Наноракета для наноспутников?

[Старый]

Что может делать наноспутник? Пока выше одни намеки. Остаются только такие миролюбивые задачи как хранение на орбите генетического оружия, маломощная связь с подводными лодками, нелегальными передатчиками в тайге, пустыне, горах и многочисленные датчики радиоактивности.

В связи с очень маленькой мощностью передатчика и размером приёмных антенн ретрансляция реально невозможна. Если надо проводить ретрансляцию скрытно то ретранслятор ставят на спутники другого назначения.

[avmich]

Вопрос:
В микроспутниках упоминается масса полезного груза (например 28 кг) и масса спутника (например 50 кг). Что есть 28 кг? Причем, никаких реактивных двигателей я на схеме не видел. 22 кг. Это разгонный блок?

Что может делать наноспутник? Пока выше одни намеки. Остаются только такие миролюбивые задачи как хранение на орбите генетического оружия, маломощная связь с подводными лодками, нелегальными передатчиками в тайге, пустыне, горах и многочисленные датчики радиоактивности.
Сдается мне к недостаткам можно отнести:
- невозможностью маневрирования на орбите
- не постоянными сеансами связи
- годовым сроком жизни
- узкая специализация

Из преимуществ:
- малозаметность
- низкие затраты при проектировании
- возможность производства серией
- малое время изготовления и испытания. Склоняюсь к мнению Старого.

Микроспутники - выше 10 кг - на орбите уже маневрировали. Для наноспутников это, наверное, не так нужно, их делают под достаточно узкие задачи, см. выше.

Связь с такими спутниками часто делается через Глобалстар. У него глобальное покрытие, не надо ждать сеанса.

Сроки жизни наноспутников, насколько я знаю, невелики - опять же, такой задачи для них обычно не ставится. Например, образовательная роль часто в значительной степени состоит в конструировании спутника, а не в его использовании на орбите. Отработка технологий - это тоже часто некие эксперименты, по завершении которых спутник не нужен.

Узкая специализация - да, конечно. Надо несколько функций - надо запускать несколько спутников.

Тут не очень понятно; ожидается несколько функций от одной (малой) массы? Такого пока нет, масса сильно ограничивает; впрочем, та же проблема и у больших спутников, всегда хочется в фиксированную массу втиснуть побольше функций.

Или несколько функций ожидается от одного, фиксированного во времени, процесса разработки спутника? Такого тоже нет, если нужна функция, её надо делать и вкладывать труд и средства. Наноспутник с первой функцией можно запустить, пока идёт разработка спутника со второй функцией, а большой спутник вынужден ждать, пока весь готов не будет.

Если хотите узнать, что могут малые спутники, почитайте Интернет :) там много информации. Старый в этой области существенно ошибается.

[Инженер проекта]

Инженер проекта, почитайте хотя бы статью на 1й странице этой темы.

Почитал.

Вот цитата из неё:

Немного фантазии

Я же писал о реальности. Некоторыые военные применения "наноспутников" теоретически возможны. Но это весьма узкое применение. В той же статье приведено фото какой-то электронной поделки - кубик примерно 10 см сторона.

Ну и?

Одна сторона на солнце, это миливатты, да это смешно. Кому такой сигнал нужен? Разве только радиолюбителям, они на уровне шумов всякие глюки из эфира иногда вылавливают.

Для войны нужны дубовые технологии.

Ещё раз повторяю, "Ишим" сдох не просто так. Нет коммерческих предложений запусков.

[Инженер проекта]

Связь с такими спутниками часто делается через Глобалстар.

Как говорится, "вот и именно". Таким спутникам нужен ещё как минимум Глобалстар.

То есть с точки зрения военного применения достаточно вырубить Глобалстар, и наноспутник становится бесполезен.

Опять же для выведения "роя микро-нано спутников" потребуется уже не наноракета.

Для войны с папуасами и полицейских операций оно может и применимо, хотя тоже весьма сомнительно...

Вот когда два МиГа Ишима не будут успевать наноспутники забрасывать, вот тогда можно поговорить о новой наноракете на БТР-80.

[ОАЯ]

В связи с очень маленькой мощностью передатчика и размером приёмных антенн ретрансляция реально невозможна. Если надо проводить ретрансляцию скрытно то ретранслятор ставят на спутники другого назначения.

