Венера-Д - тема жива?

[pkl]

Похоже, какие-то долговременные варианты нужно рыть в сторону высокотемпературной электроники.

Долговременный вариант один - тяжелый (действительно тяжелый) "венероход" с приличной (атомной) энергетикой и активным охлаждением.
На десять лет непрерывной эксплуатации.

Начинать надо с сейсмометра. Впрочем, если удастся оснастить СА сканирующим телефотометром /не вижу в этом ничего невероятного: снаружи - сканирующее зеркало, свет по оптоволокну передаётся на фотоэлементы в охлаждаемый объём/, можно и на венероход замахнуться.

[raputor]

А в JPL которым вы не верите, такие работы идут. И цель - венерианский ровер.

Вы думаете, что эти разработки будут дешевле собственного производства? С учётом того, что они предназначены для их роверов.

В принципе для Венеры лучше подошла бы простейшая ламповая электроника, а на орбите управляющий аппарат с "нормальными" мозгами, без извращений.
Вот энергоустановка, да- проблема  :roll:

Лампы тоже должны быть "заточены". Да и габариты... И отсюда - функциональность.

Своя разработка полного технологического цикла - непонятно зачем, долго и дорого. И потом фактически на выброс.

А больше никаких применений для такой электроники не предвидится? Космос - весьма обширен...

Связь между элементами станции преимущественно оптическая

Облачность и квадрат расстояния...

Ну если только датчики и электронику для двигателей... А так карбид кремния - очень интересный материал. Он ещё и к радиации устойчив весьма. Как раз для юпитерианских станций. Меня это тоже заботит.

Вот, уже и дополнительные применения. Думаю, их гораздо больше.

[Дмитрий Виницкий]

Высокотемпературная электроника применяется в энергетике, и существующие пороги в 200 градусов, вовсе не являются пределом мечтаний.

[Иван57]

Я вижу выход в том, чтобы максимально уменьшить охлаждаемый объём. Возможно, стоит разделить станцию на два гермоотсека, как у ДЖВС: один, рассчитанный на несколько часов/суток работы с пассивной термоизоляцией и другой, внутри, с минимумом аппаратуры: сейсмометр, система управления, передатчик. Станция-матрёшка. Оставить там только минимум: радиопередатчик, компьютер и электронные блоки приборов. Сейчас всё это можно сделать достаточно миниатюрным и упаковать как можно плотнее. Всё, что можно, вынести наружу. Связь между элементами станции преимущественно оптическая, через один миниатюрный иллюминатор и оптическое волокно. Снаружи - механика и оптика. Таким образом получается охлаждаемый электронный "мозг" в титановом "черепе", соединённый со всем остальным через световоды. Хм... получается промежуточный вариант, между советскими "Венерами", где почти всё внутри, герметичном объёме и будущей полностью негерметичной станцией: аппарат в основном негерметичен, снаружи - буровая установка, манипуляторы, оптические элементы систем и, внутри, миниатюрный, многослойный, охлаждаемый гермообьём с электроникой. Короче, некий компромиссный вариант. К тому же, систему охлаждения придётся делать каскадной.

Может, вообще удастся отказаться от жаростойкой электроники?.

Без электроники для венерохода вряд ли удастся обойтись. Все таки управление движением аппарата на пересеченной местности достаточно интеллектуальная задача.

Насчет оптической связи между элементами станции есть непонятка: какой светочувствительный элемент будет воспринимать световой сигнал от компьютера при температуре 500 градусов?

А провода под 500 градусов говорят делали?

(Кстати, насчет энергетики. Тут мне что-то в голову приходят серно-натриевые аккумуляторы. Как раз для Венеры. Заряжать их только от чего? От солнечных батарей? А есть такие, которые под 500 градусов работают? От ветряка? От реактора? Запасти на Земле и работать пока сера с натрием не кончатся?)

