нано АМС

[zeaman]

.... сделать нельзя даже используя технологии 50-100 летнего будущего.

Гм, примерно 100 лет назад тогдашний московский мэр утверждал, что через 50 лет основной проблемой Москвы будет вывоз и утилизация конского навоза.

Ну лучше вспомнить, что в 1960-х (50 лет назад) ракетчики обещали ... И что имеем сеичас.

На самом деле прогнозы московского мера не надо всерьез воспринимать- ведь он не инженер - и вообще -  может он так шутил на злобу дня...

А 100 лет назад инженеры уже вполне вменяемые были...


У меня нет сомнении, что через пару десятков лет  электронную часть системы управления будет ужата до сверхминиатюрных размеров, тем не менее будет рад-хард, будет работать в вакууме и при очень широком диапазоне температур. Звездная ориентация будет работать идеально (быстро и точно) - так что инерциальная САС может и не понадобится.

Но останутся системы, трудно поддаюшиеся минимизации:
- источник энергии;
- антенна;
- оптика;
- система угловои стабилизации;
- РД, баки, клапаны;

[Azteckium]

хорошие инженеры всегда были вменяемыми, но представить развитие науки, к счастью, невозможно.
Именно поэтому очень опасно делать прогнозы даже лет на 20 вперед - абсолютно непонятно, что будет востребовано человечеством  и с точки зрения технологий и направлений прикладных и научных исследований

В этом смысле разговор про наноспутники схоластический , т.к. на сегодняшнем уровне технологий их применение ограничено, а найдутся ли их применения в нынешнем виде и будут ли разавиты технологии, которые позволят их применять для сегодняшних применений -  непредсказуемо

[pkl]

Ну ладно, нано-не нано. Ну так 100 кг пролётный зонд что, с задачкой не справится?

Думаю что аппарат должен быть крупнее Вояджера. Ну как минимум как Новые Горизонты.

:?:  :?:  :?:  :shock: Так Вояджер крупнее НГ! И тяжелее, чуть ли не в два раза!

[Старый]

:?:  :?:  :?:  :shock: Так Вояджер крупнее НГ! И тяжелее, чуть ли не в два раза!

Я ж и говорю: как минимум как НГ!
 То есть надо конечно больше, надо больше чем Вояджер, но чёрт с ним, сойдёт и как НГ.

[pkl]

Что меня смущает в нано-аппаратах (и нано-всем)  так это отношение поверхности и объема.
 Мне кажется что есть какой-то минимальный размер аппарата, меньше которого ничего разумного сделать нельзя даже используя технологии 50-100 летнего будущего.

Так оно и есть. Например, законы физики накладывают серьезные ограничения на размер оптики и антенн (как и по частотам, так и по мощности)...  Но даже до этого, начиная с некого момента, становиться, банально, не выгодно  производить более маленькие аппараты. Цена будет падать несоизмеримо с возможностями. На мой взгляд, разумный минимум для АМС находится где-то в районе 100 кг. Но лучше – больше.  

Нет, ну понятно, никто не будет бодаться с физикой. Но всегда те же законы можно попытаться использовать в свою пользу. Я выше, кстати, приводил примеры: связь - по лазеру, фотосъёмка - сканированием. Здесь уместно вспомнить первые американские "Пионеры" для исследования Луны. И вообще первые американские ИСЗ "Авангард" там, "Эксплорер". Кстати, ни у кого нет хорошей ссылки по ним?

[Suzeren]

Я ж и говорю: как минимум как НГ!

Берите Ф-Г 13 с лишним тонн :lol:

[pkl]

:?:  :?:  :?:  :shock: Так Вояджер крупнее НГ! И тяжелее, чуть ли не в два раза!

Я ж и говорю: как минимум как НГ!
 То есть надо конечно больше, надо больше чем Вояджер, но чёрт с ним, сойдёт и как НГ.

Я тоже хочу туда что-то вроде NOP. Но увы Вот и приходится извращаться! :?