Бортовой мощности передатчика наноспутника в 10 Вт на расстоянии 200 км до приемной станции на боевом корабле или даже до самолета с приемным комплексом вполне достаточно. Время передачи не более 10...20 секунд пока позволит мощность в точке приема.
Аналогично при приеме с Земли. Но здесь мощность передатчика может быть в сотню раз больше.
За это время спутник может накопить 1...10 Гбит информации. Для современной компьютерной памяти это совсем не много и не энергозатратно.
Поэтому принять сигнал, сохранить его, дождаться запроса на передачу и отправить сигнал в нужное время на Землю вполне способен аппарат с мощностью энегоустановки в 10Вт/360с+1Вт+кпд20%= 5 Вт. Даже при условии не полной засветки солнечных элементов 5 Вт с 0,1 м*м получить можно.
Больше вопросов к орбите, отслеживанию спутника. И, конечно к необходимости на год отправлять такой спутник, даже попутным грузом на случайную орбиту.
По моему так.

[Инженер проекта]

к необходимости на год отправлять такой спутник, даже попутным грузом на случайную орбиту.

На год, 0.2 квадратного метра батарей, это уже  нехилый спутник.

Только панель 50 см *40 см сколько будет весить?

Бортовой мощности передатчика наноспутника в 10 Вт на расстоянии 200 км до приемной станции на боевом корабле или даже до самолета с приемным комплексом вполне достаточно. Время передачи не более 10...20 секунд пока позволит мощность в точке приема.
Аналогично при приеме с Земли. Но здесь мощность передатчика может быть в сотню раз больше.
За это время спутник может накопить 1...10 Гбит информации. Для современной компьютерной памяти это совсем не много и не энергозатратно.
Поэтому принять сигнал, сохранить его, дождаться запроса на передачу и отправить сигнал в нужное время на Землю вполне способен аппарат с мощностью энегоустановки в 10Вт

Это уж точно не "нано", это побольше однако.

100 Мбит/с канал, тоже не слабо. Такой аппарат кило 100 потянет.

Вот статья по малым спутникам:
http://www.keldysh.ru/events/ovch.pdf

Здесь обзор по микроспутникам:
http://microsat.sm.bmstu.ru/source/mrewMICS.html

Если почитать, видно, что наноспутники в основном любительские и учебные. И их мало.

[Инженер проекта]

Что может делать наноспутник? Пока выше одни намеки. Остаются только такие миролюбивые задачи как хранение на орбите генетического оружия, маломощная связь с подводными лодками, нелегальными передатчиками в тайге, пустыне, горах и многочисленные датчики радиоактивности.

Генетическое оружие - это гипотетическое ОМП. Даже если такое будет создано, 1 кг вирусов из космоса, это мало. Кроме того, неэффективно. Зачем на орбите то? Отпадает.

Маломощная связь подвержена помехам и имеет низкую надёжность и неуверенный приём. Посему даже легальными передатчиками почти не используется.

А зачем именно многочисленные датчики радиоактивности?

Из преимуществ:
- малозаметность

Дарьял обнаруживает на орбите шарик диаметром 5 см. Какая малозаметность?

[ОАЯ]

The power system on SNAP will include the Clyde Space power board, Сlyde battery packs, and SSDL-created solar panels. The power board has 3.3V and 5V regulation, solar panel compatibility, and battery charging abilities.

Из http://aa.stanford.edu/aeroastro/50th/posters/nanosat.pdf

B The solar cells are triple-junction galliumarsenide, having a minimum efficiency of 18%. These cells are connected in series to give 4.4-5.0 V of output voltage. Each panel will generate 1.63 W, assuming a worst-case operating temperature of 80

[ОАЯ]

Вот еще один документик
 http://www-app2.gfz-potsdam.de/pb1/op/champ/systems/index_SYSTEMS.html ,
где Площадь к массе 0,00138 м

[Salo]

http://www.spacenews.com/military/100806-nanomissile-launch-the-smallest-satellites.html

Fri, 6 August, 2010
Nanomissile Being Designed To Launch the Smallest Satellites Affordably
By Turner Brinton

WASHINGTON — The U.S. Army's desire to deploy swarms of tiny satellites for various tactical missions is one of the reasons it began development two years ago of what would be the United States' smallest orbital launch vehicle, designed to put payloads of about 20 kilograms into space, government and industry officials said.

