Что обнаружил последний зонд на Юпитере?
[Космический аппарат Джуно / Юнона]
[Космический аппарат Джуно / Юнона]
Американское космическое ведомство решило вспомнить несколько своих миссий, в рамках которых в космос были запущены космические аппараты-«долгожители». Все они отправились на «разведку» более 5 лет назад и уже успели обеспечить нас огромным количеством полезной информации.
Космические путешествия по просторам Солнечной системы не для нетерпеливых. В большинстве случаев, для того чтобы достичь пункта назначения, космическому аппарату может потребоваться много лет. Однако межпланетные роботы не люди, и для них эти странствия не кажутся столь утомительными (тем более, что уровень их выносливости превосходит все ожидания). Если не сегодня, то через пару лет они будут готовы поставлять на Землю ценную информацию из самых разных точек Вселенной.
Американское космическое ведомство решило вспомнить несколько своих миссий, в рамках которых в космос были запущены космические аппараты-«долгожители». Все они отправились на «разведку» более 5 лет назад и уже успели обеспечить нас огромным количеством полезной информации.
Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, Лунный орбитальный зонд). Запущен 18 июня 2009 года
Автоматическая межпланетная станция NASA LRO стала искусственным спутником Луны. Она в течение долгих лет на ежедневной основе делала кристально четкие снимки лунных ландшафтов. Благодаря ей мы сегодня имеем фотографии почти всей поверхности Луны.
Помимо этого среди основных задач LRO числятся изучение лунной глобальной топографии, измерение радиации на орбите Луны, изучение лунных полярных регионов и составление точных карт.
Dawn («Рассвет»). Запущен 27 сентября 2007 года
Год назад автоматическая межпланетная станция Dawn вышла на орбиту карликовой планеты Церера. Однако до того, как «причалить» к «карлику», зонд успел изучить Весту – один из крупнейших астероидов в главном астероидном поясе.
Аппарат в течение 14 месяцев находился на орбите астероида и собирал о нем данные. Полученная в результате информация помогла астрономам составить первый атлас астероида и произвести его глобальное геологическое и тектоническое картирование. Теперь же благодаря «Рассвету» мы имеем ценную информацию о другом астрономическом объекте – Церере.
За последние несколько месяцев космическому аппарату удалось сделать несколько уникальных снимков карликовой планеты. Кстати, на одном из них ученые обнаружили загадочные белые пятна, которые позже были идентифицированы как солевые отложения.
После успешного «рандеву» с Церерой зонд Dawn стал первым в истории аппаратом, не только вышедшим на орбиту этой карликовой планеты, но и совершившим орбитальный полет вокруг двух объектов Солнечной системы.
New Horizons («Новые горизонты»). Запущен 19 января 2006 года
Об автоматической межпланетной станции «Новые горизонты» слышали многие. С тех пор, как в июле прошлого года она подлетела к Плутону на минимальное расстояние, ее название не сходит с первых полос научных изданий.
В ходе сближения с крупнейшей известной карликовой планетой Солнечной системы аппарату удалось сделать множество ее снимков. Благодаря этому космическому «рандеву» мы теперь можем насладиться невероятными видами «карлика».
Однако на этом миссия аппарата не закончилась. Новой целью New Horizons является астероид 2014 MU69 в поясе Койпера. По прогнозам ученых, станция доберется до пункта назначения в январе 2019 года. В настоящее время она находится на расстоянии 5 млрд км от Земли. Планируемое окончание миссии назначено на 2026 год.
Помимо научного оборудования на борту космического аппарата установлена капсула с частью праха астронома Клайда Томбо, первооткрывателя Плутона, а также компакт-диск с именами 434 738 человек, участвовавших в акции NASA «Пошли свое имя на Плутон», две монеты, два флага США, фрагмент первого обитаемого частного космического аппарата SpaceShipOne, компакт-диск с фотографиями аппарата и его разработчиков, и почтовая марка США 1990 года «Pluto: Not Yet Explored».
Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Запущен 12 августа 2005 года
Многофункциональная автоматическая межпланетная станция для изучения Красной планеты находится на ее орбите с марта 2006 года. Благодаря данным аппарата мы сегодня имеем не только целый ряд изображений марсианских просторов, но и немало полезных данных. Именно благодаря MRO ученым NASA удалось установить наличие на Марсе жидкой воды с высоким уровнем содержания соли.
Cassini («Кассини»). Запущен 15 октября 1997 года
Автоматический космический аппарат «Кассини» – разработка не только американских, но также и европейских ученых (они участвовали в строительстве спускаемого зонда «Гюйгенс»). Аппарат был построен для исследования Сатурна, его колец и спутников. В 2004 году «Кассини» вышел на орбиту «окольцованной» планеты и стал его первым искусственным спутником.
В настоящее время космический аппарат и Землю разделяют 1,57 млрд км. Миссия, которая длится вот уже около 19 лет, совсем скоро может подойти к концу. Она уже продлевалась два раза – в 2008 и 2010 годах. В 2017 году в США и Европе будут принимать решение о следующем продлении миссии. Предполагается несколько вариантов: от окончания программы в виде столкновения с Юпитером или Меркурием до полета на окраину нашей планетной системы для изучения Урана и Нептуна.
Кажется, все знают, как должны выглядеть спутники, – солнечные батареи, антенны, научные приборы. Но иногда в космос запускают совсем необычные аппараты.
Эхо-1 – спутник-воздушный шар
Спустя три года после того, как СССР вывел на орбиту первый искусственный спутник Земли, США запустили в космос космический аппарат, который считается первым спутником связи. Эхо-1 представлял из себя сферический «спутник-воздушный шар» (спутник-баллон). Его металлизированная оболочка из тонкой полиэфирной пленки толщиной 0,127 мм с алюминиевым напылением выполняла функции пассивного ретранслятора. Диаметр спутника составлял 30,5 метров. Это почти как высота 10–11-этажного дома. Какое-либо оборудование для приема и дальнейшей передачи сигнала на аппарате отсутствовало. Ретрансляция радиосигнала обеспечивалась путем отражения радиоволн от металлизированной оболочки спутника.
Спутник был выведен на орбиту ракетой-носителем Delta в сложенном состоянии. После выведения на орбиту внутрь сферы закачивался ацетальдегид, который, газифицируясь в вакууме, наполнял оболочку. Разработчиком и оператором спутника был НАСА (Национальный консультативный комитет по аэронавтике) – предшественник NASA. Помимо исследований в области связи спутник был предназначен и для изучения плотности экзосферы Земли – внешней части верхней атмосферы планеты, расположенной выше 700 км.
Эхо-1 имел большой размер и, соответственно, значительную парусность, в результате чего быстро тормозился в верхней атмосфере. На момент запуска аппарата перигей орбиты составлял 1 519 км, апогей – 1 687 км. За первые пять месяцев полета практически круговая орбита превратилась в эллиптическую (перигей – 900 км, апогей – 2 200 км). За следующие полгода форма орбиты вновь возвратилась к почти круговой. Эволюция орбиты позволила установить многие характеристики среды на высоте нахождения аппарата. Обнаружить периодические изменения плотности верхней атмосферы планеты вследствие влияния солнечного ветра.
Сошел с орбиты и разрушился спутник спустя восемь лет поле запуска в мае 1968 года. Эхо-1 был не единственным подобным космическим аппаратом на заре космонавтики, через четыре года после его запуска на орбиту был отправлен Эхо-2, диаметр сферы которого составил уже 41 метр. А в 1966 году на орбиту был отправлен космический аппарат Pageos.
Эхо-2 /© wikimedia.org
LAGEOS – наследство следующим цивилизациям
Как правило, срок жизни космических аппаратов на орбите исчисляется несколькими годами. Но в некоторых случаях это не так. Аппарат LAGEOS (LAser GEOdynamics Satellite), запущенный в 1976 году, будет находиться на своей орбите около 8 миллионов лет.
Если, отправляя исследовательские зонды для изучения далекого космоса, мы крепим на их борту пластинки с посланиями далеким цивилизациям, то внутри LAGEOS находится стальная пластинка с письмом нашим далеким потомкам.
