Ряд технических вопросов (технические вопросы россыпью).

[PIN]

и по-умолчанию спутник будет крутится как попало.

Ну почему же, градиент гравитационный аппараты удачных форм выставлять может в довольно стабильное состояние после смерти.

[PIN]

Обычно это место называют «голова».

Что вам аж "голова", то нам всего лишь "надирная панель"!

[thunder26]

Обычно это место называют «голова».

Что вам аж "голова", то нам всего лишь "надирная панель"!

У TAS и AD&S "Earth panel". Но это официально. Я то про сленг...
Upd: Вспомнил, как то смотрел документацию на SSL аппарат, там тоже «Земная панель».

[Наименьший квадрат]

Люди, у меня не технический вопрос, но по нему я понял, что в орбитальной механике я мягко говоря профан, ибо задался им только сегодня.
Все знают. что луна вращается вокруг своей оси синхронно со вращением вокруг земли, именно по этому она всегда повернута одной стороной, но что на счет космических аппаратов, почему они по умолчанию обращены одной стороной к поверхности Земли?

Ориентация выстраивается в соответствии с целевой задачей.

Как выше сказано, я имел ввиду почему по умолчанию вращение аппарата синхронизовано с вращением вокруг земли? Если бы он не вращался, то надир в противоположной части орбиты становился бы зенитом и наоборот.

По-умолчанию это далеко не для всех аппаратов. Но в целом, очень распространенный вид ориентации, когда оси аппарата направляют согласно с орбитальной системой КА в текущий момент времени. Удобно это по нескольким причинам:
1) обычно на КА есть целевая аппаратура (будь то оптическая камера или какая-то антенна) которая должна быть обращена в сторону Земли. Устанавливая это оборудование относительно направления в надир (собственно -Х орбитальной системы координат) определенным образом - можно это гарантировать на всех этапах полёта.
2) на аппарате обычно есть звездные датчики, которым смотреть в надир противопоказано. Ну зачем им смотреть в Землю? А вот направив их оптические оси под определенным углом от направления в зенит (под углом, потому что надо еще чтобы другие требования выполнялись) можно не переживать, что ими когда-то посмотрим в Землю, которая например на высоте функционирования аппарата 600 км занимает треть сферы.
3) поддержание орбитальной ориентации для круговых орбит - простая задача, по-сути задача стабилизации около постоянной скорости вращения. Учитывая что ГСО и ССО орбиты околокруговые, то это обстоятельство только в плюс
4) в орбитальной ориентации наблюдается равновесное состояние (если нет у КА центробежных моментов инерции), когда минимизируется гравитационный возмущающий момент. Если одна из осей КА, с которой совпадает один из главных центральных моментов инерции направлен в надир. Это особенно приятно для больших космических конструкций, таких как МКС.

В общем, причин позитивных довольно много Можно о них много рассуждать применительно к конкретному виду аппарата. Хотя напомню, не всегда такой вид ориентации является хорошим. Надо от целей и задач смотреть.

[thunder26]

3) поддержание орбитальной ориентации для круговых орбит - простая задача, по-сути задача стабилизации около постоянной скорости вращения. Учитывая что ГСО и ССО орбиты околокруговые, то это обстоятельство только в плюс

Орбитальная ориентация практически используется только на ГСО. На остальных орбитах либо земная (Гонец), либо солнечная (Молния), либо солнечно-земная (Глонасс)

[PIN]

У TAS и AD&S "Earth panel". Но это официально. Я то про сленг...

У них же в документациидля LEO аппаратов - nadir panel.

[thunder26]

У TAS и AD&S "Earth panel". Но это официально. Я то про сленг...

У них же в документациидля LEO аппаратов - nadir panel.

На работе есть по Глобалстару и ЁрфКеир документы, надо глянуть ради интереса.