The Army Space and Missile Defense Command (SMDC) in Huntsville, Ala., conceived the Multipurpose Nanomissile system as a liquid-fueled core booster augmented by various strap-on solid-rocket motors. Standing just a little taller than a basketball hoop, the rocket's modularity could make it useful not only as a launch vehicle but potentially a missile defense target, sounding rocket and hypersonic test vehicle as well, John London, SMDC's manager for nanosatellite technology programs, said. It will also be a good way to make use of aging tactical solid-rocket motors that would otherwise be decommissioned, London said in a July 29 interview.

The Army had not built a satellite in nearly 50 years until recently starting a handful of experimental satellite programs. Rather than building a small number of very expensive satellites as the Air Force does, the Army is interested in large, cheap constellations of spacecraft that can be easily replaced.

"The interest we have in the orbital part is that these nanosatellites we're building have price points that are between $300,000 and $1 million per satellite," London said. "One of the reasons we like satellites of this class is we can afford to put a lot of them up there to where the entire constellation is still relatively inexpensive. If one satellite up there fails, and I need to replace it with a $300,000 satellite in a very specific orbit, and the lowest cost launch vehicle out there is at least 30 to 50 times the cost of that spacecraft, that won't work."

To develop the Multipurpose Nanomissile System's core booster, the Army in 2008 contracted with Colsa Corp. and Dynetics Corp., both based in Huntsville. The Army has spend about $7 million to date on the Multipurpose Nanomissile System and needs about $17 million more to complete development, London said.

The booster is 3.6 meters tall and 60 centimeters in diameter. Dynetics is mainly responsible for the booster's propulsion system, which uses a nitrous oxide-ethane blend to produce 3,000 pounds of thrust, Steve Cook, Dynetics' director of space technologies, said in an Aug. 4 interview. If completed, it will be the smallest launch vehicle available in the United States, he said.

The team recently completed its sixth static fire test of the propulsion system, which lasted 60 seconds, about half of a full burn, Cook said. The companies are in negotiations with the Army to extend the companies' work and conduct a first unguided suborbital booster flight test about in about a year, he said.

In its most basic configurations, Multipurpose Nanomissiles could be purchased for as little as $150,000 apiece if they are being produced in quantity, London said. In a launch vehicle configuration, the liquid core booster alone could carry payloads of about 10 kilograms to low Earth orbit, and if fully outfitted with solid-rocket motors for additional thrust, the payload capacity is around 23 kilograms, London said. The estimated production cost for the launch vehicle configuration is around $1 million, not including range and payload integration costs, he said.

The Army's approach to the Multipurpose Nanomissile program is unlike that of traditional government rocket programs, said Cook, a former NASA official who led the development of the U.S. space agency's Ares family of rockets before resigning last summer. Whereas mission assurance is the ultimate goal of other rockets, a low price point is the driving force for this program. That dictates not only that the rocket be very small in size, but also the use of inexpensive components such as stainless steel fuel tanks instead composite or aluminum ones, Cook said.

[Chilik]

Наноспутники должны выводиться на орбиту за счёт броуновского движения!

[FRC]

Не могу ничего сказать про возможности наноспутников, но не нравится в статье две вещи:
1. ставится вопрос "почему не делают у нас" и вместо ответа ссылаются на гос. проекты и придумывается новый носитель.

2. пишется, что в РФ проектов нет. Откуда у авторов такая исчерпывающая информация? Или проект может считаться проектом, если за ним стоит Минобороны и финансирование от государства?

На мой взгляд, те, кто может сделать наноспутник под узкую задачу - гос. предприятия, которым не хочется тратить деньги на это. Коммерсантов я не знаю таких, которые могут и которым это надо.
По носителю - то же самое. Зачем спешить с проектом, если ты сидишь на бюджете?

Думаю так: если будет предложение по носителю со стоимостью пуска до 100т.дол. (не государственные). то и наноспутники найдутся. А то сидят все и думают: зачем делать спутник 10 кг, если все равно "в довесок" его пулять. Ракетам возьмет и 50кг. Давайте делать 50. А другие - зачем делать ракету для наноспутников. Пусть их сначала создадут.
А за бугром работа-то идет. Полагаю, что коммерческие организации играют в ней не последнюю скрипку.

Так же странно, что авторы опять же упираются в РДТТ. Как этот выбор вписывается в лозунг о снижении себестоимости? Очевидно, что это не самое дешевое решение, если не говорить о тиражах.
Все это мое не профессиональное мнение.

[SpaceR]

...
 А другие - зачем делать ракету для наноспутников. Пусть их сначала создадут.

