"Инопланентная" авиация, для исследования атмосфер

Автор X, 05.01.2004 21:55:25

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

pkl

#60
А из чего были оболочки аэростатных зондов Веги? Трос - так из капрона!

Только сейчас вспомнил! Вот что надо доставить на Венеру:

 
http://www.forumdaily.com/predstavlen-prototip-samoleta-na-solnechnyx-batareyax/
 https://ru.wikipedia.org/wiki/Solar_Impulse
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

Asgard

#61
http://q99.it/2O6Sk0p


В Антарктике воздушный зонд ищет следы Большого взрыва (ФОТО)



Ученые из Принстонского университета запустили в небо над Южным полюсом воздушный шар с прибором, окрещенным именем Spider. С помощью этого устройства, состоящего из шести телескопов, исследователи надеются засечь микроволны реликтового излучения, появившимся в момент Большого взрыва.


khach

ЦитатаAsgard пишет:
Закаленное стекло. Солнечные батареи обычно и на земле в стеклянных панелях стоят.

Вы представляете, какова будет масса батарей хотя бы на 20 квт при такой технологии? И как все это тащить на Венеру? А разворачивать жесткие панели при наполнении аппарата в момент спуска в атмосфере при немалых аэродинамических нагрузках и возможно флаттере не полностью наддутой оболочки?
По поводу проектирования венерианского дирижабля- хотелось бы найти общий график изобар и изофот от высоты, чтобы на нем построить график грузоподьемности и энергообеспечения. Тогда будут понятны ограничения в проекте.
Кстати, как перспективный вариант можно рассматривать отказ от фотовольтаики в пользу прямого разложения воды на кислород и водород на фотохимических панелях на основе нитрида галлия. Можно такие панели сделать на основе толстых полимерных пленок.

Asgard

#63
ЦитатаВы представляете, какова будет масса батарей хотя бы на 20 квт при такой технологии? 
Представляю. Но зачем 20 квт? Выше примеры зондов один из них ДЗЗ по 0,5 квт. 
И я лишь привел аналог того как их защищают на земле. В принципе там могут быть разные технические решения. Для примера прозрачная оболочка дирижабля. Панели под неё. 
Из гибких прозрачных есть стеклоткань. Правда она не слишком прозрачна.  :)  По крайней мере ту что я видел, и тяжеловата. Но есть плюс высокая температурная и химическая устойчивость. 
При нужной пропитке также можно увеличить прозрачность, и уменьшить газопроницаемость вероятно. 

Есть уже даже вот такие коширные вещи http://russian.alibaba.com/product-gs/greenhouse-transparent-glass-fiber-sheet-1362719474.html

Ну как вариант я бы сделал тонкий слой с хорошей светопроницаемостью, и хим устойчивый. Под него гибкие солнечные панели. Затем еще слой с низкой газопроницаемостью. 

Дмитрий Виницкий

А главное - что там вообще делать людям?
+35797748398

pkl

Подбирать контейнеры с образцами снизу, подобно тому, как это делали американцы с капсулами своих спутников-шпионов в 1950-60-х.

Ещё такие дирижабли могут быть базами для высадки людей на поверхность планеты. Ну и, руление роверами.
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

Дмитрий Виницкий

а человек там зачем? Это как людей высаживать? Зачем человек на Венере?
+35797748398

pkl

Цитатаkhach пишет:
ЦитатаAsgard пишет:
Закаленное стекло. Солнечные батареи обычно и на земле в стеклянных панелях стоят.

Вы представляете, какова будет масса батарей хотя бы на 20 квт при такой технологии?
Ну, можно прикинуть исходя из имеющихся образцов. Если взять существующием фотоэлементы, то удельная мощность кремниевых составляет 165-170 вт/кв.м, а удельная масса - 1,7 - 1,85 кг/кв.м.
 http://www.rusnanonet.ru/products/21131/
Так что при мощности 20 кВт это: 20000 / 165 = 121,21 х 1,7 = 206 кг. Не так, чтобы и много, тем более, что есть и более эффективные варианты.
Цитата И как все это тащить на Венеру?  
На этот вопрос ответить проще всего - буксиром с ЭРД, запитываемых от солнечных батарей или ядерного реактора. Причём Венера - это тот случая, когда солнечные батареи явно выигрывают у реактора.
Цитата А разворачивать жесткие панели при наполнении аппарата в момент спуска в атмосфере при немалых аэродинамических нагрузках и возможно флаттере не полностью наддутой оболочки?
Я вот думал на этот счёт. Пока идея такая - сделать много очень маленьких фотоэлементов, встроенных в гибкую оболочку. Такая конструкция должна быть достаточно гибкой. Ещё целесообразно захватить с собой парашют достаточно большого диаметра, чтобы на период наддува обеспечить более-менее плавный спуск без больших нагрузок. Ну и времени предоставляется больше.
Цитата По поводу проектирования венерианского дирижабля- хотелось бы найти общий график изобар и изофот от высоты, чтобы на нем построить график грузоподьемности и энергообеспечения. Тогда будут понятны ограничения в проекте. 
Такие пойдут?