Вот идея: студенческая/любительская АМС "туда". Как это может выглядеть?

[Schwalbe]

:?:  :?:  :?:  :shock: Так Вояджер крупнее НГ! И тяжелее, чуть ли не в два раза!

Я ж и говорю: как минимум как НГ!
 То есть надо конечно больше, надо больше чем Вояджер, но чёрт с ним, сойдёт и как НГ.

Я тоже хочу туда что-то вроде NOP. Но увы Вот и приходится извращаться! :?

Вот идея: студенческая/любительская АМС "туда". Как это может выглядеть?

А кто даст студентам РТГ?

[Azteckium]

Вот идея: студенческая/любительская АМС "туда". Как это может выглядеть?

Наверное, никак, учитывая уровень отработки для такого перелета и стоимость запуска. Вряд ли кто-то будет спонсировать локальный проект с таким бюджетом. Т.е. разработать можно, но работа будет "в стол"

[Azteckium]

Еще навеяно идеями о "рое наноспутников":
Первое, мне довелось слушать доклад главного нанониста нашей страны Ковальчука о его центре в Курчатнике. Общий доклад, обычная демагогия, но концовка была хороша. Он сказал буквально следуюшее: "давайте помечтаем. Сейчас нашу землю пашут огромные тракторы, которые уничтожают ее плодородный слой, невозобновляемый ресурс следующих поколений. А ведь лет через 50 это с успехом могут делать наночерви..." Дальше что-то про экологию, энергосбережение и пр.
Второе. ЕКА разрабатывает проект Proba-3 с коронографом ASPIICS. Идея в том, что на околоземной орбите болтаются 2 спутника, очень хорошо ориентированных друг относительно друга и относительно Солнца. Т.е. идеи о взаимодействии двух КА все же практически реализуются. Но там ни разу не нано.

[Старый]

Т.е. идеи о взаимодействии двух КА все же практически реализуются.

А ведь есть ещё и NOSS которому в обед 40 лет. И там взаимодействуют три спутника. А ещё Иридиум...

 Но вобще ваша новость интересная, показывает какие кадры пооставались в рядах сторонников наноспутников.

[pkl]

Наночерви - это мощно! Как представлю... в транс вгоняет. А про клэйтронику вы слыхали?

Не знаю, нравятся мне чем-то эти нано-пико... черви. Как подумаешь... маленький - а летает.

[Azteckium]

Т.е. идеи о взаимодействии двух КА все же практически реализуются.

А ведь есть ещё и NOSS которому в обед 40 лет. И там взаимодействуют три спутника. А ещё Иридиум...

Там точности другие: надо удерживать 2 КА на расстоянии 150 м с точностью около 1% и по линии КА-Солнце с точностью 0.1м
Но оба КА весят 500кг.

[Старый]

Жаль данные по НОССу секретны...

[pkl]

Жаль данные по НОССу секретны...

Придётся опять изобретать велосипед!

[pkl]

Смотрите, какое занятие нашли для наноспутников:

