Орбитальный детектив или как улетал ЭкзоМарс


    Увы, точная циклограмма выведения «ЭкзоМарса» не была опубликована, как это часто бывает с пусками на геостационарную орбиту. А, согласитесь, было бы интересно увидеть схему вроде такой, тем более, что «Бриз-М» впервые в своей истории выводит аппарат на межпланетную траекторию. Но, с помощью открытой информации, смекалки, космического симулятора и небольшого инсайда можно не только реконструировать циклограмму, но и наглядно посмотреть на то, как ЭкзоМарс отправлялся в путь, и как он достигнет цели.

    Исходные данные


    За день до старта было известно, что разгонный блок будет выводить зонд на траекторию к Марсу в четыре этапа. Также опубликовали время включения двигателя на каждом этапе, и, в принципе, даже эту информацию можно было бы использовать. Но итоговая ошибка могла бы получиться большой, потому что без параметров орбиты было бы легко ошибиться с вектором и длительностью разгона. А в космических масштабах Марс — очень маленький объект, в который надо целиться очень тщательно. Однако, в ночь на понедельник на сайте ESA появилась статья, из которой можно было вытащить и параметры орбиты и положение активных участков траектории, а из них, в свою очередь, — вектор разгона.

    Статья объясняла читателям, почему «Бризу» требовалось целых одиннадцать часов, чтобы вывести ЭкзоМарс на отлетную траекторию. Были опубликованы две иллюстрации. Первая показывала высоту полета связки зонда и разгонного блока над Землей:



    Из этой схемы мы легко видим высоту апоцентра после второго и третьего включения.

    Вторая картинка показывала проекцию траектории связки на Землю и отображала активные участки траектории:


    Красные участки — работа двигателя

    Также в статье указывалась высота круговой орбиты после первого включения (175 км). А в репортаже о выведении говорилось о высоте в районе 176 км. Ну и, наконец, на форуме «Новостей космонавтики» был опубликовал инсайд, в котором сообщили, что после второго включения орбита составляла 250х5000 км, а после третьего — 400х22000 км. Инсайд прекрасно сочетался с открытой информацией от ESA. Таким образом, план полета получается следующий:
    • Первое включение. 12:45 по Москве, выход на круговую орбиту с высотой 175 км.
    • Второе включение. 14:10, чуть севернее Каспийского моря, выход на орбиту с апоцентром 5-6 тыс. км.
    • Третье включение. 16:25, над Португалией, выход на орбиту с апоцентром 22 тыс км.
    • Четвертое включение. 22:50, над Великими озерами, и разгоняемся, пока не кончится топливо.


    На чем летим


    Следующая задача — подобрать аппарат для перелета. Увы, не нашлось заинтересованных фанатов, которые бы сделали готовый сценарий с ЭкзоМарсом, поэтому сымпровизируем и запустим что-нибудь похожее. Я честно убил несколько часов, пытаясь пересадить Mars Reconnaisanse Orbiter на «Протон», но потерпел неудачу — MRO использует нотацию spacecraft3.dll, которая без бубна не соединяется с закрытой нотацией аддона Proton LV. Можно было бы, конечно, попытаться использовать другой «Протон» из еще одного аддона, но там такой страшный и неверно нарисованный «Бриз», что даже браться за это не хотелось.

    Масса Trace Gas Orbiter и посадочного модуля «Скиапарелли» составляет 4332 кг. Похожей массой обладает телекоммуникационный спутник Sirius-4. А после того, как я опытным путем сравнил их тяговооруженность и запас топлива, выяснилось, что они тоже практически совпадают. Решено — летим на Марс на телекоммуникационном спутнике для геостационарной орбиты :)



    Подготовка


    Для полета нам понадобится сам Orbiter (игра официально бесплатна, качайте на здоровье) и аддон Proton LV. Мои сохраненные файлы по этапам полета доступны по ссылке. При написании материала я исходил из того, что вы, как минимум, читали мои предыдущие публикации про Orbiter, не все действия здесь описаны по шагам. При чтении это не должно создавать сложностей, но, если вы захотите повторить полет, то часть действий надо будет делать самостоятельно.

    Полетели!


    Оригинальный Sirius-4 был запущен в 2007 году, но с помощью редактора сценариев (или открыв сохраненный файл) мы без проблем оказываемся в 2016 году.



    Стартовали почти как в реальности, только тут погода хорошая и испуганной сороки нет:



    Сброс первой ступени и переходника. Красиво!



