Буксир на ЭРД

[Димитър]

Про буксир на ЭРД:
http://img443.imageshack.us/img443/4948/66158206ce0.jpg

О! " Оптимальной размерностью буксира "Земля-Луна-Земля" является электрическая мощность 1 МВт. СБ+ДУ = 5 кг/квт." Лин, так это Ваш буксир! Поздравляю!  
... и еще 5 кг\квт = 5 тонн добавили на системы связи, управления, ориентации и стабилизации. Так много ?  :shock:

[Димитър]

Вопрос – сколько спутников на стационар запускается с экватора в год ?

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=941&start=330
По просьбам трудящихся в топике про буксир на ЭРД, можно посмотреть на чём человечество летает на высокие орбиты.
СПАСИБО Старому !

[Lin]

Несколько минусов буксира для доставки на стационар.
Орбита, с которой буксир начнет раскрутку – не ниже 400 км, иначе аэродинамика сыграет злую шутку. И все топливо улетит на компенсацию аэродинамических потерь. Слишком большие лопухи батарей.
Спутники должны быть оборудованы активной системой стыковки, антеннами, стыковочным узлом, двигателями для всех маневров. Так как буксир вряд – ли сможет активно маневрировать. То есть, это должны быть специально разработанные под буксир спутники.
Судя по темпам запусков – экономия составит 5 ракет в год. Сколько это в млн $ ? 500 млн. – 1 млрд. ? А в минусе не только разработка буксира и управление им, но и разработка специальных спутников под него.
Боюсь, система просто экономически не выгодна, даже если технически реализуема.
Надо что-то придумывать !

[Fakir]

Может быть, ремонт и апгрейд спутников на ОС. Ну и сборка и запуск с ОС. Как вариант.

Но буксир явно - не на СБ. 5 кг/кВт - ну нету сейчас такого.

[Димитър]

Несколько минусов буксира для доставки на стационар.
1. Орбита, с которой буксир начнет раскрутку – не ниже 400 км
2. Спутники должны быть оборудованы активной системой стыковки, антеннами, стыковочным узлом, двигателями для всех маневров. Так как буксир вряд – ли сможет активно маневрировать. То есть, это должны быть специально разработанные под буксир спутники.
3. Судя по темпам запусков – экономия составит 5 ракет в год. Сколько это в млн $ ? 500 млн. – 1 млрд. ? А в минусе не только разработка буксира и управление им, но и разработка специальных спутников под него.

1. Не проблем. Летают же на МКС.
2. Специально разработанные под буксир спутники не нужны! Насколько я понимаю, у спутников для ГСО и так все есть, кроме системы стыковки. Нужно к стандартным спутникам прикрепить дополнительный узел (тоже стандартный) из резервуара для рабочего тела и простейший стыковочный узел.
3. Если вывод на ГСО буксиром будет дешевле, чем на РБ (а иначе нету смысла делать буксир), то наш буксир перетянет на себя, если не все 30.5 запусков в год, то хотя бы половину. Так что экономия составит примерно 15 РБ + замена тяжелой РН на среднего размера.
Надеюсь 1 миллиард в год хватит, чтобы окупить создание буксира.

[Дем]

ИМХО, буксир надо делать с реактором. Конечно, низко ему опускаться нельзя, но и между тем, куда можно и ГСО расстояние дохрена.
А кстати - нельзя сделать "аккумуляторный" буксир?
В смысле - на высокой орбите его "заряжаем", разлагая например воду на компоненты, а дальше он ныряет вниз за счёт энергии из ТЭ, тащит спутник вверх, а потом стыкуется к реактору для зарядки

[Lin]

В свое время рассматривал возможность использования топливных элементов в тени Земли. Что – бы обеспечить непрерывную тягу (а не только когда СБ освещены Солнцем).
Оказалось, что по массам совсем плохо (равнялся я тогда на существующие образцы). Хотя точные цифры сейчас вряд ли найду. Если на тень не хватало, то на весь полет тем более

[Большой]

Про РН-35 (хотя лучше посмотреть большую статью в НК):
http://img295.imageshack.us/img295/500/90406850yb6.jpg
Про буксир на ЭРД:
http://img443.imageshack.us/img443/4948/66158206ce0.jpg
Еще немного про РН и мусор на орбите:
http://img443.imageshack.us/img443/6218/93291183sx1.jpg

Вы умница! Огромное человеческое спасибо. Теперт спать буду спокойно.  