Впрочем, стоит надеяться, что именно наши потомки будут жить к этому моменту на планете, а не какая-либо новая цивилизация.
Космический аппарат LAGEOS /© nasa.gov
Такое предполагаемое долгожительство спутника не случайно. Космический аппарат имеет небольшую площадь поперечного сечения – примерно 60 см. Это позволяет уменьшить воздействие аэродинамического торможения и давления солнечного ветра. В отличие от Эхо-1 и Эхо-2, он имеет минимальную «парусность». Выбранная масса спутника, состоящего из тяжелой латунной сердцевины и легкой алюминиевой оболочки, составляет 410 кг и призвана уменьшить изменение орбиты под влиянием аномалий гравитационного поля Земли. Кроме этого, для спутника выбрана достаточно высокая орбита – около 5 880 км. Впрочем, это не значит, что спутник будет использоваться все восемь миллионов лет. LAGEOS был рассчитан на использование в течение 50 лет. В октябре 1992 года NASA с помощью МТКК «Спейс шаттл» вывело на орбиту его преемника – космический аппарат LAGEOS-2.
Естественно, цель этих запусков не рекорды в сфере космического долгожительства. LAGEOS предназначен для изучения геодинамики (смещение земной коры, сдвиг тектонических плит и т. д.) и уточнения параметров гравитационного поля планеты. Так же, как и Эхо-1, LAGEOS – пассивный спутник. Равномерно расположенные на оболочке спутника 426 уголковых отражателей возвращает лазерный луч, посылаемый с наземных лазерных установок. Это позволяет вычислить положение космического аппарата с высокой точностью.
Принцип работы спутников LAGEOS /© nasa.gov
GOCE – зачем спутнику крылья
Космическим аппаратам и кораблям крылья, как правило, не нужны. Крыло – это аэродинамическая поверхность для создания подъемной силы. Но в космосе атмосфера становится настолько разреженной, так что аэродинамическая авиация становится уже невозможной. Космическому кораблю «Буран» крылья были необходимы лишь на последнем этапе полета: после возвращения в плотные слои атмосферы и при посадке. В то же время и среди спутников есть такие, которые необходимо оснащать крыльями.
GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) – научно-исследовательский спутник, запущенный в марте 2009 года с космодрома Плесецк по заказу ЕКА, имеет необычную форму. Высота орбиты, на которую был выведен космический аппарат, – около 260 км. Это достаточно низкая орбита. К примеру, МКС находится на высоте 413–418 км. При этом каждый раз, при посещении станции транспортными кораблями, ее орбита поднимается выше, так как вследствие сопротивления атмосферы и под воздействием силы притяжения Земли она снижается на 150–200 метров.
Такая низкая орбита потребовала от разработчиков космического аппарата нестандартных конструкторских решений. Для того чтобы сохранять ориентацию аппарата и уменьшить торможение в атмосфере планеты, которая хоть и разреженная, но дает о себе знать, спутнику придали стрелообразную форму, оснастив его «крыльями-плавниками». Кроме этого, для того чтобы компенсировать атмосферное торможение и другие негравитационные воздействия, космический аппарат был оснащен непрерывно работавшим ионным двигателем. Спутники практически всегда оснащаются двигателями. Но они предназначены для периодических включений – смены орбиты или ориентации.
GOCE /© esa.int
GOCE был предназначен для исследования гравитационного поля нашей планеты и после выполнения своей миссии сгорел в плотных слоях атмосферы в ночь с 10 на 11 ноября 2013 года.
ESTCube-1 – эстонский парусник
В том, что маленькая Эстония запускает свои спутники, на самом деле нет ничего удивительного. Необычен спутник по другой причине. Это первый в мире спутник, который должен был использовать электрический парус. Технология таких парусов предложена в соседней Финляндии физиком Пеккой Янхуненом.
