(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/381293.jpg)
В 2021 году ЕКА выбрало приоритетные темы для новой программы космических исследований Voyage 2050, которая будет следовать за реализуемой в настоящее время программой Cosmic Vision. В качестве первого приоритета для проектов большого класса была определена тема «луны гигантских планет Солнечной системы». Далее ЕКА собрало комиссию ведущих планетологов, которые должны были более детально проработать концепцию миссии. Для начала, следовало определиться с ее целью. Были предложены варианты миссий к Европе, Титану и Энцеладу, из которых в 2024 году был выбран последний.
Концепция миссии предполагает исследование Энцелада как с орбиты (с возможным анализом шлейфов гейзеров при пролетахчерез них), так и с использованием посадочного аппарата (который должен совершить посадку на южном полюсе Энцелада). Также будут попутно исследоваться при пролетах и другие спутники, особый интерес вызывает Мимас. В качестве оптимальной рассматривается двухпусковая схема с использованием ракет Ariane 64 и последующей стыковкой запущенных аппаратов на околоземной орбите. Пуск намечен на начало 2040-х годов.
Следующий этап - работа научной группы, которая должна к середине 2026 года дать предложения по конкретной полезной нагрузке миссии.
Подробности:
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Saturn_s_moon_Enceladus_top_target_for_ESA
https://www.cosmos.esa.int/documents/1866264/1866292/ESA_L4_Expert_Committee_report_Voyage_2050_Moons_of_the_Giant_Planets.pdf
Вместе с одним аппаратом /посадочный?/ запускается разгонный блок, который отправит связку на отлётную траекторию, я правильно понимаю? Хм... вот и дожили до сборки на орбите.
Но солнечные батареи на орбите Сатурна... они совсем сдурели?
Цитата: pkl от 25.04.2025 00:01:16Хм... вот и дожили до сборки на орбите.
Пока не дожили.
До начала 2040-х г. еще много воды утечет.
Цитата: Бертикъ от 25.04.2025 00:08:08Цитата: pkl от 25.04.2025 00:01:16Хм... вот и дожили до сборки на орбите.
Пока не дожили.
До начала 2040-х г. еще много воды утечет.
Дожили до начала её обсуждения не только на форуме "Новостей космонавтики". :) Насчёт самой программы - сомневаюсь, что она будет реализована в таком виде. Солнечные батареи у Сатурна - это нечто хтоническое. :o
Цитата: pkl от 25.04.2025 00:10:21Солнечные батареи у Сатурна - это нечто хтоническое
Ну, а как иначе? Изотопов то у них нет) А с нами они "в контрах", у нас изотопы - тиранские и антидемократичные)
Цитата: Бертикъ от 25.04.2025 00:32:25Ну, а как иначе? Изотопов то у них нет) А с нами они "в контрах", у нас изотопы - тиранские и антидемократичные)
В Европе есть проработки по созданию РИТЭГа на америции-241, которого много (он извлекается из отработанного ядерного топлива). Посмотрим, что там в итоге будет, в отчете они пишут, что миссия возможна на СБ, но РИТЭГ значительно облегчает жизнь.
Вообще оптимальным вариантом будет взять в кооперацию NASA (тем более что миссия к Энцеладу в десятилетнем обзоре стоит вторым приоритетом после АМС к Урану), которые поделятся РИТЭГом и запустят все одним махом на Старшипе. Тем более, что есть прецедент с Rosalind Franklin, для которого NASA предоставляет радиоизотопные нагреватели и ракету. В таком варианте выигрывают все - NASA за умеренные деньги включается в уникальную миссию флагманского класса, ESA здорово экономит и получает более функциональную станцию.
Цитата: pkl от 25.04.2025 00:10:21Дожили до начала её обсуждения не только на форуме "Новостей космонавтики". :)
Цитата: Бертикъ от 25.04.2025 00:08:08Пока не дожили.
До начала 2040-х г. еще много воды утечет.
Должны увидеть раньше на Чандраяне-4 ;)
Цитата: Athlon от 25.04.2025 15:12:21В Европе есть проработки по созданию РИТЭГа на америции-241,
Америций - та еще бяка... Гамма-излучение. Даже АМС надо защищать существеннее, чем от плутония. А для дальней миссии каждый килограмм на счету.
Но - бог в помощь им.
Цитата: Бертикъ от 25.04.2025 00:32:25Цитата: pkl от 25.04.2025 00:10:21Солнечные батареи у Сатурна - это нечто хтоническое
Ну, а как иначе? Изотопов то у них нет) А с нами они "в контрах", у нас изотопы - тиранские и антидемократичные)
Помиримся до 40-го года
Цитата: Argenza от 27.04.2025 09:37:43Цитата: Бертикъ от 25.04.2025 00:32:25Цитата: pkl от 25.04.2025 00:10:21Солнечные батареи у Сатурна - это нечто хтоническое
Ну, а как иначе? Изотопов то у них нет) А с нами они "в контрах", у нас изотопы - тиранские и антидемократичные)
Помиримся до 40-го года
И Вам - бог в помощь помириться))
Цитата: Бертикъ от 25.04.2025 00:32:25Цитата: pkl от 25.04.2025 00:10:21Солнечные батареи у Сатурна - это нечто хтоническое
Ну, а как иначе? Изотопов то у них нет) А с нами они "в контрах", у нас изотопы - тиранские и антидемократичные)
Подозреваю, что никак. Совсем никак.
Цитата: pkl от 27.04.2025 22:37:24Цитата: Бертикъ от 25.04.2025 00:32:25Цитата: pkl от 25.04.2025 00:10:21Солнечные батареи у Сатурна - это нечто хтоническое
Ну, а как иначе? Изотопов то у них нет) А с нами они "в контрах", у нас изотопы - тиранские и антидемократичные)
Подозреваю, что никак. Совсем никак.
