Mesin SABRE, Pesawat Konvensional yang Dapat Keluar Angkasa

prototipe Pesawat SABRE yang di simpan di musium sains

SABRE berada di jantung mesin roket yang dirancang untuk pesawat konvensional langsung ke angkasa (satu tahap ke orbit) untuk memungkinkan akses ruang efektif yang handal, responsif dan biaya, dan dalam konfigurasi yang berbeda untuk memungkinkan pesawat melakukan penerbangan pada kecepatan tinggi (lima kali kecepatan suara) di atmosfer.

Di masa lalu, upaya untuk merancang satu tahap ke orbit sistem propulsi telah gagal sebagian besar disebabkan oleh berat suatu pengoksidasi on-board seperti oksigen cair, yang dibutuhkan oleh mesin roket konvensional. Salah satu solusi yang mungkin untuk mengurangi jumlah oksidator on-board yang dibutuhkan adalah dengan menggunakan oksigen yang sudah ada di atmosfer dalam proses pembakaran seperti mesin jet biasa. Ini penghematan berat dan akan memungkinkan transisi tunggal dari menggunakan kendaraan peluncur multi-tahap untuk multi-stage penggunaan kendaraan peluncur tunggal.


SABRE adalah mesin pertama yang mencapai tujuan ini dengan beroperasi dalam dua mode roket: awalnya dalam mode bernapas dan kemudian dalam mode roket konvensional:

1. Modus menghirup udara - mesin roket menggunakan udara atmosfer sebagai sumber oksigen (seperti dalam mesin jet yang khas) untuk membakar dengan bahan bakar hidrogen cair dalam ruang pembakaran roket

2. Modus roket konvensional - mesin berada di atas atmosfer dan transisi menggunakan konvensional on-board oksigen cair.

Dalam kedua modus dorong yang dihasilkan menggunakan ruang pembakaran roket dan nozel. Hal ini dimungkinkan melalui sintesis dari unsur roket dan teknologi turbin gas.

Pendekatan ini memungkinkan kendaraan bertenaga SABRE untuk menyimpan membawa lebih dari 250 ton oksidan on-board dalam perjalanan mereka ke orbit, dan menghilangkan kebutuhan untuk tahap besar, menggunakanya pertama yang disingkirkan setelah oksidan yang dikandungnya telah habis, yang memungkinkan pengembangan pertama sepenuhnya kendaraan akses ruang dapat digunakan kembali seperti Skylon.

Sementara ini terdengar sederhana, masalahnya adalah bahwa dalam modus bernapas, udara harus dikompresi menjadi sekitar 140 atmosfer sebelum injeksi ke dalam ruang pembakaran yang menimbulkan suhu sangat tinggi sehingga akan meleleh setiap bahan yang diketahui. SABRE menghindari ini dengan terlebih dahulu memakai pendinginan udara untuk di gunakan  sebagai penukar panas Pra-dingin (precooler) sampai hampir cair. Kemudian kompresor turbo yang relatif konvensional menggunakan teknologi mesin jet dapat digunakan untuk memampatkan udara ke tekanan yang dibutuhkan.

Ini berarti ketika SABRE berada di atmosfer bumi mesin bisa menggunakan udara untuk membakar dengan bahan bakar hidrogen daripada oksigen cair seperti yang digunakan ketika dalam modus roket, dan  memberikan 8 kali lipat perbaikan dalam konsumsi propelan. Modus bernapas dapat digunakan sampai mesin telah mencapai lebih dari 5 kali kecepatan suara dan ketinggian 25 kilometer yang merupakan 20% dari kecepatan dan 20% dari ketinggian yang dibutuhkan untuk mencapai orbit. Sisanya 80% dapat dicapai dengan menggunakan mesin SABRE dalam mode roket.

Untuk akses ruang, dorong selama bernapas pendakian adalah variabel tetapi sekitar 200 ton per mesin. Selama pendakian roket ini meningkat menjadi 300 ton tetapi kemudian mencekik bawah menuju akhir pendakian untuk membatasi percepatan longitudinal untuk 3.0g.