    Отделение второй ступени, запуск третьей ступени:



    Есть отделение разгонного блока и «марсианского зонда».



    Пора прекращать любоваться красотами и приступать к пилотированию. Прежде всего, увы, выполнить схему абсолютно точно не получится. Траектория виртуального выведения такова, что, если «Бриз» включит двигатели в 12:45, то улетит не к Марсу, а в Тихий океан. На этой орбите 12:45 — это уже после апоцентра, масса связки больше 22 тонн, а тяга маршевого двигателя «Бриза» всего две тонны. Тяги двигателя просто не хватит, чтобы выйти на круговую орбиту. Вы спросите — зачем выводить на такую траекторию? Все просто — выгоднее взять больше топлива и часть его потратить на довыведение, чем выйти на круговую орбиту на третьей ступени и разгонять гораздо более легкий разгонный блок. «Протон» может вывести порядка 23 тонн на низкую орбиту, а так можно взять три дополнительных тонны топлива.

    Выходим на круговую орбиту, выдерживая угол тангажа примерно 27 градусов.



    Есть стабильная орбита 176 км!



    Разгон


    Готовимся ко второму включению, занимаем положение по вектору орбитальной скорости, точка запуска двигателя указана стрелкой:



    Уже появилось небольшое расхождение — по карте надо запускать двигатель, а еще целых пять минут до официального запуска. Вектор разгона важнее, поэтому начинаем маневр раньше.



    Маршевый двигатель запускается не сразу, сначала небольшие двигатели осаждения дают маленькую тягу, чтобы топливо осело на дне баков, а пузыри газа наддува всплыли вверх и не попали в турбонасос.



    Апоцентр между 5 и 6 тысячами километров, по карте положение совпадает, выключаем двигатель



    Приближаемся к Португалии для третьего включения двигателя, время уже 16:27, мы начали отставать от графика, очевидно, правильный апоцентр 5000 км, а не 6000 как в статье.



    В реальности третье включение длилось до окончания топлива в сбрасываемом баке. Но у нас с вами топливо кончилось, когда апоцентр еще только 17500 км. Ничего не поделаешь, сбрасываем бак и включаем двигатель еще раз (чего не было в реальном полете).





    А вот так это бы выглядело с Земли. При обычном выведении на геостационарную орбиту двигатель включается сразу после сброса бака, и это фотографировали споттеры спутников. На анимации отлично видна разница в работе двигателей осаждения (широкий выхлоп) и маршевого двигателя.



    Апоцентр 22 000 км, под нами недавно прошло Каспийское море, по карте идем неплохо. Выключаем двигатель.



    А вот реальное фото с Земли — летящие рядом ЭкзоМарс верхом на «Бризе» и сброшенный бак



    Земля с высоты 22 тысячи километров



    В Москве уже ночь, а у нас четвертое включение, почти по расписанию.



    Топливо кончилось, но мы смогли выйти на отлетную траекторию



    Спасибо, «Бриз»! Земляша, прощай!



    Наступил вторник. Безграмотные и ангажированные журналисты написали о нас полный бред, на Эхе Москвы это безобразие до сих пор висит.



    А мы виртуально преодолели первые мегаметры к Марсу, и, если посмотреть на траекторные дисплеи, то, как ни удивительно, вышли на неплохую перелетную траекторию.



    Полет к Марсу


    Орбита оказалась очень хорошей, с коррекцией всего в ~300 м/с, что для ручного выведения — ерунда, я сумел выйти на полноценную трассу к Марсу.



    И прибыл к цели 30 сентября. Реальный «ЭкзоМарс» должен достичь цели 19 октября.





    По последней информации ЭкзоМарс успешно летит по отличной траектории, которая не потребовала коррекции (спасибо, «Бриз-М»!), часть приборов уже проверили, пока что все штатно. Пожелаем ему счастливого пути, а также долгой и плодотворной работы на марсианской орбите.
    Поделиться публикацией
    Комментарии 83
      +18
      Безграмотные и ангажированные журналисты написали о нас полный бред

      Странно, что на ГТ не перепостили… А ведь могли же.