Технически это реализуемо, в отчете есть оценки. СБ площадью 183 м2 обеспечивает на орбите Сатурна 650 Вт. В США в десятилетнем обзоре планетарной науки есть примеры проработок разных миссий к Сатурну и там тоже СБ.
Но РИТЭГ, конечно, сильно облегчает жизнь и расширяет возможности.
Цитата: Бертикъ от 25.04.2025 00:32:25Цитата: pkl от 25.04.2025 00:10:21Солнечные батареи у Сатурна - это нечто хтоническое
Ну, а как иначе? Изотопов то у них нет) А с нами они "в контрах", у нас изотопы - тиранские и антидемократичные)
У Франции несколько тонн плутония в год выделяется из отработанного топлива, большая часть замешивается обратно в MOX, но не все, наоборот была проблема с переполнением хранилищ пару лет назад. Ну и оружейная программа у них своя есть.
Так что если захотят, могут РИТЭГ слепить без проблем.
Тут мне кажется вопрос не в доступности изотопов, а в том что КА с радиоактивными материалами на борту это очень много дополнительных проблем при транспортировке и запуске. Вполне вероятно что проще и дешевле выйдет гектар солнечных панелей использовать.
Цитата: Трилобит от 28.04.2025 17:37:16У Франции несколько тонн плутония в год выделяется
Вероятно, мы о разных плутониях говорим, потому как в год у нас производится порядка 100 кг, в США - около 1 кг (они прекращали его производство в конце 80-х). А Франция аж несколько тонн? Вот ведь...
Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 17:53:50Цитата: Трилобит от 28.04.2025 17:37:16У Франции несколько тонн плутония в год выделяется
Вероятно, мы о разных плутониях говорим, потому как в год у нас производится порядка 100 кг, в США - около 1 кг (они прекращали его производство в конце 80-х). А Франция аж несколько тонн? Вот ведь...
О разных, я говорю о reactor grade, там смесь. Выделять из него 238 на данный момент нерентабельно.
Но там же и нептуний имеется и ЕКА вместе с топливными компаниями изучают возможность производства 238-го
https://tractebel-engie.com/en/news/2021/space-exploration-helping-europe-power-missions-on-the-moon
Апд. ещё ссылка на тему https://www.world-nuclear-news.org/articles/pulsar-consortium-designs-nuclear-power-system-for-lunar-missions
Цитата: Трилобит от 28.04.2025 18:06:54Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 17:53:50Цитата: Трилобит от 28.04.2025 17:37:16У Франции несколько тонн плутония в год выделяется
Вероятно, мы о разных плутониях говорим, потому как в год у нас производится порядка 100 кг, в США - около 1 кг (они прекращали его производство в конце 80-х). А Франция аж несколько тонн? Вот ведь...
О разных, я говорю о reactor grade, там смесь. Выделять из него 238 на данный момент нерентабельно.
Но там же и нептуний имеется и ЕКА вместе с топливными компаниями изучают возможность производства 238-го
https://tractebel-engie.com/en/news/2021/space-exploration-helping-europe-power-missions-on-the-moon
Апд. ещё ссылка на тему https://www.world-nuclear-news.org/articles/pulsar-consortium-designs-nuclear-power-system-for-lunar-missions
Т.е. несколько тонн не Pu-238, а всяких реакторных отходов , из которых оный надо еще извлечь? Бог в помощь французам...
Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 18:51:08Цитата: Трилобит от 28.04.2025 18:06:54Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 17:53:50Цитата: Трилобит от 28.04.2025 17:37:16У Франции несколько тонн плутония в год выделяется
Вероятно, мы о разных плутониях говорим, потому как в год у нас производится порядка 100 кг, в США - около 1 кг (они прекращали его производство в конце 80-х). А Франция аж несколько тонн? Вот ведь...
О разных, я говорю о reactor grade, там смесь. Выделять из него 238 на данный момент нерентабельно.
Но там же и нептуний имеется и ЕКА вместе с топливными компаниями изучают возможность производства 238-го
https://tractebel-engie.com/en/news/2021/space-exploration-helping-europe-power-missions-on-the-moon
Апд. ещё ссылка на тему https://www.world-nuclear-news.org/articles/pulsar-consortium-designs-nuclear-power-system-for-lunar-missions
Т.е. несколько тонн не Pu-238, а всяких реакторных отходов , из которых оный надо еще извлечь? Бог в помощь французам...
А интересно, ионообменную препаративную хроматографию для разделения радиоактивных отходов не применял никто? Было бы интересно разогнать сразу всё... Металлы, по крайней мере.
Цитата: Антикосмит от 28.04.2025 19:25:23Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 18:51:08Цитата: Трилобит от 28.04.2025 18:06:54Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 17:53:50Цитата: Трилобит от 28.04.2025 17:37:16У Франции несколько тонн плутония в год выделяется
Вероятно, мы о разных плутониях говорим, потому как в год у нас производится порядка 100 кг, в США - около 1 кг (они прекращали его производство в конце 80-х). А Франция аж несколько тонн? Вот ведь...
О разных, я говорю о reactor grade, там смесь. Выделять из него 238 на данный момент нерентабельно.
Но там же и нептуний имеется и ЕКА вместе с топливными компаниями изучают возможность производства 238-го
https://tractebel-engie.com/en/news/2021/space-exploration-helping-europe-power-missions-on-the-moon
Апд. ещё ссылка на тему https://www.world-nuclear-news.org/articles/pulsar-consortium-designs-nuclear-power-system-for-lunar-missions
Т.е. несколько тонн не Pu-238, а всяких реакторных отходов , из которых оный надо еще извлечь? Бог в помощь французам...