 http://www.astronet.ru/db/msg/1177040/chapter6_04.html

 http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/osvoen-kosm-pr-sssr/1979/06.html
 ;)

ЦитатаКстати, как перспективный вариант можно рассматривать отказ от фотовольтаики в пользу прямого разложения воды на кислород и водород на фотохимических панелях на основе нитрида галлия. Можно такие панели сделать на основе толстых полимерных пленок.
И потом в ЭХГ? А какова эфективность такого процесса? Вопрос также в доступном количестве воды.
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

pkl

ЦитатаДмитрий Виницкий пишет:
а человек там зачем? Это как людей высаживать? Зачем человек на Венере?
Зачем Вы второй раз спрашиваете? Я же ответил на Ваш вопрос.

А ответ на вопрос "Как?" можно поискать здесь:
 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum10/topic8394/
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

Дмитрий Виницкий

+35797748398

khach

Цитатаpkl пишет:
то удельная мощность кремниевых составляет 165-170 вт/кв.м, а удельная масса - 1,7 - 1,85 кг/кв.м.
Это для Земли на поверхности- на  Венере с одной стороны солнечная константа почти в 2 раза больше, с другой стороны неизвестно поглощение в атмосфере (изофоты) - как раз на интересующих высотах тропопауза и облака. Удельная масса фотоэлементов -слишком оптимистично для фотоэлементов в агрессивной атмосфере, по ссылке параметры для космических фотоэлементов, которым защита от атмосферы не нужна. А наземные солнечные панели 5-8 кг на квадратный метр.
Предложенная 20 квт это пиковая мощность. Средняя около 10 с учетом диффузионного рассеяния в атмосфере. Из них на двигатели дирижабля хотя бы пару киловатт, что бы летел хоть немного подрулирая куда следует, а не куда ветер понесет. 2-3 квт на передатчик микроволнового радара, способный пробить 40 км до поверхности, да и премник с цифрвой обработкой под пол-киловатта съест. киловатт на линк на Землю с хорошей пропускной способностью. Т.к планета горячая, возможно понадобится питать холодильную установку для например ИК камеры- тоже с киловатт. Вот весь запас энергии и разошелся.
Человеку там делать пока нечего. Хотелось бы аппарат со временм функционирования марисанских роверов- лет 5 как минимум. Подробное картографирование в мм диапазоне, возможно попытка оптического наблюдения над полюсами, карты температур с сезонными изменениями итд.
Троссовый спускаемый аппарат-хотелось бы, но высота и атмосфера вряд ли позволят.
Хотя как вариант- аэродинамические ныряющие зонды с возвратом на дрейфующую станцию. Но вот какое рабочее тело для двигателей таких аппаратов? Вытянет ли электоролет? Если бы была вода- абсорбция атмосферной воды (например цеолитной ловушкой)  и разложение электролизом для заправки ныряющего зонда.

