Дефицит ресурсов связи на ГСО

[Humorist]

В конце 70-ых на Океанах (военно-морские ИСЗ) ЯЭУ вроде была штатной, но после падения на Канаду могли от них и отказаться.. а сейчас после Чернобыля вообще большие фобии, хотя прогресс большой (реакторы активируются только в космосе..)

так реактор спутнике может быть разрушен при запуске. ладно если он целый просто упадет на Земли. А если его разметает в атмосфере?  Вот и будет вам "грязная" бомба. Этого все и боятся!

да это основной "страх"

может в 60-х и решали эту задачу но под каким "соусом"? в 99-м и 2005-м мы решали эту задачу уже в качестве решения для коммерческого использования, т.е. не только проблемы конструктивно - технические (железо), но и экономическое обснование
Жаль идеолог этого направления. очень уважаемый человек, который был на заре всей спутниковой отрасли с конца 50-х (обладатель Ленинской премии) умер и проект замер, хотя интерес к нему имеется, т.к. он довольно глубоко проработан.

[VSATman]

так реактор спутнике может быть разрушен при запуске. ладно если он целый просто упадет на Земли. А если его разметает в атмосфере?  Вот и будет вам "грязная" бомба. Этого все и боятся!

Разметать в атмосфере по идее не самый худший вариант - радиационный фон Земли не изменится от 3-5 кг даже 100% урана, самое худшее при аварии 1-2 ступени (вероятность примерно 1 к 50) падение на Землю. Тут может загрязнить несколько кв.километров. Как вариант пускать с морского старта чтобы падало в Океан (а там см. вариант с атмосферой..)..

За разъяснение по ВИАСАТ сенькс..

[vitkisa]

Вообще то в космосе использовалось два типа ЯЭУ. РИТЭГ и сейчас успешно используются, и ну никак не подходят для спутника связи на ГСО там мощности сотни ватт. А реакторы типа "Топаз" могли проработать год - полтора, по энергетике хватает, с ресурсом ну никак. Вот здесь подробнее http://www.cosmoworld.ru/spaceencyclopedia/publications/index.shtml?zhelez_17.html . Так что не только в "зеленых" проблема.
Падение при выводе реакторов типа "топаз" почти безопасно, пока он не начал работать почти никакого заражения месности не будет.

[Sattel]

Вообще то в космосе использовалось два типа ЯЭУ. РИТЭГ и сейчас успешно используются, и ну никак не подходят для спутника связи на ГСО там мощности сотни ватт.

Интересно, а какие будут габариты ЯЭУ мощность скажем 5кВт?
И вообще где та черта, когда солнечные батареи по массе начнут проигрывать ЯЭУ при одинаковой мощности?

[VSATman]

Вообще то в космосе использовалось два типа ЯЭУ. РИТЭГ и сейчас успешно используются, и ну никак не подходят для спутника связи на ГСО там мощности сотни ватт.

Интересно, а какие будут габариты ЯЭУ мощность скажем 5кВт?
И вообще где та черта, когда солнечные батареи по массе начнут проигрывать ЯЭУ при одинаковой мощности?

РИТЕГ   и подобное работает кажется на стронции (типа таблеток)Термоэлектрогенерация, что то типа того, то есть за счет естественно полураспада радиоактивного изотопа выделяется тепло. Есс-но и сроки жизни и мощности тут мизерные.. контейнер со свежим топливом надо загружать чуть ли не за считанные дни до старта ..

ОКЕАНы работали с настоящим реактором, активная зона, теплоноситель, все дела. Вес у него видимо 2-3 тонны, пускали их вроде КОСМОСАМи (они же Р-100) они  больше на низкие орбиты и не выведут.. Ограничений по мощности там практически нет, единственное ограничение это по теплосъему  размереам теплообменников надо  лишнее тепло (не преобразованное в Амперы) куда то сбрасывать.. Вообщем думаю при если теплообменники будут того же размера что и панели СБ  то при 2-3 тоннах уже одинаково..
Но надежность конеяно у ИСЗ с ЯЭУ гораздо ниже. Там идея была дальний космос, где эффективность у СБ никакая (кажется вояджер и подобные были с ТЭГами) и  буксиры между опорной и ГСО..

[vitkisa]

Чуть не так. Ритег работает очень долго, десятки лет, пионеры и вояджеры тому пример. А мощность - ну только сигнал послать. Прекрасно работают на АМС. А Бук и Топаз это уже киловатты и даже выше 10 квт для Топаза, но пока недолго. Есть еще одно интересное направление ЯЭУ источники с бета распадом. Они могли бы как раз для ГСО подойти. Я не знаю где использовались, может кто слышал?