Да их уже немало насоздавали, да вот только не готовы платить по лимону-полтора за пуск, хотят дешевле. А дешевле можно только попуткой или пучком на конверсионных. И поскольку мест на попутках и конверсионках хватает, то и потребности в нано-РН по сути нет. По крайней мере потребности, окупающей затраты.

А за бугром работа-то идет. Полагаю, что коммерческие организации играют в ней не последнюю скрипку.

Полагаю, первую скрипку в ней играют прежде всего увлеченные энтузиасты, которым хочется создать свою РН. А остальное уже - как получится, т.е. следствие их энтузиазма.

Так же странно, что авторы опять же упираются в РДТТ. Как этот выбор вписывается в лозунг о снижении себестоимости? Очевидно, что это не самое дешевое решение, если не говорить о тиражах.

Если делать такой РДТТ "с нуля" - то да.
Но они рассчитывают на уже готовые армейские РДТТ, как я понял.

А вообще, если бы по-настоящему нужна была нано-РН, уже давно бы добавили пару ступеней к "Блэк Эрроу" или другой метеоракете, и не морочили бы голову.

[Вал]

http://www.spacenews.com/military/100806-nanomissile-launch-the-smallest-satellites.html

The booster is 3.6 meters tall and 60 centimeters in diameter. Dynetics is mainly responsible for the booster's propulsion system, which uses a nitrous oxide-ethane blend to produce 3,000 pounds of thrust, Steve Cook, Dynetics' director of space technologies, said in an Aug. 4 interview. If completed, it will be the smallest launch vehicle available in the United States, he said.

Неужели и правда с такими размерами РН возможно вывести на орбиту сколь-нибудь значащий вес?

[АниКей]

В США планируют создать сеть микроспутников[/size]
14:29  11 августа 2010

Американские военные и правительственные чиновники занимаются проработкой концепции, предусматривающей размещение множества микроспутников, предназначенных для выполнения тех или иных тактических задач, на орбите вокруг нашей планеты.

Первые разработки подобных космических аппаратов в США начались еще два года назад. Согласно предложенной концепции, на максимально низкой орбите предлагается размещать аппараты массой около 20 килограммов.

Армейское командование противоракетной и космической обороны ведет разработки и многоцелевых наноракет, работающих на жидком топливе и пригодных для вывода микроспутников.

Джон Лондон, менеджер программы разработки наноракет, говорит, что при желании  новинки можно будет переоборудовать под тактические военные ракеты на твердом топливе. «Армия (США) не занималась постройкой спутников почти 50 лет, до сих пор здесь все разработки, связанные со спутниками, носили исключительно экспериментальный характер. В итоге, было решено, что чем создавать несколько чрезвычайно дорогих спутников, лучше создать обширную группировку дешевых аппаратов, которые будут работать в интересах армии США, в частности ВВС», — говорит Лондон.

По его словам, стоимость подобных микроспутников должна составлять от 300 000 до 1 миллиона долларов. «При такой цене и предлагаемой функциональности, мы сможем создать много аппаратов, которые будут выполнять самые разные военные задачи. Если один из спутников выходит из строя, то нам нужно лишь 300 000 долларов, чтобы получить замену — это почти в 50 раз дешевле обычного спутника», — отметил он.

Основными коммерческими подрядчиками по данной программе являются компании Colsa Corp и Dynetics. Предполагается, что эти компании создадут ракеты длиной 3 метра и диаметром 60 см. Ракеты будут стартовать за счет топлива на базе смеси азота и этана. «Если такие ракеты будут созданы, то они станут самыми маленькими космическими ракетами промышленного назначения», — говорит Лондон.

По материалам Cybersecurity.ru

http://news.zn.ua/news/19979

[Старый]

Почему не в ОхУморе?

[Monoceros]

Согласно предложенной концепции, на максимально низкой орбите предлагается размещать аппараты массой около 20 килограммов.

Предполагается, что эти компании создадут ракеты длиной 3 метра и диаметром 60 см. Ракеты будут стартовать за счет топлива на базе смеси азота и этана

Видимо на закиси азота и этане. И видимо рассчитывают на самовытеснительную подачу (иначе, почему этан). Т.е. при комнатной температуре жидкая закись и жидкий этан. Плотность ~600кг/м3.
Объем ракеты <0.8м3, стало быть масса <500кг, ракета в <25 раз тяжелее спутника. Т.е. Лучше чем у Протона. Сильно жирно

[Salo]

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=10343&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=dynetics

ronatu пишет:

http://blog.al.com/breaking/2009/12/new.html

Company tests rocket engine that may launch affordable access to orbit for small satellites
By Kenneth Kesner
December 22, 2009, 7:07AM

HUNTSVILLE, AL -- Nowhere else but the Rocket City.