      lozga, Zelenyikot, tnenergy, верю в Вас, парни!
      Держите марку!
      Долой журналистов, дорогу популяризаторам!
        +1
        Там, судя по всему, на newsru.com безграмотно перевели с английского сообщение ESA, а Эхо перепечатало.
          +12
          Скорее выдавали желаемое за действительное при незнании физики и неумении работать с источниками.
            +3
            Не понял. Уточни, пожалуйста, всё ли верно: факт работы двигателя ступени выведения на четырёх непересекающихся временны́х интервалах был трактован как "вывод с четвёртой попытки"?
              +3
              Именно что.
                +21
                Скажите спасибо, что не написали «двигатель глох 4 раза».
                  +32
                  А в конце разгонный блок и вовсе отвалился!
                    +23
                    Тогда так: «В процессе выведения двигатель глох 4 раза, а потом и вообще бак отвалился. Сама же ракета буквально разваливалась на части прямо в полете!»
                      +2
                      Жжешь глаголом аки огнемётом!
                        0
                        Чую я, найдутся такие, которые в это будут свято верить. Вон flat earth уже и видео запуска не нравится :)

                          0
                          Прошу прощения, тэг не вставился (а ведь был в предпросмотре): https://www.youtube.com/watch?v=bl-5ye2EVNk

                            0
                            У вас карма 0 т.к. у вас нет публикаций. Напишите одну статью.
                          0
                          Halt, вы жжете! И что интересно — в этом предполагаемом заголовке написана абсолютная правда. Тут даже обвинить в том, что неправду написали не получится ))
                  +1
                  незнании физики

                  Этим сейчас все грешат, вон в ТАСС мощность журналисты амперами измеряют:)
                  http://tass.ru/kosmos/2749378

                  суммарная мощность солнечных батарей спутника превышает 100А


                    +2
                    мощность журналисты амперами измеряют:)
                    суммарная мощность солнечных батарей спутника превышает 100А

                    Не совсем так. Скорее формулируют на западный манер. Насколько я понял из просмотра фильма "Аполлон-13" американские специалисты оценивают мощность источника энергии по максимальному току нагрузки, полагая питающее напряжение постоянным. Так что речь идет видимо о токе нагрузки при номинальном напряжении
                      0
                      Причем тут фильм? В фильме возможно были "трудности перевода", к тому же он все-таки художественный. Не верю, что в НАСА мощность в амперах измеряют. Есть соответствующая единица в международной СИ, других толкований быть не может. А в статье говорилось о нашем спутнике и комментариях росскосмоса, вроде кто-то видел на самом сайте такой же ляп, а уже ТАСС перепечатал эту "глупость"

                        0
                        Есть система СИ, а есть сложившаяся практика. Емкость аккумуляторов традиционно указывают в ампер-часах, счета за электрическово приходят в кловатт-часах, а физки упорно используют электрон-вольты, хотя есть "системные" джоули. Использование внесистемных единиц допускается и на нормативном уровне. Так "Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации" предусматривает использование 55 внесистемных единиц для 27 величин в различных отраслях. Указание "мощности" солнечных батарей в амперах, вполне понятно, т.к. во-первых при фиксированном напряжении бортовой сети потребляемый ток однозначно связан с мощностью, а во-вторых именно он обычно замеряется для работающего оборудования и указывается в спецификациях модулей. Для педантов же эта формулировка должна звучать так: "Суммарная мощность солнечных батарей позволяет обеспечить ток, превышающий 100А, при номинальном напряжении в бортовой сети".
                          +4
                          "электрическово приходят в кловатт-часах, а физки упорно используют электрон-вольты, хотя есть "системные" джоули "
                          Эти единицы прекрасно переходят из одних в другие по всем известным правилам. Амперы нельзя перевести в ватты не зная, как минимум напряжение. Поэтому, извините, выглядит натягиванием совы на глобус.
                            0
                            Когда электрику говорят, что мощность чайника 10А, он совершенно спокойно переводит её в ватты: 2,2 кВт
                              +3
                              Вот именно, мы тут знаем о сети в 220 вольт, а о напряжении в эл сети спутника ничего не говорится, поэтому употребление мощности с указанием только силы тока — совершенно безграмотно.
                                +4
                                Тут ещё важна модель электрика — у американского будет другой ответ.
                            0
                            ТАСС и другие часто в технических вопросах глупости пишут. Пока самые грамотные, из замеченных мною, пишут в Известиях. По крайней мере по космонавтике очень прилично.