А интересно, ион-селективную препаративную хроматографию для разделения радиоактивных отходов не применял никто? Было бы интересно разогнать сразу всё... Металлы, по крайней мере.
Думаю, что в ближайшие годы французам будет не до этой бла-бла-бла-хроматографии)))
Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 18:51:08Цитата: Трилобит от 28.04.2025 18:06:54Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 17:53:50Цитата: Трилобит от 28.04.2025 17:37:16У Франции несколько тонн плутония в год выделяется
Вероятно, мы о разных плутониях говорим, потому как в год у нас производится порядка 100 кг, в США - около 1 кг (они прекращали его производство в конце 80-х). А Франция аж несколько тонн? Вот ведь...
О разных, я говорю о reactor grade, там смесь. Выделять из него 238 на данный момент нерентабельно.
Но там же и нептуний имеется и ЕКА вместе с топливными компаниями изучают возможность производства 238-го
https://tractebel-engie.com/en/news/2021/space-exploration-helping-europe-power-missions-on-the-moon
Апд. ещё ссылка на тему https://www.world-nuclear-news.org/articles/pulsar-consortium-designs-nuclear-power-system-for-lunar-missions
Т.е. несколько тонн не Pu-238, а всяких реакторных отходов , из которых оный надо еще извлечь? Бог в помощь французам...
Ну в помощь им наука и технологии, это несколько за пределами юрисдикции религии (у нас тоже вроде не РПЦ этим занимается).
Технологическая база и компетенции у них есть, работы уже ведутся. Сырье тоже имеется, хотя с "тоннами" я действительно не релевантный пример привел, признаю ошибку, но нептуний тоже есть и реактор для его облучения есть (в Бельгии).
Так что мне кажется особо "батутничать" по этому поводу не стоит.
Цитата: Трилобит от 28.04.2025 19:31:07Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 18:51:08Цитата: Трилобит от 28.04.2025 18:06:54Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 17:53:50Цитата: Трилобит от 28.04.2025 17:37:16У Франции несколько тонн плутония в год выделяется
Вероятно, мы о разных плутониях говорим, потому как в год у нас производится порядка 100 кг, в США - около 1 кг (они прекращали его производство в конце 80-х). А Франция аж несколько тонн? Вот ведь...
О разных, я говорю о reactor grade, там смесь. Выделять из него 238 на данный момент нерентабельно.
Но там же и нептуний имеется и ЕКА вместе с топливными компаниями изучают возможность производства 238-го
https://tractebel-engie.com/en/news/2021/space-exploration-helping-europe-power-missions-on-the-moon
Апд. ещё ссылка на тему https://www.world-nuclear-news.org/articles/pulsar-consortium-designs-nuclear-power-system-for-lunar-missions
Т.е. несколько тонн не Pu-238, а всяких реакторных отходов , из которых оный надо еще извлечь? Бог в помощь французам...
Ну в помощь им наука и технологии, это несколько за пределами юрисдикции религии (у нас тоже вроде не РПЦ этим занимается).
Технологическая база и компетенции у них есть, работы уже ведутся. Сырье тоже имеется, хотя с "тоннами" я действительно не релевантный пример привел, признаю ошибку, но нептуний тоже есть и реактор для его облучения есть (в Бельгии).
Так что мне кажется особо "батутничать" по этому поводу не стоит.
Да, какое тут батутничество! Окститесь! Не я, а они собираются к Сатурну на СБ лететь...
Цитата: Бертикъ от 28.04.2025 20:39:15Да, какое тут батутничество! Окститесь! Не я, а они собираются к Сатурну на СБ лететь...
Ну да, к сожалению к Энцеладу вообще лететь не собираемся.
А у них там вполне продуманный дизайн и на СБ, и несколько раз по тексту упоминается что наличие изотопных источников энергии и обогревателей позволит больше полезного с собой взять. А по поводу наличия я ссылки привел, Франция и Бельгия над этим уже работают.
Ну будем посмотреть. Даже если на СБ решат, прогресс не стоит на месте, когда-то и для окрестностей Юпитера фотовольтаика казалось не подходящим решением, может перовскиты к 40м годам допилят наконец.
Интенсивность солнечного излучения от этого не увеличится.
Цитата: pkl от 02.05.2025 00:24:34Интенсивность солнечного излучения от этого не увеличится.
Не увеличится, но может увеличиться эффективность панелей.
Факты против СБ.
"!11 марта 1960 в путь отправился американский "Пионер-5". Он вообще-то предназначался для Венеры, но опоздал к стартовому окну и его запустили просто на гелиоцентрическую орбиту в сторону Венеры. Он был уже неизмеримо совершеннее - 43 кг, 4 панели СБ, немало приборов. Вот он-то и прислал первые данные с межпланетной трассы (примерно 20 марта 1960). Он замолчал только 26 июня 1960 года, на расстоянии 36 млн 210 тыс км."
https://epizodyspace.ru/01/2u/solnthe/sol-pr.html
т.е. 36 млн.км
(справка https://web.archive.org/web/20061005035047/http://solarsystem.nasa.gov/missions/profile.cfm?MCode=Pioneer_05)
расстояние от Земли до Энцелад - 1272 млн. км. в 35 раз дальше.
Все верно?
Цитата: ОАЯ от 02.05.2025 15:13:23Факты против СБ.
