Saules gaisma ir tuvu Titāna ziemeļu jūrām. Pirms jūs gandrīz infrasarkanā mozaīka no Cassini kosmosa kuģa
Zemūdenes radīšana šķiet sarežģīta, ja atrodaties apstākļos, kad temperatūra pazeminās līdz -300 grādiem pēc Fārenheita un okeānu pārstāv metāns un etāns. Vašingtonas Universitātes zinātnieki sadarbojas ar NASA, lai noskaidrotu, kā šāda ierīce var darboties Titan, kas ir lielākais satelīts Saturnas mēness ģimenē un otrs lielākais mūsu sistēmā. Kosmosa aģentūra plāno nosūtīt misiju nākamajos 20 gados.
Titāns vērš uzmanību uz sevi, jo vienā īpašumā tā kopē Zemi - tai ir šķidrums. Satelīta virsmā var redzēt okeānus, upes, mākoņus un pat lietus. Bet hidroloģiskā cikla pamatā nav ūdens, bet metāns. NASA vairāk nekā 10 gadus studē Saturnu un tā mēness sistēmu, analizējot Cassini aparāta izlūkdatus.
Attīstītajai zemūdenei ir jādarbojas autonomi. Viņai būs jāizpēta atmosfēras un okeāna apstākļi, jāpārvietojas pa jūras dziļumiem un jāaplūko virs vai zem virsmas. Līdzīga mehānisma izveide ir daudz sarežģītāka. Galu galā, ja uz Zemes ūdens okeānos ir gandrīz vienāds, tad etāna un metāna koncentrācija dažādās Titāna daļās var ievērojami atšķirties, mainot šķidruma blīvuma īpašības.
NASA uzaicinājums
Ideja par problēmas risināšanu nonāca Jan Richardson no Mehānikas un materiālu zinātnes skolas. Kriogēnā laboratorijā, kurā tiek pētīti materiāli ar ļoti zemām temperatūrām, viņš atkārtoti izveidoja Titāna atmosfēru un pārbaudīja, kā neliels apsildāms aparāts varētu darboties noteiktos apstākļos.
Ričardsons kļuva par pirmo NASA kosmosa zinātnes tehnoloģiju stipendijas uzvarētāju, tostarp stažēšanos Glennas pētniecības centrā (Klīvlenda, Ohaio).
Titāna jūru imitācija
Universitātes zinātnieku komanda izveidoja testēšanas kameru, kurā tie novietoja šķidro maisījumu neticami zemā temperatūrā, lai modelētu satelīta jūru. Viņam tika pievienots divu collu cilindriskais kārtridžs, kas tuvināja zemūdenes radīto siltuma efektu.
Viena no galvenajām problēmām ir atrisināt titāna jūru burbuļus. Ja zemūdens, ko aktivizē siltuma mehānisms, tiek pazemināts satelīta aukstā šķidrumā, veidojas slāpekļa burbuļi. Liela daļa no tiem apgrūtina manevrēšanu, uzraudzību un balasta sistēmu kontroli.
Uzņemšana -300 grādos
Un tagad mēģiniet veidot video sarežģītos apstākļos. Pētījums tika veikts ar spiedienu 60 mārciņas uz kvadrātcollu un pie -300 grādiem pēc Fārenheita. Zinātnieki ir atraduši risinājumu. Viņi izmantoja optisko borescope ierīci, kas spēj izturēt zemas temperatūras apstākļus un augstu spiedienu.
Komandai izdevās uzņemt video ar etāna-metāna lietus un sniegu. Grupa uzskatīja arī metāna un etāna ezeru sasalšanas temperatūru. Izrādās, ka nelielā slāpekļa daudzuma dēļ šķidrumi sasalst ar zemākiem rādītājiem: 75 K (-324 grādi pēc Fārenheita) 90,5 K vietā.
