Концепция АОС

Автор 2025, 02.07.2013 06:16:42

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

2025

02.07.2013 06:16:42 Последнее редактирование: 02.07.2013 06:20:53 от 2025
Предложу на обсуждение концепцию Автоматических Орбитальных Станций.
Мысль такая. Сейчас каждый спутник несет в себе:
1) энергообеспечение (СБ+аккумуляторы+управление);
2) поддержание климата;
3) навигация (двигатели + баки + топливо + управление);
4) ориентация;
5) связь с Землей;
6) целевая аппаратура.
Т.е. помимо целевой аппаратуры, которая в каждом спутнике своя, все остальное дублируется многократно, хотя довольно не дешево. Немалая стоимость складывается как из стоимости самого железа и софта, так и из стоимости доставки.

Идея вот в чем. Можно запустить серию универсальных автоматических станций, предлагающих функции 1-5 для аппаратуры заказчиков. Станция проходит регулярное техническое обслуживание: дозаправку, установку новых модулей, снятие старых и отправку их на Землю. Т.е. заказчики приносят только функциональные блоки (например оптику и управляющую электронику), которые устанавливаются и снимаются во время обслуживания.
Чем-то напоминает аппаратуру арендаторов на телебашнях, в том числе Останкинской.

Какие преимущества.
1. Исчезает космический мусор. Аппарат не просто прекращает функционирование и остается на орбите. Он вместо этого снимается и возвращается на Землю.
2. Заказчику не нужно думать о куче лишней аппаратуры. Всем необходимым обеспечивает станция.
3. Работоспособность некоторых аппаратов можно продлевать неопределенно долго.
4. Для постройки долгосрочной станции может оказаться оправданным использовать более эффективные и дорогие решения, т.е. качество обслуживания аппаратуры арендаторов.
5. Централизованное снабжение скорее всего сделает более дешевым обеспечение аппаратов. Например, можно поставить вместо солнечных панелей ядерное энергоснабжение.
6. Разгрузится околоземное пространство. Не будет проблем вывода нескольких аппаратов на одну орбиту. Прежде всего, это касается ГСО.
7. Большая часть оборудования может работать долго, заменять нужно будет только расходные элементы (жидкости, газы, топливо, рабочее тело).
8. В некоторых случаях такие станции не грех обслужить и человеком при необходимости.

Т.е. вместо нескольких тысяч разрозненных аппаратов можно запустить порядка 20-100 АОС и цеплять к ним по мере необходимости полезную нагрузку. Очевидно, что все с помощью них решить невозможно и автономные спутники никуда не денутся. Но если удастся хотя бы 50% орбитальной флотилии перевести на станции, то это будет очень благоприятно как с точки зрения космического мусора, так и с экономической и даже с коммерческой.

Возможно есть какие-то подводные камни, их-то и предлагаю обсудить.

Зомби. Просто Зомби

Спутники, ныне существующие, чаще всего используют именно "позиционный" ресурс.
И потому их необходимо располагать на различных орбитах и в разных позициях даже, на этих орбитах.
И чаще всего требования к орбитам - несовместимы, кому-то надо быть на самой низкой, кому-то на ССО, кому-то на ГСО.

Так что и ГЛОНАСС, скажем, в один аппарат никак не помещается, их нужно сколько-то там, причем определенно друг от друга расположенных.

Очень для немногих случаев такое объединение было бы возможно и в основном оно происходит на "неавтоматических" станциях, когда параметры орбиты более или менее безразличны.

Тем не менее, со временем некоторое "укрупнение", вероятно, будет, как и переход к обслуживаемым тяжлым аппаратам, но это процесс с очень не скорой, отдаленной и несколько неопределенной перспективой.

Но главное, никак не получится заменить "50%%" спутников, из-за несовместимых требований к орбитальным параметрам в основном, но и несовместимости аппаратуры, вероятно, иногда.

"Красиво, но не работает", во всяком случае не актуально
Не копать!