                              +4
                              Простите, что влезаю, но я фильм смотрел в оригинальной озвучке, там были именно амперы, и на это была логика — напряжение считалось постоянным, а вот ток нагрузки был критически важен, чтобы не перегрузить аккумуляторы при включении командного модуля.
                                +4
                                Посмотрел субтитры, контекст упоминания "ампер" там совершенно корректен, они говорили о потреблении тока и соответствующей необходимой остаточной емкости остатка батарей. А в приведенной выше ссылке "черным по белому написано" мощность в амперах. Мощность можно мерить в ампер вольтах, но приводить ее без указания разности потенциалов — безграмотно.
                                Это все равно, что я скорость буду выражать только в километрах или часах. или плотность в граммах или в кубических миллиметрах.
                                  0
                                  Я понимаю вашу точку зрения. Но у меня не вызывает протеста концепция, когда при одинаковом напряжении питания более мощным будет тот спутник, солнечные батареи которого дают больший ток. Не факт, что я так буду писать в своих материалах, но возмущения у меня это не вызывает точно.
                              0
                              Тоже замечал, что англоязычные описания/обсуждения, например, электроинструмента изобилуют фразами типа "10 amp motor". А еще у них мощность часто в лошадиных силах.
                              Пример (описание фрезера на амазоне): http://www.amazon.com/Makita-3612-4-Horsepower-Plunge-Router/dp/B00004YODA/ref=cm_cr_arp_d_product_top?ie=UTF8



                              3-1/4-Horsepower Plunge Router

                              Product Description
                              15 Amp, 2 23/64" plunge depth capacity, 3 plunge depth presets...
                                0
                                Ну, лошадиные силы в киловатты легко переводятся. Один киловатт это примерно 1.35 л.с. или наоборот — одна лошадиная сила это около 0.73кВт.

                                С амперами же все действительно неоднозначно — если мы не знаем напряжения или Rнагрузки, мы не можем прикинуть мощность даже с точностью +- лапоть, потому что 10А 12В дают 120Вт, а 10А 220В — 2.2кВт.

                                Хотя в бытовом смысле, когда мы точно знаем питающее напряжение, амперы в чем-то даже удобнее — ведь на автоматах, проводах и розетках-вилках в 99% случаях написано что-то вроде 16А, а не 3,6 кВт. И прикинуть, потянет ли старая розетка в гараже, висящая на кабеле в 1,5мм2 этот фрезер проще в таком случае.
                                  +1
                                  Я бы не сказал, что прямо так легко переводятся лошадиные силы, потому что они у всех разные. У вас вот 730Вт, а у некоторых 750 (у меня компрессор 2HP, мотор 1,5кВт)… У этого фрезера, вообще указано "без четверти три лошадиные силы" (европейская версия 1850Вт). По мне, это вообще ни разу не удобно и очень похоже на "просто у них так повелось".

                                  Вот, еще бытовых примеров придумал:

                                  • время вместо расстояния ("в пяти минутах от метро")
                                  • освещение в ваттах вместо люменов
                                  • да даже "столовая ложка муки" вызывает кучу вопросов

                                  Если есть контекст, проблем перевода и понимания (ощущения "много/мало/в самый раз") обычно не возникает. В общем, моя мысль, что это не безграмотность, а просто локальная традиция.
                                    +2
                                    У вас — это пример округления для удобства счета просто. Ну и погрешность в мощности всегда присутствует некоторая. Просто писать 2.04HP как-то не очень удобно) Ну и часто вижу, например, в инструменте — на лейбе надпись 600Вт, по факту стоит двигатель 580. Но 580 некрасиво, поэтому чуть округляют до "красивой" цифры, тем более что эти 20вт разницы в мощности даже с лабораторным стендом не всегда заметишь…

                                    С временем и освещением согласен полностью, как по мне, то это издевательство. Я хожу очень быстро, до остановки ровно 4,5 минуты занимает путь. А вот отец идет спокойно, размеренно. Ему 6 минут нужно. И вот так магическим образом "15 минут до метро" среднестатистичекого московского "бегуна" (москвичи ну нереально быстро перемещаются!) превращаются в 25-30 минут для обычного человека или минут 40 для пожилого.
                                    Освещение тоже… даже светодиоды имеют диапазон светоотдачи от 80 до 120 лм\вт, и указывать только абстрактные ватты вообще неприкольно, разница около 35% в световом потоке…
                          0
                          Имел немного другой взгляд — newsru.com воспользовался сообщениями ТАСС и ВОЗМОЖНО англоязычным сообщением от ESA…
                          http://tass.ru/kosmos/2738584
                          23:39 UTC+3
                          … В 12:41 от третьей ступени носителя отделились связка из разгонного блока и самого «ЭкзоМарса», после чего «Бриз-М» четыре раза включал двигательную установку, чтобы вывести межпланетную миссию на нужную траекторию.