[Наименьший квадрат]

3) поддержание орбитальной ориентации для круговых орбит - простая задача, по-сути задача стабилизации около постоянной скорости вращения. Учитывая что ГСО и ССО орбиты околокруговые, то это обстоятельство только в плюс

Орбитальная ориентация практически используется только на ГСО. На остальных орбитах либо земная (Гонец), либо солнечная (Молния), либо солнечно-земная (Глонасс)

У Гонца с пассивной системой управления видимо так только и можно. На орбите типа "Молния" все по-разному летают в зависимости от задач. Арктика-М от НПОЛ летает в орбиталке, например. У ГЛОНАССа тоже видимо есть причины не делать орбиталку, о них я не знаю, никогда не доводилось работать с такими орбитами как у него. Кроме ГЛОНАССа на 19 тыс никто и не летает. Почти все ДЗЗ летают в орбиталке - это и Канопусы, это всякие Аисты (если не ошибаюсь), Метеоры и проч...

[thunder26]

На орбите типа "Молния" все по-разному летают в зависимости от задач.

Я про аппарат писал

Арктика-М от НПОЛ летает в орбиталке, например.

Тогда для поддержания нормального направления БС на Солнце нужен двухстепенной привод. По этой причине Глонасс и Меридиан летают в солнечно-земной ориентации.

PS СОС Гонца не пассивная, там есть активные исполнительные элементы

[Верный Союзник с Окинавы]

Так, мне вот интересной тема стала.

Создание (теоретическое) источника электрического тока, чтобы максимально лёгкий и компактный.

Для питания всяких маломощных, но очень автономных и комактных конструкций.

Масса в пределах 50-60 кг, объём топлива в пределах 50-70 литров, мощность 100 Вт и автономность порядка 1 год/несколько месяцев.

...
P.S. Мне интересно мнение людей по этому поводу, можно даже отдельную тему выделить.

100 Вт на год работы это под 200 кг керосина будет, а гидразина - раза в полтора больше.
70 л объема по водороду - порядка 45-50 дней потянет.
Так что определитесь по энергетике, тогда что то и сказать можно будет.

Вообще мне изначально пришла в голову идея о роботе-горничной/дворецком, для выполнения всех задач по дому, и не только в доме.

Я исходил из того, что механическая мощность у человека до 100 Ватт при не слишком напряжённой работе. Ну и типоразмеры тоже брал, чтобы в районе человеческих были. Потому что хуже, чем у человека делать нет смысла, проще сделать антропоморфное что-то. Ну а какая-нить каракатица или ещё какое достижения механики может быть и гораздо энергоэффективнее андроида.

Но да, осетра придётся урезать, приблизительно до 45-65 ватт.

При 45 ваттах и высоком КПД можно уместиться в год непрерывной работы при 96 кг гидразина, мб дольше, если что-то в гидразине растворить.

Ну если для домашнего использования, то дома и розетка есть. Пусть периодически кормится.

Ну можно, но это слишком просто)

Гы, можно пентаборан взять. Он даёт около 64,2 МДж/кг энергии при сгорании. При стопроцентном КПД выходит порядка 49 кг топлива для работы на протяжении года и мощности в 100 Ватт.

А диборан и того круче - 72,85 МДж/кг энергии при сгорании. При стопроцентном КПД выйдет потребность в 43 кг топлива. 

А это уже совсем серьёзно и круто, ИМХО.

Но что могло бы быть ещё круче?

[Blackhavvk]

Люди, у меня не технический вопрос, но по нему я понял, что в орбитальной механике я мягко говоря профан, ибо задался им только сегодня.
Все знают. что луна вращается вокруг своей оси синхронно со вращением вокруг земли, именно по этому она всегда повернута одной стороной, но что на счет космических аппаратов, почему они по умолчанию обращены одной стороной к поверхности Земли?

Ориентация выстраивается в соответствии с целевой задачей.

Как выше сказано, я имел ввиду почему по умолчанию вращение аппарата синхронизовано с вращением вокруг земли? Если бы он не вращался, то надир в противоположной части орбиты становился бы зенитом и наоборот.

