Сила воды: Сам себе подзарядка
Ни для кого не секрет, что большая часть поверхности Земли покрыта водой. Но вода эта скрывает секретов — целый океан. «Об океане сегодня мы знаем меньше, чем о поверхностях некоторых соседних планет, — считает один из разработчиков Solo-TREC Йу Чао (Yi Chao). — Новые технологии получения энергии непосредственно из океана дают надежду на то, что скоро мы сможем совершить настоящий исследовательский прорыв в этой области».
Для питания новейший Solo-TREC использует термальную энергию, заряжаясь от естественной разницы температур морской воды на разной глубине. Пока что это испытан лишь демонстрационный прототип, на котором отрабатывалась технология — но успех позволяет уверенно говорить, что вскоре навигацией, исследованиями и мониторингом мирового океана и климата займутся целые флотилии автономных субмарин. Надеемся, что военные не наложат руку на этот изначально чисто гражданский проект.
«Люди давно мечтают о машинах, которые вырабатывали бы больше энергии, чем сами тратили, и тем самым могли бы двигаться, в общем-то, бесконечно», — не скрывает своей радости Джек Джонс (Jack Jones), глава группы инженеров, создавших Solo-TREC. Это, конечно, совсем не вечный двигатель, ведь аппарат получает энергию извне, но результат почти тот же: он позволяет вести непрерывный и длительный — пока длится срок службы аппарата — мониторинг и исследования океана.
Постоянно меняя глубину погружения, оказываясь то в прогретых поверхностных слоях, то на холодной глубине, Solo-TREC, как трудолюбивый крестьянин, «собирает» энергию этого температурного градиента. Идея проста — и совершенно гениальна.
Ключевым моментом авторы робота называют выбор гелеподобного вещества, «материала с обратимыми фазами», которым заполнены 10 цилиндров. Особенность его состоит в том, что при более высокой температуре у поверхности океана материал этот находится в жидкой фазе и, как следствие, расширяется. И наоборот, в более глубоких и холодных водах он затвердевает и сжимается.
Это изменение объема создает периодически изменяющееся давление, которое передается на емкости, заполненные маслом — начало гидравлического привода, который раскручивает вал, вращение которого, в свою очередь, и приводит в движение гребные винты, и используется для подзарядки бортовых аккумуляторов. Энергия эта, кстати, используется не только для питания бортовой аппаратуры, но и для накачивания или откачки воды. Насос изменяет плавучесть аппарата, обеспечивая возможность вертикального всплытия и погружения, по аналогу с тем, как это реализовано в подводных лодках.
Итак, трехмесячные «полевые» испытания прошли в Тихом океане неподалеку от Гавайских островов. За это время Solo-TREC совершил более 300 длительных «нырков» от поверхности до глубины около 500 м. Подзаряжающее устройство произвело 6,1 кДж энергии за каждое погружение-всплытие, чего оказалось полностью достаточно и для самого плавания, и для питания имевшейся на борту научной аппаратуры, систем GPS-навигации, связи, а также описанной выше системы для движения в вертикальной плоскости.
Читайте также о радостных перспективах производства мини-субмарин. С ними подводный мир превратится не только в поле для интенсивных исследований, но и в популярное туристическое направление. Возможно, через сколько-то лет на окнах турагентств можно будет встретить объявления вроде «Горящие путевки: Хребет Ломоносова. Погружение 2 дня, 3 звезды». Словом, читайте: «Век карманных субмарин».
По пресс-релизу NASA JPL