                          А Роскосмос и все остальные крупные новостные СМИ молчали…
                            +8
                            «Эхо Москвы» как всегда, в своём репертуаре…
                          0
                          А сильно ли помог бы запуск с луны? Можно ли было бы взять больше полезной нагрузки?
                            +3
                            С Луны стартовать было бы проще, но тут возникает проблема попасть на Луну :)
                              0
                              Надеюсь, в будущем(ближайшие 15 лет) решат эту проблему.
                              В принципе можно использовать роботов, для подготовки этих самых ракет.(проблема — роботов еще не существует, разве что поделки японцев)
                                +5
                                За 15 лет — вряд ли. Нам бы простую базу там построить, какие уж тут роботы.
                                  –1
                                  Там скорее нужны не японские роботы собаки и музыканты, а те роботы что разбирали Чернобыль и Фукусиму.
                                +2
                                а смысл? Туда надо все как то доставить, потратить топливо на доставку и торможение/посадку там, и снова потратить на взлет оттуда…

                                Разве что таки найти там лед, посадить фабрику про его добыче и производства топлива уже из него, поля солнечных батарей на обеспечение всего этого энергией, а так же системы для сжижения, хранения, заправки водорода и кислорода, так как другого топлива из льда не получить…
                                Многовато получается…

                                  0
                                  Проблема-то не в том, чтобы тратить топливо на доставку к Луне, а в том, чтобы взять с собой как можно больше полезной нагрузки при том же объёме топлива для полёта.
                                  И если топливо на Луну можно везти в несколько заходов, то полезный груз с Земли не отправишь на нескольких ракетах (дороже будет).
                                    +1
                                    так а всеравно какой смысл в посадке на Луну ?

                                    Почесу б тогда не сразу все на орбите у Земли оставить, там набрать нужное и оттуда и лететь дальше Не тратясь на посадку/взлет ?

                                    Только в "Марсианене" был смысл сажать фабрику на Марсе и там делать из атмосферы (СО2/азот) топливо накапливая его для обратного полета.
                                      0
                                      Сейчас — никакого. А когда (я оптимист, никаких если) там будет полноценная база — то почему бы и не быть ситуации «доставили груз на Луну, где его модифицировали, взяли часть груза, добавили своего и отправили на Марс».
                                        0
                                        я тоже оптимист, но мне сложно представить даже на 50+ лет что можно модифицировать так что б был смысл везти это с промежуточной посадкой на Луне, кроме как производство топлива и прочего прямо там из того что есть.
                                          0
                                          Как мне кажется выгоднее конейтер два, три… спустить и столько же поднять на орбиту чем все сажать и опять стартовать.
                                            0
                                            Я тоже оптимист, но давайте прикинем сколько нам это будет стоить в характеристической скорости.
                                            Допустим, что мы уже на орбите земли. Рассмотрим такие сценарии:
                                            1) Сразу летим на Марс:
                                            3.2 (чтобы улететь с Земли) + 1 (пересечь нашу орбиту с Марсом) + 1.4 (затормозить около Марса и выйти на его низкую орбиту).
                                            Получаем примерно 5.6 км/с.
                                            2) Земля -> поверхность Луны -> Марс:
                                            3.2 (пересечь нашу орбиту с Луной — да, столько же, чтобы улететь с Земли, Луна не так близка, как кажется) + 0.7 (орбита Луны) + 1.7 (посадка на Луну) = 5.6 км/с.
                                            Получается что это уже стоит нам столько же, сколько прямой полёт на Марс. Далее добавляем 1.7 (орбита Луны) + 0.7 (улетаем из системы Земли) + 1 + 1.4.
                                            В сумме: 10.4 км/с — сумасшедшая скорость. Этого хватило бы, чтобы с низкой орбиты Земли долететь до Нептуна, ещё бы и на чай осталось почти 2 км/с, чего возможно хватило бы, чтобы выйти на какую-нибудь его высокую орбиту.
                                            Но не стоит унывать. Есть более реалистичные идеи!
                                            3) Земля -> орбита Луны, дозаправка космического аппарата -> Марс
                                            Считаем: 3.2 + 0.7 + 0.7 + 1 + 1.4 = 7, что уже не так сильно отличается от 5.6 для прямого полёта, «всего» на 1.4 км/c. Что тут такого хорошего?
                                            Давайте учтём что можно придумать с заправкой. Что есть на Луне интересного, что можно использовать в качестве топлива? Вода! Вода это очень хорошо, потому что её можно разложить на водород и кислород, которые являются самым эффективным химическим (неядерным) топливом. Допустим, что наша масса порядка 4 тонн (как у ExoMars'а), тогда чтобы компенсировать эти дополнительные 1.4 км/с нам нужно ~1.5 тонны топлива.
                                            Но если мы можем заправляться на луне, то появляется возможность притекать на орбиту Луны (3.9 км/с) почти пустым, заполнять баки (или даже цеплять новые) и лететь куда дальше, чем это можно было бы без заправки.
                                            P.S. На эту тему можно ещё много писать, например как добывать воду на луне, как разделять её на кислород и водород, как доставлять на орбиту, как хранить — а водород очень вредный, его молекула настолько мала, что может проходить прямо сквозь многие металлы и так далее.
                                              0
                                              Водород еще и кипит при -252 градусах. На Земле ракета стартует с мощной и тяжелой первой ступенью, прежде чем водород успеет выкипеть он (как и кислород) сгорает в прожорливых двигателях первой ступени. На Луне такие мощные двигатели не нужны (да и доставить их туда сложно), и возникнет проблема сохранения водорода в течение десятков часов работы слабенькой межпланетной ступени.
                                              С совершенствованием ионных двигателей, подзарядка топливом может вообще не понадобиться, для межпланетных полетов (правда нужен источник энергии):
                                              Ионному двигателю в настоящее время принадлежит рекорд негравитационного ускорения космического аппарата в космосе — Deep Space 1 смог увеличить скорость аппарата массой около 370 кг на 4,3 км/с, израсходовав 74 кг ксенона.
                                                0
                                                Кстати говоря с выкипанием водорода сейчас вроде бы разобрались. Блок Centaur, который, к примеру выводил Curiosity, работает на H2+O2. У России с ближайшем (надеемся) будущем тоже будет свой водородный разгонный блок КВТК. Стоило бы узнать, сколько у Centaur было включений и сколько он летал до того, как отработал.
                                                  +1
                                                  А еще можно закидывать с Земли углерод (или брать CO2 на переработку с базы) и синтезировать не водород, а метан.
                                                0
                                                А если взять более сложный случай — подкинули попутный груз на Луну, облегчили ракету, взяли ещё груза с Луны (мало ли, грунт?), дозаправились и улетели не к Марсу, а куда-нибудь ещё, на Венеру, например? Чтобы распылить грунт в атмосфере и посмотреть, что получится.
                                                  0
                                                  Может быть. Но не забывайте, но это весьма усложняет и так очень непростую миссию — полёт на другую планету (чтобы осознать сложность, стоит указать на то, что первые советские/американские полёты на Марс пролетали мимо него), кроме того, если не тормозить около Луны, а просто пролетать мимо, её гравитация изменит траекторию аппарата (гуглите "гравитационный манёвр"), и самое весёлое начинается в тот момент, когда мы думаем пролетать очень близко в Луне — проблема в том, что она отнюдь не однородный шар и чем ближе мы к ней, тем больше её поле отличается от M/r^2 и посчитать как она подействует на аппарат с достаточной для межпланетного манёвра точностью всё сложнее и сложнее.
                                                  Вероятно в будущем такие манёвры будут иметь смысл, (может быть даже будут передавать небольшие попутные грузы, как сейчас делают с микроспутниками, которые запускают с Союзов, Прогрессов и МКС), но сейчас я не слышал о том, чтобы кто-нибудь пытался упростить себе жизнь с помощью гравманёвров о Луну, возможно это могло бы неплохо сэкономить характеристическую скорость, но так с ходу не скажешь — нужно считать.
                                                  А касательно того, чтобы подобрать какой-либо груз — это весьма плохая идея. Сейчас попробую пояснить почему.
                                                  Если груз будет находиться на орбите, а мы будем пролетать луну, не останавливаясь, разница в нашей скорости и скорости груза будет очень большой, и подхватывание его каким-нибудь крюком очень опасно хотя бы из соображений прочности ну или из того, что посчитать, как точно изменится траектория после этого непросто. А если мы подхватим контейнер, а после этого он врежется в наш аппарат? В общем это плохая идея. А если контейнер будет находиться в той же точке пространства, что и наш аппарат и с той же скоростью, то он и самостоятельно долетит до куда нужно — большую часть времени двигатели космических аппаратов не работают — они включаются только для создания нужной орбиты и потом для возможных корректировок.
                                                    +1
                                                    Наоборот было бы интересно, парниковые газы перекинуть с Венеры на Марс, так можно сделать 2 планеты более пригодными для жизни. Разгонять ионы СО2 орбитальной венерианской пушкой и направлять к Марсу…
                                          +3
                                          (мечтательно) Когда-нибудь, когда на луне появится полноценная колония, можно будет поставить на экваторе длинную-предлинную электромагнитную катапульту, и давать приличное стартовое ускорения вообще без реактивной тяги. Атмосферы-то там всё равно нет, можно разгонять прямо параллельно поверхности.