pkl

ЦитатаДмитрий Виницкий пишет:
Как - это когда известно зачем.
Мне известно.
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

pkl

Цитатаkhach пишет:
Цитатаpkl пишет:
то удельная мощность кремниевых составляет 165-170 вт/кв.м, а удельная масса - 1,7 - 1,85 кг/кв.м.
Это для Земли на поверхности- на Венере с одной стороны солнечная константа почти в 2 раза больше, с другой стороны неизвестно поглощение в атмосфере (изофоты) - как раз на интересующих высотах тропопауза и облака. Удельная масса фотоэлементов -слишком оптимистично для фотоэлементов в агрессивной атмосфере, по ссылке параметры для космических фотоэлементов, которым защита от атмосферы не нужна. А наземные солнечные панели 5-8 кг на квадратный метр.
Ну, можно пересчитать: 8 х 121,21 = 969,68 кг. Меньше тонны. Всё равно фигня.
Цитата Предложенная 20 квт это пиковая мощность. Средняя около 10 с учетом диффузионного рассеяния в атмосфере. Из них на двигатели дирижабля хотя бы пару киловатт, что бы летел хоть немного подрулирая куда следует, а не куда ветер понесет. 2-3 квт на передатчик микроволнового радара, способный пробить 40 км до поверхности, да и премник с цифрвой обработкой под пол-киловатта съест. киловатт на линк на Землю с хорошей пропускной способностью. Т.к планета горячая, возможно понадобится питать холодильную установку для например ИК камеры- тоже с киловатт. Вот весь запас энергии и разошелся.
Ну а сколько точно надо, по Вашим оценкам? Кроме того, сейчас ещё порылся в Википедии:
ЦитатаОблака Венеры являются довольно плотными и состоят из сернистого газа и капель серной кислоты[29]. Они отражают около 75 % падающего солнечного света[30], а также скрывают поверхность планеты, препятствуя её наблюдению[1]. Отражательная способность облаков является причиной, по которой количество отражённого света сравнимо со светом, поступающим от Солнца, и поэтому зонд, изучающий верхнюю часть облаков, может использовать солнечную энергию, исходящую от облаков, почти так же, как и ту, которая поступает от Солнца, что значительно упрощает проектирование и использование солнечных батарей[31].

Толщина облачного покрова такова, что лишь незначительная часть солнечного света достигает поверхности, и уровень освещенности составляет всего 1000—3000 люкс во время нахождения Солнца в зените[32]. Для сравнения на Земле в пасмурный день освещение составляет 1000 люкс, а в ясный солнечный день (в тени) 10—25 тыс. люкс[33]. Поэтому на Венере солнечная энергия практически не может использоваться зондами. Влажность у поверхности составляет менее 0,1 %[34]. Из-за высокой плотности облаков и их высокой отражающей способности суммарное количество солнечной энергии, получаемой планетой, меньше, чем у Земли...
...В 2002 году подрядчик НАСА компания Global Aerospace предложила воздушный шар, который мог бы оставаться в верхних слоях атмосферы в течение сотен земных дней[57].

Вместо воздушного шара Джеффри А. Ландисом был предложен солнечный летательный аппарат[14], и эта идея время от времени фигурировала с начала 2000-х годов. Венера имеет высокое альбедо и отражает большую часть солнечного света, что делает поверхность довольно тёмной. В свою очередь, верхняя атмосфера на 60 км имеет восходящую солнечную интенсивность 90 %, что означает, что солнечные батареи сверху и снизу аппарата могли бы использоваться с почти равной эффективностью[31]. В дополнение к этому, немного меньшая сила тяжести, высокое давление воздуха и медленное вращение планеты с учётом нескончаемой солнечной энергии делают эту часть планеты идеальной для изучения. Предложенный летательный аппарат работал бы лучше всего на высоте, где солнечный свет, давление воздуха и скорость ветра позволят ему оставаться в воздухе постоянно с небольшими падениями вниз в течение нескольких часов прежде, чем возвратиться обратно. Поскольку серная кислота в облаках на этой высоте не является угрозой для защищенного аппарата, то этот так называемый «солнечный летательный аппарат» мог бы проводить измерения в области между 45 км и 60 км бесконечно, пока сбой или непредвиденные проблемы не выведут его из строя. Ландис также предложил, что роверы, подобные «Спириту» и «Оппортьюнити», возможно смогут исследовать поверхность, но с тем различием, что роверы Венеры будут управляться компьютерами, находящимися на аппарате в атмосфере[58].
:)

Цитата Человеку там делать пока нечего.  
Ну так никто же не собирается лететь туда в следующем году! Хотя, как промежуточная цель в программе подготовки к Марсианской экспедиции может, наверное, рассматриваться.
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

Дмитрий Виницкий

Цитатаpkl пишет:
ЦитатаДмитрий Виницкий пишет:
Как - это когда известно зачем.
Мне известно.
Поделитесь тайным знанием, не скрывайте от остального человечества! Впрочем, хотите, угадаю? 
"Для изучения возможности освоения человеком космоса бла-бла-бла..." 
+35797748398

pkl

Демонстративное непонимание собесдника? Гм...

