Что-то в теме межзвездные перелеты все хотят лететь прямо к звездам. Но вот, скажем, если так сложится:
2025 г. Инфракрасный орбитальный телескоп обнаружил массивный планетар в 10000 а.е. (в направлении от Юж.полюса - сразу назван Южной Полярной Немезидой и т.д. :-)). Фактически - черный карлик, массой несколько масс юпитера, температурой в несколько сот градусов. Также обнаружен сенсационный спутник - 1,5-2 массы Земли, температурой около 300 К, на близкой к Немезиде орбите (названо просто Сателлит :-)). Т.е. там может быть прозрачная атмосфера, жидкая вода (или даже в скором времени определенно обнаружены океаны - методом блеска, но в инфракрасном диапазоне, аналогично опытам Марс-Экспресса по изучению обнаружения океанов на Земле в оптическом).
Ну, скажем к 2050 все дистанционные методы исследования исчерпаны и решено направить АКС. Расстояние очень велико, поэтому предположен разгон за счет гравитации (несколько витков между Юпитером и Солнцем, до 200-400 км/сек). Полет займет без учета разгона/торможения от 120 лет (при 400 км/с, т.е. при 200 - 240 лет). Миссия ввиду уникальности должна быть не пролетная, а капитальная, т.е. главная задача будет - затормозить при подлете к Южной Немезиде и Сателлиту. Каков может быть облик АКС ?
Полагаю, что масса аппарата после торможения даже со всей миниатюризацией не будет меньше 5 тонн (большая антенна, и возможно - посадочные блоки для Сателлита). Дополнительные функции - как у проекта Тау (телескопирование). Посчитал, если не ошибся (как гуманитарий уже плохо помню курс физики за 8 класс...), что тормозной двигатель малой тяги с ускорением -1 мм/сек2 должен проработать непрерывно более 12 лет для скорости 400 км/сек (думаю, даже с прогрессом техники, надо этот тормоз будет делить на ступени, как по массе, так и по ресурсу). Так вот - что выйдет с массой с учетом рабочего тела. защиты (а она на 400 км/с уже вроде нужна) и т.д. ? Предполагаю (просто масштабирую Тау), что где-то от 600 тонн ? Также - первоначальный разгон с земной орбиты и маневры (в помощь гравитационным) - видимо, на каком-то ЯРД ?
Цитировать...поэтому предположен разгон за счет гравитации (несколько витков между Юпитером и Солнцем, до 200-400 км/сек)...
:roll: ???
Во-во. Нельзя гравманеврами набрать скорость выше, чем вторая космиеская (а реально даже чуть меньше) для самой низкой орбиты. Для Солнца и Юпитера эти скорости близки (для Солнца выше, но там есть проблемы с охлаждением) и находятся в районе 50 км/с. И еще из этого надо вычесть порядка 10 км/с для выхода из Солнечной системы. Плюс километров 20 можно набрать если подгадать момент противостояния планет. Но и только.
Так что - многоступенчатый ионник+реактор. Думаю, трех. Одна ступень разгоняет, одна маршевая, одна тормозит у цели и позволяет маневрировать.
Если Немезида имеет температуру порядка 1000К, можно провести аэроторможение в атмосфере звезды. Но сбросить 400 км/с аэроторможением - это как-то больно уж круто.
А почему нельзя ? (ну, ламерский вопрос, понимаю :-)). Helios вроде набирал 70 км/с на 47 млн. км. от Солнца, Solar Probe приблизится ближе, чем на 10 млн. км, а на поверхности Солнца 1ая космическая - более 600 км/с. Ну, при удалении тела по орбите от Солнца скорость снизится, но предполагаются дополнительные импульсы ЯРД на выгодных участках орбиты, пролеты - неоднократные и т.д...
(Ну, немного посмотрел англоязычные сайты; хотя допускаю, что там тоже много фриков :-)). Однако, один из вариантов межзведного зонда НАСА (с меньшими скоростями) предполагал маневр у Солнца http://interstellarexplorer.jhuapl.edu/spacecraft/eng_req.html
"The first approach (ballistic) has significant thermal issues and still requires a non-conventional propulsion system near the Sun to reach the desired speeds. As an example to reach a solar system escape speed of 15 AU/yr with a maneuver applied at 4 solar radii (measured from the Sun's center), the implied delta V is ~8.2 km/s"
Т.е. предполагается достижение в итоге скорости свыше 60 км/с, а дельта в 8 км/с у Солнца, думаю, достижима для ЯРД
(но про несколько пролетов у Юпитера и Солнца не говорится - что если несколько раз так сделать, хотя бы и на бОльшем расстоянии ?)
