Лаплас - новая АМС к Юпитеру

[pkl]

Notfound пишет: 
2. На данный момент проведены удачные испытания попадания пенетратора на скорости ~350 м/c в глыбу льда на Земле.
2-я космическая скорость для Европы ~2 км/c, для Ганимеда 2.7 км/с; температура на поверхности около –150°С, при этом лёд может иметь твёрдость гранита.
Думаю, для начала нужны испытания на Земле в соответствующих условиях.

Потому и торможение в атмосфере Юпитера. Львиную долю подлётной скорости аппарат сбросит в ней. Оставшиеся 2 - 3 км/с должны быть погашены тормозными РД. Ещё надо решить, что лучше, ЖРД или РДТТ.

Современная электроника может выдерживать ускорения в десятки тысяч g, поэтому +/- 100 м/с не принципиальны. По точности - ниже.

Vi1Затормаживая в атмосфере Юпитера вряд ли удастся добиться прицельного попадания "в яблочко" - Европу на расстоянии более полумиллиона км от планеты, неуправляемым пенетратором - попытка только одна. Аэродинамическое торможение для управляемого схода с орбиты (в данном случае сход с гелиоцентрической орбиты) опробован лишь на Марсе, где эллипс рассеивания простирается на сотню км и это в 100 км от поверхности (точка входа). В случае с Юпитером точка входа в 670 000 км от места приземления (Европа) нетрудно предположить, что эллипс будет иметь схожие размеры, а Европа чуть больше 3000 км в поперечнике, т.е. точность посадки нужно повысить более чем в 200 раз! И это при том, что об атмосфере Марса известно гораздо больше, чем об атмосфере Юпитера, где совершенно другая динамика (суточные колебания плотности в зависимости от высоты и широты точки входа)

Я думал об этом. Нужен аппарат-гид. Вариантов два:
1. Заранее выводим орбитер, который предварительно проводит измерение плотности атмосферы радиозондированием; он же может быть ретранслятором.
2. Мне более интересный - вперёд высылаем атмосферный зонд, который входит в атмосферу планеты и проводит там измерения.
В обоих случаях можно ввести поправки буквально за несколько часов до начала торможения. Если компьютер пенетратора достаточно "умён", данные можно /и лучше!/ передавать непосредственно на сам зонд, не тратя время на ретрансляцию через Землю. Разумеется, это всё равно будет очень грубое торможение. Поэтому, после выхода из атмосферы, пенетратору надо будет сориентироваться по Европе, Юпитеру и звёздам и скорректировать свою траекторию. Аппарат и Европа, будут затенены Юпитером от Земли и "ручное" управление будут невозможны. Так что рассчёты и коррекцию траектории он должен будет выполнить сам по данным навигационной камеры. Ещё надо будет как то придумать, чтобы зонд не перепутал спутники!  

Навигационная камера должна быть мультиспектральной!

[pkl]

Только что осенило: пенетратор должен уметь менять свой мидель! Для этого ему нужны отклоняемые аэродинамические тормоза, подобно закрылкам у самолёта! Зонд получается похожим на воланчик: при входе в атмосферу "закрылки" находятся в промежуточном значении. Плотность атмосферы меряем по данным акселерометра - если перегрузки растут слишком быстро, закрылки складываются, если наоборот, слишком малы, - раскрываются шире. Осталось только определить граничные значения плотности атмосферы на требуемой высоте. Данные по ней может дать орбитальный аппарат посредством радиозатменного зондирования. Ещё можно запустить на Юпитер атмосферные зонды, причём желательно, чтобы они входили в атмосферу планеты не только на дневной, но и на ночной стороне. Опираясь на показания их акселерометров, можно рассчитать параметры атмосферы на требуемых высотах.

Ещё раз убеждаюсь, что АМС с ЯЭДУ или запуск её на супертяже - это не так уж и сложно! :oops:

[Vi1]

Предложенный Вами способ теоретически возможен, но невероятно сложен не столько по конструктиву, а сколько по баллистике. Это равноценно запуску ракетой спутника в сторону 2 раза бОльшей расстояния до Луны без единой корректировки курса в полете, а только лишь за счет идеальной работы 3-й ступени ракеты на этапе выхода на отлетную траекторию. Или если хотите - запускаем АМС на ракете без корректирующей ДУ, после того как отработала 3-я ступень, АМС летит в пассивном режиме до Луны, огибает ее на нужном расстоянии, летит обратно к Земле, входит в атмосферу и совершает посадку (пусть и жесткую) на участке между Москвой и Уралом. Насколько это реально, ни разу не корректируя траекторию? Считайте, параметры работы ракетной ступени мы знаем очень подробно (аналогично параметрам юпитерианской атмосферы), но нам не удастся совершить  этот полет, т.к. существует погрешность, которая к исходу накопится настолько, что превысит допустимые пределы.

[pkl]

Значит всё-таки придётся петлять между лунами.  Ну или ЯЭДУ либо супертяж.

