Пилотируемый полет на Цереру (мечты)

Автор fan2fan, 17.04.2009 20:43:43

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

fan2fan

Долетит, это значит, Dawn до Цереры, а там... (Подозрение на наличие жизни, на следы присутствия инопланетян или еще что -
Загадочное Белое Пятно :-))
Короче, преположим, что эта малая планета по какой-то причине окажется настолько интересной, что станет первой интересной целью  (не просто тренировочной или спасательной, как полет на астероид) после Луны, а не Марс. На что может быть похожа экспедиция ?
 
Период обращения - 4,6 года, расстояние до Солнца - 2,54 - 2,98 а.е., средняя орбитальная скорость - 17,9 км/с (на 13 км/с меньше, чем максимальная Земли). Особенность по сравнению с большими планетами - большое наклонение орбиты к эклиптике по сравнению с Марсом и т.д. (>10 градусов; у Плутона больше - но там не надо возвращаться). Планета быстро вращается вокруг своей оси - 9 часов, наклон оси к плоскости орбиты незначительный (менее 4 градусов), диаметр - 909-974 км. Ускорение свободного падения - 0,27 м/с2, первая космическая - 0,51 км/с. Ср. температура поверхности - 167К, возможно наличие разреженной атмосферы (за счет испарения).
 
Ламерское ИМХО о главной проблеме: добраться и вернуться живьем, а посадка и подъем спускаемого аппарата не составляет труда. Более того, если поверхность позволяет, ИМХО возможен прямой старт на отлетную траекторию к Земле. Продолжительность экспедиции - между марсианской и юпитерианской, как понимаю, т.е. между 2,5 и 6 годами...
 
Какая может быть схема экспедиции ? Прямой перелет под противостояние ? Гравитационный маневр у Марса ? (но возможность этого, думаю, редко бывает). Химия, ЭРД или термояд ? (В последнем случае возможно сокращение сроков). Может есть где готовый вариант схемы ? (Ну, с массой аппрата можно ориентироваться на марсианские схемы, т.к. там большой разброс в зависимости от двигателя)
Немного (без конкретики - в качестве предложения, постоянно всплывающего) рассматривалось в темах
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=7854&highlight=%F6%E5%F0%E5%F0%E0
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=1503&highlight=%F6%E5%F0%E5%F0%E0
Жертвы неизбежны ! (с)

fan2fan

Ну вот, никого не заинтересовала планета КИМ :-)

А все-таки, что проще - полет на Марс или на Цереру ? Т.е. если действительно какой-то астероид главного пояса окажется более интересным, чем Марс, то возможен ли полет на такой астероид (не околоземный) раньше, чем на Марс ?
Жертвы неизбежны ! (с)

ratte07

Чисто по аналогии, выход из плоскости эклиптики обычно осуществлялся с гравманевром.
Потому что другие солдаты - совершенно другие ребята...

fan2fan

А тогда как вернуться обратно ? (В случае АМС такую задачу ставили только 2 раза АФАИК и завершена только одна миссия; имею в виду Стардаст и Хаябусу). Или обратно с Цереры - прямой перелет к Земле + аэробрейкинг ?
Жертвы неизбежны ! (с)

ratte07

ЦитатаА тогда как вернуться обратно ? (В случае АМС такую задачу ставили только 2 раза АФАИК и завершена только одна миссия; имею в виду Стардаст и Хаябусу). Или обратно с Цереры - прямой перелет к Земле + аэробрейкинг ?
Скорее или. Хотя если скорость будет большая, то кирдык...
Потому что другие солдаты - совершенно другие ребята...

pkl

Имхо, тут нужна ЯЭДУ. На ионниках.
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

Олигарх

ЦитатаНу вот, никого не заинтересовала планета КИМ :-)

А все-таки, что проще - полет на Марс или на Цереру ? Т.е. если действительно какой-то астероид главного пояса окажется более интересным, чем Марс, то возможен ли полет на такой астероид (не околоземный) раньше, чем на Марс ?

