Воздействие на космический мусор электромагнитным полем

Автор Юрий Темников, 01.09.2021 13:11:58

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Юрий Темников

Эксперт прокомментировал испытание нового способа уборки мусора в космосе
https://ria.ru/20210826/kosmos-1747302482.html
Что я не отметил, а следовало бы - железа на орбите не так уж и много, а для люминия этот способ не очень...                                                                               Для  любого металлического мусора,а без металла КА практически не не бывает,нужен КА-сборщик с большой конической катушкой и ВЧ-генератором.ВЧ-поле создаёт в металле токи Фуко образующее встречное магнитное поле .КА бесконтактно сталкивает мусор с орбиты работой РД.Коническая катушка стабилизирует к-мусор в захвате,а также останавливает любое вращение захваченного КА.И всё это БЕСКОНТАКТНО.Проще не придумаешь.
Вначале было СЛОВО!И Такое......что все галактики покраснели и разбежались.

Дем

Цитата: Юрий Темников от 01.09.2021 13:11:58Для  любого металлического мусора,а без металла КА практически не не бывает,нужен КА-сборщик с большой конической катушкой и ВЧ-генератором.ВЧ-поле создаёт в металле токи Фуко образующее встречное магнитное поле .КА бесконтактно сталкивает мусор с орбиты работой РД.Коническая катушка стабилизирует к-мусор в захвате,а также останавливает любое вращение захваченного КА.И всё это БЕСКОНТАКТНО.Проще не придумаешь.
А вот интересно, если этот кусок люминя просто пролетит через катушку на скорости километры в секунду - то сколько скорости он потеряет?

Может будет достаточно чтобы упасть в атмосферу и не надо ничего ловить?
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

Юрий Темников

Цитата: Дем от 02.09.2021 21:55:38
Цитата: Юрий Темников от 01.09.2021 13:11:58Для  любого металлического мусора,а без металла КА практически не не бывает,нужен КА-сборщик с большой конической катушкой и ВЧ-генератором.ВЧ-поле создаёт в металле токи Фуко образующее встречное магнитное поле .КА бесконтактно сталкивает мусор с орбиты работой РД.Коническая катушка стабилизирует к-мусор в захвате,а также останавливает любое вращение захваченного КА.И всё это БЕСКОНТАКТНО.Проще не придумаешь.
А вот интересно, если этот кусок люминя просто пролетит через катушку на скорости километры в секунду - то сколько скорости он потеряет?

Может будет достаточно чтобы упасть в атмосферу и не надо ничего ловить?
Скорее всего на такой скорости он разнесёт и катушку и КА вдребезги,значительно увеличив  количество мусора,ведь  ЛА с конусом нужно наводить по вектору и орбите ,что при такой разнице скоростей весьма сложно.Хотя.Разве только как  приемный конус у звездолёта-прямоточника,но как он будет себя вести в магнитосфере Земли?.Уж лучше ловить  потихоньку,переползая с орбиты на орбиту.
Вначале было СЛОВО!И Такое......что все галактики покраснели и разбежались.

Дем

Цитата: Юрий Темников от 03.09.2021 07:33:54Скорее всего на такой скорости он разнесёт и катушку и КА вдребезги,значительно увеличив  количество мусора,ведь  ЛА с конусом нужно наводить по вектору и орбите ,что при такой разнице скоростей весьма сложно.
А чего сложного-то? Траектория полёта мусорной частицы рссчитывается элементарно, никакой ветер не сдует.

Не сложнее, чем противоспутниковая ракета, по крайней мере.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

Юрий Темников

Цитата: Дем от 03.09.2021 15:33:35
Цитата: Юрий Темников от 03.09.2021 07:33:54Скорее всего на такой скорости он разнесёт и катушку и КА вдребезги,значительно увеличив  количество мусора,ведь  ЛА с конусом нужно наводить по вектору и орбите ,что при такой разнице скоростей весьма сложно.
А чего сложного-то? Траектория полёта мусорной частицы рссчитывается элементарно, никакой ветер не сдует.

Не сложнее, чем противоспутниковая ракета, по крайней мере.
ИМХО,вы не правы.Тут ведь нужно организовать Пролёт частицы КМ через катушку,а не просто столкновение.Это КМК на порядок как минимум сложнее.КА должен будет пропустить через катушку сотни ,а может и тысячи осколков,что во много раз увеличивает возможность Фатальной ошибки.Даже создание "какого нибудь летающего танка",не убережет от образования массы мелких осколков.Но в принципе наверно реально отработать технологию начиная с метров в секунду ,скажем возможно до 100-200 м/сек.Нотут ещё одна загвоздка.МП должно быть достаточно сильным.Ябы не стал так сильно рисковать.
Вначале было СЛОВО!И Такое......что все галактики покраснели и разбежались.

