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<p>来自美国宇航局卡西尼号太空船NASA / JPL / Univ亚利桑那州/大学爱达荷州的近红外彩色马赛克阳光照耀着土卫六北海,当温度降至-300华氏度且海洋由甲烷和乙烷制成时,潜艇变得棘手州立大学的研究人员正在与美国国家航空航天局合作,确定一艘潜艇如何在泰坦上工作,这是土星中最大的卫星,也是太阳系中的第二大卫星</p><p>太空机构计划在未来20年内将一艘真正的潜艇发射到泰坦海域</p><p>研究人员在实验室里重新创造了一个泰坦海洋他们在期刊上发表了一篇关于他们工作的论文,流体相平衡泰坦对研究人员特别感兴趣,因为它在一个重要的方面类似于地球,它拥有液体不同于其他任何地方</p><p>太阳系,月球的表面包括海洋,河流和云层,就像在地球上一样,它可以下雨但是,水文循环是以水为基础的,而不是水由于它可以在地球上提供可能的教训,美国宇航局一直在研究土星及其卫星十多年来从卡西尼号太空船收集的数据该机构正在设计的潜艇必须自主运行它需要研究大气和海洋条件,在海床周围移动,在地表或地表下盘旋工程甚至更棘手,因为与地球海洋中几乎均匀的水不同,泰坦海洋中乙烷和甲烷的浓度可能发生巨大变化并发生变化液体的密度特性这是WSU甲烷 - 乙烷Titan泡腾图华盛顿州立大学美国宇航局的邀请Ian Richardson,曾是机械和材料工程学院的研究生,有机会解决NASA如何在极端条件下建造潜艇在WSU的低温实验室,研究材料在非常寒冷的温度下,Richardson重新创造了大气层Titan并测试了一台小型加热机如何在这样的条件下工作Richardson拥有WSU的机械工程学士学位,他对空间和太空探索技术有着长期的兴趣</p><p>他是WSU首次获得NASA空间技术研究的人奖学金,其中包括在俄亥俄州克里夫兰市的美国宇航局格伦研究中心实习</p><p>当时,一名美国宇航局科学家向他提出了为泰坦设计潜艇问题的实习工作</p><p>“我的研究只是向右转,我跟着它走了,“Richardson说道</p><p>”这是一个疯狂的实验,我从没想过我会有这个机会这是一个非常有趣和具有挑战性的实验设计问题“模拟泰坦海洋WSU研究团队建造了一个测试室,其中包含了液体混合物在非常寒冷的温度下模拟泰坦的海洋他们增加了一个两英寸的圆柱形筒式加热器,它将近似吃掉潜水艇所产生的热量研究人员面临的最大挑战之一就是了解泰坦海域的气泡将一台由发热机驱动的潜艇加入极冷的泰坦液体中,形成氮气泡太多气泡会使它成为现实难以操纵船只,查看,获取数据并管理压载系统-300度拍摄视频Richardson表示,下一个大问题是在困难条件下制作视频他们的研究是在每平方英寸60磅的压力下进行的 - 几乎 - 华氏300度Richardson的团队使用一种称为管道镜和摄像机的光学设备设计了一种解决方案,该设备能够承受低温和高压,以便可视化测试室内的情况“这些不是最友好的条件,”他说,“你必须提出创造性的解决方案“研究人员成功并拍摄了乙烷 - 甲烷雨雪的视频片段</p><p>该小组还研究了f甲烷和乙烷湖的温度升高,并确定,由于液体中含有少量氮,湖泊在低于预期的温度下冻结:75开尔文,或-324华氏度,而不是905开尔文“这是一个很大的交易,“理查森说”这意味着你不必担心冰山“研究人员正在寻求继续与美国宇航局合作更新泰坦潜艇设计出版物:IA Richardson,et al,“液体甲烷 - 乙烷 - 氮气混合物的实验PρT-x测量”,流体相平衡,2018; doi:101016 / jfluid201801023资料来源: