ОС для ремонта спутников - целесообразна ли?

[Fakir]

Академик Зеленый, директор ИКИ, в интервью ( http://www.ng.ru/science/2005-10-26/11_slovar.html ) сказал следующее (будто avmich'a подслушал ):

Орбитальные станции нужны сейчас, да и в будущем тоже не окончательно утратят свое значение. ... Есть еще одно предназначение орбитальных станций – космическое строительство. Строить космические устройства в космосе значительно выгоднее на орбите, чем строить их на Земле, – главным образом потому, что не надо тратиться на их запуск с земной поверхности и строить их с учетом этого запуска. Сегодня без человека здесь обойтись невозможно, однако лет через 10–15 ситуация может перемениться, появятся соответствующие роботы.

Вот такой в некотором роде аргумент "за". Хотя, конечно, если Зеленый разбирается в спутниках так же, как в термояде - то аргумент может оказаться сомнительным.

[Fakir]

Вадим Семенов

Да и никую орбиту выгоднее поворачивать не "в лоб" а через высокую эллиптическую, с поворотом плоскости в апогее.

,

Не уверен, что это так для малой тяги, надо бы уточнить.

но я скорее представляю себе, что есть очередь из спутников на ремонт, так что они ничего не ждут.

А вот это фиг его знает. С объемом возможных заказов пока полнейший мрак.

[Fakir]

ДмитрийК

я даже не говорю о стоимости самой станции, я о стоимости эксплуатации. Объясните каким образом стоимость эксплуатации будет сильно меньше, космонавтов у вас будет больше (_космонавт_ на МКС всего один, за остальных платят другие), Союзов-Прогрессов вы предлагаете столько же.

А вы уверены на 100%, что в стоимость поддержания МКС входят только стоимости полетов "Союзов" и "Прогрессов"? И что стоимость поддержания ОС неприемлимо велика? Вон ведь ДОСы в свое время чуть не пачками пускали...

МКС уже построена и летает.

Да. Поэтому желательно было бы её и использовать, лишь пристыковав ангар (что относительно недорого). Единственный недостаток МКС - наклонение орбиты, но не факт, что это смертельный недостаток.

Вы ээ... сами что, не видите противоречия в том что вы написали ?

Абсолютно не вижу

В приведенной ссылке указана стоимость Экспрессов и Ямалов, равно как и деньги выделяемые на МКС.

Пока не известен потенциальный объем ремонтных работ - сравнивать стоимость Экспрессов и Ямалов со стоимостью поддержания МКС это все равно что сравнивать длинное с легким.

И вообще представьте себе картину: сидят на вашей ремонтной станции работяги-ремонтники, изобретают новый способ забивания "козла" в невесомости, ждут пока какой-нибудь спутник сломается

Не обязательно - зависит от загруженности, от числа отказов, от числа апгрейдов и т.д.
Но вообще, конечно, чисто ремонтная ОС - это нерационально. Гораздо целесообразнее "многоцелевая" ОС с ангаром - в свободное от ремонта время космонавты-ремонтники занимаются обычной исследовательской работой - технологические эксперименты и т.д. и т.п.

[Fakir]

К вопросу о буксирах.
http://www.smal-thrust.narod.ru/rez.html

Начальные условия

параметры начальной орбиты:
- высота перигея = 200 км;
- высота апогея = 25000 км;
- наклонение = 63°;

параметры конечной орбиты (ГСО):
- высота перигея = 35870 км;
- высота апогея = 35870 км;
- наклонение = 0°;

параметры космического аппарата:
- масса на начальной орбите = 770 кг;
- тяга ДУ (2 СПД-100) = 0.166 Н; (166 г)
- удельный импульс = 14710 м/c (1500 с);

В результате получаем:

- продолжительность перелета 210 суток;
- затраты топлива (ксенона) 204 кг;
- масса КА на ГСО 566 кг;

Если ввести полноценный закон управления, то есть управление по тангажу и рысканию в каждый момент времени, а также применить методы оптимизации, изложенные в статье В.Г. Петухова "Оптимизация многовитковых перелетов между некомпланарными эллиптическими орбитами", то результаты улучшатся:

- продолжительность перелета 192.7 суток;
- затраты топлива (ксенона) 188 кг;
- масса КА на ГСО 582 кг;

Это, так скз, для ориентира. Вполне неплохие результаты даже при скромных УИ и мощности.

Harsky

тогда и выводить спутники на ГСО можно не РБ, а этим буксиром, а до низкой орбиты не тяжелыми носителями, а ракетами полегче.