                                          (так, помечтали и хватит) А на современных технологиях, как уже сказал lozga, смысла нет, т.к. всё равно всё оборудование придётся тащить с Земли, лишняя промежуточная остановка на Луне только в пустую растратит ресурсы.
                                            0
                                            Надеюсь, мы еще увидим это!
                                              0
                                              Катапульту лучше тогда через центр Луны, или по хорде (в центре ожидается 500 километровое горячее ядро, не как на Земле, но 1000 градусов будет), чтобы были сотни километров по прямой, а не по дуге.
                                              Катапульта еще больших размеров поместится только в космосе. Запустила зонд и «успокаивается» ионными двигателями и солнечными парусами, возвращаясь на стабильную орбиту.
                                                0
                                                По поверхности весь профит в том, что строить сильно проще. Не надо ни высоких башен, ни длинных тоннелей, ни каких-то монструозных сооружений вроде пусковой петли. Просто обычная монорельсовая трасса под специфический "подвижной состав".
                                                –1
                                                А я надеюсь, что такую катапульту сделают на Земле. По мне так она практичнее и реальнее космического лифта. И с её помощью мы действительно сможем колонизировать Марс и Луну. А отдельные ракеты — это в планетарных масштабах несерьёзно. Закинуть на Марс обычный экскаватор (робот), чтобы он выкопал там котлован для будущего жилья, уже технически сложная задача. А для нормальной колонии нужно много и всего.
                                                  0
                                                  На земле не получится, даже в Гималаях атмосфера слишком плотная, поэтому запускать можно только вертикально. А это:
                                                  во-первых — крайне дорогая башня, высотой минимум в километр.
                                                  во-вторых — крайне дорогая энергоустановка, способная разогнать что-то на такой короткой траектории.
                                                    0
                                                    Если в варианте петли Лофстрома — всё осуществимо, притом на уже существующих технологиях. Да, это очень дорого, но по эффективности это как открытие бльшого порта и постоянного хождения судов на остров, куда раньше плавали лишь туземцы на пирогах. Радикальный скачок.
                                                      0
                                                      Эээ… осуществимо на текущих технологиях? Конструкция высотой 80 км, длиной 2000 км, стоящая на морском дне? Вы там случайно не из другого времени пишете?
                                                        0
                                                        Да, дорого, но сделать реально.
                                                        А космический лифт, например, при тоже очень высокой цене ещё и требует трос из нанотрубок, а это пока ещё за гранью технических возможностей.
                                                          +1
                                                          А давно изобрели тросы, способные выдержать 80 км собственного веса, не говоря уже о хотя бы в 2 раза большей полезной нагрузке? Не лабораторные образцы длиной в пару сантиметров «смасштабированные» футурологами до пары км, а хотя бы промышленные прототипы?
                                              0
                                              летим на Марс на телекоммуникационном спутнике для геостационарной орбиты