Церера - это моя любимица J и очень интереcная планета. И если дело реально дойдет межпланетного пилотируемого полета за пределы системы Земля-Луна, она сможет конкурировать с другими как цель такого полета.
Как цель такого полета, кажется, вне конкуренции - Марс. Но есть одно обстоятельство: вероятность жизни. Пока такая вероятность оценивается как ненулевая против высадки человека на поверхность Марса будет мощная оппозиция здесь на Земле ... Ведь высадка достаточно большого КА с человеком неизбежно приведет к локальному загрязнению земными микробами, а атмосфера разнесет их по всей планете, что может привести их к местам выхода подземных очагов местной жизни, которую земные микробы скушают ...

Несколько лет назад американский астробиолог Chyba на вопрос о вероятности жизни на других планетах в предположении, что она точно есть в нашей Солнечной системе, ответил так:
Марс - 49%
Европа - 51%
Но это было до того, как заработал Кассини, до открытий гейзеров на Энцеладе ...

Водянистыми, кроме Европы и Энцнлада, считаются еще Ганимед и Каллисто, а также !!! Церера.
Водянистость Цереры даже вызвала подозрение, что она чужая для пояса астероидов, что возможно она трансплутонный объект ...
Недавно была опубликована теория происхождения Юритера и его системы, согласно которой больших спутников у Юпитера было много, но большинство погибли или покинули его окрестности. Так что возможно, Церера сестра Европы и Каллисто ...
 
Так или иначе, но Церера вызывает сейчас большой интерес.
Когда был опубликован проект ИКИ по запуску в 2022 году КА к Юпитеру, который сбросил бы посадачный КА на Европу, я подумал, что на базе этого проекта или скорее в его рамках стоило бы реализовать меньший и более простой проект - запуск к Церере и сброс посадочного КА на нее.
Такой КА можно было бы запустить в 2016-2017 гг., чтобы он вышел на орбиту вокруг Цереры и сбросил посадочный КА за год, лучше два, до старта КА к Юпитеру. Это позволило бы учесть все замечания, возникшие при полете к Церере, при подготовке КА к Юпитеру.  
И вот на днях появилось сообщение о миссии к Церере, частично похожей:

Destination: Ceres!
By Lee Pullen


With solar system exploration progressing at pace, some scientists are considering missions to often overlooked worlds. One of these is Ceres, the smallest known dwarf planet which lies within the asteroid belt. Investigations have shown that it is an excellent target for exploration and may even have astrobiological significance.

Ceres Polar Lander

Joël Poncy is in charge of interplanetary advanced projects within the Observation and Science Directorate of Thales Alenia Space, a European company that works on satellite systems and other orbital infrastructures. This organization has been involved in many scientific missions, including the Huygens probe, CoRoT, ExoMars, Mars Express and Venus Express. Poncy and his team, in association with Olivier Grasset and Gabriel Tobie from LPG-Nantes, now have turned their eyes to Ceres.

Preliminary plans for a Ceres Polar Lander are currently being drawn up. The idea is to build a low-cost mission using reliable existing technology to complement other larger missions, while benefiting from NASA's Dawn mission results. Assuming launch by a Soyuz rocket, the spacecraft would take around four years to reach Ceres. It would then enter orbit before attempting a landing.

Poncy elaborates, "the lander would separate from the carrier, brake, land close to the target site while automatically avoiding boulders and permanent shadows. We would then operate a Phoenix-like analysis of the surrounding soil and release a mini-rover to explore further. Astrobiological experiments similar to ExoMars can be envisaged."

Maximizing existing technology
...
http://www.astrobio.net/news/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=3102&mode=thread&order=0&thold=0

Кстати, вот еще одна с этого сайта про Цереру:
Could Life on Earth Have Come From Ceres?
Lee Pullen

Astrobiologists hope to find life elsewhere in the universe, or possibly even in our own cosmic neighborhood, the solar system. Their efforts are usually concentrated on worlds such as the planet Mars, or icy moons like Europa. However, there are other, less conventional locations in the solar system where scientists think life may be found.

Ceres: an unusual choice

At the International Society for the Study of the Origin of Life conference in Florence, Italy, Joop Houtkooper from the University of Giessen divulged a theory that life could have originated on an object in the asteroid belt named Ceres. Ceres was considered to be a planet when it was discovered in 1801, but it was later downgraded to asteroid status. With the latest planet definition from the International Astronomical Union, the round object is now considered a dwarf planet. Is there a chance that this exotic world is home to extraterrestrial organisms?