[поверхностный]

В свое время рассматривал возможность использования топливных элементов в тени Земли. Что – бы обеспечить непрерывную тягу (а не только когда СБ освещены Солнцем).
Оказалось, что по массам совсем плохо (равнялся я тогда на существующие образцы). Хотя точные цифры сейчас вряд ли найду. Если на тень не хватало, то на весь полет тем более

Разве что копить электричество за виток, а расходовать импульсом  в перигее.

[samvlamix]

Принципиальным преимуществом ЭРД двигателя является очень высокий удельный импульс (до 5000 с, в зависимости от конструкции двигателя и используемого рабочего тела). Тяга ионных двигателей очень мала и обычно находится в диапазоне от 0,02 до 0,03 Н.
А в "Смарте-1" изготовленный компанией Snecma Moteurs при сотрудничестве с ОКБ "Факел" был установлен двигателя SPT-100 (стационарный плазменный двигатель),  и система подачи и распределения электропитания и запас рабочего тела (ксенона) — 82 кг. с рабочей тягой до 70 мН (7 гс), но на официальном сайте ОКБ "Факел" значиться до 84 мН, и это соответственно 8,4 гс. Но тут у меня сомнение вообще в числах т.к. на сколько я знаю:
1 кгс  = 10 Н, правильно? то 0,03 Н = 0,03 кгс так! А с SPT-100 значение 0.084 Н правильно?

[ratte07]

Вообще-то есть проблема радиационных поясов. Для многоразовых буксиров с СБ - непреодолимая.

[Lin]

Старение 50% в год, насколько помню... кто-то приводил такие данные NASA (для обычных батарей).
Может быть, полетов 5 успеет буксир сделать, если быстро-быстро.
Потом ходили слухи про то, что пленочные батареи в этом плане лучше.
Продержаться дольше.

[ratte07]

Старение 50% в год, насколько помню... кто-то приводил такие данные NASA (для обычных батарей).
Может быть, полетов 5 успеет буксир сделать, если быстро-быстро.
Потом ходили слухи про то, что пленочные батареи в этом плане лучше.
Продержаться дольше.

Быстро-быстро на ЭРД? Это вряд ли. Можно конечно использовать эллиптическуюначальную орбиту. Это несколько снизит облучение, но увеличит время перелета.

Вообще многоразовость РБ так же не нужна сегодня, как и РН. Не то количество пусков.

[Lin]

Быстро-быстро - это пять полетов в год.
Батареи будут на десятки (если не сотни) метров.

[ratte07]

Не верю в нужность многоразовости.

Вообще ЭРД применительно к выведению на ГСО можно рассматривать только в связи с основной энергоустановкой ИСЗ. Отдельный буксир не дает выигрыша перед обычными РБ (даже не водородными). И это нишевое применение. Вроде вывода на ГСО с Плесецка Союзом.

[Fakir]

Разве что копить электричество за виток, а расходовать импульсом  в перигее.

Вот это хорошая идея.
Вопрос только в массе...

Потом ходили слухи про то, что пленочные батареи в этом плане лучше.
Продержаться дольше.

Плёночные лучше? ИМХО, вас обманули
Хотя бы потому, что плёнки - это аморфный кремний, а кремниевые СБ имеют рад. стойкость порядка на два хуже арсенид-галлиевых. Это, правда, кристаллический кремний, но вряд ли у аморфного ситуация на два порядка лучше, чем у кристаллического.

Впрочем, буксир на СБ - фигня.

[Димитър]

Разве что копить электричество за виток, а расходовать импульсом  в перигее.

Нету таких акумуляторов и не предвидятся в обозримом будущем.

Потом ходили слухи про то, что пленочные батареи в этом плане лучше. Продержаться дольше.

Плёночные лучше? ИМХО, вас обманули. Хотя бы потому, что плёнки - это аморфный кремний, а кремниевые СБ имеют рад. стойкость порядка на два хуже арсенид-галлиевых. Это, правда, кристаллический кремний, но вряд ли у аморфного ситуация на два порядка лучше, чем у кристаллического.

Я извиняюсь, но несерьезно это. Хотите что-то сказать - назовите стоимость (сколько процентов уменьшение мощности за единицу времени?) и ссылочку, пожалуста! Иначе - пустой треп выходит.

Факиру: А про буксир на ЭРД с ЯЭУ почему молчим? Не ожидал от Вас...  

[Имxотеп]

Старение 50% в год, насколько помню... кто-то приводил такие данные NASA (для обычных батарей).
Может быть, полетов 5 успеет буксир сделать, если быстро-быстро.
Потом ходили слухи про то, что пленочные батареи в этом плане лучше.