Хотя такой парус не является парусом в прямом смысле этого слова, определенные параллели провести можно. Вместо обычного ветра здесь используется солнечный ветер – поток мегаионизированных частиц, истекающих из солнечной короны. Вместо ткани – положительно заряженные тросы, которые отталкивают ионы солнечного ветра. Это, в свою очередь, должно приводить к передаче импульса от ионов к электрическому парусу и в результате к разгону или изменению ориентации корабля. Кстати, не стоит путать электрический парус с солнечным. Последний, приводится в движение непосредственно фотонами солнечного света. Основной задачей космического аппарата было тестирование электрического паруса, но он так и не раскрылся. ESTCube-1 все еще находится на орбите. Ожидается, что к 2036 году спутник войдет в земную атмосферу и сгорит.
ESTCube-1 /© wikimedia.org
К слову, сделан космический аппарат по набирающей популярность технологии CubeSat. Такие спутники выполнены в форме куба с гранью 10 см. Они имеют стандартный объем 1 литр и массу, не превышающую 1,33 кг. Формат позволяет упростить и удешевить создание спутников. На спутниках, созданных по спецификации CubeSat, можно размещать различные научные приборы. Неудивительно, что он стал широко популярен при создании университетских, частных и радиолюбительских спутников. Некоторые кубсаты, как и ESTCube-1, стали первыми национальными спутниками своих стран.
Программа Corona – поймай шпиона, если сможешь
Разведка – одно из основных предназначений космических аппаратов, работающих на орбите. Первый спутник-шпион был отправлен на орбиту американцами уже в феврале 1959 года, через 5 месяцев после вывода на орбиту первого ИСЗ «Спутник-1» и почти через месяц после запуска Explorer-1 – первого американского спутника.
Для слежения за наземными объектами потенциального противника, в основном СССР и Китая, в США была создана космическая программа оборонного назначения – Corona. В рамках программы было запущено 144 спутника, но только 102 из них были удачными. Современные космические разведчики передают полученные изображения на Землю посредством радиосвязи. Спутники-шпионы первого поколения использовали фотопленку, и отснятый материал требовалось каким-либо образом вернуть на Землю.
Спутник KH-4B серии Corona/ © nro.gov
Контейнеры с отснятой фотопленкой возвращались в спускаемой капсуле. Капсула отделялась от космического аппарата на высоте 167–182 км. На высоте 18–20 км происходило раскрытие «малого парашюта», и уже на высоте 15–16 км раскрывался основной парашют.
А вот дальше происходило самое интересное и сложное. Спускаемую капсулу нужно было поймать. Специально оборудованный для этой цели самолет C-119, оснащенный лебедкой и крюком, «подхватывал» капсулу на лету уже на высоте 4,5 км. Иногда поймать капсулу с пленкой не удавалось. В этом случае в дело вступали корабли ВМФ США. Но, по соображениям безопасности, корпус капсулы частично был сделан из растворимых в воде материалов. Если капсулу на поверхности воды найти не удавалось, то она просто тонула.
Несмотря на огромные усилия и затраты, использование для разведки спутников давало хорошие результаты. Уже первый удачный запуск спутника-шпиона позволил США получить гораздо больше разведданных, чем все предшествующие полеты высотного самолета-разведчика U-2 вместе взятые.
C-119 американских военно-воздушных сил ловит капсулу, вернувшуюся из космоса/ © nro.gov
Трогательное видеопоздравление космонавтов маленькими музыкантами.
Светлой памяти тех, кто не вернулся домой...
Сегодня день рождения советского лётчика-космонавта СССР №20 - Владислава Николаевича Волкова. Ему исполнилось бы 85 лет.
Владислав Волков был бортинженером и дважды совершил полёты в космос: первый раз - в октябре 1969 года на космическом корабле «Союз-7», второй раз - в июне 1971 года на корабле «Союз-11» и первой в мире долговременной пилотируемой орбитальной научной станции «Салют-1». Во время второго полёта в экипаж также вошли космонавты Георгий Добровольский и Виктор Пацаев. К сожалению, тот полёт, который проходил без каких-либо сложностей, закончился трагически.