2025

Да я понимаю, что этои самый тонкий момент. Но я написал про 20-100 АОС.
Т.е. эти станции можно расположить на  наиболее востребованных орбитах. А пользователи уж будут решать: или втиснуться в параметры орбиты станции и экономить на куче вещей, или делать отдельный аппарат, который обойдется дороже.
Просто тенденция идет такая, что число спутников растет очень быстро, многие орбиты уже либо заняты, либо загажены. Если думать на перспективу 20-30 лет, то необходимость в какой-то систематизации и регулировании орбитальной группировки все равно возникнет.

Alex_II

Цитата2025 пишет:
Т.е. эти станции можно расположить на наиболее востребованных орбитах. А пользователи уж будут решать: или втиснуться в параметры орбиты станции и экономить на куче вещей, или делать отдельный аппарат, который обойдется дороже.
Ну давайте поглядим, что можно ими заменить? Связистов на ГСО? Нет, нельзя. - куча связных спутников в одном месте будут забивать друг друга... Проще сделать просто тяжелый спутник связи и продавать каналы. Метеоспутники? Вряд ли, опять тяжелые спутники проще, с продажей результатов всем желающим... Спутники ДЗЗ? Так они большей частью военные - а эти ребята к вам не пойдут... Навигационные? Нет, не получится - тем необходима точная расстановка на орбитах... Низкоорбитальная связь (Иридиум и т.п) - тоже нет, там должно быть МНОГО спутников... И что у нас остается? Мелкие кубосаты для технологических экспериментов и наука вообще. Научники к вам если и пойдут, то самые непривередливые... Вот кубосаты и остаются...
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

2025

А вы замените понятие "тяжелый спутник" на АМС. Т.е. тот же тяжелый спутник можно сделать еще более тяжелым (добавить дополнительные диапазоны, каналы и пр.), сделать его модульным и перезаправляемым.
Сейчас производят спутниковые платформы. Что мешает производить спутниковые платформы на несколько нагрузок?
Пускай АОС будет не подобие МКС, а какой-то промежуточный вариант с ворохом небольших станций на 2-10 нагрузок.
Взять тот же Глонасс. Из каждой точки Земли должны быть видны минимум 3 спутника. Что мешает довесить туда нагрузку Иридиума? А если навесить туда же нагрузку многодиапазонного мониторинга (оптика, ИК, радио) поверхности Земли? Практически вся поверхность Земли в реальном времени будет отслеживаться. Военные взвоют от счастья.

На ГСО тоже висят аппараты с разными функциями. Не только связь. Было время, когда наши отслеживали пуски ракет с ГСО (не знаю как сейчас).
И кстати, не понятно как долго еще нужны будут спутники связи на ГСО. Сейчас телевидение на IP-сети мигрирует, а ГСО из-за больших задержек для этого не подходит. Самое то разместить связь на высоте Глонассов и маршрутизировать потоки напрямую.

Alex_II

Цитата2025 пишет:
Т.е. тот же тяжелый спутник можно сделать еще более тяжелым (добавить дополнительные диапазоны, каналы и пр.), сделать его модульным и перезаправляемым.
Вот это - пожалуйста. Но это должен быть единый проект, а не модули разных производителей без согласования...


Цитата2025 пишет:
Взять тот же Глонасс. Из каждой точки Земли должны быть видны минимум 3 спутника. Что мешает довесить туда нагрузку Иридиума? А если навесить туда же нагрузку многодиапазонного мониторинга (оптика, ИК, радио) поверхности Земли? Практически вся поверхность Земли в реальном времени будет отслеживаться. Военные взвоют от счастья.
Нагрузку Иридиума? А аккумуляторы к спутниковым телефонам вы за собой в чемодане таскать будете? Иридиумовская трубка пробивает своей куцей антенной до 1000км 20 тысяч до навигационных спутников она не пробьет просто - мощи не хватит. Или надо тарелку с самонаведением... Потому как орбиты GPS/GLONASS - это не стационар... Ну и мониторинг - столь же сомнителен - высота орбиты будет сильно мешать... Военные конечно взвоют - но не от счастья...
Цитата2025 пишет:
Было время, когда наши отслеживали пуски ракет с ГСО (не знаю как сейчас)
Точно так же - спутники СПРН никуда вроде не делись Но военные в вашу "общагу" не пойдут ни за что...