SONY

Цитата: Юрий Темников от 01.09.2021 13:11:58Для  любого металлического мусора,а без металла КА практически не не бывает,нужен КА-сборщик с большой конической катушкой и ВЧ-генератором.ВЧ-поле создаёт в металле токи Фуко образующее встречное магнитное поле .КА бесконтактно сталкивает мусор с орбиты работой РД.Коническая катушка стабилизирует к-мусор в захвате,а также останавливает любое вращение захваченного КА.И всё это БЕСКОНТАКТНО.Проще не придумаешь.
Как я понимаю, идея такая, что корабль-уборщик находится возле мусора длительное время, постепенно снижая как свою орбиту, так и орбиту мусора, а затем, допустим на высоте 300 км, он оставляет мусор на "растерзание" атмосферы, а сам поднимает свою орбиту чтобы отправится за следующим объектом.

Тогда возникают вопросы:
1. какие габариты и масса будут у катушки, какая мощность потребуется для её питания? Не забываем, что мусор может иметь самую разную форму и конструкцию, он может (и скорее всего будет!) неконтролируемо вращаться и т.д., а потому не факт, что к массивным металлическим элементам удастся подлететь ближе десятка метров без риска столкновения. Т.е. катушка должна работать на многометровом расстоянии, а потому иметь большие габариты и создавать очень мощное поле.
2. как долго уборщик будет убирать один объект мусора за счёт такого принципа? Ведь если сила, действующая со стороны катушки, мала, то один объект мусора может отнять много лет работы уборщика, и в итоге тот сам выйдет из строя раньше, чем успеет что-то особо поубирать.

Замечу, что уже отработанная в экспериментах идея с сеткой на верёвке таких вопросов не создаёт: она компактная и лёгкая, один аппарат может нести большой запас таких сеток, не потребляет энергии; сеткой можно стрелять с расстояния в десятки и даже сотни метров, безопасно захватывая аппараты самых разных форм; через сетку аппарату можно передать весьма значительное усилие, обеспечив быстрый свод с орбиты.

Юрий Темников

Цитата: SONY от 05.09.2021 23:30:08
Цитата: Юрий Темников от 01.09.2021 13:11:58Для  любого металлического мусора,а без металла КА практически не не бывает,нужен КА-сборщик с большой конической катушкой и ВЧ-генератором.ВЧ-поле создаёт в металле токи Фуко образующее встречное магнитное поле .КА бесконтактно сталкивает мусор с орбиты работой РД.Коническая катушка стабилизирует к-мусор в захвате,а также останавливает любое вращение захваченного КА.И всё это БЕСКОНТАКТНО.Проще не придумаешь.
Как я понимаю, идея такая, что корабль-уборщик находится возле мусора длительное время, постепенно снижая как свою орбиту, так и орбиту мусора, а затем, допустим на высоте 300 км, он оставляет мусор на "растерзание" атмосферы, а сам поднимает свою орбиту чтобы отправится за следующим объектом.

Тогда возникают вопросы:
1. какие габариты и масса будут у катушки, какая мощность потребуется для её питания? Не забываем, что мусор может иметь самую разную форму и конструкцию, он может (и скорее всего будет!) неконтролируемо вращаться и т.д., а потому не факт, что к массивным металлическим элементам удастся подлететь ближе десятка метров без риска столкновения. Т.е. катушка должна работать на многометровом расстоянии, а потому иметь большие габариты и создавать очень мощное поле.
2. как долго уборщик будет убирать один объект мусора за счёт такого принципа? Ведь если сила, действующая со стороны катушки, мала, то один объект мусора может отнять много лет работы уборщика, и в итоге тот сам выйдет из строя раньше, чем успеет что-то особо поубирать.