Можно. Но нужно уметь согласовывать пуски спутников с рейсами буксира.

все опять уперлось в высокоимпульсный транспорт. если он будет (точнее, когда он появится не в следовых количествах),  

А почему его нету, хотя прорабатывается давным-давно, и практически все технические условия для его создания выполнены? ИМХО - потому что есть "логистические" проблемы.

 
Старый

Тогда это нецелесообразность в квадрате. Наряду с нецелесообразностью ремонта добавится ещё и нецелесообразность ядерного буксира.

А как насчет каких-нибудь аргументов? Чисто для разнообразия? Или так и ограничимся чем-нибудь вроде "это нецелесообразно потому, что это нецелесообразно"?

[Вадим Семенов]

Вадим Семенов

Да и никую орбиту выгоднее поворачивать не "в лоб" а через высокую эллиптическую, с поворотом плоскости в апогее.

,

Не уверен, что это так для малой тяги, надо бы уточнить.

Возможно, для малой и не так. Но вы-то собирались использовать ЯРД, а это вовсем не малая тяга. Или уже ЭРД?

[Вадим Семенов]

параметры начальной орбиты:
- высота перигея = 200 км;
- высота апогея = 25000 км;
- наклонение = 63°;

- продолжительность перелета 192.7 суток;
- затраты топлива (ксенона) 188 кг;
- масса КА на ГСО 582 кг

Не вдохновляет, однако. Это ведь только с ГПО на ГСО. Вобчем с ЭРД спутник выключается из работы на пару лет. Впрочем, если ремонтная станция на экваториальной орбите, то будет побыстрее. Можно снижаться-подниматься по спирали с постоянно включенными двигателями, а не толчками в апогее/перигее. И вообще, я думаю особо за МКС держаться не нужно, бо ремонтную инфраструктуру надо создавать заново, фактически от МКС можно попользовать только Звезду для проживания.

Опять же довольно значительная потребность в ксеноне возникает, может дефицит фозникнуть при интенсивном ремонте. Однако преимущество ЭРД в том, что в можно обойтись без буксира, ведь их все равно на спутники ставят. Надо только баки с ксеноном побольше для спуска своим ходом. А потом ремонт, дозаправка ксеноном и вперед, обратно на ГСО.

[Fakir]

Вадим Семенов

Но вы-то собирались использовать ЯРД, а это вовсем не малая тяга. Или уже ЭРД?

Я же с самого начала писал: или-или. В зависимости от того, что важнее - малый расход массы или быстрая транспортировка.

Не вдохновляет, однако. Это ведь только с ГПО на ГСО.

Я же специально подчеркнул: это с СПД достаточно малой мощности, а не со 100-киловаттным буксиром.

И вообще, я думаю особо за МКС держаться не нужно, бо ремонтную инфраструктуру надо создавать заново, фактически от МКС можно попользовать только Звезду для проживания.

Использовать станцию исключительно как ремонтную - нерационально.

Опять же довольно значительная потребность в ксеноне возникает, может дефицит фозникнуть при интенсивном ремонте.

Да забудьте про ксенон, при мало-мальски массовом применении будум летать на криптоне.

Однако преимущество ЭРД в том, что в можно обойтись без буксира, ведь их все равно на спутники ставят.

Ну со своими ЭРД они и будут по году ползать. Мощность-то дохлая.

Надо только баки с ксеноном побольше для спуска своим ходом.

И при этом выводить лишнюю массу для всех спутников, хотя ремонт понадобится, возможно, одному из десяти?

[Fakir]

Кстати о птичках. ФКП, раздел "Средства выведения":

6.4. Создание транспортных модулей на основе двигательной установки, использующей солнечную энергию (ТМ СТДУ) и/или ЭРДУ (ТМ ЭРДУ) для РН среднего и тяжелого классов; ТМСЭ на основе экономичных тепловых или электроракетных двигателей, обеспечивающих выведение на ГСО и отлётные траектории полезной нагрузки массой до 12 т (при времени выведения от 30-60 до 100-180 суток)
Начало экспериментальной отработки – 2012 г.
Готовность к пуску-2016 г.
1130/0

Конечно, медленно как-то, но всё же.

[Вадим Семенов]

Угу, к 2016г. МКС уже будет куском отслужившего свое металлолома. А может и вовсе прекратить свое сузествование на раскладе. Так что станцию для ремонта лучше сразу строить на правильной орбите. А насчет каких-то исследований паралелльно ремонту я не возражаю.

[Fakir]

Отметим, что и ЯРД в ФКП вписали - что не может не радовать.

