Обсуждение космических программ

Цитата: Фёдор144 от 24.08.2020 10:47:56у спд импульс 3300, а у ионника - 7100 ... размен тяги на массу рабочего тела ...
 
для ТЭМа планируют применять ионный двигатель ИД-500:
мощность 32-35 кВт
тяга 375—750 мН
удельный импульс 70 000 м/с (7140 с)

Спасибо за пояснение. Нужно считать массу корабля + расход топлива + расход жизнеобеспечения на время пути для вариантов с разной тягой, иначе не поймем. 
Особенно для гиперболических траекторий с активным торможением.
Но выглядит реалистично. Еще бы научиться черпать рабочее тело из атмосферы Марса, "заныривая" и заодно скругляя эллиптическую орбиту... Но от двигателей работающих на чем попало я видел только проекты - даже до опытных образцов не дошло.
Текущие мощные Ионники и СПД требуют специального топлива.

Цитата: ЮрийР от 24.08.2020 11:37:01Спасибо за пояснение. Нужно считать массу корабля + расход топлива + расход жизнеобеспечения на время пути для вариантов с разной тягой, иначе не поймем.

Да погодите вы с яблонями на Марсе жизнеобеспечением. Вначале будет простейшая конструкция для испытаний. И так как вокруг Земли её  заставить летать очень трудно, остаются два варианта:
1. Гонять туда сюда по какому-то маршруту
2. (На мой взгляд более красивый) - пульнуть её вдаль ака Маск Теслу. 
Вот я и спрашиваю: Доедет колесо до Казани Сможет ли она Вояджеры обогнать и за сколько времени?

ЦитатаПеревезенный из США в Россию космодром "Морской старт" будет восстановлен, рассказал вице-премьер Юрий Борисов журналистам на форуме "Армия-2020".
"Безусловно, "Старт" будет восстановлен. У меня был разговор с президентом на этот счет, я докладывал промежуточные результаты работы рабочей группы, которая создана по моему поручению", - сказал он.
Также Борисов сообщил, что неделю назад лично осмотрел пришвартованный рядом с Владивостоком плавучий космодром.
"Я буквально неделю назад вернулся из Владивостока, где лично походил по "Морскому старту", по этому уникальному сооружению… Нам было бы глупо не восстановить "Морской старт" и не пользоваться им. Все это технически возможно", - сказал он.
"Предварительная сумма на восстановление "Морского старта" составляет где-то около 35 миллиардов рублей", - сказал он.
Ранее стало известно, что "Росатом" оценивает затраты на восстановление в 84 миллиарда рублей в ценах 2020 года - или в 91 миллиард рублей в прогнозируемых ценах с учетом инфляции. Стоимость покупки самого комплекса у S7 оценивается в 11 миллиардов рублей. Специалисты "Росатома" спрогнозировали пять сценариев эксплуатации комплекса, но в трех из них он не выходит на самоокупаемость.
"Что касается будущего, то мы бы хотели, чтобы пусковыми услугами занимался специализированный оператор. Этот специализированный оператор должен быть точно заточен на коммерческий успех "Морского старта", - сказал Борисов журналистам на форуме "Армия-2020".
Учредителями оператора могут стать, по его словам, "Роскосмос", "Росатом", группа компаний S7, банки и институты развития.
"Коммерческий успех его будет зависеть, если он будет осуществлять до пяти пусков год", - сказал Борисов.
Он уточнил, что в настоящее время по его поручению проводится оценка возможности использования в проекте ракеты "Союз-5" или доработки проекта ракеты под этот комплекс.
"Чтобы было коммерчески успешно, желательно делать по 5 (пусков - ред.). По крайней мере, мне такие расчеты преподнесла рабочая группа", - добавил вице-премьер.
Проект "Морской старт" создан в 1995 году для эксплуатации ракетно-космического комплекса морского базирования. В 2016 году S7 Group объявила о подписании контракта с группой компаний Sea Launch (дочернее предприятие РКК "Энергия", входит в госкорпорацию "Роскосмос"), предусматривающего покупку имущественного комплекса проекта "Морской старт".
В марте 2020 года комплекс, получив предварительное одобрение со стороны госдепа США, был перевезен в Россию. В конце апреля председатель совета директоров S7 Group Вячеслав Филев сообщил, что проект "Морской старт" заморожен до лучших времен. Примерно в это же время стало известно, что "Роскосмос" поставил задачу своим предприятиям провести экономическое обоснование возобновления работы "Морского старта" для возобновления пусков с 2024 года.

