За творчеством Robert Winglee я слежу пожалуй с времён альма- матер. Интерес был ещё со времён публикации Mini-Magnetospheric Plasma Propulsion (M2P2). Занятный и увлекающийся (я бы даже сказал сильно увлекающийся) человек (может и «человечище»), который иногда напрочь забывает свои же базовые познания, полученные в ВУЗе.
В свое время я даже тиснул статью на эту тему статью: MagBeam: плазменное надувательство.
Надысь прочитал о его новой разработке (и новом увлечении) Europa Kinetic Ice Penetrator System for Hyper Velocity Instrument University of Washington,2016 Committee:Robert Winglee &
Carl Knowlen и тут же вспомнил статью Cosmic Concept: Going Fishing on Other Planets.
Новость уже с «душком», но возможно кому-то будет интересно. Тем более NASA до сих пор не отменило её финансирование. Как пишет Popmech:
Из-за непомерной стоимости, только несколько миссий, включая лунный Аполлон, смогли доставить образцы внеземного материала (грунта) на Землю. Один ученый хочет изменить эту парадоксальную ситуацию, и предлагает идею космического корабля с вариацией «удочки», который может получить материал грунта с планеты или астероида без фактической посадки.
И кто этот герой? Конечно изобретатель MagBeam- Robert Winglee!
Роберт Winglee, председатель Отделения наук о Земле и прочих космических наук в Университете штата Вашингтон, говорит, что миссии-те, которые доставляют материалы грунта из других астрономических тел на Землю, очень мало дают информации о строении Вселенной, по причине их малого количества и, как правило, из-за огромных затрат.
Космический аппарат должен приземлиться на поверхности другой планеты (спутника, астероида, кометы), взять образец, взлететь и доставить его на Землю.
«Это не значит, что технологий не существует», говорит Winglee. «Это, означает, что стоимость такой операции довольно высока.»
Но Winglee и его студенты думают, что у них есть система (технология), которая может резко сократить стоимость извлечения образца инопланетного грунта путем исключения из миссии этапа посадки КА. Вот так. Ни больше не меньше. Заостряю на этом внимание читателя. Команда студентов, под руководством доктора Winglee ведет исследования по разработке космического аппарата, который мог бы пролетая мимо планеты или астероида, не осуществляя фактической посадки, выстрелить в поверхность пенетратором, привязанным к космическому кораблю тросом. Полученный материал, космический аппарат заберет себе обратно (втянет пробник за трос) на борт и возвратит на Землю.
На первый взгляд всё круто и разумно. Произведены тесты на земле, обстреляны грунт пустыни, бревно, лёд и прочие подручные субстанции.
Организованы целые группы и консорциумы (UCL DEPARTMENT OF SPACE & CLIMATE PHYSICS
PLANETARY SCIENCE GROUP) существует проект Europa Kinetic Ice Penetrator (EKIP).
Как только не мучили пули-буры, почву, лёд, стекло и студентов.
В общем и целом процедура выглядит так:
Исследователи провели свои испытания первоначально на полигонах с «мягким грунтом»: дно высохшего озера в пустыне Блэк-Рок (Nevada), и вот-вот готовятся перейти на «hard» в China Beach, где они столкнуться с трудными типами почв вулканического происхождения- очень близких по составу к тем, что могут встретиться на астероидах.
Если их снаряды переживут воздействие там, ожидается, что эта технология может быть запущена в течение десяти лет.
«Я думаю, что мы либо осилим это или разобьём его» сказал Winglee. «Мы хотели бы узнать как влияет на состояние бура скорость Mach 2 при его входе в твердую землю.»
Сознательно концентрирую внимание на употреблении термина «скорость Mach 2»!
«We would like to demonstrate how to make a Mach 2 impact into the hard ground, which would be an amazing accomplishment as you might imagine.»
Хочется поязвить по поводу употребления Professor and Chair (Department of Earth and Space Sciences, University of Washington Seattle, WA 98195-1310,Director Washington NASA Space Grant Consortium) Robert M. Winglee понятия числа Маха для практически без атмосферного спутника Юпитера (единичные линии атомарного О2 и Н2, атмосферное давление на поверхности Европы примерно равно 0,1 мкПа (но не более одного микропаскаля), или 10^?12 атм) и при температуре отнюдь не +20°C).
Для справки:
1.Давление в камере установки для термоядерных реакций до 10^-11 атм;
2.Давление атмосферы на высоте 120 км над Землей примерно 2,67*10^-3 атм;
Вакуум, инженерный космос- далеко за линией Кармана.
Какие «числа Маха» и «Рейнольдса»?
В интервью- то он вещал о скоростях под 650 м/с. Ну да, ладно. Извечная история о «манагерах» и инженерах, «дырках» и отверстиях. NASA деньги выделило (как и с MagBeam). «Жизнь удалась».