Цитата2025 пишет:
 Сейчас телевидение на IP-сети мигрирует, а ГСО из-за больших задержек для этого не подходит
Да? А как же я IP-TV оттуда смотрю? И в инете роюсь через VSAT? Несерьезные там задержки (разве что телефония прикалывает...)
А орбиты Глонасса по высоте от ГСО отличаются не радикально. Зато будет сильнейший геморрой с нацеливанием антенн - это ж вам не ГСО, тут их крутить непрерывно придется...
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

2025

ЦитатаAlex_II пишет:
Вот это - пожалуйста. Но это должен быть единый проект, а не модули разных производителей без согласования...
Почему без согласования? Сейчас в любом компьютере оборудования миллион от разных производителей. Стандартизация уже давно существует. Никто не мешает стандартизовать интерфейсы для установки сторонних модулей.

ЦитатаAlex_II пишет:
до 1000км 20 тысяч до навигационных спутников она не пробьет просто - мощи не хватит.
О высоте орбиты навигационных спутников я конечно не знал. Возможн ли запуск их на более низкие орбиты типа радиационно-безопасной 800-км?
Даже если навигационные спутники не удастся опустить, ДЗЗ вполне могли бы прицепиться к низкоорбитальным спутникам связи.

ЦитатаAlex_II пишет:
Да? А как же я IP-TV оттуда смотрю? И в инете роюсь через VSAT? Несерьезные там задержки (разве что телефония прикалывает...)
Задержки там вполне ощутимые и достаточные чтоб кого-то раздражать, а кому-то сделать работу невозможной. Сейчас вон из Нью-Йорка в Лондон специальный кабель прокладывают, у которого скорость света выше, чем у предыдущих поколений. Говорят, что задержки очень важны для фондовых спекулянтов.
А лично мне было бы крайне неудобно пользоваться такой связью, поскольку очень часто работаю по ssh. Задержки бесят.

azeast

Цитата2025 пишет:
Сейчас вон из Нью-Йорка в Лондон специальный кабель прокладывают, у которого скорость света выше, чем у предыдущих поколений
Это круто! :)

Alex_II

Цитата2025 пишет:
очему без согласования? Сейчас в любом компьютере оборудования миллион от разных производителей. Стандартизация уже давно существует. Никто не мешает стандартизовать интерфейсы для установки сторонних модулей.
А смысл тогда какой? Проще сделать тяжелый спутник связи для ГСО с ремонтопригодной модульной конструкцией и ядерным реактором и продавать каналы связи. Зачем заморачиваться множеством модулей от разных производителей? Чтоб глюки на этом ловить, как с компами иногда бывает?


Цитата2025 пишет:
О высоте орбиты навигационных спутников я конечно не знал. Возможн ли запуск их на более низкие орбиты типа радиационно-безопасной 800-км?
Если что-то предлагаете - то контекст все же лучше знать, а то люди смеяться будут. Нет, насколько знаю, запуск на низкие орбиты спутников глобально позиционирования невозможен - во всяком случае при нынешних принципах построения этой системы...
Цитата2025 пишет:
ДЗЗ вполне могли бы прицепиться к низкоорбитальным спутникам связи.
Могли бы (хотя смысла никакого, спутники низкоорбитальных систем связи легкие и долгоживущие, а с такой добавкой - фигня получится...) В чьих интересах будут работать эти ДЗЗ?
Военным такое нафиг не упиралось...



Цитата2025 пишет:
Задержки там вполне ощутимые и достаточные чтоб кого-то раздражать, а кому-то сделать работу невозможной.
Вы когда-нибудь работали с инетом через систему VSAT или чисто теоретически судите? Кому при таких задержках (до 500мкс) невозможно работать - сидит привязанный к кабелю а не лезет в края, откуда только через спутник на связь и выходят...