Проведя на орбитальной станции 22 дня и выполнив все запланированные работы, экипаж начал подготовку к возвращению на землю. Бортовой компьютер предупредил об открытом люке корабля, однако при проверке на герметичность никаких проблем обнаружено не было. Космонавты предположили, что дело в неисправности датчика. И всё же трагедия произошла: в назначенный день посадки связь с экипажем внезапно прервалась, а позднее поисковая команда обнаружила «Союз-11» на расстоянии 2200 километров от установленного места приземления. Все члены экипажа были мертвы…
Расследование пришло к выводу, что причиной инцидента стала разгерметизация спускаемого аппарата в результате преждевременного открытия вентиляционного клапана. Причём, как показало в ходе расследования моделирование произошедшей ситуации, возможность случившегося была просто мизерной, ведь всё произошло из-за непредсказуемой реакции оборудования на ударную волну. А так как разгерметизация произошла на высоте более 150 км, то есть за 50 километров до условной границ между атмосферой Земли и космосом, экипаж испытывал тяжелейшие перегрузки, внутри корабля была плохая видимость из-за образовавшегося тумана. В такой ситуации космонавтам просто не хватило времени и сил разобраться, какой из двух клапанов нужно вернуть на место…
После этой трагедии конструкция следующего корабля серии «Союз» была полностью пересмотрена, а космонавты совершали полёт уже в лёгких скафандрах с запасом кислорода в баллонах.
Прах членов экипажа «Союз-11» захоронен в Кремлёвской стене на Красной площади. Владислав Николаевич Волков при жизни получил звание Героя Советского Союза и медаль «Золотая Звезда». Во второй раз звание Героя Советского Союза и медаль «Золотая Звезда» Волков получил посмертно. Он прожил всего 35 лет.
В архивах Советского телевидения сохранился трогательный сюжет: фрагмент программы "Звёздная эстафета", запечатлевший встречу в телестудии Останкино телезрителей с членами экипажа космического корабля "Союз-10" - лётчиками-космонавтами СССР В.Шаталовым, А.Елисеевым, Н.Рукавишниковым, генерал-полковником Н.Каманиным, где перед космонавтами выступают дети комбината ясли-сад № 609 г.Москвы и исполняют на народных инструментах мелодию Ивана Ларионова «Калинка».
Владислава Волкова нет в студии, между тем он входил в экипаж поддержки при полёте космического корабля «Союз-10», состоявшемся в апреле 1971 года. До рокового полёта «Союза-11» оставалось всего два месяца…
Калинка. Дети московского комбината ясли-сад № 609 - советским космонавтам (1971). Источник: канал на YouTube «Советское телевидение. Гостелерадиофонд СССР», www.youtube.com/c/gtrftv
Астрономы обнаружили активность астероида-кентавра
Большинство астероидов Солнечной системы находится в Главном поясе, расположенном между орбитами Марса и Юпитера. Однако ареал малых тел не ограничен лишь этим регионом. Астрономам также известны астероиды, чьи орбиты пролегают между орбитами Юпитера и Нептуна. Их называют кентаврами.
https://phys.org/news/2020-10-astronomers-distant-planetary....
Считается, что по своим свойствам кентавры занимают промежуточное положение между астероидами Главного пояса и объектами пояса Койпера. Некоторые подобные тела демонстрируют характерные для комет признаки, вроде образования хвостов и комы. Это говорит о том, что их поверхность покрыта летучими веществами. К большому сожалению, пока что ни один космический аппарат не исследовал кентавры с близкого расстояния. Поэтому, наши знания о них остаются весьма ограниченными.
В 2019 году команда американских астрономов провела наблюдения кентавра 2014 OG392. Его диаметр оценивается в 20 км. В перигелии он приближается к Солнцу на 10 а. е., в афелии удаляется от него на 14.4 а. е.
Наблюдения показали, что 2014 OG392 обладает комой, простирающейся почти на 400 тысяч км. Это сравнимо с расстоянием между Землей и Луной. Масса комы составляет порядка 0.01% от массы кентавра. Предположительно, она состоит из аммиака или углекислого газа. Сам же 2014 OG392 обладает красноватой поверхностью, что характерно для многих объектов пояса Койпера.
Фильм про устройство и пуск первого лунного аппарата E-1 (Луна-1)
Часть 2
@Littlesmileman должно быть интересно
Зачем нужен разгон в космосе?