"!11 марта 1960 в путь отправился американский "Пионер-5". Он вообще-то предназначался для Венеры, но опоздал к стартовому окну и его запустили просто на гелиоцентрическую орбиту в сторону Венеры. Он был уже неизмеримо совершеннее - 43 кг, 4 панели СБ, немало приборов. Вот он-то и прислал первые данные с межпланетной трассы (примерно 20 марта 1960). Он замолчал только 26 июня 1960 года, на расстоянии 36 млн 210 тыс км."
https://epizodyspace.ru/01/2u/solnthe/sol-pr.html
т.е. 36 млн.км
(справка https://web.archive.org/web/20061005035047/http://solarsystem.nasa.gov/missions/profile.cfm?MCode=Pioneer_05)
расстояние от Земли до Энцелад - 1272 млн. км. в 35 раз дальше.
Все верно?
А что, ЕКА предлагают винтажный аппарат на компонентах конца 50х собирать?
Цитата: Трилобит от 02.05.2025 00:55:53Цитата: pkl от 02.05.2025 00:24:34Интенсивность солнечного излучения от этого не увеличится.
Не увеличится, но может увеличиться эффективность панелей.
Ээээ... есть на этот счёт определённые сомнения. Солнечные батареи совершенствуются уже лет 70 и, по-моему, всё, что там можно изобрести с точки зрения повышения кпд, уже изобретено. Последние лет 20 основные исследования ведутся не столько для повышения их кпд, сколько для удешевления их производства и увеличения срока службы. Т.е. цель - создать панели для массового производства и потребления, а не единичные экземпляры для АМС с рекордными характеристиками.
Цитата: pkl от 03.05.2025 13:20:02Ээээ... есть на этот счёт определённые сомнения. Солнечные батареи совершенствуются уже лет 70 и, по-моему, всё, что там можно изобрести с точки зрения повышения кпд, уже изобретено. Последние лет 20 основные исследования ведутся не столько для повышения их кпд, сколько для удешевления их производства и увеличения срока службы. Т.е. цель - создать панели для массового производства и потребления, а не единичные экземпляры для АМС с рекордными характеристиками.
Отнюдь, там как раз именно в последние годы масса разработок именно на увеличение КПД, вот например - https://renen.ru/longi-ustanovila-novyj-rekord-effektivnosti-tandemnyh-solnechnyh-yacheek-34-85/ .
Цитата: pkl от 03.05.2025 13:20:02Цитата: Трилобит от 02.05.2025 00:55:53Цитата: pkl от 02.05.2025 00:24:34Интенсивность солнечного излучения от этого не увеличится.
Не увеличится, но может увеличиться эффективность панелей.
Ээээ... есть на этот счёт определённые сомнения. Солнечные батареи совершенствуются уже лет 70 и, по-моему, всё, что там можно изобрести с точки зрения повышения кпд, уже изобретено. Последние лет 20 основные исследования ведутся не столько для повышения их кпд, сколько для удешевления их производства и увеличения срока службы. Т.е. цель - создать панели для массового производства и потребления, а не единичные экземпляры для АМС с рекордными характеристиками.
Советую лучше тему поизучать. Сейчас в среднем эффективность коммерческих ячеек для космоса ~30%(+/-5), на стадии подготовки к производству есть образцы ~40%, а в разработке образцы около 50% уже и со значительным снижением массы. Например Airbus совместно с корейцами в этом направлении работают. Это уже на известных материалах, хоть и не до конца отработанных вроде того же перовскита. А есть еще фотовольтаика на квантовых точках, которая сейчас в зародыше и только подбирается к 20%, но в теории должна позволить к 70% вплотную подобраться.
"Единичные экземпляры для АМС с рекордными характеристиками" я вообще не видел, то есть панели вроде тех что у Juno или Lucy безусловно кастомные, но сами компоненты вроде ячеек коммерческие, а не какие-то лабораторные единороги.
Цитата: ОАЯ от 02.05.2025 15:13:23Факты против СБ.
"!11 марта 1960 в путь отправился американский "Пионер-5". Он вообще-то предназначался для Венеры, но опоздал к стартовому окну и его запустили просто на гелиоцентрическую орбиту в сторону Венеры. Он был уже неизмеримо совершеннее - 43 кг, 4 панели СБ, немало приборов. Вот он-то и прислал первые данные с межпланетной трассы (примерно 20 марта 1960). Он замолчал только 26 июня 1960 года, на расстоянии 36 млн 210 тыс км."
https://epizodyspace.ru/01/2u/solnthe/sol-pr.html
т.е. 36 млн.км
(справка https://web.archive.org/web/20061005035047/http://solarsystem.nasa.gov/missions/profile.cfm?MCode=Pioneer_05)
расстояние от Земли до Энцелад - 1272 млн. км. в 35 раз дальше.
Все верно?
К чему спор-то?
ЕКА собрало ведущих ученых-планетологов и они пришли к выводу, что миссия к Сатурну на СБ возможна.
Академия наук США в 2023 году выпустила десятилетний обзор планетарной науки, опять-же лучшие специалисты к этой работе привлекались. В ее рамках предварительно прорабатывался ряд миссий, вот например к тому же Энцеладу, и к Титану. Обе на солнечных батареях.
Если лучшие ученые мира в области планетологии считают, что миссии к Сатурну на СБ возможны - значит они возможны. Считающие себя умнее, чем они, могут взять и сами посчитать потребную площадь СБ исходя их известных данных об интенсивности солнечного излучения на орбите Сатурна, КПД солнечных батарей и энергопотреблении АМС.
https://postimg.cc/mPZdnffX
https://postimg.cc/TKFvkqm2
Это надо процитировать Titan orbiter:
THUNDER будет оснащён двумя гибкими и разворачивающимися крыльями солнечных батарей UltraFlex. Солнечная батарея рассчитана на работу в условиях Сатурна, её общая площадь составляет 129 м2, площадь солнечных батарей — 109 м2, а диаметр крыла — 9 м.5 м. Солнечная батарея будет оснащена инвертированными метаморфическими многопереходными солнечными элементами (IMM) из-за их низкой массы, сверхвысокой эффективности и гибкости.