Замечу, что уже отработанная в экспериментах идея с сеткой на верёвке таких вопросов не создаёт: она компактная и лёгкая, один аппарат может нести большой запас таких сеток, не потребляет энергии; сеткой можно стрелять с расстояния в десятки и даже сотни метров, безопасно захватывая аппараты самых разных форм; через сетку аппарату можно передать весьма значительное усилие, обеспечив быстрый свод с орбиты.
Ну скажем МП может быть не только ВЧ ,но и просто импульсным.Кроме того вероятнее всего на ЛА будет ЭРД у которого ХС на порядок больше чем у ЖРД,что позволит увеличить число заторможенных обломков,но тогда значительные усилия просто невозможны.Ну и наиболее опасны своим долгожительством т н средние орбиты где особо больших Скоростей снижать не нужно.Спутники связи переходят с ГПО на ГСО около полугода.Ну а вместо сетки ,чтобы не спускать ЛА слишком низко наверное можно ещё и  пристреливать либо надувной шар ,либо парашют.Любое вращение частицы мусора ,как я говорил затормозится в процессе торможения.Ну и напоследок ,это просто даже не идея (я гуманитарий) а непонимание почему так не сделали.Возможно тому были причины.
Вначале было СЛОВО!И Такое......что все галактики покраснели и разбежались.

SONY

Цитата: Юрий Темников от 07.09.2021 21:57:42Ну и напоследок ,это просто даже не идея (я гуманитарий) а непонимание почему так не сделали.Возможно тому были причины.
Ну а я вам объясняю, почему...

1. катушка потребуется гигантских размеров и с огромным энергопотреблением, т.к. должна будет действовать с большого расстояния;
2. тормозное усилие, создаваемое катушкой, будет столь ничтожным, что даже с низкой орбиты аппарат годами сводить нужно будет, а со средней - десятилетиями.

Юрий Темников

Цитата: SONY от 07.09.2021 22:35:46
Цитата: Юрий Темников от 07.09.2021 21:57:42Ну и напоследок ,это просто даже не идея (я гуманитарий) а непонимание почему так не сделали.Возможно тому были причины.
Ну а я вам объясняю, почему...

1. катушка потребуется гигантских размеров и с огромным энергопотреблением, т.к. должна будет действовать с большого расстояния;
2. тормозное усилие, создаваемое катушкой, будет столь ничтожным, что даже с низкой орбиты аппарат годами сводить нужно будет, а со средней - десятилетиями.
Ну положим МП можно усилить ферритом.Если не заморачиваться крупным мусором ,то и катушку можно сделать не слишком большую,и расстояние постепенно будет уменьшаться,и уже не вращающиеся обломки будут пролетать в мешок (сетку),и мусор будет тормозиться в составе ЛА как обычно,ЭРД.Катушка выполнять будет функцию безопасного захвата.Концепция немного изменилась в процессе обсуждения.Да и с крупными обломками самое главное остановить беспорядочное вращение,безопасное расстояние ведь может измеряться дециметрами и м б  даже сантиметрами.Как-то так.
Вначале было СЛОВО!И Такое......что все галактики покраснели и разбежались.

SONY

Цитата: Юрий Темников от 08.09.2021 05:27:06Ну положим МП можно усилить ферритом.
Ферритом мы можем сделать катушку только многократно тяжелее...
Цитата: Юрий Темников от 08.09.2021 05:27:06и уже не вращающиеся обломки будут пролетать в мешок (сетку),и мусор будет тормозиться в составе ЛА как обычно
Если у нас есть сетка, то мы и так можем безопасно всё тормозить.


Цитата: Юрий Темников от 08.09.2021 05:27:06а и с крупными обломками самое главное остановить беспорядочное вращение,безопасное расстояние ведь может измеряться дециметрами и м б  даже сантиметрами.
Как у вас может быть безопасное расстояние до вращающегося спутника с двадцатиметровыми "крыльями" в дециметры?.. Вы за десять метров до него "крылом" получите!

Дем

Цитата: SONY от 08.09.2021 12:30:16Как у вас может быть безопасное расстояние до вращающегося спутника с двадцатиметровыми "крыльями" в дециметры?.. Вы за десять метров до него "крылом" получите!
Для больших спутников можно и отдельный аппарат послать. Ибо таких мало.
А вот кусочки размером в сантиметры - и опасны, и дохрена их. Жертвовать ради каждого аппаратом - разоришься.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

SONY

Цитата: Дем от 11.09.2021 01:02:52Для больших спутников можно и отдельный аппарат послать. Ибо таких мало.
Ага, особенно сейчас, когда Маск их тысячами выводит...

Когда ведут разговор об очистке от космического мусора - это разговор именно об удалении с орбиты отработавших своё спутников и прочих крупных объектов типа отработанных ступеней.


Цитата: Дем от 11.09.2021 01:02:52А вот кусочки размером в сантиметры - и опасны, и дохрена их. Жертвовать ради каждого аппаратом - разоришься.
Ну так зачем же вы предлагаете жертвовать аппаратом, расходуя весь его ресурс на эту фигню?..