Цитата2025 пишет:
Сейчас вон из Нью-Йорка в Лондон специальный кабель прокладывают, у которого скорость света выше, чем у предыдущих поколений.
В школу. Учить СТО и ОТО... Длина у этого кабеля меньше, а не скорость света другая...
Цитата2025 пишет:
А лично мне было бы крайне неудобно пользоваться такой связью, поскольку очень часто работаю по ssh. Задержки бесят.
Еще раз: Вы (лично) работали когда-нибудь через спутник?
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

G.K.

Цитата2025 пишет:
Сейчас вон из Нью-Йорка в Лондон специальный кабель прокладывают, у которого скорость света выше, чем у предыдущих поколений.
Материальчику этого кабеля дате пожалуйста :)
https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0AtceJ_4vZ7mSdDV4QWVVdEY0RXRFQUc0X05RZjFpN1E#gid=10
Планы пусков. Обновление по выходным.

PIN

Цитата2025 пишет:
Идея вот в чем. Можно запустить серию универсальных автоматических станций,
предлагающих функции 1-5 для аппаратуры заказчиков.
1-5 определяются 6. И требуются очень (и, все более, очень очень :) ) разными, в зависимости от 6. Одно это делает саму идею нежизнеспособной.

2025

03.07.2013 20:47:26 #11 Последнее редактирование: 04.07.2013 01:21:58 от 2025
ЦитатаAlex_II пишет:
А смысл тогда какой? Проще сделать тяжелый спутник связи для ГСО с ремонтопригодной модульной конструкцией и ядерным реактором и продавать каналы связи. Зачем заморачиваться множеством модулей от разных производителей? Чтоб глюки на этом ловить, как с компами иногда бывает?


Смысл в том, чтобы сократить удельнжые затраты на обслуживающую аппаратуру.
Даже к компьютеру вы можете подключить принтер, сканнер, флэшку и прочую перефирию. Все от разных производителей. Нормальный комп от этого не глючит. Ну а если у вас Винда, то не нужно мерить по ней весь софт.

ЦитатаAlex_II пишет:
Если что-то предлагаете - то контекст все же лучше знать, а то люди смеяться будут.
ЦитатаAlex_II пишет:
В школу. Учить СТО и ОТО... Длина у этого кабеля меньше, а не скорость света другая...
Ну вот, вы в одном посте упрекаете меня в невежестве, даже в школу посылаете, при этом сами же показываете свою некомпетентность. Аккуратнее с пренебрежительными высказываниями. Я уже около 20 лет пользуюсь СТО как рабочим инструментом.
В оптическом волокне ВАКУУМА пока что НЕТ. В оптической среде скорость света всегда меньше, чем в вакууме. Хотя есть работы по трубчатым волокнам с вакуумом внутри, но они как раз для того же увеличения скорости света и снижения поглощения средой.

ЦитатаAlex_II пишет:
Вы когда-нибудь работали с инетом через систему VSAT или чисто теоретически судите?
Признаюсь, я отказался от этой идеи еще на этапе изучения вопроса. Просто мне очень часто приходится общаться с Америкой и Европой, в том числе голосом. Но что такое лагающая сеть я знаю не по наслышке.

ЦитатаAlex_II пишет:
Кому при таких задержках (до 500мкс) невозможно работать - сидит привязанный к кабелю а не лезет в края, откуда только через спутник на связь и выходят...
О чем вы? В случае дуплексного канала 36000 км сигнал проходит 2 раза - туда и обратно. скорость света 300000 км/с. Получается время на прохождение (без учета задержек электроники) 0.24 сек. Если связь односторонняя, то несколько быстрее.
Даже педевикия по этому поводу вещает:
Связь через геостационарные спутники характеризуется большими задержками в распространении сигнала. При высоте орбиты 35 786 км и скорости света около 300 000 км/с ход луча «Земля-спутник» требует около 0,12 с. Ход луча «Земля (передатчик) → спутник → Земля (приемник)» ≈0,24 с. Ping (ответ) составит полсекунды (точнее 0,48 с). С учетом задержки сигнала в аппаратуре ИСЗ и аппаратуре наземных служб общая задержка сигнала на маршруте «Земля → спутник → Земля» может достигать 2--4 секунд[5]. Такая задержка делает невозможной применение спутниковой связи с использованием ГСО в различных сервисах реального времени (например в онлайн-играх)[6].
 