Солнечные элементы IMM будут иметь эффективность 30% при нулевой массе воздуха, 1 au и 20°C, хотя эффективность солнечных элементов снижается с увеличением расстояния от Солнца и срока службы солнечных элементов. Ожидается, что в начале миссии THUNDER мощность, вырабатываемая солнечной батареей, составит 4800 Вт, а в конце миссии — 440 Вт. Ожидается, что во время научной миссии THUNDER на орбите Титана солнечная батарея сможет вырабатывать ∼496 Вт. Вырабатываемая энергия будет накапливаться в литий-ионном аккумуляторе, состоящем из 9 элементов и имеющем ёмкость 36 Ач, что позволяет накапливать 1050 Вт·ч энергии. Аккумулятор был рассчитан на неизбежное 2-часовое солнечное затмение в рамках миссии после запуска, которое является единственным временем в ходе миссии, когда THUNDER будет полностью находиться в темноте. В худшем случае глубина разряда аккумулятора (DOD) составит 50% в течение всего срока службы миссии, что обеспечивает значительный запас для подсистемы электропитания.
Кроме того, напряжение бортовой сети составляет 32 В, что соответствует максимальному потреблению энергии и выбрано для минимизации как генерируемого тока в космическом корабле, так и массы системы электропитания.
Подсистема электропитания была разработана с учётом самого энергозатратного режима работы, который представляет собой безопасный режим работы THUNDER ≤24 часа (с использованием приводов реактивных колёс; RWAs).
Потребление энергии в безопасном режиме составляет 508 Вт, что включает 43% запаса на случай непредвиденных обстоятельств, когда все второстепенные системы отключены. Если космический аппарат находится в безопасном режиме в течение 24 часов, для поддержания работы основных систем, таких как система ориентации, двигательная установка, телекоммуникационная система, система терморегулирования и система электропитания, требуется 12 185 Вт·ч энергии.
Мощность солнечной батареи в безопасном режиме составляет 11 894 Вт·ч (496 Вт в течение 24 часов), а аккумулятор обеспечивает оставшуюся потребность в энергии в размере 291 Вт·ч (∼28% DOD).
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ad973e
Цитата: Athlon от 03.05.2025 13:42:44Цитата: pkl от 03.05.2025 13:20:02Ээээ... есть на этот счёт определённые сомнения. Солнечные батареи совершенствуются уже лет 70 и, по-моему, всё, что там можно изобрести с точки зрения повышения кпд, уже изобретено. Последние лет 20 основные исследования ведутся не столько для повышения их кпд, сколько для удешевления их производства и увеличения срока службы. Т.е. цель - создать панели для массового производства и потребления, а не единичные экземпляры для АМС с рекордными характеристиками.
Отнюдь, там как раз именно в последние годы масса разработок именно на увеличение КПД, вот например - https://renen.ru/longi-ustanovila-novyj-rekord-effektivnosti-tandemnyh-solnechnyh-yacheek-34-85/ .
Вы просто малость не в теме. По кпд показатели их разбработки давно превзойдены:
ЦитироватьВ 2009 году компания Spectrolab (дочерняя фирма Boeing) продемонстрировала солнечный элемент с эффективностью 41,6 %[18] (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%8F#cite_note-18). В январе 2011 года ожидалось поступление на рынок солнечных элементов этой фирмы с эффективностью 39 %[19] (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%8F#cite_note-19). В 2011 году калифорнийская компания Solar Junction добилась КПД фотоэлемента размером 5,5×5,5 мм в 43,5 %, что на 1,2 % превысило предыдущий рекорд[20] (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%8F#cite_note-20).
В 2012 году компания Morgan Solar создала систему Sun Simba из полиметилметакрилата (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BB%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BA%D1%80%D0%B8%D0%BB%D0%B0%D1%82) (оргстекла), германия и арсенида галлия, объединив концентратор с панелью, на которой установлен фотоэлемент. КПД системы при неподвижном положении панели составил 26—30 % (в зависимости от времени года и угла, под которым находится Солнце), в два раза превысив практический КПД фотоэлементов на основе кристаллического кремния[21] (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%8F#cite_note-21).
В 2013 году компания Sharp создала трёхслойный фотоэлемент размером 4×4 мм на индиево-галлий-арсенидной основе с КПД 44,4 %[22] (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%8F#cite_note-22), а группа специалистов из Института систем солнечной энергии общества Фраунгофера, компаний Soitec, CEA-Leti и Берлинского центра имени Гельмгольца (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D1%80%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%86%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80_%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2_%D0%B8_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D0%B8_%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B8_%D0%93%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BC%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%B0) создали использующий линзы Френеля (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D0%BD%D0%B7%D0%B0_%D0%A4%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%BB%D1%8F) фотоэлемент с КПД 44,7 %, превзойдя своё собственное достижение в 43,6 % [23] (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%8F#cite_note-23)[неавторитетный источник (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F:%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8)]. В 2014 году Институт солнечных энергосистем Фраунгофер (https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%98%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%82%D1%83%D1%82_%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC_%D0%A4%D1%80%D0%B0%D1%83%D0%BD%D0%B3%D0%BE%D1%84%D0%B5%D1%80&action=edit&redlink=1) создали солнечные батареи, в которых благодаря фокусировке линзой света на очень маленьком фотоэлементе КПД составил 46 %[24] (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%8F#cite_note-24)[неавторитетный источник (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F:%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8)][25] (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%8F#cite_note-25).
Но обратите внимание на даты новостей - до сих пор как использовали, в основном, кремний, так и используют.