https://ria.ru/20200824/1576241334.html

Цитата: iron-zorin от 24.08.2020 14:07:25Да погодите вы с яблонями на Марсе жизнеобеспечением. Вначале будет простейшая конструкция для испытаний. И так как вокруг Земли её  заставить летать очень трудно, остаются два варианта:
1. Гонять туда сюда по какому-то маршруту
2. (На мой взгляд более красивый) - пульнуть её вдаль ака Маск Теслу. 
Вот я и спрашиваю: Доедет колесо до Казани Сможет ли она Вояджеры обогнать и за сколько времени?

А почему "вокруг Земли"трудно? Пусть ерзает от Земли НОО до Луны НОО по гиперболическим траекториям. Все отлично испытается.
На вопрос ответ можно дать такой. Да, обгонит. Вояджеры в инерционном полете, а наш "Хиус" пойдет в постоянном ускорении.
Вопрос за сколько времени не имеет смысла без указания массы топлива, массы корабля, тяги и ресурса ДУ

Цитата: iron-zorin от 24.08.2020 14:07:25Вот я и спрашиваю: Доедет колесо до Казани Сможет ли она Вояджеры обогнать и за сколько времени?

Чисто сфероконь в вакууме.
Пусть у нас есть корабль с двигателем, обеспечивающим непрерывное ускорение 1 миллиметр в секунду за секунду (10^-4 g). Если запустить сейчас, он догонит Вояджер-1 лет через 10, будет в этот момент иметь скорость около 250 км/с и при скорости истечения 100 км/с должен будет израсходовать в качестве рабочего тела примерно 3/4 своей массы.
ЗЫ.
Все вычисления с точностью до двоичного порядка

Такой вопрос местным гуру.
Такая малая тяга ионников обусловлена только малым расходом рабочего тела? Или сама технология такая, что по другому никак?

Специалисты Ракетно-космической корпорации «Энергия» на Байконуре приступили к заключительным электроиспытаниям оборудования модуля Наука, прибывшего на днях на этот космодром.

roscosmosofficial
Президент России Владимир Путин подписал указ о награждении командира отряда космонавтов Олега Кононенко орденом «За заслуги перед Отечеством» II степени. «За большой вклад в развитие пилотируемой космонавтики, за мужество и высокий профессионализм, проявленные при исследовании, освоении и использовании космического пространства, наградить орденом „За заслуги перед Отечеством“ II степени Кононенко Олега Дмитриевича», — говорится в указе

Олег Дмитриевич с 2008 года совершил 4 полета на орбиту и 5 выходов в открытый космос. На данный момент он является рекордсменом по продолжительности пребывания на МКС — 737 суток.

Цитата: Danila96 от 24.08.2020 14:54:50Такая малая тяга ионников обусловлена только малым расходом рабочего тела? Или сама технология такая, что по другому никак?

Не гуру, просто вопросом когда-то интересовался. И у ионников и у плазмы - нужна низкая плотность рабочего тела. Отсюда вытекает малый расход его и далее, как вторичное следствие, малая тяга. Выбор ксенона как рабочего тела тоже не случаен - атомная масса 131, тяжёлые качественные ионы получаются. Можно ещё теоретически пары ртути использовать (атомная масса 200) - но ну её нафиг, с ней других проблем не оберёшься.

Цитата: Danila96 от 24.08.2020 14:54:50Такой вопрос местным гуру.
Такая малая тяга ионников обусловлена только малым расходом рабочего тела? Или сама технология такая, что по другому никак?

не гуру, но попробую ответить. Технология ускорителей (тоже весьма недешёвое удовольствие) просто не развивалась в этом направлении. Общая энергия пучка не была приоритетной задачей. Выброс одного моля носителей (десятки-сотня граммов) в секунду даёт ток порядка ста килоампер - никто с такими токами возиться не собирался. Ну и энергоустановок соответствующих не было.Теперь всё это развивается в комплексе, но медленно и печально.

Цитата: Senya от 24.08.2020 15:28:15 не гуру, но попробую ответить. Технология ускорителей (тоже весьма недешёвое удовольствие) просто не развивалась в этом направлении. Общая энергия пучка не была приоритетной задачей. Выброс одного моля носителей (десятки-сотня граммов) в секунду даёт ток порядка ста килоампер - никто с такими токами возиться не собирался. Ну и энергоустановок соответствующих не было.Теперь всё это развивается в комплексе, но медленно и печально.