8.05.2011 / 00:05   Экзопланетами земного типа займутся наноспутники


       Космический флот наноспутников планируется вывести на орбиту для наблюдения за планетами вне Солнечной системы. Их главная задача – поиск планет земного типа, на которых могут существовать условия для поддержания жизни. Первый спутник будет запущен уже в 2012 году.
       Спутник ExoPlanetSat – параллелепипед объемом три литра, внутри которого размещена мощная оптика и миниатюрные маневровые двигатели. Его создали ученые из лаборатории Draper Laboratory в Кембридже и Массачусетского технологического института.
       Миниатюрные спутники уже запускались раньше, но они выполняли более простые задачи. ExoPlanetSat будет искать планеты методом транзитного наблюдения, измеряя, как изменяется яркость звезды во время прохождения планет между звездой и объективом телескопа спутника. Точное измерение уменьшения яркости звезды позволит рассчитать размер планеты, а замер времени прохождения планеты по орбите поможет определить расстояние от планеты до звезды.
       Эта методика хорошо известна, но применяется на больших орбитальных космических аппаратах, таких как спутник NASA "Кеплер" или французский CoRot. Большие аппараты, способные наблюдать разом сотни тысяч звезд, неэффективно задействовать для длительного изучения одной звезды. Гораздо лучше, как говорит профессор МТИ Сара Сигер (Sara Seager), дополнить их "наноспутниками", которые сосредоточат внимание на обнаруженных потенциально интересных звездах.
       Проблема с большими спутниками заключается как в их высокой стоимости, включающей не только создание, но и эксплуатацию, так и в технических сложностях. Для точного измерения яркости звезды нужно долго держать объектив наведенным с точностью до долей пикселя. В отличие от "наноспутника" массивный аппарат весом в тонну сложнее контролировать в пространстве.
       "Любые нарушения позиции, дрожание корабля приведут к размытию изображения и сделают результаты измерений непригодными, – говорит профессор Сигер. – Меньшим космическим аппаратом легче управлять".
       Для точного наведения оптики на цель будут использованы пьезоэлектрические элементы на солнечных батареях – это оснащение, по словам Сигер, на порядок лучше, чем у любого прежнего наноспутника.
       ExoPlanetSat стоит менее 5 млн долларов, время его работы на орбите один-два года, пишет R&D.CNews.

С ленты НК.

Не АМС, конечно, но тоже нано.

[Azteckium]

Спутник ExoPlanetSat – параллелепипед объемом три литра, внутри которого размещена мощная оптика .

[/quote]


"Дисседенд Пушкина одобрил: "чистый даун, шестипалый серафим" (Кысь, Т.Толстая)

[Azteckium]

Спутник ExoPlanetSat – параллелепипед объемом три литра, внутри которого размещена мощная оптика .

"Дисседент Пушкина одобрил: "чистый даун, шестипалый серафим" (Кысь, Т.Толстая)[/quote]

[sychbird]

ExoplanetSat: detecting transiting exoplanets using a low-cost CubeSat platform

http://spiedigitallibrary.org/proceedings/resource/2/psisdg/7731/1/773127_1?isAuthorized=no

[pkl]

Похоже, идея нано-АМС вошла в ряд тех мыслей, которые слишком привлекательны, чтобы забыть о них навсегда:

Учёные NASA предложили послать наноспутник за грунтом Фобоса[/size]

Даже столь малый аппарат способен автономно достичь марсианской луны и даже вернуться на Землю с образцами породы (иллюстрация Clyde Space).

Исследователи из Лаборатории реактивного движения объявили о принципиальной возможности отправки к Марсу недорогого аппарата, весящего всего пару-тройку килограммов. За счёт ряда любопытных приёмов такой миниатюрный разведчик мог бы совершить настоящую межпланетную экспедицию.

Задачу доставки крупиц грунта Фобоса на Землю авторы концепции возлагают на станцию, состоящую из пары сцепленных спутников стандарта CubeSat. Каждый такой аппарат имеет размер 10 х 10 х 10 см и весит килограмм или немногим больше. Обычно наноспутники запускают как попутную нагрузку на низкие околоземные орбиты. Но им по плечу и самостоятельные межпланетные миссии, полагают специалисты NASA.

Интересное совпадение – о том же самом буквально на днях заявили европейские учёные, создавшие для «кьюбсатов» ультракомпактный и лёгкий ионный двигатель. Но в предложении JPL речь идёт о небольшом (с поперечником всего в три-четыре метра) солнечном парусе, идентичном использованному на спутнике NanoSail-D.


Межпланетный CubeSat должен использовать самую современную электронику, разрабатываемую специально для наноспутников, и даже, возможно, экономичную лазерную связь, сообщает JPL (иллюстрация NASA, Jet Propulsion Laboratory).