Evolusi Engine Siklus SABRE

Desain SABRE berevolusi dari Mesin Siklus Liquid-Air (LACE) yang memiliki ruang pembakaran roket tunggal dengan pompa terkait, pra-burner dan nosel yang digunakan dalam kedua mode. Mesin LACE menggunakan kapasitas pendinginan kriogenik bahan bakar hidrogen cair untuk mencairkan udara yang masuk sebelum memompa. Sayangnya, mencairkan udara dalam jenis siklus memerlukan aliran bahan bakar yang sangat tinggi.

Ini kesalahan yang harus dihindari di mesin SABRE, yang hanya mendingin udara untuk batas uap dan menghindari pencairan, sehingga mengurangi kebutuhan pendinginan dan aliran bahan bakar hidrogen cair. Hal ini juga memungkinkan penggunaan kompresor turbo yang relatif konvensional dan menghindari kebutuhan untuk kondensor udara.

Mesin SABRE pada dasarnya adalah sebuah siklus mesin roket tertutup dengan tambahan pre-cooled turbo kompresor untuk memberikan tekanan pasokan udara yang tinggi ke ruang bakar. Hal ini memungkinkan operasi dari nol kecepatan maju di landasan pacu dan hingga Mach 5,5 dalam mode bernapas selama pendakian. Sebagai kerapatan udara jatuh dengan ketinggian mesin akhirnya beralih ke roket murni mendorong kendaraannya (misalnya Skylon) ke kecepatan orbital (sekitar Mach 25).

Diagram menunjukkan dalam bentuk yang disederhanakan siklus SABRE lengkap. Udara dari intake (biru) ditampilkan akan meskipun Pra-cooler dan ke kompresor. Pendinginan dicapai dengan helium (hijau) yang telah dirinya didinginkan oleh HX4 menggunakan bahan bakar hidrogen cair (ungu). Setelah itu telah meninggalkan Pra-pendingin helium selanjutnya dipanaskan di HX3 oleh produk-produk dari Pra-burner untuk memberikan energi yang cukup untuk menggerakkan turbin dan hidrogen cair (LH2) pompa.

Dalam mode roket HX3 menyediakan semua energi untuk menggerakkan pompa LH2 dan oksigen cair (LOX) pompa dalam mesin. Menggunakan kembali panas dengan cara ini meningkatkan efisiensi mesin.

Sebagai diagram siklus, menggambarkan penggunaan penukar panas ringan yang diperlukan dalam mesin SABRE dan merupakan inovasi teknologi kunci untuk memungkinkan mesin SABRE untuk dikembangkan.

Animasi di bawah ini menunjukkan siklus SABRE dalam bentuk disederhanakan.


Anatomy mesin SABRE

Guncangan Otak Meningkatkan Kemampuan Matematika, apakah bisa ?

Guncangan Otak Meningkatkan Kemampuan Matematika

Stimulasi otak listrik diuntungkan pelajaran selama berbulan-bulan, tapi kritikus menunjuk ke ukuran kecil penelitian

Tiga kecerdasan dasar yaitu membaca, menulis dan berhitung bisa menjadi empat. Stimulasi listrik acak, teknik yang menerapkan arus lembut melalui tengkorak, menyebabkan dorongan jangka panjang dalam kecepatan perhitungan mental, studi laboratorium kecil mahasiswa telah ditemukan.

Jika stimulasi otak mengganggu dan terbukti aman dan efektif dalam uji kelas yang lebih besar, teknologi bisa meningkatkan bentuk-bentuk tradisional penelitian, kata Roi Cohen Kadosh, ahli syaraf kognitif di University of Oxford, Inggris, yang memimpin penelitian. "Beberapa orang akan mengatakan bahwa mereka yang buruk di matematika akan tetap buruk. Itu tidak mungkin terjadi. "

Tim Cohen Kadosh menjadi berita tahun 2010, ketika itu menunjukkan bahwa bentuk yang berbeda dari sentakan listrik  transkranial stimulasi arus searah (TDCS) - membantu relawan untuk belajar dan mengingat sistem nomor terdiri dari simbol asing.

