Комментарии 120
Вопрос: можно ли сэкономить топливо, производя вместо раскрутки у Земли, старт с орбиты Луны? Идея ведь одна и та же — поднятие орбиты. Только в случае старта с орбиты Луны орбита будет уже будет достаточно высоко на Землёй.
Цель моего вопроса была узнать даже не возможность экономии топлива, а возможность экономии времени. Потому что трёхмесячная раскрутка вокруг Земли — это то звуно в цепи, которое напрашивается на оптимизацию. Например, на старт с орбиты Луны.
Может показаться неожиданным, но "оказаться у Луны" и "оказаться возле Марса" на самом деле почти одно и то же с точки зрения требуемой характеристической скорости.
Но у Марса можно тормозить об атмосферу.
Много не сэкономите, а риск слишком большой.Это смотря как посмотреть. И НАСА, и Роберт Зубрин, и оба варианта (BFS & ITS) от Маска рассчитаны на посадку и на заправку марсианским топливом, причём первые проекты для этого должны были с собой водород привозить. Для всех этих аппаратов и теплозащита и складные батареи — необходимость.
Кстати, «Любопытство» тоже тормозился в атмосфере. Это вообще уже неплохо освоенный манёвр, тем более после исследований скоросного планирования в верхней, разрежённой атмосфере Земли, проведённых Маском вместе с НАСА на возвращающихся после орбитального запуска ступенях.
Просто увеличить запас топлива может оказаться дешевле.Очень маловероятно, так как «просто увеличить запас топлива» у вас не получится, потребуется дополнительная ступень, и она должна выдержать время перелёта, так что это в любом случае очень не просто. Скорее будет проще сделать торможение в атмосфере и небольшой дополнительный импульс для скругления орбиты.
Система ориентации в атмосфере — обычная инерционная, коррекция может производиться, например, изменением положения центра масс. Но можно использовать и аэродинамические рули или дополнительные двигатели.
Ну и чтобы тот же центр масс менять — надо сначала эту массу на спутник добавить, вместе с массой механики, которая его переставляет. :)
Ну и чтобы тот же центр масс менять — надо сначала эту массу на спутник добавить, вместе с массой механики, которая его переставляет. :)Два или три небольших актуатора, покачивающих аэродинамический щит в разных плоскостях — вполне подойдут. Масса аэродинамического щита вместе с актуаторами и батареей для того, чтобы «затормозить на километр в секунду при скорости в 4.5+» потребуется меньше, чем масса ДУ с топливом для той же задачи.
Ну и чтобы тот же центр масс менять — надо сначала эту массу на спутник добавитьСпутник у нас, естественно, массы не имеет, аки дух святой?
А зачем ему центр менять, можно щит изначально установить с небольшим смещением относительно центра масс, и вертеть весь аппарат.
Если орбитальный телескопОрбитальный телескоп сначала выходит на орбиту, и только потом раскрывается. Тем более, что в данном случае, вы, очевидно, так обозвали спутник ДЗЗ с аппертурой сантиметров в двадцать. Впрочем, независимо от аппертуры щит крепить можно в районе зеркала. И система ориентирования для торможения вполне подходит — для съёмки ДЗЗ требуется намного круче.
И не нужны (для аэродинамического управления, они потребуются потом — во время съмки с орбиты для точного наведения) никакие маховики, достаточно чуть-чуть шевельнуть спутник внутри аэродинамического щита и положение центра масс переместится относительно центра давления — а больше для управления ничего и не нужно!
Для съемки телескопу нужна точная система ориентирования, а не такая, чтобы парировать сильные аэродинамические завихрения.Вот и я об этом говорю, а вы предлагаете ставить маховики там, где нужно управлять аэродинамикой, центром массы или рулевыми двигателями.
Маховики пригодны только для точной ориентировки!
Mars global surveyor, например, вообще солнечными батареями тормозил.Мы с вами говорим о разных аппаратах. И использование атмосферы для маневра давно известно и отработано.
А вот для орбитального спутника — аэродинамическое торможение выльется в большие затраты и бессмысленный риск. Все-таки затормозить на километр в секунду при скорости в 4.5+ об атмосферу за один пролет по касательной — это не так уж и просто.нет необходимости тормозить за один пролёт. Вон TGO сначала вышел на орбиту 300*100000 км и год снижал её до круговой. Где-то за полтыщи пролётов, если правильно помню.
нет необходимости тормозить за один пролётВажно за один пролёт перейти с пролётной траектории на орбитальную, после того можно не торопиться.
Но более интересно, если говорить о полётах не только к Луне и на Луну, топливо, которое можно производить с NEO, Near Earth Object (asteroid or comet remnant), астероидов, имеющих орбиту, близкую к земной.
Поддержание связи на L2 вообще никаких проблем не составит, даже в наше время сотовой связи и сети спутников на орбите.Никто не говорил, что это невозможно, но для постоянной связи потребуется аппарат-ретранслятор. Иначе будут длительные перерывы связи.