По-умолчанию это далеко не для всех аппаратов. Но в целом, очень распространенный вид ориентации, когда оси аппарата направляют согласно с орбитальной системой КА в текущий момент времени. Удобно это по нескольким причинам:
1) обычно на КА есть целевая аппаратура (будь то оптическая камера или какая-то антенна) которая должна быть обращена в сторону Земли. Устанавливая это оборудование относительно направления в надир (собственно -Х орбитальной системы координат) определенным образом - можно это гарантировать на всех этапах полёта.
2) на аппарате обычно есть звездные датчики, которым смотреть в надир противопоказано. Ну зачем им смотреть в Землю? А вот направив их оптические оси под определенным углом от направления в зенит (под углом, потому что надо еще чтобы другие требования выполнялись) можно не переживать, что ими когда-то посмотрим в Землю, которая например на высоте функционирования аппарата 600 км занимает треть сферы.
3) поддержание орбитальной ориентации для круговых орбит - простая задача, по-сути задача стабилизации около постоянной скорости вращения. Учитывая что ГСО и ССО орбиты околокруговые, то это обстоятельство только в плюс
4) в орбитальной ориентации наблюдается равновесное состояние (если нет у КА центробежных моментов инерции), когда минимизируется гравитационный возмущающий момент. Если одна из осей КА, с которой совпадает один из главных центральных моментов инерции направлен в надир. Это особенно приятно для больших космических конструкций, таких как МКС.

В общем, причин позитивных довольно много Можно о них много рассуждать применительно к конкретному виду аппарата. Хотя напомню, не всегда такой вид ориентации является хорошим. Надо от целей и задач смотреть.

1,2) Причины для постоянной ориентации мне были и так очевидны, все же о технической реализации.
3) Для круговых можно было бы допустить, что космический аппарат изначально вращается синхронно с землей. Но тут сразу 3 но:
-Погрешность в скорости вращения пришлось бы компенсировать, особенно изначальная скорость вращения, которая вероятно давала бы сильное отклонение.
-Орбиты деградируют по высоте а значит и по времени оборота вокруг земли, а значит и это нужно компенсировать, слишком выглядит затратным особенно столь точное выставление значения вращения.
-Однако особенно любопытен вопрос об ориентации аппаратов с большим эксцентриситетом. Либрация такого аппарата напрочь убила бы смысл его существования. 
4)То есть мы все же говорим о гравитационном воздействии со стороны Земли? Для малых скоростей вращения аппарата это выглядит возможным. Это значит что космический аппарат не в любом положении будет стабильно ориентирован. Оси минимального - максимального момента вращения для сохранения равновесия должны быть сориентированы так, чтоб одна шла через надир-зенит а другая через астрономический горизонт по ходу или перпендикулярно направления движения. Вероятно стабильным является только случай, когда ось минимального - надир-зенит, а ось максимального горизонт перпендикулярно направлению движения, остальные это случаи нестабильного равновесия, хотя и они явно применимы, что видно по МКС.
Но это все размышления профана, хотелось бы услышать как оно есть на самом деле от профи.

[Наименьший квадрат]

Люди, у меня не технический вопрос, но по нему я понял, что в орбитальной механике я мягко говоря профан, ибо задался им только сегодня.
Все знают. что луна вращается вокруг своей оси синхронно со вращением вокруг земли, именно по этому она всегда повернута одной стороной, но что на счет космических аппаратов, почему они по умолчанию обращены одной стороной к поверхности Земли?

Ориентация выстраивается в соответствии с целевой задачей.

Как выше сказано, я имел ввиду почему по умолчанию вращение аппарата синхронизовано с вращением вокруг земли? Если бы он не вращался, то надир в противоположной части орбиты становился бы зенитом и наоборот.

