?

Андрей, в автомобиль я вовсе не вцеплялся. Просто прочитал рекомендованную статью. И был огорчен, дочитав до стоимости электромобиля в 900 000 евро. Я думаю, что если облицевать корпус автомобиля солнечными элементами, то ничего путного не выйдет. Но при чем тут это?
И кстати, $50 000 это уже вовсе не EU 900 000.
Я уж не говорю о том, что переход на электромобили имеет очень косвенное отношение к альтернативной энергетике. И вовсе не являюсь ее фанатом. Просто удивился, что Вы рекомендуете статью с настолько кривой аргументацией - не Ваш стиль.
Ну, и кстати, Ваша ссылка - за март 2010. Уже в 2011 на американском рынке эта модель продавалась за $30 000. http://www.digit.ru/technology/20101202/380830286.html

Re: НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Изображение пользователя Андрей Трошин.

Во- первых статье лет 6 как минимум это раз - разумеется прогресс в электро мобиле строении есть
Во-вторых дочитайте до конца, а потом судите
В третьих - наши друзья американцы как-то посчитали что 1 киловатт альт-энергии (ветер-солнце) в 5 раз дороже того, что производится традиционно
Извините ссылку не сохранил
Ну и сами сравните 50 тыс. евро за электромобиль ~ 75 млн корейских вон
Того же класса бензиновая малолитражка стоит 11 млн корейских вон
Как видите почти в 7 раз дороже.

Re: НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Андрей Трошин wrote:
Во- первых статье лет 6 как минимум это раз - разумеется прогресс в электро мобиле строении есть
Во-вторых дочитайте до конца, а потом судите
В третьих - наши друзья американцы как-то посчитали что 1 киловатт альт-энергии (ветер-солнце) в 5 раз дороже того, что производится традиционно
Извините ссылку не сохранил
Ну и сами сравните 50 тыс. евро за электромобиль ~ 75 млн корейских вон
Того же класса бензиновая малолитражка стоит 11 млн корейских вон
Как видите почти в 7 раз дороже.

Андрей, до конца, разумеется, дочитал - имею ткую привычку. Ну и что?
Даже готов согласиться с пафосом автора о том, что перед тем как один раз что-либо сделать, нужно семь раз подумать - абсолютно общее место.
Но я не могу согласиться с уровнем аргументации. В частности, с тем, что серийный электромобиль стоит 900 000 евро. НИКОГДА серийный электромобиль столько не стоил. Другие аргументы автора того же порядка. С частности, в качестве аккумуляторов автор рассматривает почему-то свинцово-кислотные. Тогда почему бы не взять за репер аккумулятор Риттера.
Но я-то о другом. Мало ли кто что напишет и в интернет выложит. Но именно Вы призываете на этом форуме относиться с уважением к фактам и вдруг РЕКОМЕНДУЕТЕ такое. Там же ничего кроме эмоций.

Re: НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Изображение пользователя Андрей Трошин.

Вы видимо невнимательно читали вначале про расчет отопления зимнего дома в России при -20 С за бортом.
Кроме эмоций обратите внимание какие виды электроэнергии работают в сегменте масс-продакшен
Так что у автора не только эмоции в той статье.
Хотя Ваше полное право считать что я добровольно сам "запомоился" :-)

Re: НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Андрей Трошин wrote:

Ну и сами сравните 50 тыс. евро за электромобиль ~ 75 млн корейских вон
Того же класса бензиновая малолитражка стоит 11 млн корейских вон
Как видите почти в 7 раз дороже.

А сколько стоит в Корее малолитражный электромобиль эконом-класса? Что дорого - согласен. Но настолько ли? Вот здесь называется цена почти вдвое ниже - 45 М вон, или 30К евро.

К тому же, согласитесь, 11М вон - это ну очень минимальная комплектация, в среднем малолитражка стоит миллионов 15.

Итого - получаем разницу втрое. Но не всемеро!

Subscribe to Comments for "НТИ декабрь 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт"