NASA разрабатывает планы размещения ядерных реакторов на Луне. Сначала крошечные реакторы будут снабжать энергией будущие человеческие поселения на Луне. Если они докажут свою эффективность, их используют для поселений на Марсе.

Отправить людей обратно на Луну в NASA стремятся к 2025 году, заложив основу для постоянных человеческих поселений на Луне. Затем NASA хочет использовать их как стартовую площадку для Марса.

Колонизация Луны означает создание инфраструктуры для повседневной жизни. Это включает в себя надежный источник энергии для таких видов деятельности, как бурение, отопление, охлаждение, зарядка велосипедов и т.д. Атомная энергетика является самым лучшим вариантом, заявили в NASA.

«Это может стать шагом в развитии технологии и опыта, которые мы могли бы потом взять на Марс», — сказал Тодд Тофил, руководитель проекта Fission Surface Power в исследовательском центре Гленна NASA.

По словам Тофила, самой большой проблемой для доставки ядерной энергии на Луну является размещение реактора на ракете.

В последние 15 лет NASA работало над разработкой реактора размером с ракету, и они придумали новую конструкцию под названием Kilopower Reactor Using Technology Stirling (KRUSTY).

Реактор будет непрерывно производить от 1 до 10 киловатт электроэнергии в течение как минимум 10 лет. Это намного меньше атомных электростанций на Земле, но этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией несколько средних домохозяйств.Он основан на небольшом ядре обогащенного урана размером примерно с рулон бумажного полотенца, уложенного в тяжелую металлическую оболочку.

В отличие от большинства ядерных реакторов на Земле, использующих паровые турбины, конструкция для Луны базируется на двигателе Стирлинга, использующем поршни для превращения тепла в энергию. Это гораздо более эффективная конструкция для такого размера.

Чтобы охладить систему, избыток тепла будет рассеиваться из-за больших радиаторов. В прототипе это большой круглый диск над двигателем.

Что с безопасностью?

Перед тем, как ядерное топливо загрузят в реактор, оно умеренно радиоактивное. Так что даже в маловероятном случае, когда ракета разразится в атмосфере Земли, это не создаст значительную радиоактивную угрозу.

Каждый реактор использует очень небольшое количество топлива, потому излучает относительно мало радиации. Сердечник также надежно упакован в металлическую оболочку, чтобы поглощать излучение и останавливать утечку радиоактивного материала.

Реактор также имеет системы, которые его отключают, если обнаруживаются любые проблемы с охлаждением.

Реакторы, по сути, одноразовые — планируется выбросить их после того, как закончится топливо. Это означает, что нет необходимости в утилизации отходов — они могут оставаться в реакторе и постепенно становиться менее радиоактивными.

«После того как реактор закроют, например, если его полезность закончится, то в течение нескольких недель уровень радиации упадет до достаточно низкого уровня», — сказал Тофил.

От Луны до Марса

NASA вышло на последний этап разработки этого проекта.Конструкция KRUSTY была успешно опробована на Земле в 2018 году, и в прошлом месяце агентство заключило контракты с отраслевыми партнерами на перенос дизайна от прототипа к продукту.

Следующие шаги — убедиться, что реактор может противостоять давлению космического полета, включая интенсивную вибрацию, связанную с ним.

У NASA есть большие планы, чем Луна, относительно реакторов. Если бы они заработали, их тоже могли бы отвезти на Марс.

Они также могут помочь нам путешествовать в космосе, поскольку информация о работе реакторов, собранная на Луне, может помочь разработать концепцию исследования глубокого космоса с помощью ядерной энергии.

«Мы пытаемся поощрить промышленность разработать месячную установку так, чтобы с минимальными изменениями ее можно было использовать на Марсе», — сказал Тофил.

По материалам: Business Insider

В последние годы быстрыми темпами выходили новые поколения Wi-Fi. После легендарного пятилетнего присутствия Wi-Fi 5 в 2019 году стал доступен Wi-Fi 6, но он пробыл топовым только год – в 2020 году его заменило промежуточное поколение Wi-Fi 6E. И теперь, всего через пару лет, мы на пороге запуска Wi-Fi 7. Седьмое поколение станет особенным – наконец-то беспроводная связь будет сверхбыстрой и не будет бояться большого количества одновременно подключенных пользователей.

Wi-Fi 7 (официальный стандарт IEEE — 802.11be) — это не просто обновление ради обновления. Он реализует несколько новых технологий, некоторые из которых дебютировали в Wi-Fi 6E, но еще не полностью стали повсеместными.

С этими технологиями маршрутизаторы и устройства Wi-Fi 7 в полной мере могут использовать абсолютно новый диапазон частот 6 гигагерц. Этот спектр, впервые использованный в Wi-Fi 6E, добавляет третий беспроводной диапазон наряду с более знакомыми диапазонами 2,4 ГГц и 5 ГГц.

Другие новые технологии, называемые автоматизированной частотной координацией, многоканальными операциями и 4K QAM (все описано ниже), еще больше повысят скорость передачи данных, снизят задержку и в целом сделают сети Wi-Fi более гибкими для пользователей.

Автоматизированная частотная координация (AFC)

Автоматизированная частотная координация (AFC) решает сложную проблему с диапазоном 6 ГГц, поскольку, хотя для Wi-Fi этот диапазон новый, существует много систем, которые его давно используют.В Соединенных Штатах, например, федеральные агентства, такие как NASA и Министерство обороны, часто используют диапазон 6 ГГц для связи с геостационарными спутниками. Системы метеорологических радаров и радиоастрономы также сильно полагаются на этот диапазон.

Использование Wi-Fi на частоте 6 ГГц является в значительной степени предполагаемым, локализованным и стационарным. Таким образом, AFC позволяет Wi-Fi подключаться к диапазону, делая возможным координацию с существующими системами в диапазоне 6 ГГц.

«Мы смотрим, где расположены все эти фиксированные службы, – говорит Крис Шимански, директор по маркетингу продуктов Broadcom. — Мы смотрим на диаграммы направленности антенн этих фиксированных служб, и мы смотрим на направление, которое они указывают».

Вся эта информация прилагается к облачным базам данных. Базы данных также будут выполнять вычисления помех, так что, когда точка доступа Wi-Fi 7 проверяет базу данных, она узнает любых действующих операторов 6 ГГц поблизости и получит их данные.

AFC дает возможность сетям Wi-Fi 7 работать вокруг постоянных операторов, предотвращая передачи в диапазонах, создающих помехи для соседних метеорологических радаров, радиотелескопов или других систем.

В то же время AFC позволяет сети Wi-Fi 7 транслировать сигнал с большей мощностью, когда она знает, что вблизи нет существующего спектра, о котором можно волноваться.Шиманский говорит, что сети Wi-Fi 7 смогут использовать AFC для передачи в диапазоне 6 ГГц, излучая в 63 раза больше энергии, когда они никому не мешают, чем если бы им пришлось поддерживать равномерную мощность передачи низкого уровня, чтобы гарантированно избежать проблем с другими системами. . Большая мощность означает лучший сигнал на большем расстоянии, большую надежность и большую пропускную способность.

AFC не является новым решением для Wi-Fi 7. Оно дебютировало с Wi-Fi 6E – поэтапным поколением между Wi-Fi 6 и Wi-Fi 7, которое появилось в результате того, что диапазон 6 ГГц стал доступным во многих местах.

Однако с Wi-Fi 7 больше классов беспроводных устройств получат сертификацию AFC, что расширит ее полезность и влияние.

Многоканальные операции (MLO)

Многоканальные операции (MLO) будут использовать тот факт, что существующий диапазон Wi-Fi 5 ГГц и новый диапазон 6 ГГц соседи, чем диапазоны 2,4 ГГц и 5 ГГц друг к другу.

Точки доступа Wi-Fi уже давно имеют возможность поддерживать передачу по нескольким беспроводным каналам одновременно. Благодаря Wi-Fi 7 такие устройства, как мобильные телефоны и устройства интернет вещей, получат доступ к нескольким каналам одновременно.

MLO позволит устройству подключаться как к каналу 5 ГГц, так и к каналу 6 ГГц одновременно и использовать оба для отправки и получения данных.

Это было невозможно до добавления диапазона 6 ГГц, объясняет Энди Дэвидсон, старший директор по планированию технологий продуктов в Qualcomm. Диапазоны 5 ГГц и 6 ГГц достаточно близки, чтобы функционально имели одинаковые скорости.

Попытка того же трюка с диапазонами 2,4 ГГц и 5 ГГц приведет к снижению эффективности передач на 5 ГГц, поскольку они будут ждать, пока более медленные на частоте 2,4 ГГц передадут отправленные данные.

Это особенно отчетливо проявляется в чередовании многоканальной связи типа MLO, в котором устройство чередует два канала, отправляя части данных на каждый канал. В отличие от одновременного многоканального, в котором два канала просто используются в тандеме.

Использование чередования многоканальной связи в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц – это все равно, что пытаться пустить два поезда с разной скоростью на одном пути.«Если один из этих поездов медленный, особенно если он очень медленный, это значит, что ваш скорый поезд даже ничего не может сделать, потому что он ждет, пока медленный поезд завершит свое путешествие», — говорит Дэвидсон.

Квадратурная амплитудная модуляция 4K (4K QAM)

Есть также 4K QAM – сокращение от квадратурной амплитудной модуляции. По своей сути QAM является способом отправки нескольких битов информации в один и тот же момент времени путём наложения сигналов различных амплитуд и фаз. «4K» в 4K QAM означает, что можно накладывать более 4000 сигналов одновременно, а точнее 4096.

4K QAM также не новый для Wi-Fi 7, но Дэвидсон говорит, что новое поколение станет стандартом 4K QAM. Как и многоканальные операции и автоматизированная частотная координация, 4K QAM увеличивает емкость и соответственно уменьшает задержку.

Когда Wi-Fi 7 станет доступным, между регионами будут отличия. Доступность спектра зависит от страны, в каждой соответствующие регулирующие органы распределяют спектр по собственным потребностям.

Например, хотя многоканальные операции в Соединенных Штатах могут использовать каналы на частотах 5 ГГц и 6 ГГц, последние не будут доступны для использования Wi-Fi в Китае. В то же время устройства Wi-Fi в Китае могут использовать два разных канала в диапазоне 5 ГГц.

Компании, включая Broadcom и Qualcomm, объявили о своих компонентах Wi-Fi 7 в последние недели. Это не значит, что маршрутизаторы и мобильные телефоны Wi-Fi 7 следует ждать уже завтра. В течение следующих месяцев эти устройства будут созданы и сертифицированы с использованием компонентов Broadcom, Qualcomm и других.Ждать первых потребительских устройств с Wi-Fi 7, возможно, стоит до конца года.