Monday afternoon, in a trailer surrounded by cotton fields just west of Huntsville International Airport, a group gathered to watch the 5-second burn of a ground-breaking if not ground-shaking rocket engine.

Orion Propulsion is developing it for the U.S. Army Space and Missile Defense Command, which wants a low-cost, on-demand way to loft its new class of small "nanosatellites" into orbit so they don't have to wait for a piggyback ride into space aboard a larger launch vehicle.

Valves clicked, gases hissed, there was a brief countdown and then came the sound of heat and power and 2,500 pounds of thrust. On the flat-screen monitors inside the trailer an intense, focused rocket tail of blue flame embedded with shimmering "shock diamonds" could be clearly seen.

Then silence. And smiles.

"This is really, really, really revolutionary," said Tony DiRienzo, executive vice president and chief technical officer for Colsa in Huntsville. Colsa is SMDC's prime contractor for the Multipurpose NanoMissile System rocket, and Orion is the propulsion subcontractor.

In finding a solution for the SMDC, Orion has apparently tamed a problem that has bedeviled rocket scientists for years, said James "H.B." Puckett, Colsa's MNMS program manager. The resulting rocket engine is much simpler, making it reliable and less expensive.

Orion's design runs on nitrous oxide and ethane fuel, "no more dangerous than your barbecue grill," said Rich White, who works for SMDC as a consultant with Scitor Corp.

"The reason why it's exciting is that the turbo pump - the heavy, high-cost, precision device that force-feeds the fuel and oxidizer into the rocket - that can be eliminated," he said. "And, if you can eliminate the turbo pump from a rocket, you enable an entirely new class of very low cost - we're talking $1 million a launch" - vehicles that can put small satellites into orbit.

The fuel elements are easy to transport and store, White said. They are liquid when cold but, when mixed and heated, turn into gas, self-pressurizing the rocket's tanks.

"What's been tough so far is that when the liquid turns into a gas, it's a very non-uniform, bubbly process," White said. "It's almost like boiling water. So, the trick is how do you get the engine to run smooth and have a smooth burn that you can rely on? ...

"That's the secret. These people, we think, have finally cracked that nut."

"It's a very innovative propulsion approach," said Mark Fisher, who has been acting president of Orion.

Orion Propulsion was purchased last week by Huntsville-headquartered Dynetics, giving the company an in-house propulsion capability for its development of space vehicles and products.

"We've got a micro-satellite production capability now with the Fast-Sat," said Steve Cook, Dynetics' director of space technology development. With Orion, Dynetics will be able to offer customers a wider spectrum of services.

"Very few companies in the country can do vehicles and do rocket propulsion," Cook said.

He, Fisher and Tim Pickens, who founded Orion in 2004, have known one another for decades and worked together at NASA's Marshall Space Flight Center.

Besides providing the Army a low-cost, next-day satellite launch capability, the new engine could eventually open orbit to universities or private companies that don't have a good, inexpensive way into space.

Cook said there are scientists who spend a lifetime getting a research satellite into orbit. Imagine getting it built one year and launched the next.

"It would completely change the paradigm," he said.

The work is another illustration that Huntsville is all about propulsion, said U.S. Rep. Parker Griffith, who was on hand Monday to watch the firing.

"The quality of our engineering and our creativity is what Huntsville has always been known for," he said, from the towering, powerful Saturn V moon rocket to the elegant new engine.
..................

[SpaceR]

. . .

В роли наноспутника -  160-килограммовый украинский ЕгиптСат-1.  :lol:

[Salo]

http://www.isra.com/news/127598

В США разрабатывают крохотные ракеты

10.08.2010 | 18:34

Армия США начала проект по разработке самых маленьких ракет в истории. Они будут доставлять на орбиту крохотные спутники весом до 20 килограммов, которые будут выполнять различные тактические задачи. Это позволит существенно удешевить маленькие проекты.

Военные спутники не строились уже около 50 лет, однако теперь в армии США появится новый экспериментальный спутниковый проект. На проект планируется потратить около 7 миллионов долларов, а затем потребуется еще 17 миллионов для того, чтобы изготовить нужное количество ракет.

Новые ракеты можно будет очень легко доставлять на стартовую площадку, они будут потреблять меньше топлива. Длина одной ракеты составит 3,6 метра, а диаметр – всего 60 сантиметров.