По-умолчанию это далеко не для всех аппаратов. Но в целом, очень распространенный вид ориентации, когда оси аппарата направляют согласно с орбитальной системой КА в текущий момент времени. Удобно это по нескольким причинам:
1) обычно на КА есть целевая аппаратура (будь то оптическая камера или какая-то антенна) которая должна быть обращена в сторону Земли. Устанавливая это оборудование относительно направления в надир (собственно -Х орбитальной системы координат) определенным образом - можно это гарантировать на всех этапах полёта.
2) на аппарате обычно есть звездные датчики, которым смотреть в надир противопоказано. Ну зачем им смотреть в Землю? А вот направив их оптические оси под определенным углом от направления в зенит (под углом, потому что надо еще чтобы другие требования выполнялись) можно не переживать, что ими когда-то посмотрим в Землю, которая например на высоте функционирования аппарата 600 км занимает треть сферы.
3) поддержание орбитальной ориентации для круговых орбит - простая задача, по-сути задача стабилизации около постоянной скорости вращения. Учитывая что ГСО и ССО орбиты околокруговые, то это обстоятельство только в плюс
4) в орбитальной ориентации наблюдается равновесное состояние (если нет у КА центробежных моментов инерции), когда минимизируется гравитационный возмущающий момент. Если одна из осей КА, с которой совпадает один из главных центральных моментов инерции направлен в надир. Это особенно приятно для больших космических конструкций, таких как МКС.

В общем, причин позитивных довольно много Можно о них много рассуждать применительно к конкретному виду аппарата. Хотя напомню, не всегда такой вид ориентации является хорошим. Надо от целей и задач смотреть.

1,2) Причины для постоянной ориентации мне были и так очевидны, все же о технической реализации.
3) Для круговых можно было бы допустить, что космический аппарат изначально вращается синхронно с землей. Но тут сразу 3 но:
-Погрешность в скорости вращения пришлось бы компенсировать, особенно изначальная скорость вращения, которая вероятно давала бы сильное отклонение.
-Орбиты деградируют по высоте а значит и по времени оборота вокруг земли, а значит и это нужно компенсировать, слишком выглядит затратным особенно столь точное выставление значения вращения.
-Однако особенно любопытен вопрос об ориентации аппаратов с большим эксцентриситетом. Либрация такого аппарата напрочь убила бы смысл его существования.
4)То есть мы все же говорим о гравитационном воздействии со стороны Земли? Для малых скоростей вращения аппарата это выглядит возможным. Это значит что космический аппарат не в любом положении будет стабильно ориентирован. Оси минимального - максимального момента вращения для сохранения равновесия должны быть сориентированы так, чтоб одна шла через надир-зенит а другая через астрономический горизонт по ходу или перпендикулярно направления движения. Вероятно стабильным является только случай, когда ось минимального - надир-зенит, а ось максимального горизонт перпендикулярно направлению движения, остальные это случаи нестабильного равновесия, хотя и они явно применимы, что видно по МКС.
Но это все размышления профана, хотелось бы услышать как оно есть на самом деле от профи.

3) никаких там затрат нет, все хорошо. Ориентацию делают на двигателях-маховиках или гиродинах, которые работают на электроэнергии. Ничего никто не выставляет, задавая скорость, аппарат просто на борту интегрирует уравнения орбитального движения (или решает аналитические соотношения, если точности достаточно), начальные условия закладываются с Земли. Таким образом он всегда знает как надо направлять свои оси, чтоб быть ориентированым в надир. Никакая скорость не выставляется, счисляется требуемая ориентация (которая однозначно определяется фазовым вектором или элементами орбиты, которые расчитаны на борту) в текущий момент времени, вот и все. Если аппарат на низкой орбите, там вообще ЖПС или ГЛОНАСС, ничего и интегрировать не надо. Что касается ВЭО, все там нормально за исключением прохождения перицентра, где надо просто чуть больше ускорения.

4) достаточно просто просмотреть на формулу вычисления грав.момента, чтобы понять как относительно текущих моментов инерции надо ориентировать аппарат, чтоб возмущение минимальное было. Если интересно, не ленитесь

[Наименьший квадрат]

Тогда для поддержания нормального направления БС на Солнце нужен двухстепенной привод.