Новаторы мучили разные конструкционные материалы: алюминий, композиты, сталь. Даже была исполнена IT-шниками некая крутая программа для всех «расчётов»:
Примечание:
Europa здесь не имеет ни какого отношения к Европе, как части Евразии.
Европа здесь это спутник в системе Юпитера (шестой спутник)- или Юпитер II.
Для ознакомления «футурология от РенТВ». Нет вы меня не пинайте за то, что я бурчу не по делу, этакий ретроград от «Роскосмоса»! Просто мои потраченные годы на учёбу и добывание хлеба насущного- генерируют «Глас вопиющего в пустыне».
Попробую обосновать своё нытьё:
1. «Пенетратор»- это по сути аналог строительного дюбеля. Войти-то он конечно войдёт, в лёд Европы тем более. А вот насчёт «выйти» и «дёрнуть его тросом» с космического аппарата-боюсь возникнут существенные проблемы. Да конечно: можно использовать и пирозапалы (главное, что бы они не сработали при пробитии коры планетоида) для освобождения динамического бура, однако… «Меня опять терзают смутные сомнения».
Мой опыт использования дюбель- пистолетов возмущается и орёт: «ничего не выйдет». А именно: перекосит, переклинит, температурные деформации опять же (при прохождении БОПС через броню (бронесталь) течёт (и БОПС-то же течёт).
Вообще вся «идея», предложенная Winglee&Co., выглядит донельзя странно. Аналог: «Корчевание пня с помощью автомобиля».
Только без опоры уже.
Видимо профессор не читает Geektimes и Филиппа Терехова (@lozga в частности:
Как опереться на пустоту?). Что там (в Вашингтонском универе) с орбитальной скоростью и запасом Ек+Ер? Я так думаю либо космический аппарат притянется к Европе (Астероиду), либо (вдруг случится чудо) Европа притянется к космическому аппарату.
2. «А нафига козе баян?»
Что мы знаем про Юпитер II (привожу Европу, так как про остальные астероиды нет смысла и говорить)? Много (со времён Коперника уже совсем много).
Орбитальная скорость (v)= 49 476,1 км/ч
Ускорение свободного падения на экваторе (g)= 1,315 м/с?
Вторая космическая скорость (v2)= 2,026 км/с
Луна для сравнения. Вторая космическая скорость для Земли (v2)=11,2 км/с. Космический аппарат пошёл в «отрыв» в сторону Юпитера. Перед Европой надо тормознуть (вернее сначала уравнять скорость и вектор КА с орбитальной скоростью и вектором Европы, а затем тормознуть). Первая космическая скорость (v1) для Европы= 1,68 км/с
Я таки напомню «Вояджер-2»:
Т.е. V= 10-10,5 км/с надо погасить до 1,68 км/с, синхронизировать орбитальную скорость и скорость вращения (13,73 км/с), выйти на гео-орбиту Европы, выстрелить бур-пенетратор, затащить его обратно (сп. п.1) и развить вторую космическую для возвращения на Землю.
Справка: Вторая космическая скорость (v2) для Европы= 2,026 км/с.
Я даже не буду считать, что выгоднее по массе: запас топлива для посадки на практически безвоздушный спутник Юпитера и старт с него, либо пенетратор+ РДТТ для разгона его до «2Mach»+ трос+ элетродвигатель для его смотки (поднятия)+ стабилизаторы вращения бухты (демпферы, стопоры и т.д.)+ двигатели ориентации и коррекции орбиты+ гиродин+ ещё чего я позабыл (БЕЗ ЭТОГО-ну ни как: будет рикошет, трос порвёт орбитальная скорость упадёт)… ЛИБО ЗАПАС ТОПЛИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ посадки и взлёта с небесного тела, имеющего g=1,315 м/с?.
По мне так вывод очевиден. Спокойно сесть, пробуриться (или скребком ковырнуть), поместить в контейнер, взлететь, дать импульс для набора v2 и доставить груз на Землю.
Всё как обычно — Луна-16
Масса КА: 5725 кг. Масса возвратной ракеты: 512 кг. Масса спасаемого аппарата: 34 кг.
Возвратная ракета представляет собой самостоятельный ракетный блок с однокамерным жидкостным реактивным двигателем тягой 1850 кг и системой из трех сферических баков с компонентами топлива тетраоксид азота и несимметричный диметилгидразин. Диаметр центрального бака 67 см, диаметр каждого из периферийных баков 53 см. Система подачи топлива — вытеснительная. Для стабилизации ВР на активном участке служили рулевые сопла общей тягой 70 кг.
Всего 512 кг… и это с учётом, что изначально корректирующе-тормозной модуль (КТ) создавался для доставки самоходного аппарата на поверхность Луны.
Ну или вариант Appolon.