Dalam TDCS, arus listrik terus menerus antara elektroda ditempatkan pada bagian yang berbeda dari kulit kepala, mengaktifkan neuron di satu area dan menenangkan mereka di bagian lain. Rasanya seperti bayi menarik-narik lembut pada rambut Anda. Sebaliknya, dengan transkranial stimulasi acak-noise (TRNS), "orang bertanya 'apakah Anda yakin itu?'" Kata Cohen Kadosh. Seperti namanya, teknik ini melibatkan arus listrik yang mengalir melalui elektroda dalam pulsa acak, mengaktifkan neuron di beberapa daerah otak. Tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa metode tersebut tidak aman, katanya.

Dalam studi terbaru, timnya bertugas 25 siswa Oxford dengan menghafal fakta-fakta matematika (seperti 2 x 17 = 34) dan perhitungan lebih rumit (misalnya, 32 - 17 + 5). Tiga belas relawan menerima TRNS ke korteks prefrontal, bagian dari otak yang terlibat dalam kognisi yang lebih tinggi, saat melakukan masalah ini selama lima hari berturut-turut. Mereka menjadi lebih cepat pada kedua tugas daripada relawan dalam kelompok kontrol, yang dirangsang dengan listrik hanya sebentar.

Uji Surprise

Para relawan (dan peneliti mereka) berpikir bahwa studi ini akan berakhir di sana. Tapi enam bulan kemudian, tim Cohen Kadosh punya 12 dari mereka kembali di laboratorium dan diuji seberapa cepat dan akurat mereka menjawab masalah matematika yang sama - kali ini tanpa stimulasi listrik.

Keenam relawan kembali yang sebelumnya menerima rangsangan yang rata-rata 28%, atau lebih dari satu detik, lebih cepat daripada kelompok kontrol pada benar menjawab masalah yang melibatkan perhitungan. Ketika tim Cohen Kadosh yang mereka uji untuk belajar menghafal, mereka tidak menemukan perbedaan antara dua kelompok. Hasilnya diterbitkan hari ini di Current Biology.

Para peneliti juga mengukur aktivitas otak partisipan dengan alat yang disebut spektroskopi inframerah-dekat, yang mengukur perubahan dalam aliran darah ke daerah tertentu dari otak. Mereka menemukan bahwa setelah enam bulan, aktivitas korteks prefrontal selama perhitungan memuncak lebih cepat pada sukarelawan yang telah menerima stimulasi daripada kelompok kontrol. Cohen Kadosh berspekulasi bahwa perbaikan matematika, dalam bagian, hasil pengolahan kognitif yang lebih efisien.

"Penemuan ini sangat menarik," kata Daniel Ansari, seorang neuroscientist kognitif di University of Western Ontario di London, Kanada, namun ia tidak menemukan perbaikan jangka panjang yang luar biasa, karena jumlah kecil sukarelawan yang kembali untuk pengujian. Ansari menambahkan bahwa temuan harus diterapkan pada kelas dengan hati-hati. "Pelatihan yang digunakan di sini adalah sangat dibikin dan tidak menyerupai cara di mana keterampilan matematika biasanya diperoleh," katanya.

Cohen Kadosh berharap untuk mencari pendanaan untuk menguji stimulasi otak listrik di kalangan murid nyata di ruang kelas, bukan di laboratorium dengan mahasiswa di salah satu universitas terkemuka di dunia. Dia mengatakan bahwa pendekatan baru sangat diperlukan untuk membantu sekitar 20% dari anak-anak yang mengalami kesulitan belajar matematika yang signifikan.

Mesin-mesin yang menghasilkan TRNS belum tersedia secara luas, namun mesin TDCS dapat memiliki beberapa ratus dolar dan membuat kurang. Kadosh menerima reguler e-mail dari orang yang meminta rekomendasi untuk stimulasi otak, atau penjelasan mengapa hal itu tidak bekerja untuk mereka. Dia tidak merekomendasikan pendekatan: "Jangan coba-coba di rumah," katanya.

sumber: Nature Megazine

Penemuan Sumber Mata Air yang Berumur 2,64 miliar tahun

Penemuan Sumber Mata Air yang Berumur 2,64 miliar tahun

Pencarian pada tanda-tanda aktivitas mikroba terisolasi di kerak bumi.

24 Mei 2013

Para ilmuwan yang bekerja 2,4 kilometer di bawah permukaan bumi di tambang Kanada telah menemukan sumber mata air yang tetap terisolasi selama setidaknya satu miliar tahun. Para peneliti mengatakan mereka belum tahu apakah sesuatu telah tinggal di sepanjang waktu ini, tapi air mengandung tingkat tinggi kadar metana dan hidrogen, zat yang tepat untuk mendukung kehidupan.

Penyaringan air dari lantai tambang Ontario mendalam telah terperangkap di bawah tanah selama lebih dari satu miliar tahun. Ini gelembung gas dengan membawa nutrisi yang bisa menopang kehidupan mikroba.

Kantong micrometre skala mineral miliaran tahun dapat menahan air yang terperangkap selama pembentukan mineral . Tapi tidak ada sumber mata air yang mengalir bebas melewati celah atau pori-pori yang saling berhubungan dalam kerak bumi sebelumnya telah ditunjukkan untuk tinggal terisolasi selama lebih dari puluhan juta tahun.

"Kami mengharapkan cairan ini menjadi mungkin puluhan, bahkan mungkin ratusan juta tahun," kata Chris Ballentine, seorang ahli geokimia di University of Manchester, Inggris. Dia dan timnya cermat menangkap air yang mengalir melalui patah tulang pada deposit sulfida 2,7 miliar tahun di sebuah tambang tembaga dan seng dekat Timmins, Ontario, memastikan bahwa air tidak kontak langsung dengan udara tambang.

Sampai saat ini, tim menggunakan tiga baris bukti, semua didasarkan pada jumlah relatif berbagai isotop gas mulia hadir dalam air. Para penulis menentukan bahwa cairan tidak bisa berinteraksi  dengan atmosfer bumi dan begitu berada di permukaan planet untuk setidaknya 1 miliar tahun, dan mungkin selama 2,64 miliar tahun, tidak lama setelah batu itu mengalir melalui terbentuk.

"Sangat aneh"

"Komposisi isotop yang mereka lihat dalam sampel ini sangat aneh, dan penjelasan lebih disukai dalam artikel tampaknya saya yang paling mungkin," kata Pete Burnard, seorang ahli geokimia di Pusat petrografi dan geokimia Penelitian di Vandoeuvre-les-Nancy , Prancis. "Untuk saat ini, saya pikir kita harus menyimpulkan bahwa ada cairan 1,5 miliar tahun terperangkap dalam kerak bumi."

Temuan ini "sangat menarik", Ballentine mengatakan, karena cairan membawa bahan yang diperlukan untuk mendukung kehidupan. Air terisolasi, katanya, memberikan "bioma terpencil, ekosistem, di mana kehidupan, Anda bisa berspekulasi, mungkin bahkan berasal".

Temuan ini juga dapat memiliki implikasi untuk kehidupan di Mars, Ballentine mengatakan, meskipun ia mengakui bahwa idenya adalah spekulatif. Permukaan Mars pernah diadakan air dan batuan yang secara kimiawi tidak berbeda dari yang di bumi, katanya. "Tidak ada alasan untuk berpikir sama sistem cairan saling tidak ada di sana.

sumber: Nature

Deforestasi melemahkan Viabilitas Masa Depan Proyek PLTA Sungai Amazon Brasil

Amazon Basin adalah pusat tenaga air di dunia dimana terdapat tanaman hujan yang memberikan wilayah rimbun dedaunan yang membuat tujuan utama untuk pengembang berusaha untuk memanfaatkan sumber energi terbarukan ini. Tapi keberlanjutan jangka panjang dari proyek-proyek ini, yang menggunakan aliran alami air untuk menghasilkan listrik, kini di bawah pengawasan.