Ну вот опять ужастики про радиационные пояса: "50% в год" и тд и тп. Эти заблуждения не имеют под собой оснований и дело тут вовсе не в СБ, а в общем подходе. Традиционные солнечные батареи безусловно будут в поясах работать хуже и быстрее стареть, но это вовсе не означает, что их нельзя безболезненно адаптировать к новым условиям.
Именно такая задача была успешно решена при разработке научных спутников "Интербол" для изучения магнитосферы. Их орбиты находились в наиболее напряженных участках поясов и поначалу НПО Лавочкина давало гарантию всего на полгода работы. Спутники проработали 5 лет и при этом кпд их СБ падал не быстрее, чем у их низкоорбитальных сородичей. Подробнее тут.

[Димитър]

Спасибо Имхотеп !  

Наконец вышли из области "одна баба сказала..."
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/188-189/19.shtml
" ... Были применены специальные панели СБ. В условиях космического полета батареи работают как конденсатор, периодически происходят микроразряды, возникают трещины, стекло мутнеет, КПД батарей падает. В Институте источников тока стеклянную поверхность панели металлизировали – напылили металл. Разумеется, начальный КПД батарей от этого снижается, но со временем становится заметен выигрыш. Такие батареи, впервые примененные на запущенном в сентябре 1981 г. КА «Ореол-3», за год теряют до 20% от первоначальной мощности. Сейчас, через два года после запуска, их КПД такой же, как был бы у обычных панелей после 6–8 месяцев работы. ..."

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/208/30.shtml
"... Космический аппарат «Интербол-1» (Хвостовой зонд), выведенный 3 августа 1995 г. на сильно вытянутую эллиптическую орбиту с периодом 4 суток, продолжает успешно выполнять научную программу. На конец марта 2000 г. с ним проведено 525 сеансов связи.
   Космический аппарат «Интербол-2» (Авроральный зонд) был выведен на более короткую 6-часовую орбиту. Гравитационные возмущения, действующие на аппарат, привели к необходимости проведения более частых (в 4–5 раз) подправок ориентации. В результате запасы рабочего тела оказались тем узким местом, которое определило срок активного существования Аврорального зонда. 9 сентября 1998 г. закончился азот, и с этого дня началось неуправляемое вращение аппарата.
   Поначалу казалось, что аппарат довольно быстро отвернется от Солнца, аккумуляторы разрядятся и борт обесточится. Однако этого не случилось. Спутник вращался таким образом, что периодическая засветка панелей солнечных батарей позволяла иметь положительный энергобаланс. Но даже в таких условиях специалисты группы управления умудрялись проводить сеансы связи и включать на короткое время отдельные научные приборы.
   Конечно, такое положение не могло длиться вечно. Была заметна тенденция к уменьшению средней мощности, вырабатываемой солнечными батареями. И вот 26 января 1999 г. в начале сеанса связи впервые было зафиксировано отсутствие полного заряда аккумуляторной батареи. Последний сеанс связи №451 был проведен 30 января 1999 г. 1 февраля в сеансе №452 космический аппарат «Интербол-2» на команду с Земли уже не откликнулся.
  ...
   Немногие верили, что Авроральный зонд откликнется, но 25 января 2000 г. именно это и произошло. Уже по характеру сигнала было видно, что аппарат сильно болтает. При этом в течение 30 сек панели СБ освещались Солнцем и вырабатывали ток, достаточный для питания бортовой аппаратуры и работы передатчика. И почти столько же времени они были отвернуты от Солнца.
   На следующий день, 26 января удалось включить телеметрию, хотя сигнал вел себя так же. К удивлению всех специалистов группы управления, аппарат не замерз и не перегрелся. На борту были вполне комфортные условия, а все задействованные системы находились в полном порядке."

[Димитър]

про ЯЭУ:
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/molodtsov/01/06.html
" ... после выхода в свет Постановлений от 8 июня 1971 года и 15 июня 1976 года были активизированы работы по созданию энергодвигательного блока с термоэмиссионной ядерной энергетической установкой 11Б97, развивающей электрическую мощность до 550 кВт. Масса такой ЯЭУ составляла 10-14 тонн.
Именно ЯЭУ 11Б97 послужила основой ядерного межорбитального буксира, проект которого был разработан НПО «Энергия» в 1978 году как составная часть многоразовой космической системы «Буран». Развивая эту тему, в 1982 году были выпущены технические предложения по ядерному межорбитальному буксиру «Геркулес» полезной электрической мощностью 550 кВт. Электроракетные двигатели буксира развивали тягу 2,5 кг при удельном импульсе 3000-4000 секунд. Основной задачей межорбитального буксира «Геркулес» была транспортировка грузов массой до 100 тонн, выводимых ракетой-носителем «Энергия», на геостационарную орбиту. "