Цитата: Трилобит от 03.05.2025 13:49:03Советую лучше тему поизучать. Сейчас в среднем эффективность коммерческих ячеек для космоса ~30%(+/-5), на стадии подготовки к производству есть образцы ~40%, а в разработке образцы около 50% уже и со значительным снижением массы. Например Airbus совместно с корейцами в этом направлении работают. Это уже на известных материалах, хоть и не до конца отработанных вроде того же перовскита. А есть еще фотовольтаика на квантовых точках, которая сейчас в зародыше и только подбирается к 20%, но в теории должна позволить к 70% вплотную подобраться.
"Единичные экземпляры для АМС с рекордными характеристиками" я вообще не видел, то есть панели вроде тех что у Juno или Lucy безусловно кастомные, но сами компоненты вроде ячеек коммерческие, а не какие-то лабораторные единороги.
Я немножко интересуюсь темой. Разработки есть всякие, проблема в том, что, в подавляющем большинстве случаев они заканчиваются примерно ничем. Как те же наноантенны.
У коммерческих фотоэлементов кпд в районе 20%:
https://mywatt.ru/poleznaya-informaciya/ot-chego-zavisit-kpd-solnechnyh-batarej
Цитата: pkl от 03.05.2025 14:58:19Цитата: Трилобит от 03.05.2025 13:49:03Советую лучше тему поизучать. Сейчас в среднем эффективность коммерческих ячеек для космоса ~30%(+/-5), на стадии подготовки к производству есть образцы ~40%, а в разработке образцы около 50% уже и со значительным снижением массы. Например Airbus совместно с корейцами в этом направлении работают. Это уже на известных материалах, хоть и не до конца отработанных вроде того же перовскита. А есть еще фотовольтаика на квантовых точках, которая сейчас в зародыше и только подбирается к 20%, но в теории должна позволить к 70% вплотную подобраться.
"Единичные экземпляры для АМС с рекордными характеристиками" я вообще не видел, то есть панели вроде тех что у Juno или Lucy безусловно кастомные, но сами компоненты вроде ячеек коммерческие, а не какие-то лабораторные единороги.
Я немножко интересуюсь темой. Разработки есть всякие, проблема в том, что, в подавляющем большинстве случаев они заканчиваются примерно ничем. Как те же наноантенны.
У коммерческих фотоэлементов кпд в районе 20%:
https://mywatt.ru/poleznaya-informaciya/ot-chego-zavisit-kpd-solnechnyh-batarej
ЦитироватьSolar cells made of III-V semiconductor materials are typically used in space applications because, in addition to a high radiation tolerance [1], they also show the highest possible efficiencies. A direct wafer bonded five junction solar cell from Spectrolab demonstrated already a conversion efficiency of 36.0% [2]. A wafer bonded based four junction solar cell from Fraunhofer ISE showed an efficiency of 35.2%under AM0 conditions [3]. Recently, NREL presented an inverted metamorphic triple-junction cell with an middlecell absorber that includes a GaInAs/GaAsP superlattice with an efficiency of 34.2% under the AM0 reference spectrum [4].Typical commercial available space solar cells from Spectrolab, Solaero and Azur Space [5–7] show efficiencies above 31% under the AM0 spectrum at begin of life.
https://www.researchgate.net/publication/365501968_Ultra-lightweight_and_flexible_inverted_metamorphic_four_junction_solar_cells_for_space_applications
30% среднее, 36% уже в разработке. Это 2022 и 5 junction, сейчас уже к 6 junction присматриваются.
То что у вас в предыдущих двух сообщениях это вообще другая тема. В первом случае перспективные ячейки для земных условий, во втором вообще потребительские панели, причем скорее всего старые цифры (уже довольно давно 25% даже в бюджетном секторе).
Кстати по вашим источникам хорошо видно, что вы действительно лишь "немножко" интересуетесь темой.
Сообщение ОАЯ номер 29
"Ожидается, что в начале миссии THUNDER мощность, вырабатываемая солнечной батареей, составит 4800 Вт, а в конце миссии — 440 Вт. "
Угловой размер Солнца у Земли 32 минуты. У Титана 5 минут. Соотношение площади Солнца при таких размерах будет отношение квадратов угловых размеров. Т.е. 100 раз меньше освещенность у Титана.
Т.е. от 5 киловатт у Земли, у Титана будет не 400 Ватт, а 40 Ватт.
Я правильно считаю?
ЦитироватьFor Saturn-optimized arrays, specific power at Saturn is expected to reach 3 W/kg, which would make solar arrays an attractive alternative to radioisotope thermoelectric generators (RTGs)7 . Continued development of this technology could enable future missions to Saturn and support the goals of the concept study, "Flagship Concepts for Astrobiology at Enceladus"8 .
ЦитироватьInitial work has begun on assessing whether solar arrays could be used for some mission concepts to Uranus. Using the technology under development for Saturn, it is estimated that a 100 W array could be built with a total area of 111 m2 , approximately 10% larger than the Europa Clipper array. Specific power would only be ~0.7 W/kg and, therefore mass would be greater than an RTG. However, the cost of this approach may be substantially less than an RTG and, therefore, may enable a more economical mission to Uranus
https://www.researchgate.net/publication/351921823_Solar_Array_Technologies_for_Planetary_Science_and_Astrobiology_Missions/fulltext/60b097ba458515bfb0ab4321/Solar-Array-Technologies-for-Planetary-Science-and-Astrobiology-Missions.pdf?origin=scientificContributions
На эту тему довольно много статей, но к сожалению мало в открытом доступе.