Кому-что по душе. Меняются пропорции (оно и понятно-массы разные), но принцип тот же самый.
3. Если уж так любо дистанционное зондирование: выстрелил снарядом-ракетой, всколыхнул твердь спутника Юпитера, снял спектрограмму облака пыли, произвел радиоизотопный анализ, при благоприятном стечении обстоятельства «засосал» часть продуктов выброса в контейнер (атмосферы нет, гравитация мизер) и домой.
Всё. Доклад закончен. Кто не уснул-большое спасибо.
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Комментарии (59)
DrZlodberg
20.02.2017 08:34Сходу кажется неучтённым ещё один нюанс. Входить и выходить дюбель (скорее всего) будет под очень разными углами (если аппарат не будет зависать над точкой), что делает проблему выдёргивания его обратно ещё более… проблемой.
AntoBro
20.02.2017 12:01+1Ну на это я указал.
Сама система подразумевает точное юстирование на орбите (по вертикали).
Беда только, что поверхность спутника Европа достаточно не однородна.
Мне кажется заклинит.
Роберт-то на земле использовал отбойный молоток, лом и лопату, что бы освободить керн-пенетратор
DrZlodberg
20.02.2017 12:14В смысле по вертикали? Не совсем понял, он при выстреле зависать будет? На картинке двигателей, способных удержать аппарат в неподвижном положении не заметно (хотя может плохо смотрел). А если он будет лететь по орбите (тем более на относительно небольшой высоте, чтобы длинны троса хватило), то пенетратор выдёргивать придётся под хорошим углом, к его положению в момент запуска. Что гораздо сложнее.
Правда попутно пришла в голову безумная идея «гравитационного» манёвра на тросу. Но удар там такой будет, что скорее всего трос просто оторвёт с куском аппарата. Ну и траектория непредсказуема ввиду большого числа неизвестных.AntoBro
20.02.2017 12:30+1В смысле по вертикали? Не совсем понял, он при выстреле зависать будет? На картинке двигателей,
Обязательно.
КА должен выйти на экваториальную орбиту спутнка Европа ( назвал бы её геостационарной, но гео -это для Земли), т.е. на синхронную орбиту
И только тогда, когда в горизонтальной системе координат направление на спутник с поверхности Европы не изменяется ни по азимуту, ни по высоте над горизонтом, спутник «зависнет» в небе Европы неподвижно: производится «выстрел» бура-керна.
Иначе ни -как: орбитальная скорость(v1) на Европе = 1,68 км/с
Где Вы столько троса найдёте?DrZlodberg
20.02.2017 13:38Так вот меня и смутил этот момент. Если стационарная — то своё первоначальное возражение снимаю.
Pavel-Well
21.02.2017 22:37Да, трос нужен очень длинный! Нелогичная идея однако....
AntoBro
21.02.2017 22:40Нелогичная идея однако....
+
Я об этом и написал статью… в меру своих силёнок
rPman
21.02.2017 02:48Сердцевину с образцами можно отстреливать обратно, мало того, энергия дармовая на отстрел уже есть (кинетическая от удара), вопрос за материалами.
AntoBro
21.02.2017 11:41Каким образом «отстреливать сердцевину»? Вы керн когда нибудь видели после извлечения?
выбуривание керна
энергия дармовая на отстрел уже есть (кинетическая от удара)
вся Ек ушла на преодоление сопротивления( пробой коры, породы) и перешла (то, что не израсходовано)в тепловуюZenitchik
21.02.2017 11:45В тепло должна перейти вся кинетика, соответствующая избытку скорости над скоростью звука, боюсь соврать, в породе или в материале пенетратора, точно не помню. Собственно, это причина, по которой метеориты испаряются.
AntoBro
21.02.2017 11:58И Еп (потенциальная в гравитационном поле планетоида) и Ек (что наберёт снаряд бур) перейдёт на преодоление сопротивления грунта (породы) и в тепло.
Пенетратор остановился, преодолев путь(сопротивление) породы-все.Ек=0, Еп=0 9вернее отрицательна уже), остатки перешли в тепло и на стружку(разрушения бура).
Запаса =оZenitchik
21.02.2017 12:07Так я и говорю, при соударении на сверхзвуковых (для материала) скоростях — в тепловые потери переходит весь избыток кинетической энергии. Поэтому существуют разумные ограничения на скорость соударения, при дальнейшем увеличении которой, глубина пенетрации (того же самого пенетратора) перестаёт расти.
AntoBro
21.02.2017 12:23-1соответствующая избытку скорости над скоростью звука
не стоит употреблять скорость звука для для движения тел в безвоздушном пространстве( выше линии Кармана).
Это бессмысленное число.
А для твёрдых тел то же: в Стали например V звука=5000-6100 м/с!!!
почти первая космическая.