                                              Скорее всего так и есть. Попадалось, что Mars Express вполне серийный геостационарный спутник, доработанный под миссию.
                                                0
                                                А источник не можете указать? А то краткий поиск говорит, что его делали на базе Розетты
                                                  +3
                                                  В Facebook запомнилась фраза американского исследователя истории космонавтики. Его примерная фраза была о том, что сейчас межпланетные аппараты совершенно неинтересны т.к. используют готовые узлы и платформы телекоммуникационных спутников. Нет той новизны как на заре космонавтики, когда каждый аппарат был уникальным изделием и поиском правильного решения. И в конце он добавил, что европейский аппарат (по-моему говорил про Mars-Express, но может и про Роззету раз они "одинаковые") это в основе геостационарный спутник, с доработанной радиосистемой для дальней связи.
                                                    +1
                                                    Любопытно, спасибо. Я бы не был так категоричен, даже система теплообмена для орбиты Сатурна должна быть другой, нежели в окрестностях Земли. Ее, конечно, можно пропорционально уменьшить, и многие вещи сейчас унифицированы, но, например, реактивной посадки раньше не было, а в этом десятилетии так сел Кьюриосити и готовится сесть Скиапарелли.
                                                      0
                                                      Кстати да, про солнечные панели и охлаждение было, но в том контексте, что это незначительные модификации, а не что-то принципиально иное, чем на базовом спутнике. Посадки конечно не свойственны, но это не так сложно добавить узел расстыковки и несколько каналов телеметрии к уже существующей гибкой системе..
                                                  0
                                                  В принципе Марсу бы не помешал свой телекоммуникационный спутник, чтобы поверхностные зонды и следующие спутники не тратили бы энергию на прямой доступ к Земле, а пользовались промежуточным коммуникационным спутником со скоростным каналом связи (может даже лазерным). Такие же спутники связи можно заранее запускать к другим планетам, но там активность исследований пока ниже.
                                                  Пример вот
                                                  «Новые горизонты» может передавать данные со скоростью 768 бит/с (96 байт в секунду); 1 мегабайт будет передаваться примерно 3 часа.
                                                  Если бы на орбите Сатурна (он между Землей и Плутоном сейчас) был бы специализированный коммуникационный спутник, он бы помог в разы ускорить передачу данных.
                                                    +3
                                                    Cейчас в качестве такого ретранслятора для Марса используются MRO и Mars Odyssey
                                                  +1
                                                  А на анимации вторая, оставшаяся неподвижной точка, это что?
                                                    0
                                                    Сброшенный дополнительный бак
                                                      0
                                                      А то, что импульс перпендикулярен направлению сброса бака — это изменение наклонения на четвертом включении или что-то другое?
                                                        +1
                                                        Бак сбрасывается после третьего включения, там наклонение все еще высокое. Скорее там угол не перпендикуляр, а неизвестно что — на фото с Земли может быть проекция очень разных углов.
                                                    0
                                                    Простите за возможно безграмотный вопрос. Сильно ли больше топлива придется потратить, если взлетать и сразу брать курс на Марс, напрямую, без промежуточных орбитальных траекторий?
                                                      0
                                                      Сильно. В зависимости от соотношения тяги/массы разница может быть до порядка.
                                                        +1
                                                        А как вы это себе представляете? Вертикально вверх сразу с Земли? Или как "Луна-1", где три ступени выводили сразу на траекторию к Луне, но "проходя" стадию земной орбиты?
                                                          0
                                                          Да, как-то так, все время от Земли.
                                                            0
                                                            Это были два разных варианта, "да, как-то так" не может относиться к обоим. Вот это видео похоже на то, что вы имели в виду?
                                                              0
                                                              Извиняюсь за неточность формулировок. "Да" относилось к "Вертикально вверх сразу с Земли". На вашем видео есть стадия облета Земли. Я любопытствовал про движение типа такого — https://yadi.sk/i/UPT-IDy6qReM5.
                                                                0
                                                                Так летали первые ракеты, пока не научились повторному старту с орбиты https://youtu.be/aT1s5s2LurM?t=21m40s (с 21:40 показаны траектории полета этих ракет на Луну)
                                                                  0
                                                                  Пионеры летали так же как наши "Луны", это не то, что предлагается тут.
                                                                  +1
                                                                  Для такого случая у меня есть сразу несколько возражений.
                                                                  1. Такой вариант очень требователен к месту и времени старта. Потому что вертикальный старт требует, чтобы космодром находился в плоскости орбиты и точно по вектору орбитальной скорости. А стартовое окно будет шириной меньше секунды. Привычный нам вариант с промежуточной орбитой имеет допуски, измеряющиеся днями.
                                                                  2. Поскольку при пуске вертикально вверх нужно будет все время преодолевать притяжение Земли, то потребуются более мощные двигатели (а, значит, более тяжелые) и возрастут гравитационные потери. В то время как при привычном способе мы можем разгоняться с низкой орбиты хоть неделями на ионных двигателях.
                                                                    0
                                                                    Спасибо, теперь понятно.
                                                                      +1
                                                                      Кроме того, топливо используется эффективнее, если разгонные импульсы делаются всегда в перицентре эллиптической орбиты, где скорость максимальная (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Оберта). Если длительность разгона, требуемая, чтобы достичь другого тела, велика, то имеет смысл его разбить на несколько этапов, постепенно поднимая апоцентр импульсами из перицентра. На иллюстрации видно, что активные участки всегда были в перигее.
                                                            0
                                                            наверное так https://youtu.be/bI8rsM6Qvpo? (смотреть с 0:45) (в ролике просто фантазии, РН уже другой выбран)
                                                              0
                                                              Да, если не считать момента в районе 1:17, где разгонный блок летит вдоль Земли (а не от нее).

                                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                          Самое читаемое