"This idea came to me when I heard a talk about all the satellites in the solar system that consist of a large part of ice, much of which is probably still in a liquid state," says Houtkooper. "The total volume of all this water is something like 40 times greater than all the oceans on Earth."

This reminded Houtkooper of a theory about how life originated. Organisms may have first developed around hydrothermal vents, which lie at the bottom of oceans and spew hot chemicals. Many icy bodies in our solar system have rocky cores, so they may have had or still have hydrothermal vents. Houtkooper realized, "if life is not unique to the Earth and could exist elsewhere, then these icy bodies are the places where life may have originated."

Looking at the evidence

Early in the history of the solar system was a period known as Late Heavy Bombardment, a turbulent time when cataclysmic asteroid impacts were common. If there was life on Earth before this dangerous era, it was most likely eradicated and had to begin again after much of this cosmic debris had cleared out of the inner solar system. Interestingly, evidence indicates that Ceres avoided being pummelled by devastating impacts during this time. If it had been bombarded, it would have completely and forever lost its water mantle, as its gravitational force is too weak to recapture it. This is probably what happened to the asteroid Vesta, which has a very large impact crater and no water.
 
Ceres is a varied world which could host life.Image credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)
"The evidence points to Ceres having remained relatively unscathed during the Late Heavy Bombardment," states Houtkooper. He says this means Ceres still could have "a water ocean where life could have originated early in the history of the solar system."

This leads to an interesting hypothesis. If the Earth was sterilized by colossal impacts, but Ceres hosted life which survived, could the dwarf planet have reseeded our world with life, via rock fragments that chipped off Ceres and then crashed into Earth? Are all organisms on Earth, including humans, descendants of Ceres? This is an idea that Houtkooper had to pursue.

"I looked at the different solar system bodies which either had or currently have oceans," he explains. "The planet Venus probably had an ocean early in its history, but the planet's greater mass means that more force is needed to chip off a piece of the planetary crust and propel it in the direction of the Earth. Smaller objects like Ceres have lower escape velocities, making it easier for parts of it to be separated."

Houtkooper then calculated the orbital paths of candidate planets, moons and asteroids to see which were in the best positions to have pieces successfully reach the Earth, without being intercepted by other objects. Ceres fared favourably in these calculations.

Life on Ceres
http://www.astrobio.net/news/index.php?name=News&file=article&sid=3058


В общем, Церера заслуживает внимания и сама по себе, и цель, при полете к которой можно проверить технику и организацию всего дела для более сложного полета к Юпитеру.

Что касается пилотируемого полета к Церере, то, возможно, он не намного сложнее, чем полет к Марсу без высадки на его поверхность.
Это надо смотреть.
Но при этом отсутствие атмосферы на Церере позволит осуществить высадку людей на поверхность без угрозы заражения земной жизнью. Но важно, чтобы к тому времении после полетов Dawn и нескольких последующих КА Церера оставлась интересной ...  

КОГДА Я ХОТЕЛ поместить это сообщение в эту ветку, то не смог ее найти J
И открыл новую ветку
АМС к Церере
В которой предлагаю помещать информацию о текущих исследованиях Цереры и проектах АМС к ней.

Что касается пилотируемого полета к Церере, то, вполне возможно, с технической точки зрения он может оказаться и (!) проще,
чем облетно-орбитальная пилотируемая миссия к Марсу.
Преимущество Цереры в сравнении с Марсом - значительно меньшая 1-я и 2-я космическая скорость.
Недостаток - просто более длинные траектории к ней и от нее к Земле и большое наколнение к плоскости эклиптики.