Устойчивость удаленной лунной орбиты будет не сильно больше L2, думаю.Правильно думаете. Только вот LDRO неустойчива, но легко управляема (в частности потому, что не требует большой точности при удержании), а EML2 не только неустойчива, но и очень требовательна к маневрированию.
И можно заранее просчитать траектории старта к разным планетам в любой момент, без необходимости ждать нужного положения на орбите и корректировок из-за неизбежных отклонений.«Без необходимости ждать нужного положения на орбите» в принципе не получится, преимущество EML2 в том, что в нужный момент векторная орбитальная скорость на ней больше орбитальной скорости Луны (эффект плащи). И корректировки неизбежны, если мы хотим уйти с орбиты на целевую траекторию в нужный момент. LDRO не позволит использовать эффект плащи, поэтому характеристическая скорость для перелёта к телам вне системы «Земля-Луна» несколько больше но разница невелика. Зато время для отлёта можно корректировать — оно менее завязано на положение Луны относительно Земли.
Со связью справятся даже несколько простых ретрансляторов на Земле (а не на Луне)Вот это точно не получится. Изредка станция на Гало орбите будет видна с Земли, но не видна с лунного полюса, причём иногда в этот момент и лунный полюс с Земли виден не будет. Впрочем, корректируя гало орбиту можно будет свести такие совпадения до нуля.
Тут единственный плюс, что к Луне с ее ресурсами ближе, но в остальном…Как ни странно, но нет. Для перелётов с ионными двигателями EML2 лучше из-за эффекта плащи и постепенного набора скорости. Для перелётов с химическим двигателем, дозаправкой и использованием гравитационных манёвров лучше LDRO. LDRO может быть эллиптической и сильно вытянутой. Тогда можно стартовав с неё, можно сделать гравитационный манёвр сначала у Земли для перехода на траекторию полёта к Марсу или дальше, например, с активными гравитационными манёврами у Юпитера и вблизи Солнца, спрятавшись за тепловым щитом для выхода из эклиптики — вдогонку за Оумуамуа.
Играю в игру Kerbal Space Program. На одном из форумов об игре попалось упоминание об идее межпланетных полетов по неклассическим нестабильным траекториям вокруг точек Лагранжа. Ценой увеличения времени перелета удаётся сильно экономить топливо (в основном, при полетах к дальним планетам).
В Википедии: Межпланетная транспортная сеть
Ведь сила от удара затвора направлена ту да же, что и отдача от вылета пули.
а удар затвора — он уже потом, после выстрела, когда пуля давно вылетела…
При этом отдача по сравнению с боевым практически не уменьшается.
Отдача автомата — не реактивная тяга, равная произведению массы пули на скорость, как посчитано у автора статьи. Эти самые 11 кгс конструкцией автомата распределяются на группу разнонаправленных векторов, чтобы уменьшить собственно отдачу. Т.е. вы «в плечо» в обоих случаях получаете лишь относительно небольшую часть энергии, остальное улетает вбок с газами.
Всё верно! 1 января пора учиться!))
www.fakel-russia.com/index.php?option=com_content&view=article&id=112&Itemid=164&lang=ru
Если мы просто создадим разряд в вакууме — большая часть тока будет за счет электронной компоненты, а нам же нужен поток ионов (как тяжелой части)
Если мы делаем электростатическую блокировку паразитного тока электронов через основной разгонный потенциал — получается ионный двигатель.
Если применяем магнитную схему блокировки ( есть несколько близких схем) — получается СПД — то есть то, на чем специализируется ОКБ Факел.
По достигаемым параметрам — эти схемы близки. Если нужно больший удельный импульс — не 2000 сек, а 4000 сек — повышайте напряжение разряда (или вместо ксенона можно взять аргон). Еще в начале 80-х один из СПД двигателей гоняли на ресурс более 20,000 часов.
а, скорее, катод потеряет эмиссионную способность
а кстати почему?
А свечение возникает не из-за рекомбинации электронов и ионов, а при релаксации возбужденного состояния атома — если энергия удара электрона по атому не достаточна для ионизации (отрыва электрона от атома и превращения его в ион), то электрон атома переходит в возбужденое состояние, после чего быстро релаксирует, а энергия возбуждения испускается в виде кванта света.
2) Википедия говорит, что давление в космическом пространстве от 10^-6 Торр и ниже. Это соответствует плотности частиц порядка 10^10 на см3. А это хоть и мало, но все же прилично. На самом деле в конструкции двигателя есть третий запирающий электрод, который не показан на рисунке. На запирающий электрод обычно подают что-то около — 500 В, чтобы остановить электроны, летящие снаружи.
Если сунуть руку в реактивную струю ИРД, произойдет массовая бомбардировка тканей руки ионами. Атомы в руке начнут распадаться с выделением тех самых а/б/гамма. Получим вместо ДНК кисель и все прелести лучевой болезни. В чем я неправ?