Кстати, есть расчетная программа по gravity assist (для современных аппаратов) на http://www.jaqar.com/
Также: а нельзя ли использовать Солнце при близком пролете как внешний источник энергии ? Собственно, пример придумал именно с точки зрения навигации с помощи gravity assist и Солнца, а не набора научных приборов (их - только для оценки массы)...
ЦитироватьНельзя гравманеврами набрать скорость выше, чем вторая космиеская (а реально даже чуть меньше) для самой низкой орбиты. Для Солнца и Юпитера эти скорости близки (для Солнца выше, но там есть проблемы с охлаждением) и находятся в районе 50 км/с. И еще из этого надо вычесть порядка 10 км/с для выхода из Солнечной системы. Плюс километров 20 можно набрать если подгадать момент противостояния планет. Но и только.
Так что - многоступенчатый ионник+реактор. Думаю, трех. Одна ступень разгоняет, одна маршевая, одна тормозит у цели и позволяет маневрировать.
Согласен.
ЦитироватьЕсли Немезида имеет температуру порядка 1000К, можно провести аэроторможение в атмосфере звезды. Но сбросить 400 км/с аэроторможением - это как-то больно уж круто.
Сбросить заметную скорость аэроторможением у столь массивного тела - это в любом раскладе круто, поскольку там достаточно резкий градиент роста плотности атмосферы. Трудно точно попасть по высоте в пояс нужной плотности - либо сгоришь, либо промажешь.
ЦитироватьЦитироватьЕсли Немезида имеет температуру порядка 1000К, можно провести аэроторможение в атмосфере звезды. Но сбросить 400 км/с аэроторможением - это как-то больно уж круто.
Сбросить заметную скорость аэроторможением у столь массивного тела - это в любом раскладе круто, поскольку там достаточно резкий градиент роста плотности атмосферы. Трудно точно попасть по высоте в пояс нужной плотности - либо сгоришь, либо промажешь.
Для аэробрейкинга нужны будут более-менее точные параметры атмосферы, иначе шанс убиться уж очень велик. Так что при первом полете - очень вряд ли... При втором-третьем полете, если будут - почему бы и нет?
А кстати - беспилотный "Орион" для такого полета имеет смысл рассмотреть?
Я уж думал, правда обнаружен... По моему мнению, нет ничего интересного минимум на 2 св.года от окраин. Не должно быть. Закон такой (м.б. ещё не открыли)
Редизайн, редизайн :-). А что если использотвать для разгона солнечный парус с близким пролетом у Солнца ? Из нанотрубок с особыми отражающими свойствами - пишут на англоязычных форумах (цифры дают очень оптимистичные - свыше 1 тыс км/сек)
ЦитироватьПо моему мнению, нет ничего интересного минимум на 2 св.года от окраин. Не должно быть. Закон такой (м.б. ещё не открыли)
Почему? 2 св. года - примерно полпути до Альфы Центавра. Если вдруг предположить изначально однородное распределение вещества в пространстве, то там его всяко хватит не только на протокометные образования или койпероиды, но и на довольно крупные куски чего-нибудь.
Как-то я прикидывал насколько вообще можно разогнать АМС...
Рассматривал тяжелый зонд под Арес-5
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=7804&start=105
ЦитироватьПрикинул зонд под Арес-5.
Начальный разгон на ЖРД, потом пролет Юпитера-Сатурна.
Питание ЭРД от реактора. Параметры ЭРД очень оптимистичные.
Получается скорость после выработки топлива – 150-170 км/c
Время разгона (после пролета планет) – 5 лет.
Масса науки вряд ли больше 1-3т.
На 1000 а.е. такой зонд выйдет через лет 25-30.
В принципе... можно придумать двух-трех ступенчатый зонд.
Вторая ступень с меньшим реактором, третья на РИТГе (хотя столько лет полета).