[Vi1]

Есть вариант использовать юпитерианскую атмосферу для выхода на сильно вытянутую орбиту ИСЮ, и уже плясать оттуда. Подгонять КДУ наклонение орбиты под наклонение Европы, добиваясь тесных сближений со спутником в апогее

[pkl]

Может быть, в перииовие?

Но вариант не очень - за несколько витков АМС может такую дозу схватить, что откинет копыта через неделю после выхода на орбиту Европы. Да и упрятать орбитер под тормозной экран потруднее, чем пенетратор.

В общем, вариант с ЯЭДУ мне видится оптимальным: решается вопрос и по баллистики и много ещё других узлов развязывается.

[Vi1]

Ни один марсианский орбитер не использовал тормозной экран для выхода на окончательную орбиту ИСМ, снижение апогея (для удобства применяю этот термин как нарицательное, а не только "земное" значение высшей точки орбиты) осуществлялось путем погружения в верхние (весьма разряженные) слои атмосферы без всяких лобовых экранов. Торможение осуществляется за счет "аэродинамики" всего аппарата, в большей степени за счет панелей солнечных батарей. Используя конструкцию "Юноны" (с СБ) в форме 3-листного клевера, можно осуществить эффективное торможение об атмосферу, усилив скелет аппарата и фронтальную теплозащиту, а смещенный центр тяжести создаст подъемную силу предотвратив глубокое "зарывание" в атмосферу.

[pkl]

Солнечные батареи на орбите Юпитера малоэффективны. Да и остаются вопросы со сроком их службы в радиационных поясах. Нет, это не решение.

ЯЭДУ решает эти вопросы /торможение и энергоснабжение/ гораздо лучше.

[Quoondо]

Джуно, приводит другой пример. С развитием технологий солнечные батареи могут быть эффективными даже на таком расстоянии как Юпитер

[pkl]

Никакая технология не сможет обойти законы физики. У Марса солнечная постоянная в 4 раза меньше земной, у Юпитера - в 30 раз, у Сатурна - в 100. Соответственно растёт и площадь солнечных батарей при прочих равных. У Вас энная сумма денег, которые можно потратить на совершенствование СБ или на ЯЭУ. Вопрос: стоит ли тратить деньги на заведомо тупиковую технологию?

[Vi1]

как раз именно из-за низкого бюджета решено было у Юноны использовать СБ, а не РИТЭГ

[pkl]

Знаю. Но это не то... что хотелось бы.

[Notfound]

pkl
Вообще, идея с торможением в атмосфере Юпитера с выдвижными закрылками — для научной работы абсолютно годная, просто её практическая реализация на сегодняшний день  слишком авантюрна.

[pkl]

Так вот то-то и оно! Рисковать космическим аппаратом стоимостью от 1 млрд. $? Потому то я и вернулся к идее ЯЭДУ - пусть дорого, но лучше один раз потратить на разработку и потом отправлять зонды куда угодно без проблем. Заодно и ряд других проблем решается, помимо доставки  больших масс ПН.

[1 2]

Волобуев - вот твой ХУЙ !!!

[Boo]

Когда ж тебя, гад твою морду, по IP забанят-то...

pkl
Мечтай уж по-крупному! Супертяж выводит на орбиту энергетический модуль с проверенным стандартным реактором от АПЛ и (естессно) с крутыми радиаторами вместо забортной водички.
Меговаттов хватит на Нептун за пару недель слетать!
(шутю)

[pkl]

 Я мечтаю, чтобы ТЭМ сделали. Всё равно какой! Тогда перед нам - вся Солнечная система откроется!

Опущенного - в игнор!

[Lunatik-k]

А какаво состояние проекта его начали финансировать или это просто мечты академиков ?

[Salo]

http://ria.ru/space/20160614/1447353433.html#ixzz4BZ62RzXM

МОСКВА, 14 июн — РИА Новости. Проект запуска к крупнейшей планете Солнечной системы — Юпитеру двух российских космических аппаратов предполагается осуществить с помощью новой ракеты-носителя тяжёлого класса "Ангара-А5" и разгонного блока КВТК.
"Российский проект "Лаплас-П" предполагает создание и запуск двух космических аппаратов: "Лаплас-П1" и "Лаплас-П2", предназначенных для дистанционных и контактных исследований планетной системы Юпитера и его естественного спутника Ганимеда. Одной из задач орбитального аппарата станет картографирование поверхности Ганимеда с орбиты искусственного спутника и сбор данных для выбора места посадки посадочного модуля", — отмечают авторы проекта в корпоративном издании "Вестник НПО имени Лавочкина".

[Salo]

«Вестник «НПО имени С.А. Лавочкина» № 02'2016
 Мартынов М.Б., Меркулов П.В., Ломакин И.В., Вятлев П.А., Симонов А.В., Леун Е.В., Барабанов А.А., Насыров А.Ф.
Перспективный Российский проект «Лаплас-П» для исследований планетной системы Юпитера: цели научной миссии и её особенности. Схема полёта
http://www.laspace.ru/upload/iblock/e70/e70603b54fe58def69cfd58368315e3d.pdf