Но пишут что эффективность специально разработанных для условий Сатурна панелей ожидается в 3Вт\кг
2. Уже к Урану примеряются, 0,7Вт\кг по расчетам.
Цитата: ОАЯ от 03.05.2025 15:58:22Сообщение ОАЯ номер 29
"Ожидается, что в начале миссии THUNDER мощность, вырабатываемая солнечной батареей, составит 4800 Вт, а в конце миссии — 440 Вт. "
Угловой размер Солнца у Земли 32 минуты. У Титана 5 минут. Соотношение площади Солнца при таких размерах будет отношение квадратов угловых размеров. Т.е. 100 раз меньше освещенность у Титана.
Т.е. от 5 киловатт у Земли, у Титана будет не 400 Ватт, а 40 Ватт.
Я правильно считаю?
Цифра мощности у Земли скорее всего искусственно ограничена, потому как такие объемы электроэнергии АМС просто не нужны.
Цитата: Athlon от 03.05.2025 16:42:09Цитата: ОАЯ от 03.05.2025 15:58:22Сообщение ОАЯ номер 29
"Ожидается, что в начале миссии THUNDER мощность, вырабатываемая солнечной батареей, составит 4800 Вт, а в конце миссии — 440 Вт. "
Угловой размер Солнца у Земли 32 минуты. У Титана 5 минут. Соотношение площади Солнца при таких размерах будет отношение квадратов угловых размеров. Т.е. 100 раз меньше освещенность у Титана.
Т.е. от 5 киловатт у Земли, у Титана будет не 400 Ватт, а 40 Ватт.
Я правильно считаю?
Цифра мощности у Земли скорее всего искусственно ограничена, потому как такие объемы электроэнергии АМС просто не нужны.
У LILT (Low‐Intensity and Low‐Temperature) ячеек насколько я понимаю КПД в условиях земной орбиты чуть ниже.
ЦитироватьThe efficiency findings near the Earth's orbit (1 sun, 300 K), Jupiter (0.032 sun, 123 K), and Saturn (0.01 sun, 100 K) are 26.54%, 29.68%, and 28.27%, respectively.
https://colab.ws/articles/10.1002%2Fpssr.202400162
3% разница, так что зависимость от расстояния явно не лийнейной должна быть.
Цитата: Athlon от 03.05.2025 16:42:09Цитата: ОАЯ от 03.05.2025 15:58:22Сообщение ОАЯ номер 29
"Ожидается, что в начале миссии THUNDER мощность, вырабатываемая солнечной батареей, составит 4800 Вт, а в конце миссии — 440 Вт. "
Угловой размер Солнца у Земли 32 минуты. У Титана 5 минут. Соотношение площади Солнца при таких размерах будет отношение квадратов угловых размеров. Т.е. 100 раз меньше освещенность у Титана.
Т.е. от 5 киловатт у Земли, у Титана будет не 400 Ватт, а 40 Ватт.
Я правильно считаю?
Цифра мощности у Земли скорее всего искусственно ограничена, потому как такие объемы электроэнергии АМС просто не нужны.
т.е. у Земли д.б. 50 килоВатт?
Цитата: ОАЯ от 03.05.2025 17:20:41Цитата: Athlon от 03.05.2025 16:42:09Цитата: ОАЯ от 03.05.2025 15:58:22Сообщение ОАЯ номер 29
"Ожидается, что в начале миссии THUNDER мощность, вырабатываемая солнечной батареей, составит 4800 Вт, а в конце миссии — 440 Вт. "
Угловой размер Солнца у Земли 32 минуты. У Титана 5 минут. Соотношение площади Солнца при таких размерах будет отношение квадратов угловых размеров. Т.е. 100 раз меньше освещенность у Титана.
Т.е. от 5 киловатт у Земли, у Титана будет не 400 Ватт, а 40 Ватт.
Я правильно считаю?
Цифра мощности у Земли скорее всего искусственно ограничена, потому как такие объемы электроэнергии АМС просто не нужны.
т.е. у Земли д.б. 50 килоВатт?
1360Вт\м2 солнечная постоянная на AU1 х 109м2 панелей указанных для этой миссии х 0,295 (29,5%)КПД ячеек UltraFlex что-то типа 43КВт должно давать, если по максимуму, но учитывая что площадь самих ячеек на панели чуть меньше, что-то около 37-40 выходит.
С 14,9Вт\м2 постоянной на AU9,5 как раз 400 с копейками и выходит.
Цитата: Трилобит от 03.05.2025 15:00:49То что у вас в предыдущих двух сообщениях это вообще другая тема. В первом случае перспективные ячейки для земных условий, во втором вообще потребительские панели, причем скорее всего старые цифры (уже довольно давно 25% даже в бюджетном секторе).
36%. Всё равно не фонтан. Меньше, чем у тех лабораторных образцов.
Да и вообще... уже идём к середине XXI в. И ни ядерных двигателей, ни ядерных ракет, ни реакторов. От этого становится грустно. :(
Цитата: pkl от 03.05.2025 23:35:52Цитата: Трилобит от 03.05.2025 15:00:49То что у вас в предыдущих двух сообщениях это вообще другая тема. В первом случае перспективные ячейки для земных условий, во втором вообще потребительские панели, причем скорее всего старые цифры (уже довольно давно 25% даже в бюджетном секторе).
36%. Всё равно не фонтан. Меньше, чем у тех лабораторных образцов.
Да и вообще... уже идём к середине XXI в. И ни ядерных двигателей, ни ядерных ракет, ни реакторов. От этого становится грустно. :(
Так лабораторные образцы те что с русской Википедии это для земных условий, там уже емнип 48+% достигли или типа того. На квантовых точках по три электрона с одного фотона научились выбивать, со слоями под разные части спектра работают, с концентраторами колдуют встроенными в панель и т.д. за 50% точно перешагнут в ближайшие пару лет. Другое дело что это все не особо выгодно коммерчески, разница в 2 раза по КПД в сотни, а то и тысячи раз по цене относительно обычного кремния.