Планеты имеют массу и соответсвенно притягивают к себе все что могут, планеты летят вокруг солнца (Земля, например, со скоростью 29,8 км/с). У каждой есть свои первая и вторая космическая скорость (соотвественно для полёта на низкой орбите и отлёта от планеты, для Земли это 7.9 и 11.2 км/с). Единственный способ, пока не научатся разрывать пространство/время является разгон на одной орбите и переход по эллиптической, параболической, гиперболической траектории на орбиту другой планеты. На Венеру/Меркурий теоретически можно падать по прямой по направлению к солнцу, погасив орбитальную скорость земли). Плюс кроме разгона, необходимо также тормозить, чтобы не пролететь мимо целевой планеты и выйти на орбиту.
Общая сумма скоростей, на которые необходимо разогнать и затормозить аппарат для полёта к какому либо космическому телу называют запасом характеристической скорости.
Для более удобного ориентированиях прикрепляю рисунок - складываете цифры от Земли до цели и получаем требуемый запас скорости.
Вот некоторые величины для полёта от НОО Земли с выходом на низкую орбиту у целевой планеты (это без возврата и без спуска):
- на Венеру 6.79 км/с;
- на Марс 5.71 км/с;
- на Каллисто 12.41 км/с;
- на Титан 11.43 км/с;
- на Нептун 15.35 км/с.
Если захотим вернуться обратно, то надо удвоить.
Можно неплохо сэкономить в запасе скорости, если не выходить на орбиту, а пролететь мимо, но тогда не удастся подробно изучить планету.
Также можно увеличивать скорость, совершая гравитационные манёвры (из делают практически все зонды, летящие за Марс, например «Юнона»).
В принципе, по схеме с пролетом, практически любая ракета может отправить спутник массой пару сотен килограмм с разгонным блоком мимо любой планеты.
Как видно из запасов характеристической скорости, полёты с околоземной орбиты на орбиту Венеры/Марса удобно (дёшево и быстро) отправлять на химических двигателях, а вот на планеты дальше Марса уже проблемы.
Теперь представим, что надо долететь до Каллисто и выйти на орбиту, сбросить зонд на орбиту для изучения и спускаемый модуль на поверхность с последующей доставкой образцов грунта/льда на орбиту Земли.
Каллисто
Для простоты:
- не будем учитывать гравитационные манёвры (хотя судя по тому, что маршрут ядерного буксира при полёте к Юпитеру лежит через Венеру - его будут применять) и эффекты Оберта;
- принимаем, что старт (разгон) аппарата происходит с низкой опорной орбиты Земли, а не сразу после пуска ракеты с потенциальным разгоном до скоростей для выхода на ГСО;
- принимаем, что топливо не улетучивается и не греется во время полёта.
Затраты характеристической скорости туда обратно (без учета спускаемого модуля) составят 24.8 км/с.
Масса посадочного модуля (Каллисто сопоставима с луной) примем как в 8 тонн. (Лунный модуль 15 тонн, но на орбиту надо возвращать существенно меньше массы, пусть будет 1 тонна, поэтому и масса ниже).
Масса спутника дистанционного зондирования с разгонным блоков (нужен для изменения наклонения орбиты на полярную) будет примерно 1 тонну
Дополнительно добавим 1 тонну на антенну скоростной дальней связи, чтобы передавать все изображения полученные со спутника зондирования за приемлемое время, и конструкцию которая все это удерживает вместе. Но тут пальцем в небо для красивой цифры.
Итого масса для доставки - 10 тонн, из них 1 тонну надо вернуть обратно.
Расчёт массы топлива для химического двигателя:
- при полёте сюда для возврата 1 тонны надо иметь соответсвенно 18.2 тонны топлива ( удельный импульс 4.2 км/с, характеристическая скорость 12.41 км/с).
- при полёте туда надо разогнать 19.2 тонны (10 тонн целевой нагрузки + массу топлива для возвращения 1 тонны на Землю), т.е необходимо 350 тонн топлива. (это необходимо 6 вывода Super Heavy с баками с топливом для сборки на орбите).
