Zhmenka

Физики из Института Жана Лерона Д'Аламбера (Париж, Сорбонна) описали три различных сценария образования трещин при замерзании капель, упавших на поверхность холодного металла. Для каждого из них ученые предложили математическую модель и предсказали, при каких температурах будет происходить переход от одного сценария к другому. Авторы отмечают, что подобные исследования помогают лучше понять, каким образом растрескиваются при остывании лаки, эмали и другие материалы. Исследование опубликовано в журналеPhysical Review Letters (препринт), кратко о нем сообщает Physics.

Ученые следили с помощью высокоскоростной камеры за тем, как замерзают капели после падения на холодный металл. Температура последнего варьировалась от 0 до -60°C, температура капли была постоянной — 0°C. Из-за смачивания нижняя поверхность капли примерзала к металлу и оставалась неподвижна после падения. Температурное сжатие приводило к возникновению в ней механических напряжений, которые и оказывались причиной растрескивания капли.

Физики выделили три сценария замерзания: без трещин, с трещинами, расходящимися из одной точки и с иерархическим образованием трещин. Первый реализовывался при небольшой разнице температур между каплей и металлом — возникающих напряжений было недостаточно для возникновения трещин. Второй сценарий соответствовал температурам ниже -27 °C — напряжение накапливалось постепенно и резко рассеивалось при появлении первого центра трещинообразования. Третий сценарий наблюдался при разнице температур около 42 градусов — трещины при этом возникали одна за другой и образовывали отдельные неповрежденные «острова».

Наблюдаемые переходы между сценариями замерзания физики объяснили с помощью теоретических моделей. В основе вычислений лежала теория Гриффита. Она устанавливает взаимосвязь между энергией, запасенной в механическом напряжении и размерами трещин.

Ученые отмечают, что замерзание во втором сценарии очень похоже на поведение батавских слезок, также известных как капли принца Руперта. Это стеклянные капли, образующиеся при резком охлаждении расплавленного стекла (например, если капнуть последнее в воду). Головная часть капли обладает огромной механической прочностью и выдерживает удар молотка. В то же время, если отломить даже небольшой фрагмент от хвостовой части капля рассыпается на мелкие осколки. Скорость распространения фронта трещин в случае капли Руперта и второго сценария достигает километра в секунду.

Ранее мы сообщали об исследовании другой группы французских ученых, посвященном взрыву воздушных шариков. Физикам также удалось выделить два сценария роста трещин — с образованием одного лоскута и с разрывом шарика на множество мелких частей. Ключевым параметром оказалось натяжение в шарике.

Источник: http://miamir.ru/nauka/8863 Все права защищены © МИА МИР

Американская компания Deep Space Industries объявила о планах запуска первой в мире коммерческой космической миссии по поиску полезных ископаемых, говорится в пресс-релизе.

На первом этапе компания при участии правительства Люксембурга планирует отправить на низкую околоземную орбиту тестовый аппарат Prospector-X для испытания технологий. Он должен отправиться в космос уже в 2017 году. Затем, до конца 2010-х годов партнеры намерены запустить аппарат Prospector-1 на астероид неподалеку от Земли, чтобы оценить его пригодность к разработке.

Заправленный Prospector-1 будет иметь массу 50 килограммов, что позволяет оснастить его необходимым оборудованием при относительно низкой стоимости запуска. В аппарате планируется использовать реактивную систему Comet, которая создает тягу, выбрасывая из сопла перегретый водяной пар. Поскольку многие астероиды содержат большое количество льда, созданные на основе Prospector-1 аппараты, по замыслу создателей, смогут дозаправляться в космосе.

Подходящий астероид будет выбран из списка кандидатов, составленного советом экспертов Deep Space Industries. По прибытии к нему Prospector-1 составит карту поверхности, проведет съемку в видимом и инфракрасном диапазонах, а также оценит запасы воды приблизительно до метровой глубины. Затем он попытается сесть на астероид и провести геофизическую разведку.

После миссии Prospector-1 компания планирует запустить аппарат Harvestor-X, который должен провести пробную добычу руды на астероиде для демонстрации ее принципиальной возможности. Одновременно с этим будет вестись разработка Harvestor-1, целью которого станет добыча полезных ископаемых и доставка их на Землю.

По словам исполнительного директора Deep Space Industries Дэниэла Фейбера (Daniel Faber), коммерческую добычу ресурсов на астероидах планируется начать в 2020-х годах.

Источник: http://miamir.ru/kosmos/8865 Все права защищены © МИА МИР