Наверное 250 – 300 км/c разными ухищрениями для 0,1 т – 1т зонда можно добиться.
Напоминаю, на LEO 100т !!
Может быть посмотреть еще варианты многочисленных пролетов планет ?
А то предел 250 км/c для человеческой техники выглядит очень обидным.
Я вот одного не могу понять - а почему у Сателлита жидкая вода? Там же дубак должен быть криогенный?
ЦитироватьЯ вот одного не могу понять - а почему у Сателлита жидкая вода? Там же дубак должен быть криогенный?
Источника может быть целых три:
___1) ИК-излучение коричневого карлика;
___2) разогрев недр приливным взаимодействием;
___3) разогрев недр внутренним радиоактивным распадом.
Первая причина обязательна, иначе получится горячее ядро с холодной коркой.
(мнение неспециалиста)[/size]
ЦитироватьПочему? 2 св. года - примерно полпути до Альфы Центавра. Если вдруг предположить изначально однородное распределение вещества в пространстве, то там его всяко хватит не только на протокометные образования или койпероиды, но и на довольно крупные куски чего-нибудь.
Занятно б вычислить, где возможны койпероиды - я думаю в пределах неск. св. суток.
Причём тут однородное распределение? Миллиарды лет после того происходило сгущение, гравитационный резонанс и выметание разряжённой материи меж звёздами
ЦитироватьПервая причина обязательна, иначе получится горячее ядро с холодной коркой.
Этого получиться не должно при любом раскладе. Логика проста: пусть есть какое-то тепловыделение. Неважно, какое и как распределено. Поскольку система существует на космических масштабах времени, то всё находится в равновесии. Значит, всё выделяющееся тепло куда-то девается. Обычно идёт сброс через тепловое излучение. Чтобы оно было, поверхность должна иметь какую-то заметную температуру. Конечно, возможны горячие и холодные пятна типа полярных и экваториальных районов, но в среднем приток и убыль тепла должны точно уравновешиваться. Так что любая причина пойдёт. Хотя приливный или радиоактивный разогрев - излишне жестоко для поселенцев.
Не знаю - не знаю. Все внешние тела дальше Юпитера, какие я знаю - это очень холодные криогенные миры. Хотя тот же Нептун и излучает энергии в четыре раза больше, чем получает от Солнца, на его спутнике Тритоне озёра жидкого азота. Почему на мирах, обращающихся вокруг планетара, должно быть по-другому? По-моему, будет масштабно увеличенная пара Нептун-Тритон или, в лучшем случае, Сатурн-Титан :)
О! Подождите, вспомнил! :idea: Кето и Форкий - сладкая парочка http://robert-ibatullin.narod.ru/lamia/Forkiy.html
ЦитироватьЯ вот одного не могу понять - а почему у Сателлита жидкая вода? Там же дубак должен быть криогенный?
Вот это и должен выяснить орбитер :-)
Ср. популярное изложение (возможно, устаревшее):
"По сообщению журнала «New Scientist», американские астрономы отыскали протопланетный диск в 500 световых годах от Земли, в созвездии Хамелеона. По-видимому, «строительного материала» здесь хватит на несколько планет земной группы или такую планету, как Сатурн. Любопытно, что окружен этим диском бурый карлик, чья масса всего в 15 раз превышает массу Юпитера. "
"По мнению некоторых исследователей, на планетах, зародившихся близ бурого карлика, могла бы существовать жизнь. Расчеты показывают, что на любой планете в 1,5-7 миллионах километров от него, вода пребывает в жидком состоянии. "
http://www.znanie-sila.ru/online/issue_3228.html
Для более холодного тела орбита должна быть просто ближе...