Ну и насчет системы охлаждения. Я себе так представляю: два пневмоцилиндра с общим штоком, между которыми вся электроника. (Платы в виде кольца.) Один цилиндр - расширительный (детандер), второй - компрессор. Газ перетекает между ними через охлаждаемые схемы. Если использовать инертный газ (гелий, аргон), то можно, вероятно, обойтись одной ступенью (15 кратное расширение газа). Цилиндры, естественно, от внешней среды теплоизолированы.

[raputor]

Запасти на Земле и работать пока сера с натрием не кончатся?

Ветряк совсем не реален? 1.5 м/с вполне достаточно для работы компактного лёгкого ветряка на магнитном подвесе (подшипники не будут работать?). Максимальная Кюри для ряда современных сплавов, вроде, удовлетворяет условиям.

[Дмитрий Виницкий]

кетайский медно-никелевый кабель для температурв до 500 С.
http://english.sanew-cable.com/product.php?id=10597

серийный оптический кабель до 500С
http://www.ozoptics.com/ALLNEW_PDF/DTS0037.pdf

[Дмитрий Виницкий]

Ветряк совсем не реален? 1.5 м/с вполне достаточно для работы компактного лёгкого ветряка на магнитном подвесе (подшипники не будут работать?). Максимальная Кюри для ряда современных сплавов, вроде, удовлетворяет условиям.

На первоначальном Венера-Д ветряк и был. Вы не заметили? :wink:

[pkl]

А в JPL которым вы не верите, такие работы идут. И цель - венерианский ровер.

Вы думаете, что эти разработки будут дешевле собственного производства? С учётом того, что они предназначены для их роверов.

А в чём Вы видите проблему?

Связь между элементами станции преимущественно оптическая

Облачность и квадрат расстояния...

Какая облачность ВНУТРИ станции??? Вы о чём?

[ОАЯ]

В данном случае китайцы надеются, что 500 градусов будет на срезе оптического волокна. Сама оболочка как-то не тянет на 500 градусов. Явно пластик. И упоминаются киловатты излучения.

[Chilik]

А провода под 500 градусов говорят делали?

Электрические?
Конечно, делали и делают. И на 500, и на 1000, и больше.
Выглядит это примерно так (конкретно описываю термопарный кабель, который металлурги и реакторщики засовывают, куда хотят): есть трубочка из нержавеющей стали, в которой проходят 2-4 провода с примерно равными расстояниями от стенки и между собой. Пространство внутри трубки плотно забито мелким кварцевым песком, так что проводки надёжно фиксированы. Диаметр - миллиметра 4. Если с одним проводом, то, думаю, миллиметра в 2 можно уложиться. В качестве отдельных проводов это может и получиться, даже несмотря на большую погонную массу. Но трансформатор из этого не сделаешь.
Ещё вариант: на провод одеваются либо стеклянные, либо керамические бусинки/шайбочки/трубочки/чашечки. Нечто подобное было в очень древних советских электроплитках и в нагревателях паромасляных насосов. То же самое: маленьким это сделать тяжко.

[instml]

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=893685#893685

[raputor]

А в чём Вы видите проблему?

В цене и зависимости всего проекта от поставщика радиоэлементов.

Какая облачность ВНУТРИ станции??? Вы о чём?

Извините. Подумалось, что речь о коммуникации венероход-спутник-земля.

кетайский медно-никелевый кабель

А у нас такой не производят? Или Вы занимаетесь рекламой импорта?

Ещё вариант: на провод одеваются либо стеклянные, либо керамические бусинки/шайбочки/трубочки/чашечки. Нечто подобное было в очень древних советских электроплитках и в нагревателях паромасляных насосов. То же самое: маленьким это сделать тяжко.

Они и сейчас в подавляющем числе промышленных печей используются.
Вариант с трубочками с песком предпочтительнее по причине длительного воздействия. В варианте с бусами провод перекалится.