[Humorist]

Вообще то в космосе использовалось два типа ЯЭУ. РИТЭГ и сейчас успешно используются, и ну никак не подходят для спутника связи на ГСО там мощности сотни ватт.

Интересно, а какие будут габариты ЯЭУ мощность скажем 5кВт?
И вообще где та черта, когда солнечные батареи по массе начнут проигрывать ЯЭУ при одинаковой мощности?

Характеристика               
Масса, КА в целом       -  12 т.   
полезная нагрузка       -  3,5 т.   
Мощность
ЯЭУ, период выведения    - 100 кВт   
период функционирования на орбите    - 70 кВт   
Мощность ЯЭУ, выделяемая на ПН   
максимальная    50 кВт   
номинальная   35 кВт   
Диапазон частот БРТК, ГГЦ   
Ка  - 27,5-31,0/17,7-21,2 ГГц
L - 1,63-1,66/1,53-1,56 ГГц
Срок активного существования   12 лет
количество транспондеров - 500
полоса частот ствола
Ka - 90 Мгц
L - 3,5 МГц
ЭИИМ ствола
Ка - 60-62 дБВт
L - 62-64 дБВт
Тепловыделение ПН, кВт 22   
Площадь панелей для размещения РТР, м2 40
Размеры антенн:   
Ка - диапазон   4 х 4 м
L - диапазон   18 х 6 м
Потенциальная пропускная способность:
Одного КА     - 50 ГБ
Системы из 3 КА   150 ГБ


это некоторые характеристики одного из самых тяжелых вариантов КА с ЯЭУ,
хочу отметить что там простая ретрансляция, не очень сложная схема коммутации, т.е. в производстве это не аппарат с дорогой полезной нагрузкой, а пропускная способность велика

[Sattel]

2 Humorist
а как на счет сравнения ЯЭУ с СБ?  наверняка кто-то это уже подсчитал...

[duke]

а как на счет сравнения ЯЭУ с СБ?  наверняка кто-то это уже подсчитал...

СБ это примерное 1-5 кг/кВт на околоземной орбите. Но ещё нужны аккумуляторы... Которые 1-7 кг/кВт*ч
ЯЭУ... На 10 МВт - может быть ~10 тонн, на 1 МВт - 1-2 тонны, на 100 кВт - хз
З.Ы. а с хорошей защитой от радиации со всех сторон, а не с одной - больше, раза в 1,5[/size]

[vitkisa]

Сам реактор на 100 квт меньше тонны будет. Сильно будет зависеть от расчетного времени работы. Еще там радиаторы тяжелые и большие. Это большая часть массы ЯЭУ. Где то на форуме уже было про это, массы сравниваются примерно на 100 квт, дальше реактор легче. Еще прогресс по реакторам гораздо быстрее, чем по СБ, может сейчас уже и 10 квт примерно одной массы. Для спутников ГСО другое в реакторе не подходит - малое время работы. Может современные и могут работать лет 10, Топаз теоретически работал 18 месяцев.

[duke]

Сам реактор на 100 квт меньше тонны будет. Сильно будет зависеть от расчетного времени работы.

Там вся ЯЭУ меньше тонны может быть, при времени работы лет 20

Еще там радиаторы тяжелые и большие. Это большая часть массы ЯЭУ.

"Мои" реакторы без радиаторов.

Где то на форуме уже было про это, массы сравниваются примерно на 100 квт, дальше реактор легче.

А чтобы сравнивать массы, нужно знать условия работы. На НЗО, километров 500-700, у СБ главный недостаток - большая площадь. До 10 м2/кВт. На высоких орбитах - необходимость аккумуляторов большой ёмкости.

Главное приемущество ЯЭУ на малых мощностях - отсутсвие площадей в сотни квадратных метров. Безрадиаторная ЯЭУ это вообще коробка размерами около 2*1*1 м3 при мощности 10 МВт

[Fakir]

А реакторы типа "Топаз" могли проработать год - полтора, по энергетике хватает, с ресурсом ну никак. Вот здесь подробнее http://www.cosmoworld.ru/spaceencyclopedia/publications/index.shtml?zhelez_17.html . Так что не только в "зеленых" проблема.

Так то типа "Топаз". Который был давно и, кстати, практически не доведен - всего-то два полёта, и всё закрылось.

Сейчас же мужики из ФЭИ им. Лейпунского бьют себя в грудь и уверяют, что ресурс 10-15 лет не есть проблема, в т.ч. для реактора с машинным преобразованием. А это мощности до мегаватт электричества.
И я не вижу оснований им не верить.

Падение при выводе реакторов типа "топаз" почти безопасно, пока он не начал работать почти никакого заражения месности не будет.

Вот именно. Практически никакого, если не меньше.
Реактор до физпуска абсолютно безопасен.
Опасен только отработавший кампанию, где есть выгоревшее топливо.
Но он уже высоко и далеко - если на ГСО пускаем, то безопасен абсолютно.