Некоторые учебные материалы по данному вопросу для самообразования.


Это страницы из книги сотрудников "Центра Келдыша": ГОРШКОВ О.А., МУРАВЛЕВ В.А., ШАГАЙДА А.А.//  ХОЛЛОВСКИЕ И ИОННЫЕ ПЛАЗМЕННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, 2009 год, 208 страниц.
Скачать книгу можно здесь: https://goo-gl.ru/6xAn

Цитата: Senya от 24.08.2020 14:44:26Чисто сфероконь в вакууме.
Пусть у нас есть корабль с двигателем, обеспечивающим непрерывное ускорение 1 миллиметр в секунду за секунду (10^-4 g). Если запустить сейчас, он догонит Вояджер-1 лет через 10, будет в этот момент иметь скорость около 250 км/с и при скорости истечения 100 км/с должен будет израсходовать в качестве рабочего тела примерно 3/4 своей массы.
ЗЫ.
Все вычисления с точностью до двоичного порядка

Надо думать, что эффект от расхода рабочего тела в гравитационном поле промежуточной планеты будет для ионника намного ниже?

Цитата: Фёдор144 от 24.08.2020 10:06:24если предельно допустимо загрубить ... то ... второй закон исаака нашего ньютона гласит, что ускорение равно приложенной силе деленной на массу ... в килограммах ...
 сила равна тяге двигателя ... для мегаваттного ТЭМа перимерно 20 Ньютонов ...
 
масса только ТЭМа - примерно 20+ тонн ... плюс пн ... если на марс, то еще тонн 20 минимум ...
 
плюс рабочее тело ... нужно считать ... в зависимости от траектории и взаимного расположения планет ... расход рабочего тела ТЭМа - примерно 1 кг в час ... пусть будут те же сфероконические 20 тонн ... хватит на 2 раза разогнаться и 2 раза затормозить ... по 5 тонн ... и по 5 000 часов ...
 
итого: 20 Ньютонов : 60 000 кг = 0,00033 м/с^2 * 3600 сек * 5 000 часов = 6000 м/с сможет добавить наш ТЭМ на разгоне ... при таких начальных и граничных условиях ... с учетом расхода рабочего тела будет несколько больше, но не принципиально ...

Если позволите дилетанту: по Вашим вычислениям ТЭМ может добавить скорости ок. 21 600 км/ч к 2-рой космической ок. 40 320 км/ч, т.е. увеличить скорость только в полтора раза. 
Я правильно рассуждаю, или нет? 

Цитата: Luddit от 24.08.2020 16:50:47Надо думать, что эффект от расхода рабочего тела в гравитационном поле промежуточной планеты будет для ионника намного ниже?

Не совсем понял вопрос, если честно. Эффект будет абсолютно одинаков. В гравитационном поле Солнца и планет аппарат находится непрерывно и в состоянии свободного падения. Другое дело что гравитационный маневр - изменение направления полёта с сохранением или даже некоторым увеличением скорости - по эффективности может далеко опережать не только современные химические, но и футуристические ядерные двигатели.

Цитата: Senya от 24.08.2020 17:10:24Не совсем понял вопрос, если честно. Эффект будет абсолютно одинаков. В гравитационном поле Солнца и планет аппарат находится непрерывно и в состоянии свободного падения. Другое дело что гравитационный маневр - изменение направления полёта с сохранением или даже некоторым увеличением скорости - по эффективности может далеко опережать не только современные химические, но и футуристические ядерные двигатели.

Вот читал, что гравитационный маневр для увеличения скорости эффективен только при том условии, когда скорость аппарата на подлёте к планете меньше, чем первая космическая скорость для этой планеты. 

Цитата: Senya от 24.08.2020 17:10:24Не совсем понял вопрос, если честно. Эффект будет абсолютно одинаков. В гравитационном поле Солнца и планет аппарат находится непрерывно и в состоянии свободного падения. Другое дело что гравитационный маневр - изменение направления полёта с сохранением или даже некоторым увеличением скорости - по эффективности может далеко опережать не только современные химические, но и футуристические ядерные двигатели.

Насколько понимаю, гравитационный маневр с увеличением скорости разменивает разницу в массе аппарата при подходе к планете и при отходе от неё (умноженную на глубину погружения в гравитационный колодец, то есть в ту точку, где включаем двигатель) на разницу в скорости аппарата. То есть если оставляем мало массы - то должны иметь малый эффект.