[pkl]

Я вижу выход в том, чтобы максимально уменьшить охлаждаемый объём. Возможно, стоит разделить станцию на два гермоотсека, как у ДЖВС: один, рассчитанный на несколько часов/суток работы с пассивной термоизоляцией и другой, внутри, с минимумом аппаратуры: сейсмометр, система управления, передатчик. Станция-матрёшка. Оставить там только минимум: радиопередатчик, компьютер и электронные блоки приборов. Сейчас всё это можно сделать достаточно миниатюрным и упаковать как можно плотнее. Всё, что можно, вынести наружу. Связь между элементами станции преимущественно оптическая, через один миниатюрный иллюминатор и оптическое волокно. Снаружи - механика и оптика. Таким образом получается охлаждаемый электронный "мозг" в титановом "черепе", соединённый со всем остальным через световоды. Хм... получается промежуточный вариант, между советскими "Венерами", где почти всё внутри, герметичном объёме и будущей полностью негерметичной станцией: аппарат в основном негерметичен, снаружи - буровая установка, манипуляторы, оптические элементы систем и, внутри, миниатюрный, многослойный, охлаждаемый гермообьём с электроникой. Короче, некий компромиссный вариант. К тому же, систему охлаждения придётся делать каскадной.

Может, вообще удастся отказаться от жаростойкой электроники?

Без электроники для венерохода вряд ли удастся обойтись. Все таки управление движением аппарата на пересеченной местности достаточно интеллектуальная задача.

Так я и не говорю о том, чтобы отказаться от электроники вообще. Речь лишь о том, что уйти от необходимости изобретать специальную жаростойкую электронику.

Насчет оптической связи между элементами станции есть непонятка: какой светочувствительный элемент будет воспринимать световой сигнал от компьютера при температуре 500 градусов?

А светочувствительный элемент будет в охлаждаемом контейнере, так что ему не важно. Снаружи - только оптика, камеры и спектрометра, допустим. А сигнал от них по отоволокну - к датчикам. Аналогично и сейсмометры - датчик размещается на поверхности и представляет собой рычаг с грузом и зеркальцем. Соединён с электроникой оптоволокном. Светодиод изнутри посылает сигнал, тот проходит по жиле до кабеля, отражается от зеркала и, по тому же волокну возвращается назад, к фотоэлементу. Понимаете? Конечно, сигналы на исполнительные механизмы придётся подавать по проводам, но тут уж ничего не поделаешь.

А провода под 500 градусов говорят делали?

Само собой! А как, по-Вашему, "Венеры-13 и 14" бурили? У них же вся механика снаружи была.

(Кстати, насчет энергетики. Тут мне что-то в голову приходят серно-натриевые аккумуляторы. Как раз для Венеры. Заряжать их только от чего? От солнечных батарей? А есть такие, которые под 500 градусов работают? От ветряка? От реактора? Запасти на Земле и работать пока сера с натрием не кончатся?)

Мне кажется, это будет или РИТЭГ, или даже миниатюрный реактор. Почти наверняка с турбомашинным преобразованием - у термопар, имхо, слишком малый КПД.

Ну и насчет системы охлаждения. Я себе так представляю: два пневмоцилиндра с общим штоком, между которыми вся электроника. (Платы в виде кольца.) Один цилиндр - расширительный (детандер), второй - компрессор. Газ перетекает между ними через охлаждаемые схемы. Если использовать инертный газ (гелий, аргон), то можно, вероятно, обойтись одной ступенью (15 кратное расширение газа). Цилиндры, естественно, от внешней среды теплоизолированы.

Американцы для VGNP придумали холодильную систему из нескольких каскадов.

[pkl]

А в чём Вы видите проблему?

В цене и зависимости всего проекта от поставщика радиоэлементов.

Ну и ладно! Пусть будет зависимость - мы же не МБР и не систему ПВО/ПРО делаем. Американцы, вон, тоже зависят от наших двигателей и украинских баков. И ничего, живут как то... Успокойтесь! Это очень-очень фундаментальная наука. И очень специфическая электроника. Возможно, для неё специальный класс придётся придумывать, это ведь круче даже, чем space. Termal какой-нибудь. А что до цены... а Вы считаете, что создание всей производственной цепочки в границах России, ну или Таможенного союза будет дешевле? По правде говоря, я не уверен, что сейчас и у американцев всё получится - скорее, будет какая-то международная кооперация.