Одностепенного хватит. Разворотом вокруг направления в надир можно сделать плоскость поворота СБ требуемой. Для большинства задач этого хватит. Но если хочется отказаться от привода, то конечно солнечная ориентация и шабаш

[zandr]

О работе СО Гонца https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?msg=2270886
и следующий за ним пост.

[cross-track]

Ничего никто не выставляет, задавая скорость, аппарат просто на борту интегрирует уравнения орбитального движения (или решает аналитические соотношения, если точности достаточно), начальные условия закладываются с Земли. Таким образом он всегда знает как надо направлять свои оси, чтоб быть ориентированым в надир. Никакая скорость не выставляется, счисляется требуемая ориентация (которая однозначно определяется фазовым вектором или элементами орбиты, которые расчитаны на борту) в текущий момент времени, вот и все. Если аппарат на низкой орбите, там вообще ЖПС или ГЛОНАСС, ничего и интегрировать не надо.

А инфракрасного датчика вертикали (датчика горизонта) не достаточно, чтобы сориентироваться в надир? Можно еще добавить звездный датчик, чтобы исключить вращение вокруг вертикальной оси.

[Дем]

4)То есть мы все же говорим о гравитационном воздействии со стороны Земли? Для малых скоростей вращения аппарата это выглядит возможным.

Опосредованно. "Верхняя" и "нижняя" части спутника движутся по разным орбитам - соответствнно возникает растягивающая сила.
Но одной силы мало - нужно ещё как-то сбросить энергию вращения. Вращение симметричного спутника вполне может затормозиться атмосферой.

[thunder26]

Тогда для поддержания нормального направления БС на Солнце нужен двухстепенной привод.

Одностепенного хватит. Разворотом вокруг направления в надир можно сделать плоскость поворота СБ требуемой. 

Если есть разворот вокруг Х, то это не орбитальная ориентация.

[Наименьший квадрат]

Тогда для поддержания нормального направления БС на Солнце нужен двухстепенной привод.

Одностепенного хватит. Разворотом вокруг направления в надир можно сделать плоскость поворота СБ требуемой.

Если есть разворот вокруг Х, то это не орбитальная ориентация.

Очень даже, просто ориентируем относительно орбитальной системы координат другие оси аппарата. Имеем же право? Имеем. Хотя, если это и называть орбитальной ориентацией, то конечно нужно оговориться

[Наименьший квадрат]

Ничего никто не выставляет, задавая скорость, аппарат просто на борту интегрирует уравнения орбитального движения (или решает аналитические соотношения, если точности достаточно), начальные условия закладываются с Земли. Таким образом он всегда знает как надо направлять свои оси, чтоб быть ориентированым в надир. Никакая скорость не выставляется, счисляется требуемая ориентация (которая однозначно определяется фазовым вектором или элементами орбиты, которые расчитаны на борту) в текущий момент времени, вот и все. Если аппарат на низкой орбите, там вообще ЖПС или ГЛОНАСС, ничего и интегрировать не надо.

А инфракрасного датчика вертикали (датчика горизонта) не достаточно, чтобы сориентироваться в надир? Можно еще добавить звездный датчик, чтобы исключить вращение вокруг вертикальной оси.

Хватит и одного звездного датчика. Сейчас это универсальный прибор, а не то, что было в 80х. ИК-вертикаль можно использовать, но зачем, если есть звездные датчики? Сейчас подобного рода приборы используются крайне редко, поскольку есть более удобные. А счислять свою траекторию на борту при нынешних вычислительных возможностях - сущий пустяк.

[thunder26]

Тогда для поддержания нормального направления БС на Солнце нужен двухстепенной привод.

Одностепенного хватит. Разворотом вокруг направления в надир можно сделать плоскость поворота СБ требуемой.

Если есть разворот вокруг Х, то это не орбитальная ориентация.

Очень даже, просто ориентируем относительно орбитальной системы координат другие оси аппарата. Имеем же право? Имеем. Хотя, если это и называть орбитальной ориентацией, то конечно нужно оговориться

Если оси аппарата меняют свое положение относительно орбитальной системы координат, то это уже не орбитальная ориентация.