Цитата: aspb от 24.08.2020 17:25:13Вот читал, что гравитационный маневр для увеличения скорости эффективен только при том условии, когда скорость аппарата на подлёте к планете меньше, чем первая космическая скорость для этой планеты.

В этом плане наверное так. Если у нас парабола или гипербола с заданым углом между ветвями, положением фокуса не поиграешься. И для массивной планеты траектория запросто может получиться проходящей через атмосферу. Параметрами круга и эллипса играть проще и корректирующие импульсы для них меньше.
Это для нейтронной звезды или чёрной дыры можно любые орбиты практически под любую скорость нарисовать

Цитата: Аладдин от 24.08.2020 16:57:49Если позволите дилетанту: по Вашим вычислениям ТЭМ может добавить скорости ок. 21 600 км/ч к 2-рой космической ок. 40 320 км/ч, т.е. увеличить скорость только в полтора раза. 
Я правильно рассуждаю, или нет?

 
как я и написал в моем посте - это только довольно грубые прикидки на пальцах ...
 
там есть достаточно много нюансов ... масса аппарата, ее изменения за счет расхода рабочего тела, конфигурация системы, первая космическая для целевой планеты, да дохрена всего ... поэтому в каждом конкретном случае приращение скорости будет разное ... только порядок совпадает ... я надеюсь ...
 
и давайте все же вернемся к привычным единицам ... км/час как правило не применяют в контексте космических полетов ... м/с и км/с ...

Цитата: Luddit от 24.08.2020 17:29:24Насколько понимаю, гравитационный маневр с увеличением скорости разменивает разницу в массе аппарата при подходе к планете и при отходе от неё

Не обязательно. Закон сохранения энергии действует, но ещё важно, относительно какой системы отсчёта мы всё определяем. А планета это система движущаяся (ещё и вращающаяся, но обычно это мало влияет в планетарном диапазоне масс). Там дальше идут формулы, которых я почти не понимаю, но если на пальцах объясняли вроде так - пусть корабль догоняет планету по орбите. Планета непрерывно улетает от него, поэтому в поле тяготения корабль находится дольше и приобретает большую скорость. А когда корабль сделал полвитка вокруг планеты и улетает от неё в противоположном направлении, расстояние между ними увеличивается быстрее и под действием равных тормозящих сил корабль находится меньше времени, чем находился под действием ускоряющих. Формально планета чуть замедлила скорость движения по орбите, корабль чуть увеличил. Правда для корабля это "чуть" гораздо заметнее.

https://www.roscosmos.ru/29080/

Презентация новой перспективной программы комплексного развития космических информационных технологий «Сфера» состоялась в павильоне Госкорпорации «Роскосмос» в рамках Международного военно-технического форума «Армия-2020». С докладом о программе выступил директор Департамента перспективных программ и проекта «Сфера» Сергей Прохоров.

Основная цель программы — обеспечение высокого качества космических услуг в Российской Федерации путем создания новых отечественных космических технологий, систем и продуктов для эффективной цифровой трансформации экономики, а также обеспечения безопасности Российской Федерации.

Сергей Прохоров отметил, что при реализации программы до 2030 года состав российской группировки превысит 500 космических аппаратов различного назначения, которые будут создаваться с применением технологий серийного изготовления спутников и абонентского оборудования.

Как следует из доклада, в рамках программы будет создано пять орбитальных группировок связи и пять новых орбитальных группировок дистанционного зондирования Земли. При этом от отечественной промышленности потребуется обеспечить развитие ряда новых технологий:

Внедрение искусственного интеллекта при управлении многоспутниковыми орбитальными группировками;
технологии серийного производства приборов, систем и подсистем аппаратов;
технологии высокоскоростной космической лазерной связи;
технологии производства полезных нагрузок для малых спутников дистанционного зондирования Земли.
Новая спутниковая и абонентская техника будет создаваться в плотной кооперации организаций российской ракетно-космической промышленности с предприятиями в смежных отраслях. Часть её, как отметил докладчик, демонстрируется в экспозиции форума «Армия-2020».

Ожидается, что программа «Сфера» создаст новые сервисы для цифровой экономики России и мира, вовлечет смежные высокотехнологические отрасли в космическую деятельность и создаст современную космическую инфраструктуру, которая увеличит влияние России на международном космическом рынке.