А вот для космоса высокоэффективные ячейки подходят хорошо, на тех технологиях и радстойкость заодно хорошо получается, и массо-габаритные характеристики.
Про ядерные технологии согласен, жаль что радиофобы после ЧАЭС весь мир тормознули. Я обеими руками за мирный атом в каждый дом, но и от фотовольтаики не вижу смысла отказываться там где оно применимо.
Вообще кстати интересно сколько на химическом варианте можно получить срок службы АМС, например с компактным турбогенератором на гептиле. Интересную миссию мне кажется можно сделать с меньшим сроком жизни, но с высокими значениями пиковой мощности с гибким расписанием.
Цитата: Трилобит от 04.05.2025 00:23:39Так лабораторные образцы те что с русской Википедии это для земных условий, там уже емнип 48+% достигли или типа того. На квантовых точках по три электрона с одного фотона научились выбивать, со слоями под разные части спектра работают, с концентраторами колдуют встроенными в панель и т.д. за 50% точно перешагнут в ближайшие пару лет. Другое дело что это все не особо выгодно коммерчески, разница в 2 раза по КПД в сотни, а то и тысячи раз по цене относительно обычного кремния.
Так и на АМС бюджет не бездонный. А про эти разработки читаю уже лет 15, воз, в целом, и ныне там. Почему? Ладно цена. Или дело не только в цене, но и в сроке службы таких преобразователей?
Так можно и о концентраторах на преобразователях Стирлинга помечтать, у них кпд до 80% может быть:
ЦитироватьТеоретически КПД Стирлинга может совпадать с физическим пределом, определяемым разностью температур "печки" и "холодильника", да и на практике можно получить от стирлингов КПД порядка 70%, что раза в два выше, чем у хорошего дизеля.
https://ecoteco.ru/id855/?ysclid=ma8qp1xv83975542626
Проблема лишь... смотрите дату статьи.
ЦитироватьПро ядерные технологии согласен, жаль что радиофобы после ЧАЭС весь мир тормознули. Я обеими руками за мирный атом в каждый дом, но и от фотовольтаики не вижу смысла отказываться там где оно применимо.
Честно говоря, в данном случае решение корявое. Как надевание штанов через голову.
ЦитироватьВообще кстати интересно сколько на химическом варианте можно получить срок службы АМС, например с компактным турбогенератором на гептиле. Интересную миссию мне кажется можно сделать с меньшим сроком жизни, но с высокими значениями пиковой мощности с гибким расписанием.
Хм.... я как то размышлял над АМС к внешним планетам без РИТЭГов и реакторов и тоже пришёл к идее энергоустановки, состоящей из системы "солнечные батареи + высокомощный химический источник". Химическим источником может быть аккумуляторная батарея, ЭХГ или да, небольшая газотурбинная установка. Есть же микротурбины, мало того, они в относительно свободной продаже:
https://manbw.ru/analitycs/mikroturbinnie_jelektrostancii_calnetix_elliott_capstone_contemporary_energy-effective_technologies_power_systems.html
Самая маленькая из созданных описана вот здесь:
https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/677302/
Использование такой системы может быть таким: солнечные батареи обеспечивают постоянное питание аппаратуры и основных служебных системе, приём команд, передачу телеметрии, а турбогенератор включается, когда надо запитать мощный радиопередатчик для сброса накопленной научной информации либо какой-то высокопотребляющий прибор, допустим, радар. Но я рассматривал такой вариант только для пролётных АМС, когда нужно передать много информации во время сближения с планетой или вскоре после него.
Цитата: pkl от 04.05.2025 00:55:47Так и на АМС бюджет не бездонный.
Не бездонный, но изотопники то в пересчете Вт\у.е. валюты дороже выходят, даже к дальним планетам. Я там выше скидывал, даже к Урану на СБ дешевле выходит по расчетам.
Цитата: pkl от 04.05.2025 00:55:47Проблема лишь... смотрите дату статьи.
Проблема еще и в том что вы опять тащите земную энергетику. Для космоса она в лучшем случае для AU1 релевантна.
Цитата: pkl от 04.05.2025 00:55:47Честно говоря, в данном случае решение корявое. Как надевание штанов через голову.
Не вижу корявости. Проще и дешевле выходит на СБ, разве что с механизмами развертывания потенциально слабое место. У изотопников нужно с охлаждением заморачиваться, двигатели Стирлинга для адекватной мощности, плутоний опять таки нифига не дешевле арсенида галлия.
У меня вопрос: а как эти громадные "крылья" поведут себя в космосе? Не будут болтаться туда-сюда при манёврах?
Цитата: pkl от 04.05.2025 01:21:44У меня вопрос: а как эти громадные "крылья" поведут себя в космосе? Не будут болтаться туда-сюда при манёврах?
Решаемая проблема, тем более что не первый же год уже КА с огромными СБ летают, опыта хватает.(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/381582.jpg)
Цитата: Трилобит от 04.05.2025 02:01:56Цитата: pkl от 04.05.2025 01:21:44У меня вопрос: а как эти громадные "крылья" поведут себя в космосе? Не будут болтаться туда-сюда при манёврах?
Решаемая проблема, тем более что не первый же год уже КА с огромными СБ летают, опыта хватает.(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/381582.jpg)
В данном случае запускается аппарат НЕ С МКС размером и массой. Но... по следам этой темы мне одна интересная идея пришла в голову. Но о ней лучше в специальной теме:
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?msg=2727586