Я уже сказал. Много выше:
 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum11/topic99/message1328944/#message1328944
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

Дмитрий Виницкий

Попробуйте что-то поумней придумать. Это слишком глупо.
+35797748398

pkl

Пока ничего не выходит.

А что не так то?
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

Андрей Логинов

ЦитатаX пишет:

Тип 3.
для Марса.
Снабженный пропеллерами сверхлегкий планер-самолет.
 Масса - 100-200 кг.

Работает от солнечной энергии, умеет набирать высоту в восходящих потоках воздуха.
Назначение - ретранслятор и разведывательный самолет.
Например, может "посмотреть" что случилось с СА.

На Марсе и на солнечной энергии?

pkl

А что, собственно, не так?

Хотя лично я за гидразин/перекись водорода.
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

АниКей

Украинские ученые предлагают NASA самолет-"прыгун" для исследования полярных шапок Марса        
          
20.05.2016, 13:33 http://elvisti.com/node/185552

 
 
 
 
 
 
20 мая заканчивается голосование в конкурсе проектов NASA, в финал которого вышла команда украинских изобретателей с проектом самолета - "прыгуна" для исследования полярных шапок Марса.
Победа украинцев не станет гарантией того, что Аэрокосмическое агентство воплотит в жизнь их проект. Несмотря на это, соавторы разработки рассказали, что настроены довести свой замысел до конца независимо от результатов конкурса.
 
