1 / 32

Е.Н.Чумаченко Московский государственный институт электроники и математики

О некоторых проблемных вопросах, связанных с образованием хаоса на Европе и созданием криоботов. Е.Н.Чумаченко Московский государственный институт электроники и математики. Краткие сведения о Европе.

wilona
Télécharger la présentation

Е.Н.Чумаченко Московский государственный институт электроники и математики

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. О некоторых проблемных вопросах, связанных с образованием хаоса на Европе и созданием криоботов Е.Н.ЧумаченкоМосковский государственный институт электроники и математики

  2. Краткие сведения о Европе Орбита = 670 900 км от ЮпитераДиаметр = 3138 км Плотность = 3500 кг/м3Европа была открыта Галилеем и Мариусом в 1610 году. Большая часть поверхности Европы пересечена рядами темных полосок. Самые большие из них - шириной приблизительно 20 км с диффузными внешними краями. Последняя теория их образования заключается в том, что они произведены рядом вулканических извержений или гейзеров.

  3. Строение Европы Толщина ледяного покрова~10 км (2÷15 км) Слой солёной воды ~ 100 км (50 ÷100 км) Перепад температурв ледяном покрове от -5 до -170°С

  4. Океанические шлейфы от нагретых магмой зон морского дна [1] Три возможных режима для конвекции во вращающемся океане Европы (а) рассеянные шлейфы (b) шлейфы с высокойплавучестью (а) сильный циклонический режим вращения (b) непостоянный режим (с) бароклинно устойчивый режим

  5. Варианты протаивания льда на поверхности Европы За счет вращения теплая вода задерживается в «линзе», обеспечивая протаивание под воздействием одного или нескольких шлейфов

  6. Линзы и хаотические наплавления [2] Полагается, что поднимающийся поток достаточно плавучий, чтобы вызвать выгибание вверх и растрескивание поверхности льда (образование линз). Плавление же льда приводит к образованию низкой топографии (впадины).

  7. Выдавливание и перфорирование [3] За счет влияния тепловых потоков, термальной и композиционной плавучести льда, объясняются пологие и контрастные границы топографических куполов на Европе. Разломы, по мнению авторов, появляются преимущественно по краям линз.

  8. Физическая и математическая модель термомеханического взаимодействия льда и тепловых потоков на Европе

  9. Некоторые параметры, аппроксимирующиефизическиесвойствальда и воды

  10. Оценка напряженного состояния в окрестности линзы (средние напряжения)

  11. Оценка напряженного состояния в окрестности линзы(интенсивность напряжений)

  12. Оценка напряженного состояния в окрестности линзы(критерий Шлейхера-Надаи)

  13. Возможное влияние гравитационно-приливных сил

  14. Линзы и впадины

  15. Образование тектонических подводных трещин на нашей планете [4]

  16. Виды трещин на поверхности Европы

  17. Модели трещин на Европе [4]

  18. Оценка напряженного состояния в окрестности пары линз(интенсивность напряжений)

  19. Оценка напряженного состояния в окрестности пары линз(критерий Шлейхера-Надаи)

  20. Вариант хаотических образований на ледяной поверхности [5]

  21. Аналогия трещинообразования на Европе ГИПОТЕЗЫ • Концентраторы температурных напряжений и гравитационно-приливные силы приводят к образованию трещин. • Вид быстрых трещин определяется выбросом «горячей» воды на очень холодную поверхность. Величина «окантовки» объясняется глубиной ледяного слоя, в котором проходит трещина. Чем глубже трещина, тем меньше степень ее «завальцовки». • Широкие «размытые полосы» образуются за счет медленных сдвиговых процессов в местах «фронтального» подтаивания ледяного покрова в тепловых потоках типа «шлейфовых стенок».

  22. Озеро «Восток» Вблизи российской антарктической станции «Восток» под многокилометровой толщей ледникового покрова 30 лет назад полярные исследователи обнаружили озеро. Реликтовый водоем называют крупнейшим географическим открытием ХХ века. Он сохранялся в неприкосновенности на протяжении нескольких миллионов лет. Длина озера – 230 км, площадь – около 16 тыс. км2 Полюс холода Т=-89,2°С

  23. Буровые работы надарктическимозером «Восток» • В 1996г. исследовательский центр JPL получил от NASA целевые гранты на разработку криобота. В 1998г. были объявлены сроки погружения в о.Восток – 2002г., a извлечение образцов – 2003г. • В 2001г. ученые JPL провели полевые испытания на «леднике С» в западной части материка (7 «ныряний» в три скважины на глубину 1226 м)

  24. Протаивание при Т=-100°С(рабочая поверхность 30°С, тыльная 15°С)

  25. Протаивание при Т=-50°С(рабочая поверхность 30°С, тыльная 15°С)

  26. Протаивание при Т=-6°С(рабочая поверхность 30°С, тыльная 15°С)

  27. Анализ напряженно-деформированного состоянияпо критерию Шлейхера-Надаи (Т=-100°С)

  28. Анализ напряженно-деформированного состоянияпо критерию Шлейхера-Надаи (Т=-50°С)

  29. Анализ напряженно-деформированного состоянияпо критерию Шлейхера-Надаи (Т=-6°С)

  30. Характеристики процесса протаивания в соответствии с выбранным режимом Скорость перемещения Давление -100°С: ~0,17·10-2мм/с (1 км ~ 18 лет) 220 МПа - 50°С: ~0,50·10-2мм/с (1 км ~ 6 лет) 150 МПа - 6°С: ~0,4 мм/с (1 км ~ 29 дней) 40 МПа Справка: 1кг/мм2 = 10 МПа = 100 атм

  31. Проблемные вопросы • Рабочие температуры криобота • Защита от высокого давления • Система разогрева • Форма оболочки криобота • Система управления движением • Скорость перемещения криобота • Влияние на движение ледовой крошки • Свойства ледяных образований в зависимости от температуры

  32. Список приведенных в докладе публикаций • Richard E. Thomson, John R.Delaney Evidence for a weakly stratified Europan ocean sustained by seafloor heat flux / Journal of geophysical research, vol. 106, No. E6, pages 12, 355-12,365, June 25,2001 • Christophe Sotin, James W. Head III, Gabriel Tobie Europa: Tidal heating of upwelling thermal plumes and the origin of lenticulae and chaos melting / Geophysical research letters, vol. 31, L01701, doi:10.1029/2003GL019202, 2004 • Robert T. Pappalardo, Amy C. Barr The origin of domes on Europa: The role of thermally induced compositional diapirism / Geophysical research letters, vol. 29, No.8, 10.1029/2001GL013844, 2002 • Louise M. Prockter, James W. Head III, Robert T. Pappalardo, Robert J. Sullivan, Amy E. Clifton, Bernd Giese, Roland Wagner, Gerhard Neukum / Journal of geophysical research, vol. 107, No. E5, 10.1029/2000JE001458, 2002 • David P.O’Brien, Paul Giessler, Richard Greenberg A Melt-through Model for Chaos Formation on Europa /Icarus 156, 152-161 (2002) • Николаев О.С. Механические свойства жидких металлов. – М., УРСС, 2004. - 23с. • Чумаченко Е.Н., Печенкин Д.В. Моделирование и расчет термоупругопластических деформаций при анализе локально изотропных конструкций. - Учебное пособие МГИЭМ, 2000. – 184с. • Рабинович Б.И. Планетарные гироскопические волны в ячейках Томсона-Делоне океана спутника Юпитера Европы // Препринт ИКИ РАН, Пр-2057, 2002. - 13с.

More Related