Вот есть у нас мусорный объект на орбите высотой 800 км. Чтобы он больше не представлял опасность и быстро сам сошёл с орбиты, нам нужно опустить его как минимум до 400 км (чтобы хоть немного ниже МКС). Delta-V манёвра смены высоты орбиты с 800 до 400 км - 217 м/с. Назад вернуться - ещё 217 м/с. Итого на удаление одной какой-нибудь мелкой фигни уборщик потратит 434 м/с delta-V.
Сколько вы запаса Delta-V собираетесь ему обеспечить? 2 км/с? 3 км/с? Да пусть хоть 10 км/с! Этого безумного запаса delta-V ему хватит чтобы совершить всего 23 рейса туда-сюда. Вы хотите отправить многотонный аппарат чтобы он убрал с орбиты пару десятков болтов?..

Вы вообще в корне не понимаете суть защиты околоземного пространства от космического мусора... Откуда берутся мелкие частицы на орбите? Что, кто-то выводит в космос ведро болтов?.. Нет! Мелкие части появляются в результате разрушения крупных космических аппаратов. Например, столкновение спутников Космос-2251 и Iridium 33 породило более 1800 известных осколков. Аппараты могут просто самопроизвольно взрываться, и они делали это буквально сотни раз. Что-то может отвалиться и без взрыва вообще всего аппарата.
Уже находящиеся на орбите мелкие обломки мы убрать не можем. Их миллионы, а один аппарат-уборщик в лучшем случае может свести с орбиты несколько десятков объектов прежде чем выработает весь свой ресурс. Зато мы можем убрать отработанные спутники и верхние ступени чтобы новый мелкий мусор не образовывался. Именно это и предполагается делать в рамках борьбы с мусором. Все такие проекты нацелены именно на уборку крупных объектов.

Дем

Цитата: SONY от 11.09.2021 03:37:41Когда ведут разговор об очистке от космического мусора - это разговор именно об удалении с орбиты отработавших своё спутников и прочих крупных объектов типа отработанных ступеней.
Крупные объекты убрать важнее, да. Потому что они внезапно могут стать источником тысяч мелких.
Но убирать надо ВСЕ опасные. И даже какая-нибудь гайка в сантиметр - это очень неприятно.
Цитата: SONY от 11.09.2021 03:37:41Ну так зачем же вы предлагаете жертвовать аппаратом, расходуя весь его ресурс на эту фигню?..
Вот есть у нас мусорный объект на орбите высотой 800 км. Чтобы он больше не представлял опасность и быстро сам сошёл с орбиты, нам нужно опустить его как минимум до 400 км (чтобы хоть немного ниже МКС). Delta-V манёвра смены высоты орбиты с 800 до 400 км - 217 м/с. Назад вернуться - ещё 217 м/с.
Так я как раз и говорю, что жертвовать - дурь. Надо тормозить объект на эти 200 м/с не двигая свой аппарат.
Т.е. уметь воздействовать на него на пересекающейся орбите. И желательно вообще не тратя на это массы - т.е. электромагнитным полем.
И - если мы эту гайку весом в грамм за время пролёта (доли секунды) замедлим на 200 м/с - то наше изменение скорости будет в миллион раз меньше, это вполне приемлемо для сохранения целостности. Примерно как отдача от пистолетного выстрела для танка.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

Цитата: SONY от 11.09.2021 03:37:41Ага, особенно сейчас, когда Маск их тысячами выводит...


На самоочищающиеся орбиты.


Цитата: SONY от 11.09.2021 03:37:41Когда ведут разговор об очистке от космического мусора - это разговор именно об удалении с орбиты отработавших своё спутников и прочих крупных объектов типа отработанных ступеней.


Ну ступени обычно летят по такой траектории, что задевают верхние слои атмосферы. 

При выводе на НОО ступень тормозится той же атмосферой, что и спутники, но быстрее, т.к. площадь на массу большая.

При выводе на НОО перигей там очень низкий, и ступень будет быстро терять в высоте апогея.


Цитата: SONY от 11.09.2021 03:37:41Вы вообще в корне не понимаете суть защиты околоземного пространства от космического мусора... Откуда берутся мелкие частицы на орбите? Что, кто-то выводит в космос ведро болтов?.. Нет!


...

https://ru.wikipedia.org/wiki/Проект_«Вестфорд»

SONY

Цитата: Дем от 11.09.2021 12:01:41Но убирать надо ВСЕ опасные. И даже какая-нибудь гайка в сантиметр - это очень неприятно.
А ещё надо прекратить все войны, искоренить голод, найти методы лечения всех болезней...



Цитата: Дем от 11.09.2021 12:01:41Так я как раз и говорю, что жертвовать - дурь. Надо тормозить объект на эти 200 м/с не двигая свой аппарат.
Т.е. уметь воздействовать на него на пересекающейся орбите. И желательно вообще не тратя на это массы - т.е. электромагнитным полем.


Давайте ещё космический лифт построим, чего мелочиться... Всего-то на пересекающейся орбите, за долю миллисекунды электромагнитным полем изменить скорость гайки на сотни метров в секунду!
Правда пока что мы не умеем даже просто заставить аппарат пролететь в метре от гайки на пересекающейся орбите, не то, что успеть на неё как-то подействовать за это время, но это особого значения не имеет.

SONY

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 11.09.2021 12:48:08На самоочищающиеся орбиты.
Орбиту высотой в 550 км можно назвать самоочищающейся лишь с натяжкой, т.к. срок существования запущенного на неё спутника составляет десятки лет. Например, спутник Космос 394, запущенный изначально на орбиту с апогеем 552 км и перигеем 522 км, остаётся на орбите уже более 50-ти лет, и сейчас спустился до апогея 489 км и перигея 460 км.
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 11.09.2021 12:48:08Ну ступени обычно летят по такой траектории, что задевают верхние слои атмосферы.
Расскажите это верхней ступени ракеты Vanguard 1, летающей с 1958-го года...
Если брать что-то свежее, то 14 верхних ступеней, запущенных 20 лет назад, всё ещё находятся на орбите, а из уже запущенных в этом году десять верхних ступеней не опускаются ниже 500 км, а потому будут оставаться на орбите десятки лет. Год ещё не закончился...
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 11.09.2021 12:48:08https://ru.wikipedia.org/wiki/Проект_«Вестфорд»
Действительно, американцы в 60-х таким побаловались. Но там всё-таки не совсем дураки были...
"Recognizing that a proposal to place vast numbers of anything in orbit would be controversial, Lincoln Laboratory designed the proposed experiment, Project West Ford, to ensure that the experimental belt would not endure. The pressure of incident solar radiation on the orbiting dipoles would change their orbits, so that the perigee of each revolution would move steadily downward. Before long, the orbits would start to dip into the thin upper atmosphere, and atmospheric resistance would slow the dipoles enough that they would fall to the ground. Thus the belt would be removed from orbit within a few years after launch".
https://history.nasa.gov/SP-4217/ch8.htm

Околоземный нищеброд

Любопытный пример, кстати. Этот ДС-П1-М маленький, тяжёлый и условно-сферичный. Вот и разменял полтинник.
Твёрдо стою на пути исправления

Дем

Цитата: SONY от 12.09.2021 03:04:25А ещё надо прекратить все войны, искоренить голод, найти методы лечения всех болезней...
Те кого это волнует - с войнами и голодом уж справились. С болезнями тоже борются.
А кто лежит под пальмой - тем очевидно оно не нужно.
Цитата: SONY от 12.09.2021 03:04:25Правда пока что мы не умеем даже просто заставить аппарат пролететь в метре от гайки на пересекающейся орбите, не то, что успеть на неё как-то подействовать за это время, но это особого значения не имеет.
Пролететь - вполне умеем. Вопрос только в точности определения и расчёта орбит.  ГПС даёт точность координат в десяток сантиметров, например - и то во многом за счёт помех от атмосферы.

А поле нам нужно именно на эту миллисекунду - так что его можно сделать достаточно мощным. Ну и напомню что современный процессор за миллисекунду успевает миллион команд выполнить.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

Цитата: SONY от 12.09.2021 03:48:56Орбиту высотой в 550 км можно назвать самоочищающейся лишь с натяжкой, т.к. срок существования запущенного на неё спутника составляет десятки лет. Например, спутник Космос 394, запущенный изначально на орбиту с апогеем 552 км и перигеем 522 км, остаётся на орбите уже более 50-ти лет, и сейчас спустился до апогея 489 км и перигея 460 км.


Зависит от массы и площади спутника.

Юрий Темников

Цитата: SONY от 08.09.2021 12:30:16Как у вас может быть безопасное расстояние до вращающегося спутника с двадцатиметровыми "крыльями" в дециметры?.. Вы за десять метров до него "крылом" получите!
То самое крыло при вращении может раз 10-20 может пролететь на расстоянии несколько см получая каждый раз тормозящий импульс.А потом можно приблизиться к остановившемуся спутнику и начать торможение.См суперконденсаторы и мегаимпульсы.
Вначале было СЛОВО!И Такое......что все галактики покраснели и разбежались.