Кажется, что подобная конструкция малопригодна для разгона аппарата до высоких скоростей и потому межпланетный перелёт едва ли будет возможен. Но исследователи нашли способ обойти ограничение, накладываемое малой тягой столь компактного паруса.

По информации Gizmag, JPL предлагает сначала перевести наноспутник с околоземной орбиты в точку Лагранжа L1 между Землёй и Луной. Здесь достаточно будет небольшого импульса в нужный момент, чтобы столкнуть аппарат на "межпланетную супермагистраль".

Эта незримая гравитационная ниточка соединяет точки Лагранжа разных планет Солнечной системы. По этой дорожке машину будет подталкивать тонкий баланс сил притяжения между спутником и рядом планет. В результате ему не понадобится высокая скорость для того, чтобы покинуть окрестности Земли и прибыть к Фобосу. Пусть сама дорога и займёт довольно много времени.


К настоящему времени в космосе побывали более двух десятков аппаратов типа CubeSat. В некоторых проектах типовые «кубики» инженеры соединяли по две-три штуки вместе, получая более крупные аппараты (но всё равно остающиеся в классе наноспутников) (иллюстрации NASA, Montana State University, Space Science and Engineering Laboratory, Utah State, amsatsa.org.za, space.t.u-tokyo.ac.jp).

На спутник Марса связка двух наносателлитов садиться не будет. В таком случае даже солнечный парус не сможет вернуть их домой. Гравитация Фобоса, конечно, мала, но ведь и парус развивает почти невесомое усилие.

Вместо посадки авторы концепции предлагают интересный трюк. Летящие по гиперболической орбите близ Фобоса аппараты разойдутся на некоторое расстояние, будучи соединёнными тросом. За счёт вращения связки часть с парусом окажется на более высокой «дорожке», а второй аппарат на очень короткое время подойдёт к поверхности луны и соприкоснётся с ней, причём со скоростью, близкой к нулю.

В этот момент сработает грунтозаборное устройство. В простейшем случае это может быть простая липучка, к которой прицепится несколько крупинок. Тут же трос между спутниками подтянет этот спускаемый аппарат вверх и вся связка начнёт разгон для возврата домой.

Для обратной дороги будет использоваться та же «супермагистраль». Путь долгий, но почти не требующий усилий со стороны космического аппарата. А после возвращения в окрестности нашей планеты «нанофобосгрунт» мог бы выйти на орбиту МКС, где его подобрали бы астронавты.

Пока никто не говорит, состоится ли такая экспедиция, но уже сама принципиальная её возможность выглядит очень заманчиво в глазах учёных. Да и агентству есть над чем подумать – типичная стоимость миссии CubeSat составляет всего $100 тысяч.

http://www.membrana.ru/particle/17829

Европейцы создали миниатюрный двигатель для межпланетных миссий[/size]


Основные элементы нового двигателя построены по технологиям микроэлектромеханических систем, а потому могут выпускаться серийно и недорого (иллюстрация EPFL).

Экономичный привод для малых спутников позволит им превращаться в межпланетные станции, способные на самостоятельные рейсы к Луне, астероидам или Марсу. В силу дешевизны подобных аппаратов они могут революционизировать изучение космоса.

Инженеры из политехнической школы Лозанны (EPFL) построили прототип ионного двигателя под названием MicroThrust. Он предназначен для космических аппаратов весом от 1 до 100 килограммов. Такие аппараты, нередко создаваемые в университетах и институтах, обычно запускают как дешёвую попутную нагрузку вместе с более крупными спутниками. При этом малыши остаются на тех орбитах, на которые их доставила ракета-носитель.

Но представьте, как расширились бы возможности учёных, если бы недорогие «разведчики» могли самостоятельно разлетаться по Солнечной системе, не нуждаясь в крупных разгонных блоках или в объединении с редкими и дорогими флагманскими межпланетными миссиями.


Основная идея проекта: освобождение пико- и наноспутников от оков околоземной орбиты (иллюстрация EPFL).