А вот здесь:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=2366&highlight=

 - пример спутника, требующего ремонта.

«Аракс-Н» был запущен дважды. В 1997 году он проработал 4 месяца. Причиной его гибели стали отказ одного из двух зарядно-разрядных устройств и ошибка при управлении, когда перед входом в тень включили больше нагревателей, чем могла выдержать СЭП. Второй оказался более удачливым. После пуска в 2002 году он проработал год на орбите, и с него было получено огромное количество прекрасных снимков. Однако в августе 2003 года его гермоконтейнер был пробит какой-то железякой, и воздух вытек за какие-то полчаса. Хотя еще почти месяц с него получали сигнал, но работать с ним было уже нельзя.

Тупое повреждение. Конечно, могут сказать (пожалуй, справедливо), что гермоконтейнеры - это архаика. Но можно ли быть на 100% увереным, что аналогичная неприятность не может произойти и с тепловой трубой?

[Дмитрий Виницкий]

Причин, по которым железяка не стоила ремонта, изложено более чем достаточно

[frost_ii]

ЯРД в ФКП меня не радует... Опять бездумное копирование...

Тупое повреждение. Конечно, могут сказать (пожалуй, справедливо), что гермоконтейнеры - это архаика. Но можно ли быть на 100% увереным, что аналогичная неприятность не может произойти и с тепловой трубой?

Да с любым прибором такое может произойти. Особенно в свете увеличения массы  разнообразного техногенного мусора в околоземном пространстве..

[Вадим Семенов]

А вообще ССО -- прекрасное место, чтобы обкатать "МЭК в сборе", а не только отдельные узлы. Условия постоянной освещенности вполне соответствуют трансмарсианскому полету. А то вдруг система терморегулирования не справится, в отличие от нынешней МКСовской орбиты. А ГСО даже еще лучше, к освещенности добавляется естественные органичения по снабжению. Придется жить в условия полностью автономного полета, с замкнутой СЖО и фиксированными запасами. При том, что в критической ситуации вернуть экипаж на Землю все же возможно. Вобщем, для генеральной рпетиции нужно забросить на МЭК на ССО или ГСО экипаж дней так на 500. А чтобы им было чем заняться все это время пусть попробуют какие-нибудь спутники починить. Приятное с полезным, так сказать. А там, глядишь, сам по себе ремонт заинтересует спутниковладельцев.

[Salo]

http://www.aviationweek.com/aw/generic/story_channel.jsp?channel=space&id=news/asd/2010/01/12/01.xml&headline=NASA%20May%20Test%20Refueling%20Satellites%20On%20ISS

NASA May Test Refueling Satellites On ISS

Jan 12, 2010   By Frank Morring, Jr.

Engineers at NASA's Goddard Space Flight Center are developing an in-orbit test bed to validate techniques for refueling satellites that weren't designed to be refueled, using procedures growing out of the experience gained servicing the Hubble Space Telescope.

Preston Burch, the Hubble program manager, said Jan. 11 that the experiment would use the Canadian-built Special Purpose Dexterous Manipulator, known as Dextre, to simulate cutting into a spacecraft's insulation, tapping into its fuel plumbing, and refilling its tanks to extend its service life.

"We've already developed a prototype tool that's pretty cool that can cut through the external skin or insulation on the satellite, snip the safety wire on the cap on the fuel valve, attach the hose and turn the valve and transfer the fuel into the vehicle," Burch said. "We're hoping to demonstrate that on the International Space Station."

The work started with $20 million that Congress appropriated in Fiscal 2009 to capture the lessons learned from the five Hubble-servicing missions with spacewalking astronauts, and the planning that went into a robotic servicing mission that ultimately was dropped. Burch stressed that the appropriation doesn't cover an actual flight test, which would involve attaching a test bed to the outside of the station and putting Dextre to work on it.

"This is being proposed," Burch said. "We're laying the groundwork for doing that in the future funding that we expect will be coming to this team."

The Goddard team is also soliciting ideas from industry and space agencies worldwide on how to use in-space servicing to enable "previously impossible" missions like refueling satellites. Responses to a Dec. 8 request for information are due Jan 15, with a workshop planned next month to refine the effort.

The study, which was ordered by Congress in appropriating the $20 million, will gauge how robotic and human servicing can aid several notional missions in low Earth orbit, geostationary orbit and at the sun-Earth Lagrange points about 1 million miles from Earth. In addition to refueling spacecraft, possibilities include installing new instruments and assembling spacecraft too large to launch in one piece, Burch said.

A final report on study results is due on Capitol Hill in September.

International Space Station photo: NASA