Ответный вопрос: вы когда-нибудь спутниковым интернетом пользовались?

ЦитатаSOE пишет:
1-5 определяются 6. И требуются очень (и, все более, очень очень  :)  ) разными, в зависимости от 6. Одно это делает саму идею нежизнеспособной.
Что именно определяется? Геродины по другим принципам по другим принципам точно не работают. Протоколы связи тоже везде одинаковы и определяются ЦУПом. Солнечные батареи тоже везде одинаковы, варьируется только их площадь. Сейчас спутники делают на базе готовых спутниковых платформ. Никто не проектирует их с нуля ради одной задачи. В том числе и интерфейсы уже давно все стандартизованы. Также увеличение функциональности и массы спутников происходит де-факто. Чего пока не делают - это модульность и обслуживаемость. И я уверен, что заказчику без разницы где установят на платформу его нагрузку: в цехе на Земле или уже в космосе.

PIN

Цитата2025 пишет:
Что именно определяется?
Практически все. Начиная от каналов передачи данных до дизайна системы терморегулирования, концепции FDIR, требований к системе синхронизации времени, коррекции движения и ориентации. И т.д. и т.п.

Цитата2025 пишет:
Протоколы связи тоже везде одинаковы и определяются ЦУПом.
Я работаю в одном из ЦУПов откуда управляется порядка 10 миссий одновременно и вынужден вас разочаровать - "протоколы связи" хоть и базируются на ряде стандартов, но требуются очень разные (начиная от уровня радиоканала заканчивая кодированием и прикладным уровнем) в силу различных требований у различных миссий.


Цитата2025 пишет:
Солнечные батареи тоже везде одинаковы, варьируется только их площадь.
Тоже нет.

Цитата2025 пишет:
Сейчас спутники делают на базе готовых спутниковых платформ.
Далеко не всегда и не все. При этом, нередко от "платформы" остается только часть силовой конструкции и пара подсистем. Посмотрите на дизайн готовящихся к пуску в ближайшие пару лет Sentinel 1,2,3 и EarthCare. Все-типичные аппараты ДЗЗ, но имеющие существенные отличия в реализации платформ и даже общей компоновки


Цитата2025 пишет:
Никто не проектирует их с нуля ради одной задачи.
И такие тоже есть. Посмотрите на GOCE, например. И он не одинок в своем роде.

2025

03.07.2013 23:19:58 #13 Последнее редактирование: 04.07.2013 01:21:32 от 2025
ОК. В таком случае ситуация напоминает мне ту, что сложилась в компьютерах где-то в 70-х, конце 80-х, когда существовало море различных несовместимых компьютеров. Многие компьютеры изготавливались мелкими гаражными фирмами. В итоге мы видим сейчас очень стандартизованную отрасль, где все подходит ко всему.
До создания интернета существовало огромное число протоколов связи. Сейчас реально используется IP + несколько менее распространенных.
В общем, сейчас компьютер может собрать даже школьник.

Что-то мне говорит, что даже в космонавтике, где производится товар штучный (к сожалению, не серийный), существует определенный уровень стандартизации. Никто же не проектирует новые геродины для нового спутника. Никто не делает новые двигатели. Пользуются готовыми компонентами, находящимися ... на рынке(?).
Я уверен, что стандартизация довольно скоро распространится и на спутники, которые можно будет собрать дома из рассыпухи за 15 минут. Вон НАСА запустило спутник на базе андроид-телефона.

В общем, для кого-то АОС может оказаться неплохим стартапом, либо будем ждать пока Apple не создаст iSat.

G.K.

ЦитатаSOE пишет:
И он не одинок в своем роде.
Есть ещё такие же красивые "звездолёты"? Если бы меня спросили, какой спутник символ космонавтики я бы его выбрал...
https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0AtceJ_4vZ7mSdDV4QWVVdEY0RXRFQUc0X05RZjFpN1E#gid=10
Планы пусков. Обновление по выходным.