В разработке сверхкомпактного космического привода помимо EPFL как ведущей организации примает участие целый ряд институтов и компаний Великобритании, Нидерландов и Швеции. Учёные и инженеры уже создали несколько макетов и моделей, а недавно на свет родился первый рабочий образец двигателя MicroThrust.

Этот двигатель весит менее 200 граммов, включая управляющую электронику и даже топливо (порядка 100 г). Он может быть легко интегрирован в спутник размером всего 10 х 10 х 10 сантиметров, а ведь это известный и набирающий популярность формат CubeSat.


Новый двигатель европейцы также называют «электроспреем». Его принцип прост. Высокое напряжение, прикладываемое между капилляром и электродом, заставляет ионную жидкость формировать конус, с конца которого поле вырывает отдельные ионы. Добавочный разгонный электрод (на рисунке не показан) может значительно увеличить скорость этих частиц (иллюстрация EPFL).

Запас рабочего тела в MicroThrust представляет собой не газ, а ионную жидкость. Этим двигатель тоже отличается от предшественников. Авторы устройства выбрали состав EMI-BF4, применяемый в ряде областей техники в роли электролита.

Во время работы устройства данная жидкость за счёт капиллярных сил поступает в микроскопические кремниевые сопла. Более тысячи таких отверстий на каждый квадратный сантиметр расположены на поверхности крошечных чипов, составляющих сердце двигателя.

На конце сопла ионы извлекаются из жидкости за счёт сильного электрического поля. Для его генерации чипы снабжены решётчатыми электродами. К ним прикладывается напряжение в четыре тысячи вольт.


Схема новинки. Основу устройства составляют микрочипы с тысячами сопел-капилляров (вверху справа). Каждое такое сопло (внизу) напрямую сообщается с топливным баком, содержащим ионную жидкость. Правее капилляра видны извлекающий и ускоряющий электроды. Вверху слева показан один из спутников, на котором может быть применён новый ионный двигатель (иллюстрация EPFL).

Ионы покидают чипы со скоростью порядка 10-11 км/с или даже выше, создавая тягу до 100 микроньютонов (при удельном импульсе примерно в 3000 секунд). При этом полярность поля ежесекундно меняется, так что для формирования реактивной струи в новой конструкции используются и положительные, и отрицательные ионы.


Опытные чипы с одним и девятнадцатью капиллярами под микроскопом. Готовые устройства представляют собой квадратики со стороной 1 см (фотографии EPFL).

Хотя для работы этого двигателя необходимо высокое напряжение, расходуемая им энергия более чем скромна. MicroThrust способен уложиться в возможности небольших солнечных батарей типичного наноспутника, поскольку потребляет менее 4 ватт мощности.

Ускорение, развиваемое подобным аппаратом, очень невелико. Но за шесть месяцев работы устройства MicroThrust всего 100 миллилитров топлива смогут перенести 10-сантиметровый спутник с околоземной орбиты к Луне, утверждают авторы проекта. При этом скорость такого «исследователя» будет постепенно увеличена с начальных 6,7 до 11,7 км/с.


Пробная решётка с 19 соплами была протестирована в вакуумной камере (фотографии EPFL).

Сейчас европейские учёные занимаются доводкой конструкции двигателя. По их словам, на отладку и тесты уйдёт ещё год. И уже известны пилотные миссии, в которых будет использован новый привод.

Во-первых, речь идёт об орбитальном мусорщике CleanSpace One, создаваемом в EPFL. А во-вторых, устройство MicroThrust должно быть установлено на спутниках голландского проекта OLFAR. Последний предусматривает развёртывание вдали от Земли целого роя наноспутников. Сообща они сформируют низкочастотный радиотелескоп с апертурой в десятки километров.

Швейцарцы указывают, что запуск аппарата CleanSpace One может состояться года через три-четыре, а проект OLFAR должен быть реализован в течение десятилетия.

http://www.youtube.com/watch?v=YJlSI_l5g4M&feature=player_embedded

http://www.membrana.ru/particle/17817