Для внимательных, масса конструкции для удержания топлива тут не учитывается. При относительной массе 6.7% удалось отыграть повышением удельного импульса до 4.5 км/с.
Итого для такой конструкции, массой 370 тонн, надо 6 запусков Heavy и один Falcon 9, скорее всего сборка при помощи манипуляторов и выходов в открытый космос из МКС, при этом вернётся на землю килограмм 200 льда и грунта.
Для справки масса МКС - 420 тонн.
Теперь такую же задачу решает аппарат на ионных двигателях с удельным импульсом 50 км/с.
Если для химического двигателя запас топлива был необходим в 18.2 раза больше чем пустой аппарат, то для ионных топлива необходимо всего 28% от массы пустого аппарата.
Тут правда возникает проблема электропитания ионных двигателей, но на помощь приходит «ядерный буксир».
Верхний предел массы такого буксира по технологиям 50-х годов (реактор 1 мВт на самолёте NB-36N весил порядка 16 тонн, соответсвенно для 3.8 мВт, которые нам обещают - это около 60 тонн. В литературе, обещают до 1.6 тонны на 1 мВт. Лучший способ определить массу - это по выводимой нагрузки РК Протон - 23 тонны, что является вполне достижимое цифрой.
Таким образом получаем:
- полёт обратно требует возврата буксира 23 тонны + 1 тонна возвращаемой нагрузки, это потребует 7 тонн ксенона (рабочего тела) для ионных двигателей;
- полет туда потребует разгона 31 тонны и соответсвенно 9 тонн ксенона.
Итого получаем аппарат 40 тонн, и вывод 1 Falcon Heavy.
Что имеем в итоге:
- химические двигатели требуют сборки аппарата на орбите массой 370 тонн (7 запусков ракет с Земли для отправки);
- ионные двигатели требуют 40 тонн (один запуск ракеты с земли для отправки).
Другой плюс - после возвращения на орбиту Земли, теоретически можно выполнить замену топливной сборки в реакторе, замену турбин, дозаправку ксеноном и гелием, замену ионных двигателей. Трудоемкость этих работ не слишком больше чем собрать 370 тонн на орбите.
Это все обеспечит один запуск ракеты Falcon 9.
И снова в путь
Если сравнить величину запаса характеристической скорости аппарата с ионными двигателями при массе в те же 370 тонн, то получим цифру в 100 км/с. Это
Тут подходим к другому ограничению, по запасу энергии на борту (надо иметь достаточный запас урана, а то может выгореть раньше, чем такой скорости достигнем, заявленного запаса в 200 кг высокообогащенного урана должно хватить в притык), но это другая история.
Вывод:
Ядерный буксир на ионных двигателях нужен для того, чтобы для полетов к Юпитеру и дальше иметь массу стартовую в 10 раз меньше, либо иметь возможность слетать при той же массе вместо одной планеты сразу ко всем внешним.
Дальше будет про разгоны на ионниках и длительность полётов.
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Эксперты института ЦНИИмаш, который входит в «Роскосмос», предложили отправить к Луне новый биоспутник «Возврат-МКА-Л» с животными на борту. Корабль хотят отправить в точку Лагранжа L1 системы Земля – Луна, примерно в 315 тысячах километров от поверхности нашей планеты. Об этом в четверг, 10 сентября, сообщает в журнале института «Космонавтика и ракетостроение».
- Выведение к биоспутника к Луне и проведение космических экспериментов при полете по гало-орбите в окрестности точки Лагранжа L1 предпочтительнее по сравнению с высокоапогейными орбитами,
- говорится в публикации.
Эксперты считают, что форма возвращаемого аппарата должна быть изменена по сравнению с запущенными ранее спутниками «Бион-М». Прототипом решили сделать схему перспективного пилотируемого корабля «Орел».
Предполагается, что биоспутник может быть запущен на ракете-носителе «Союз-5». «Бион» является серией космических аппаратов, на которых проводятся различные биологические испытания. В числе прочих на борту космических судов исследуются воздействие радиации и невесомости на живые организмы. Последний такой аппарат побывал на орбите семь лет назад.