[Иван57]

А светочувствительный элемент будет в охлаждаемом контейнере, так что ему не важно. Снаружи - только оптика, камеры и спектрометра, допустим. А сигнал от них по отоволокну - к датчикам. Аналогично и сейсмометры - датчик размещается на поверхности и представляет собой рычаг с грузом и зеркальцем. Соединён с электроникой оптоволокном. Светодиод изнутри посылает сигнал, тот проходит по жиле до кабеля, отражается от зеркала и, по тому же волокну возвращается назад, к фотоэлементу. Понимаете? Конечно, сигналы на исполнительные механизмы придётся подавать по проводам, но тут уж ничего не поделаешь.

...
Мне кажется, это будет или РИТЭГ, или даже миниатюрный реактор. Почти наверняка с турбомашинным преобразованием - у термопар, имхо, слишком малый КПД.

Ну и насчет системы охлаждения. Я себе так представляю: два пневмоцилиндра с общим штоком, между которыми вся электроника. (Платы в виде кольца.) Один цилиндр - расширительный (детандер), второй - компрессор. Газ перетекает между ними через охлаждаемые схемы. Если использовать инертный газ (гелий, аргон), то можно, вероятно, обойтись одной ступенью (15 кратное расширение газа). Цилиндры, естественно, от внешней среды теплоизолированы.

Американцы для VGNP придумали холодильную систему из нескольких каскадов.

Хм... Движущиеся механизмы рядом с сейсмографом... Интересно, что он покажет?

Холодильная система из нескольких каскадов? Это каких? Есть поподробнее?

[pkl]

Хм... Движущиеся механизмы рядом с сейсмографом... Интересно, что он покажет?

Это схема Venus Geophysical Network Pathfinder /VGNP/ - был такой проект в США.

Выглядеть это должно было вот так:


Как я понимаю, сейсмодатчик должен был быть вынесен на штанге слева, так что, возможно, влияние механики было минимальным.

Холодильная система из нескольких каскадов? Это каких? Есть поподробнее?

Да я искал, искал в сети - не нашёл. Занятная схема, с насосами, теплообменниками. Три контура. Я тогда ещё на жёстком диске сохранил, ну а запостить тут - нельзя.  

[ОАЯ]

Предположим, есть подходящий по температуре материал (твердый, жидкий, газообразный), излучающий определенную длину волны в СВЧ диапазоне при радиоактивном облучении.

Создаем большую поверхность – экран на поверхности Венеры. Радиоактивное излучение попадает на этот экран и вызывает излучение пропорциональное мощности. Спутник Венеры при помощи остронаправленной антенны замеряет электромагнитную напряженность с разных участков экрана и передает данные на Землю. От каждого микроучастка экрана своя длина волны.

На пути радиоактивного излучения устанавливаются полупрозрачные материалы, которые меняют свою пропускную способность от температуры, освещенности, давления, определенного атомарного состава на поверхности материала... Таким образом можно создать даже мозаичное телевиденье по принципу глаз насекомых.

Источниками энергии в данном случае будут радиоактивные изотопы слабо зависящие от внешних условий.

[instml]

Создаем большую поверхность – экран на поверхности Венеры.

Насколько большую? :wink:

[ОАЯ]

Если сделать маленькую, то не уместятся все зоны проекций на экране от датчиков. Если сделать большую, то с посадкой платформы будут проблемы.

Суть системы – все участки излучают на разных частотах радиодиапазона. И это не зависит от степени облучения, температуры, давления...Что-то вроде излучения в неоновых трубках (световой рекламы). Приемник спутника принимает весь спектр частот излучений от экрана.

Например, 10ГГц соответствуют датчику температуры – от температуры зависит интенсивность излучения зоны экрана. А 11 ГГц соответствует частоте датчика давления. 12 ГГц...118 ГГц полосе рецепторов освещенности....

[Иван57]

Предположим, есть подходящий по температуре материал (твердый, жидкий, газообразный), излучающий определенную длину волны в СВЧ диапазоне при радиоактивном облучении.

А такое вообще есть в природе? (СВЧ от радиации.)