Sebuah studi baru dari Belo Monte Dam, salah satu pembangkit energi tenaga air terbesar di dunia saat ini, dan sedang dibangun di Sungai Xingu di wilayah timur, menemukan bahwa deforestasi besar-besaran di Amazon merupakan ancaman yang signifikan untuk bendungan yang dapat menghasilkan potensial energi.

Meskipun banyak penelitian telah meneliti dampak dari penggundulan hutan di sekitar sungai amazon dan mengarah langsung dari proyek pembangkit listrik tenaga air kurang mendapatkan perhatian kepada dampaknya pada skala regional. Bahkan, studi sebelumnya menemukan bahwa hilangnya pohon dalam lingkup air situs PLTA meningkatkan kapasitas dan dapat menghasilkan energi dari bendungan dalam jangka pendek, karena sedikitnya pohon yang tersedia untuk menyedot air dari tanah dan ekspor di luar DAS dalam proses yang dikenal sebagai evapotranspirasi.

Tapi di seluruh wilayah, kurang dedaunan berarti lebih sedikit hujan, sehingga sungai mengalir kurang kuat.

Dalam studi mereka, diterbitkan dalam Prosiding National Academy of Sciences, para peneliti di Amerika Serikat dan Brazil menemukan bahwa deforestasi besar-besaran di Amazon memiliki efek mendalam pada air wilayah siklus dan iklimnya. Hilangnya 40 persen dari hutan hujan Amazon, para ilmuwan memperkirakan, akan mengurangi curah hujan daerah hingga 43 persen antara Juli dan Oktober, dan dapat memperpanjang musim kemarau di daerah itu. Sehingga deforestasi  akan mengurangi debit air sungai, lonjakan air sungai selama lima bulan antara Februari dan Juni. Tapi kalau 40 persen pohon di kawasan itu dibersihkan, maka aliran aliran berat akan mempersempit,  berjalan hanya dari bulan Maret sampai sekitar bulan Mei. Pada dasarnya, "puncak mendapatkan lebih ketat," kata Michael Coe, seorang ilmuwan senior di Woods Hole Research Center Amazon Program di Falmouth, Mass, yang bekerja pada studi ini. Selanjutnya, puncak April di debit sungai akan turun sekitar 33 persen.

Jadi, terlepas dari apakah pengembang PLTA mendorong peningkatan konservasi di Xingu Basin, studi menunjukkan mereka harus memperhitungkan dampak dari penebangan hutan daerah pada kapasitas energi yang menghasilkan proyek-proyek mereka. "Anda dapat melakukan pekerjaan yang sangat baik pelestarian hutan di satu lokasi," kata Coe, "tetapi Anda mungkin akan dirusak oleh kegiatan yang terjadi di tempat lain."

Para peneliti memperkirakan bahwa jika praktik pohon kliring terus sebagai diproyeksikan, Monte proyek Belo bisa melihat potensi pembangkit energi memangkas sebanyak 38 persen.

From. Erin Brodwin

Keanehan dan Kecantikan Tanaman mikroskopis makhluk Laut

Beberapa penghuni bawah laut yang paling fantastis yang tidak terlihat dengan mata telanjang:

1.

DINOFLAGELLATA dalam genus Peridinium menunjukkan tebal pelat yang sering lobed dan terhiasi

2.

DIATOM dan bentuk fitoplankton lainnya merah dasar piramida makanan di laut

3.

SKELETONEMA diatom yang umum di perairan sekitar Florida

4.

THE COSCINODISCUS GENUS diatom sangat beragam, dan mempunyai lebih dari 400 spesies

5.

ARMORED DINOFLAGELLATA PROTOPERIDINIUM pellucidum dapat menghasilkan racun yang berbahaya yang mengarah ke apa yang disebut pasang merah

6.

COCCOLITHOPHORES, seperti Gephyrocapsa oceanica, menghasilkan cangkang berkapur bahwa mereka menumpahkan ke laut.

7.

CENTRIC diatom laut menampilkan simetri radial

by. scientificamerican