А уж РИТЭГи просто на порядки опаснее реакторов в случае аварий при запуске. И ничего, однако...

[Fakir]

Интересно, а какие будут габариты ЯЭУ мощность скажем 5кВт?
И вообще где та черта, когда солнечные батареи по массе начнут проигрывать ЯЭУ при одинаковой мощности?

Где-то 50-100 кВт обычно считают. Иногда называют уровень 10 кВт.

Но при 5 еще нет смысла точно.

[Fakir]

"Мои" реакторы без радиаторов.

"Не бывает" (с)

[Fakir]

Есть еще одно интересное направление ЯЭУ источники с бета распадом. Они могли бы как раз для ГСО подойти. Я не знаю где использовались, может кто слышал?

1) Есть разные РИТЭГи с бета-активными изотопами, принципиально они ничем не отличаются от РИТЭГ с альфа-активными (типа Pu-238) или гамма-активными - только массы различаются на 10-20%, принцип же один и тот же: изотоп греется, тепло преобразуется в электричество с помощью полупроводниковых термопар.
2) То, что вы имели в виду, это несколько другой компот, без термоэлектрического преобразования, но ничего сверхособого тут не стоит ожидать - и как раз в качестве мощного источника энергии ( для ГСО или еще где, неважно) они совершенно бесперспективны, просто без шансов.

[Fakir]

мое мнение, что скоро будут делать КА я ядерными энерго установками, 10 лет назад я участвовал в разработке такого проекта и могу вам сказать что это очень перспективно, интересно и не так дорого как кажется,

О! Послушайте, если вы в теме или были в теме - может быть, вам интересен контакт с народом, который этим занимается? Реакторами и т.п.?
Глядишь, за счёт новых контактов дело бы немного и реанимировалось - для начала хотя бы до уровня предложений.

Благо, за 10 лет кое-какие приятные подвижки и в плане реакторов появились.

[vitkisa]

Так то типа "Топаз". Который был давно и, кстати, практически не доведен - всего-то два полёта, и всё закрылось.

Сейчас же мужики из ФЭИ им. Лейпунского бьют себя в грудь и уверяют, что ресурс 10-15 лет не есть проблема, в т.ч. для реактора с машинным преобразованием. А это мощности до мегаватт электричества.
И я не вижу оснований им не верить.

Да, ушло вперед то как. Тогда Чернобыль все мокрым полотенцем накрыл, так давно бы уже реакторы в космосе работали.

[Димитър]

Еще там радиаторы тяжелые и большие. Это большая часть массы ЯЭУ.

"Мои" реакторы без радиаторов.

А можно поподробнее ? Как будете тепло отводить? С разчетами, если можно ...  

А чтобы сравнивать массы, нужно знать условия работы.  У СБ главный недостаток ... на высоких орбитах - необходимость аккумуляторов большой ёмкости.

И зачем они нужны? На НЗО спутник периодически заходит в тень - примерно на 40 - 45 мин. Там нужны аккумуляторы. А на ГСО - заход в тень - явление довольно редкое.

Где то на форуме уже было про это, массы сравниваются примерно на 100 квт, дальше реактор легче.

На теории можно и так ... бумага все стерпит.
У меня складывается другое впечатление:
- На орбите Земли и ближе к Солнцу - СЭУ получаются легче при любой мощности.
- На орбите Юпитера и дальше - однозначно ЯЭУ !
- между Земли и Юпитера - уже надо считать "по мощности", ИМХО.


И еще один вопрос по ЯЭУ: Я читал много статей по тему, но почти всегда про радиационную защиту деликатно умалчивается. Особо умиляют проекты пилотируемых КК, где просто нарисован кружечек и на нем написано "теневая защита" - без всяких расчетов и коментариев. Здесь мы говорим про спутники связи на ГСО, но электронику тоже нужна какая-то защита.
Так кто-нибудь приведет какие-то расчеты и оценку массы защиты?

[Fakir]

Читайте правильную литературу, всё везде про защиту есть, и всё летало с теневой защитой - те же Буки в т.ч.
Масса же её сильно зависит от требований и от компоновки - насколько далеко может быть отнесен реактор от ПН (или там обитаемого модуля), каковы требования.

Но во всех случаях она не что-то там экстраординарное.

[vitkisa]

Как раз разница в основном в мощности, а не в орбите. СБ это еще очень даже не маленькая несущая конструкция, преобразователи, и акумы ес-но. Чем больше мощность тем хуже пропорция массы самих СБ к массе конструкции. На ГСО вся эта хрень должна еще и непрерывно вращаться, позиционируясь на солнце. Посмотрите для примера хоть на МКС с её 100 - 150 квт.