Насколько я помню, формула реактивного движения выводится из 2-го закона Ньютона вот так:
Здесь m — это масса космического корабля, а v — его скорость. Понятно, что первое слагаемое пренебрежимо мало, так как тяга ИРД очень мала, и скорость корабля меняется крайне слабо. Можно считать, что dv/dt = 0. А вот что у вас со вторым слагаемым? Почему вы подставляете в формулу скорость частиц, а не корабля? Вроде бы, по Иродову должна быть скорость корабля?
Электрон – это часть энергетического поля в определённой частоте и амплитуде…
Они смешивают компот с борщом, а это уже называется по-другому — бурда.
Бурда получается, когда произвольным образом смешивают слова из учебника по физике, без понимания, как слова могут комбинироваться, а как не могут. Например, физику понятно, что если скобинировать слова «энергия» и «поле» таким образом: «энергия поля», то получается осмысленное выражение. А если таким образом: «энергетическое поле», то получается бурда, типа «зелёная форма» или «пятиугольная плотность».
В этом отличие физиков от фриков — последние могут только безмозгло мимикрировать под учёных, составляя бессмысленные комбинации слов.
«Глоссолалия — речь, состоящая из бессмысленных слов и словосочетаний, имеющая некоторые признаки осмысленной речи (темп, ритм, структура слога, относительная частота встречаемости звуков); речь со множеством неологизмов и неправильным построением фраз.»
del.
Она существенно более сложная чем просто разность потенциалов между коробкой-ионизатором и катодом нейтрализаторм — посмотрите на подробные картинки потенциалов разных частей в интернете. Сделано это для того, чтобы не закоротило основную ускоряющую разность потенциалов потоком электронов. Для этого вводится вторая сетка (с потенциалов порядка минус 200 В относительно корпуса). Это блокирует проход и присутствие электронной компоненты между двумя сетками. Но это же и создает проблему — там объемный положительный заряд и нужен избыточно высокий разгонный потенциал, чтобы продавить побольше плотность тока ионов через сетку. Насколько я помню — там была величина на уровне 5 ма/кв.см, так что восторгаться здесь удельным импульсом в 4000 секунд может быть и не стоит. Широко применяемая оптимальная величина в 2 раза меньше.
Супер-разрекламированные последние американские достижения. В ней схема построения — совершенно другая — там магнитная отсечка электронной компоненты тока. И делается это в плазменном разряде — то есть нет ограничения на плотности тока из-за объемного заряда. Данная схема массово отрабатывалась у нас с начала 70-х и массово применялась с начала 80-х. С середины 90-х американцы покупали продукцию ОКБ Факел ( и не только американцы). Оттуда и получили эту схему (там есть некоторые ноу-хау для получения экстремально большого ресурса, который не наблюдался в их исходных ионных двигателях)
Мы тратим какую-то энергию на ионизацию и после этого разность потенциалов ускоряет ионы. В этом плане обе схемы совпадают (… хотя там существенная разница по плотности тока ионов, да и схемы общей реализации).
Исторически же наш вариант.
Это где-то в конце 60-х годов руководство ОКБ Факел искало свою область деятельности. И кто-то подтолкнул их попытаться применить инжекторы (ускорители) плазмы для токамаков в качестве космических двигателей. Попытка получилась очень удачной. Если в классическом американском варианте — SERT-II — был полный геморрой: в качестве рабочего тела они применили ртуть — вначале — это выглядело очень круто, но ртуть осела на солнечные батареи и стала отражать свет, из-за объемного заряда необходимо иметь очень малый зазор между сетками, сделанными из тонкой фольги, а обратные ионы эродировали эти сетки. Как результат получилось КЗ.
Наша же схема получалась очень «дубовой» и легко работала многие десяти тысяч часов. И это в начале 80-х.
Сейчас же похоже американцы объявили это своим достижением и назвали своим ионным двигателем.
Может быть на земле он и работает, когда его запитывают силовым кабелем от электростанции. Но вот в космосе, где вы возьмете источник на 100 кВт?
Ну и 100 кВт — не такая уж и большая мощность, всего лишь батарею 20*20 м надо.
400 кв.метров солнечной батареи.
1367 Вт/м² — солнечная постоянная.
КПД батареи около 25%.
Получается примерно 100 кВт.
То-ли какая-то особенность эксперимента, то-ли в самом деле что-то открыли.
Но физические законы в любом случае не нарушены.
Дело в том, что если EmDrive работает, то он дает эту тягу без потребности в рабочем теле. Условно говоря, он дает ее вечно, пока у него есть эти 100кВт. А имея даже минимальное ускорение в большом промежутке времени (месяцы, годы) можно достичь огромных скоростей. Ионник, безусловно, вырвется вперед на старте, но на расстояниях даже на уровне внешних планет солнечной системы, не говоря о межзвездных, неизбежно проиграет — столько топлива не увезти.
Где взять 100кВт, в целом, понятно — ядерный реактор мегаваттного класса в космическом исполнении возможен, и его сделают, как только появится потребность. ТЭМ, например, проектируется под мегаватт.
Реактивная тяга или как устроен ионный реактивный двигатель