Очень жаль, что из Юпитера не получилось неяркой, но полноценной звезды. Тогда, возможно, мы могли бы осваивать его спутники. Был бы смысл и возможность :cry:
ЦитироватьОчень жаль, что из Юпитера не получилось неяркой, но полноценной звезды. Тогда, возможно, мы могли бы осваивать его спутники. Был бы смысл и возможность :cry:
А может, и тамошние нас бы уже осваивать начали... :wink:
Для карликов (красных и коричневых) характерны сильные вспышки, поэтому неизвестно, что там на их гипотетических планетах, есть ли условия для жизни (обитаемая зона там близко). ИМХО также наличие такого объекта и в Солнечной системе было бы неблагоприятным. Ср. http://science.compulenta.ru/357609/ (сильное рентгеновское излучение)
Но не это интересно - а как лететь и тормозить, если и вправду найдут :-). О солнечном парусе и легкого аппарата для более скромных целей было не так давно по-русски http://elementy.ru/lib/430553
Вообще же солнечный парус - для легких аппаратов. А нам надо тормозить, значит должна быть масса рабочего тела (даже для чисто разгонного и более медленного Тау аппарат оценили, кажется, в 60 тонн), т.е. в случае использования паруса для разгона надо масштабировать в меньшую сторону и отказываться от телескопа "10 Тау" (и, видимо, и спускаемого аппарата для Сателлита) в пользу чистого орбитера массой в несколько десятков килограммов :-).
Опять редизайн выходит :-). ИМХО тогда может быть сочетание многократных грав.маневров и солнечных парусов, причем для каждого пролета у Солнца используется новый парус, играющий одновременно роль теплового экрана. Ведь считается, что парус весит немного относительно массы аппарата. Но зато возникает проблема с энергией для обеспечения тормозной системы (и радиосвязи) - влезет ли по массе и, главное, по сроку работы (более 100 лет) ? Т.е. пролезет ли по массе сочетание "разгон грав.маневрами и парусами, торможение двигателем малой тяги" ? Скажем, порядка 60-100 кг орбитер с нанотехнологиями, 6-10 тонн - вместе с системой торможения + еще столько два раза по столько на паруса и маневровую в пределах Солнечной системы установку + система для первоначальной 2-ой космической (в последнем, думаю, после 2050 г. воспользуются каким-то стандартным. наработанным решением :-))... Кстати, при таких массах не потребуется сборка на орбите.
Интересно, а если полет по схеме Longshot пересчитать с Альфы Центавра на Немезиду/Сателлит ? Т.е.
http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Longshot
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19890007533_1989007533.pdf
Может будет наиболее выгодно по массе даже по сравнению с грав.маневрами и т.д. ?
(Так вот зачем будет нужен лунный гелий, кстати :-))
Однако, выйдет ли линейное масштабирование ? Разница расстояний - где-то 25 раз (10 тыс. а.е. или 250 тыс). Т.е. что с массой конструкций ? (Как для гуманитария это самый сложный для меня вопрос :-))
Также ИМХО потребуется сильный прогресс технологий - гравманевры, парус и малая тяга без гелия-3 проще (хотя торможение с малой тягой займет в любом случае несколько лет, что налагает большие требования на двигатель).
А может, использовать многоступенчатую ядерно-ионную систему? Схема должна быть отработана.
А вообще, не знаю как с планетаром, а к телу семейства Седны слетать хотелось бы. Вот сейчас подумал: найти бы объект размером с Ганимед или Землю. С вращающимися вокруг Энцеладами. Там будет и гидросфера, и, чем чёрт не шутит, биосфера. Тогда и планетар не нужен
ЦитироватьА может, использовать многоступенчатую ядерно-ионную систему? Схема должна быть отработана.
А вообще, не знаю как с планетаром, а к телу семейства Седны слетать хотелось бы. Вот сейчас подумал: найти бы объект размером с Ганимед или Землю. С вращающимися вокруг Энцеладами. Там будет и гидросфера, и, чем чёрт не шутит, биосфера. Тогда и планетар не нужен
Если бы да кабы...
Вы в поясе Койпера рассчитываете найти объект
с жидкой водой?? :shock:
ЦитироватьЦитироватьА может, использовать многоступенчатую ядерно-ионную систему? Схема должна быть отработана.
А вообще, не знаю как с планетаром, а к телу семейства Седны слетать хотелось бы. Вот сейчас подумал: найти бы объект размером с Ганимед или Землю. С вращающимися вокруг Энцеладами. Там будет и гидросфера, и, чем чёрт не шутит, биосфера. Тогда и планетар не нужен
Если бы да кабы...
Вы в поясе Койпера рассчитываете найти объект с жидкой водой?? :shock:
Ну... не то, чтобы рассчитываю... но помечтать-то можно?