PIN

Я понятия не имею, что такое "гетеродины для спутника", но КА на LEO и MEO становятся все более специализированными и легкими, то есть движутся в направлении прямо противоположном вашим странным идеям. И тренд этот устойчивый, по совершенно объективным обстоятельствам.

2025

Пардон, описка по Фрейду. Конечно геродины имеются в виду.
Объективные обстоятельства таковы, что "околоземные улицы" вот-вот превратятся в "пробку". Каждое новое столкновение старых аппаратов порождает лавину новых обломков на орбите. Это цепная реакция. Не выдержит околоземный город спутника в каждой семье к 2030-му году. Рано или поздно должны появиться какие-то ограничивающие меры для снижения их числа, свода с орбиты и т.д.

А еще объективные обстоятельства таковы, что никто просто никогда не прорабатывал вопрос АОС и ее целесообразность неизвестна. Зато я знаю что народ точно так же кричал, что компьютер без клавиатуры - это полгая глупость, зато сейчас эти же самые люди готовы молиться на С.Джобса и нежно тащатся от разных айфончиков и айпадиков.

PIN

Цитата2025 пишет:
Конечно геродины имеются в виду.
Гиродины? КА с ними - относительная редкость. И даже куда более частые двигатели-маховики нужны и используются не на всех КА...

Valerij

06.07.2013 23:16:56 #18 Последнее редактирование: 06.07.2013 23:22:56 от Valerij
Цитата2025 пишет:
ОК. В таком случае ситуация напоминает мне ту, что сложилась в компьютерах где-то в 70-х, конце 80-х, когда существовало море различных несовместимых компьютеров. Многие компьютеры изготавливались мелкими гаражными фирмами. В итоге мы видим сейчас очень стандартизованную отрасль, где все подходит ко всему.
Это так, но сейчас компьютеры выпускаются миллионами штук. Вы же предполагаете, что останется всего несколько сотен или тысяч таких тяжелых платформ. и других спутников просто не будет. Если бы компьютеров в мире было всего несколько сотен штук, то не было бы такой сквозной стандартизации.
   
Цитата2025 пишет:
Я уверен, что стандартизация довольно скоро распространится и на спутники, которые можно будет собрать дома из рассыпухи за 15 минут. Вон НАСА запустило спутник на базе андроид-телефона.
Значит спутников станет очень много....
В отношении идеи стандартизации вы правы, но основная ваша идея - переход к ограниченному числу тяжелых обслуживаемых платформ - нежизнеспособна. Зачем спутник из рассыпухи, если заранее известно, что он никогда не будет на орбите?

Уилбер Райт: "Признаюсь, в 1901-м я сказал своему брату Орвиллу, что человек не будет летать лет пятьдесят. А два года спустя мы сами взлетели".


2025

ОК. Вы меня подловили. На это я могу предложить заняться сквозной стандартизацией модулей, но размещать их на нескольких сотнях обслуживаемых платформ.

Alex_II

Цитата2025 пишет:
О чем вы? В случае дуплексного канала 36000 км сигнал проходит 2 раза - туда и обратно. скорость света 300000 км/с. Получается время на прохождение (без учета задержек электроники) 0.24 сек. Если связь односторонняя, то несколько быстрее.
Косяк... 36т. км это на экваторе. Я обычно выхожу через спутник на связь откуда-нибудь с приполярных широт. До спутника - тысяч 50км и обратно так же. От трети до половины секунды задержки. В аппаратуре - непредсказуемо, но это влияет большей частью не на инет, а на телефонную связь (она через ту же тарелку). Вот там - задержка заметна просто на слух. Знакомого с днем рождения поздравлял, так тот 5 минут поговорив, поинтересовался, как я на Луну попал... :D
О, кажется у меня там опечатка - не 500мкс а 500 миллисекунд, прошу прощения...  :oops:
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

SFN

Есть тема ОКА-Т http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum10/topic4975/ http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum10/topic4975/?PAGEN_1=8
по-моему идейно очень близко к АОС. и к другим моющим средствам