Спойлер
"Он использует ресурс другой планеты для собственных нужд и определенным образом приближается к живому существу", - рассказывает инженер Александр Буткалюк, соавтор разработки.
Mars Hopper - это прототип беспилотного автоматизированного самолета. Аппарат использует в качестве топлива сухой лед. Так называют замороженный углекислый газ, которым обильно покрыты полюса Марса в зимний период.
Предполагается, что аппарат будет передвигаться по поверхности Красной планеты затяжными прыжками, каждый из которых будет длиться несколько минут. Приземлившись на покрытую льдом поверхность, самолет будет черпать сухой лед, из которого получит энергию для следующего прыжка. Отсюда и название аппарата, созвучное английскому слову grasshopper - кузнечик.
Условия для полета над поверхностью Марса очень отличаются от тех, что на Земле. С одной стороны, гравитация на этой планете почти втрое слабее земной, что облегчает полет. С другой - плотность атмосферы в сто раз ниже плотности воздуха на Земле, что, наоборот, требует дополнительной энергии для полета.
Приняв к сведению условия на Марсе, украинские изобретатели посчитали, что при весе самолета в 200 кг размах его крыльев должен быть 8,5 метра - это больше, чем длина маршрутки "Богдан". Скорость полета будет около 360 км/ч.
На каждом крыле самолета будут большие сложные винты. Научные приборы разместят в носовой части. Снизу фюзеляжа будет одна большая лыжа и две малые шасси-пластины на крыльях - для приземления на лед. Аппарат должен быть создан из сверхлегких композитных материалов.
Почти все технологии, которые будут использованы в этой разработке, есть в Украине, говорят авторы идеи. Исключением является только система РИТЭГ, которая позволит получать энергию из сухого льда.
Пока для проведения экспериментов и демонстрации ученые используют подручные материалы, такие как пластиковые бутылки, сухой лед, который продается по 30 грн/ за килограмм, пенопласт и двигатель шлифовальной машинки.
Аппарат будет взлетать как реактивный самолет, после этого на его крыльях развернуться большие винты, которые будут вести машину дальше, до верхней точки полета. Затем винты сложатся и "прыгун" пойдет на посадку, как планер. Все это время на борту будет работать научное оборудование.
При приземлении снизу фюзеляжа открывается приемник для льда, который черпает ледяное "топливо", одновременно притормаживая движение аппарата. Стоянка продлится несколько часов - столько времени потребуется для того, чтобы извлечь из замерзшего углекислого газа тепло и электричество. В это время самолет будет стоять неподвижно, зацепившись за лед фиксаторами - чтобы не сдуло ветром.
Ровные площадки для посадки будет выбирать навигационная система на борту Mars Hopper. Она будет планировать полеты по меньшей мере на два цикла вперед.
Для нескольких минут полета потребуется около 50 кг твердого углекислого газа. Из них 30 кг пойдет на реактивный старт, а остальное - на оборот винтов и техническую поддержку электроники и научных аппаратов.
Поскольку доставка топлива на Марс с Земли является очень дорогостоящей и неэкономной, аппараты, которые работают на этой планете, такие как Curiosity, подпитываются за счет солнечных панелей и технологии РИТЭГ - радиоизотопного термоэлектрического генератора.
РИТЭГ, который установят на Mars Hopper, позволяет получать тепло и электричество из замерзшего углекислого газа за счет естественного распада радиоактивных изотопов.
Это надежная технология и может функционировать в течение многих лет, не требуя вмешательства человека. Минусом является то, что она дает слабую мощность и имеет низкую эффективность. Именно поэтому для каждого прыжка самолета потребуется большое количество сухого льда. Преимущество такого подхода заключается в том, что замерзшего СО2 на полюсах планеты - как звезд на марсианском небе.
Чтобы получить от РИТЭГ максимум отдачи, разработчики решили сделать ставку не на электрическую энергию, а на тепловую, которой генератор может дать гораздо больше, чем электричества.
Когда жидкий СО2 попадает в разреженную атмосферу Марса, он мгновенно превращается в газ и создает мощную тягу, которая и позволит аппарату резко стартовать, отпрыгнув от поверхности.
Но на этом сходство с реактивным самолетом заканчивается. Использовать реактивную тягу в течение всего полета неэффективно, поскольку это ведет к быстрому расходу топлива.
Поэтому, поднявшись на высоту в несколько метров, самолет расправит винты, которые будут вращаться благодаря двигателям, принцип работы которых будет напоминать старые паровые машины.
Все рулевые механизмы также будут работать не за счет электричества, а за счет пневматики. Небольшое количество электрической энергии, которое аккумулятор способен удерживать, будет питать авиационное и научное оборудование.
По задумке создателей, "прыгун" сможет попасть на Марс в той же капсуле и на той же самой ракете "Атлас-5", которая доставляла туда зонд Curiosity. Чтобы поместиться в такой капсуле, самолет должен иметь складную конструкцию.
На борту у аппарата будет запас сжиженного углекислого газа, чтобы протестировать все его системы.
Выбрав площадку для посадки, самолет приземлится, чтобы начать свое путешествие по ледяной шапке планеты.
Mars Hopper сможет работать на Красной планете только зимой, когда полярные шапки покрыты замерзшим углекислым газом. Этот период длится около шести земных месяцев. Остальное время, в период марсианского лета, сухой лед сходит с полюсов планеты, обнажая лед обычный - то есть замерзшую воду, непригодную для питания самолета. Изобретатели предполагают, что это время "прыгун" сможет просто переждать, закрепившись на льду.
Полюса Марса изучены относительно плохо. В 1999 NASA отправила на южный полюс зонд Mars Polar Lander, который почему-то так и не вышел на связь. Ближе всего к полюсу подобралась миссия Phoenix 2008 года. Тогда аппарат приземлился в приполярной северной зоне. Поэтому пока шапки планеты изучали только из космоса.
Украинские разработчики, называют свой самолет "передвижной лабораторией", надеются, что аппарат позволит анализировать атмосферу и изучать пыль разных районов планеты.
Единственным гарантированным результатом победы в конкурсе станет то, что авторов проекта пригласят в Космический центр им. Кеннеди в США, где они смогут увидеть очередной космический запуск.
NASA не гарантирует, что проект-победитель обязательно будет воплощен в жизнь.
Украинские изобретатели говорят, что несмотря на результат конкурса, они доведут свою разработку до конца. Для этого ученые планируют провести серию экспериментов на Земле. Один из них предполагает, что прототип Mars Hopper поднимут с помощью аэростата на высоту 31 000 метров над землей, чтобы протестировать, как он будет летать в условиях разреженного воздуха. На этой высоте плотность воздуха примерно такая же, как плотность атмосферы на Марсе.
О своей заинтересованности проектом уже заявило Государственное космическое агентство Украины. Об этом сообщает ВВС Украина.
[свернуть]
А кто не чтит цитат — тот ренегат и гад!