Интересно, можно ли подобрать такую схему:
Старт с околоземной орьиты КК к Венере, ее облет, который используется для увеличения скорсти и выхода из плоскости эклиптики.
И далее прямой полет к Церере.
Либо  пролет Марса, скорее дальний, чем близкий, с той же целью, что и пролет Венеры.
Затем торможение при пролете Цереры и выход на орбиту вокруг нее.
Высадка космонавтов на поверхность Цереры.
Сход КК с орбиты вокруг Цереры и полет к (!) к Марсу. Пролет Марса для выхода в плоскость эклиптики и к Земле.
В общем, если бы по пути туда и обратно удалось бы использовать Венеру и Марс для гравитационных маневров, то, возможно, удалось бы совершить пилотируемой полет с КК массой 100-150 тонн (после придания ему 2-й космической скорости у Земли) ...

fan2fan

А сроки полета и всей экспедиции разумные с этими гравитационными маневрами ? Периоды обращения Марса и Цереры соотносятся крайне неудобно - как Земли и Марса примерно, т.е. там присутствуют редкие и узкие временные промежутки для пролета от Марса к Церере (с учетом перелета от Земли к Марсу - особенно). С Венерой - вроде получше (противостояния быстро обращающихся внутренних планет с медленными внешними чаще, чем у соседок), но не соображу, как посчитать... Вот если прямо от Земли к Церере по квазигомановской орбите лететь, то прямой перелет - 1,29 земного года примерно (период полуобращения по эллиптической орбите с перигелием на уровне Земли и афелием на уровне Цереры). Ну, "квази", т.к. я ламерски посчитал Церерину орбиту как круговую с радиусом фактической ее полуоси и без учета маневра выхода из эклиптики :-) (Школьная программа забывается на 1 класс за 5 лет, если не пользуешься, поэтому я где-то на уровне 6-го класса: взял готовую формулу и подставил другие значения; да еще и полдня тупил, почему для полета на внешнюю орбиту нужно разгоняться :-))). Биэллиптическая схема пилотируемого перелета на высокую орбиту с изменением наклонения при масштабах Солнечной системы (а не Земли-Луны, скажем) вроде совсем не разумна (хороша только для АМС на химии).
Жертвы неизбежны ! (с)

Имxотеп

Как показывает пример Dawn'a, для достижения Цереры необходима суммарная dV~10 км/с, а если стартовать с околоземной орбиты своими силами и не закладываться на гравманевры, то и все 15 км/с. Что вообще говоря, сравнимо с полетом на Марс и обратно.
То есть по базовым параметрам пилотируемая экспедиция на Цереру превосходит марсианскую в два раза, правда с той существенной разницей, что источник энергии должен быть ядерный (мы же не хотим пилить туда по 5-7 лет как Dawn). Реально ли это сделать? Если осилят Марс, то наверно реально, но будет ли тогда Церера еще казаться такой же загадочной и манящей - неизвестно.

fan2fan

А нет ли другого способа выхода из плоскости эклиптики ?
Скажем, старт с околоземной орбиты, которая в данный момент находится под тем же углом к эклиптике, что плоскость орбиты искомого небесного тела ? Земля при этом должна находиться в момент пуска в точке перигелия "квазигомановской" орбиты, ведущей к точке встречи с Церерой. Или 15 км/с этот вариант и предполагает ? Т.е. имеется в виду орбитальная скорость в перигелии 45 км/с - ? Что-то много - похоже на вытянутую, причем типа кометы Хейла-Боппа. Или что-то другое ?

Извиняюсь за вопросы такого рода.
(полет к Церере может стать образцовой темой для просвещения ламеров :-))
Жертвы неизбежны ! (с)

Олигарх

ЦитатаА нет ли другого способа выхода из плоскости эклиптики ?
Скажем, старт с околоземной орбиты, которая в данный момент находится под тем же углом к эклиптике, что плоскость орбиты искомого небесного тела ? Земля при этом должна находиться в момент пуска в точке перигелия "квазигомановской" орбиты, ведущей к точке встречи с Церерой. Или 15 км/с этот вариант и предполагает ? Т.е. имеется в виду орбитальная скорость в перигелии 45 км/с - ? Что-то много - похоже на вытянутую, причем типа кометы Хейла-Боппа. Или что-то другое ?

Извиняюсь за вопросы такого рода.
(полет к Церере может стать образцовой темой для просвещения ламеров :-))

Наши коллеги обсуждают
Manned mission to Ceres?

http://www.space.com/common/forums/viewtopic.php?f=6&t=821

fan2fan

Упс... Снимаю вопрос в своем предыдущем постинге - забыл про векторы скорости. Сбил меня сравнительно малый угол между плоскостями орбит Земли и Цереры. Когда подумал о Палладе (с 35 градусным углом) - сразу дошло.
Жертвы неизбежны ! (с)