Поэтому существуют разумные ограничения на скорость соударения,
тут уже другие процессы, физика совсем другая: при больших скоростях от 6 км/с и определённой структуре преграды, пенетратор может просто пробить насквозь мишень, не причинив вреда преграде. пуля СВД прошивает стекло оконное без его дефрагнментации, пуля револьвера американской полиции (повышенное останавливающее действие, снижена скорость): прошивает и разбивает его на осколки
Как пример:
RIM-161C (SM-3 Block IB) перехватила и уничтожила спутник SSST-D(USA-193) своим кинетическим бревном (EKV), весом до 70кг.
Скорость встречи была =7 580 м/с.
Так вот у них ничего бы не вышло, если бы в баках SSST-D не было остатков АТ+НДМГ, которые сдетонировали и разорвали Ка.
EKV просто бы прошил спутник на сквозь и ушел дальше в космос.
Вот они с 2013 манипулируют, как решить эту проблему( не у всех есть остатки-пары АТ+НДМГ, однокомпонентное топливо может и не сдетонировать
Zenitchik
21.02.2017 12:58не стоит употреблять скорость звука для для движения тел в безвоздушном пространстве( выше линии Кармана).
Ага. В материале астероида тоже скорости звука нет? И в материале пенетратора?
пуля СВД прошивает стекло оконное без его дефрагнментации
Чему у нас равна скорость звука в стекле? Википедия говорит, что 4800 м/с.
А в свинце? Порядка 2000 м/с.
А скорость пули СВД у нас какая? Правильно — 830 м/с (начальная).
Итак, причём тут сверхзвуковое соударение?
АТ+НДМГ, которые сдетонировали и разорвали Ка.
С каких пор «вонючка» детонирует?AntoBro
21.02.2017 13:15Конечно она есть. Только в материале пенетратора(люминь) 6100м/с
В астероиде, не знаю но примерно 3000-4000м/с
Зачем использовать эти понятия?
число М и коэффициент Рейнольдса: это критерий подобия в механике жидкости и газа и критерий подобия течения вязкой жидкости.
М: показывает превышается ли скорость течения газовой(жидкой) среды (или движения в газе(жидкости) тела) скорость звука или нет
RE: отношение кинетической энергии жидкости к потерям энергии на характерной длине
к воде то бессммысленно число М применять( V зв=1540 м/с- кАКОЙ ОБЪЕКТ МОЖЕТ двигаться с М?) А в металле? 0,15 М для металла?
Чему у нас равна скорость звука в стекле?
меня скорость звука в стекле не интересует.
Какой смысл? Что и когда двигается в стекле со скоростью звука или больше? и какой путь?
Еще понятно бытовуха- скорость звука в стали.
Прислонив ухо к рельсу (сталь более 5000м/с)можно услышать поезд, намного быстрее, Чем звук дойдёт по воздуху( 340 м/с)
Итак, причём тут сверхзвуковое соударение?
здесь важно соотношение площади пятна контакта пробойника, его массы и скорости.
БОПС — в пример, прошивает 800мм бронелиста
Бронебойный( который его тяжелее, но скорость меньше) отскакивает от 100м.
П.С. Такой тупости не ожидал. Забрал свой плюс обратно.
1.Такой тупости
зачем Вы упорно стараетесь перевести разговор с темы(и обсуждения), поднятой в статье на меня, то бишь — на оппонента? Это признак слабости(импотенции)? Или мамка плохо воспитала?
глупость это разговоры про скорость ЗВУКА в вакууме.
2. ± и карма -мне всё равно.Спасибо, что хоть извещаете.Судя по моей карме: 90% анонимных хомячков ( инстинкт «дедовщина» и «лагерные » повадки не истребим), просто пробегая мимо: гадят. в тихую.
впрочем, как мне пояснила служба поддержки это Кармадрочерство
МОЖЕТЕ еще пробежаться и наставить "-", надеюсь полегчает, а либидо возбудитсяZenitchik
21.02.2017 14:49здесь важно соотношение площади пятна контакта пробойника,
Важно то, что при сверхзвуковом соударении другие процессы возникают, которые энергию рассеивают. Факт остаётся фактом: существует предельная глубина, на которую данный пенетратор может пробить данный материал, он достигается на некоторой скорости.
Минусы я ставлю только обоснованно. Минус в карму выражает моё отношение лично к Вам. Плюсы и минусы к постам — это моё согласие или несогласие с постом. Смешивают эти вещи только люди недалёкого ума.
Уровень кармы отражает среднее мнение сообщества: рады здесь человеку или нет.AntoBro
21.02.2017 15:18-2Факт остаётся фактом: существует предельная глубина, на которую данный пенетратор может пробить данный материал, он достигается на некоторой скорости.
мл*ь
для УО: какое отношение имеет глубина проникновения пенетратора в материал (преграду) к скорости звука в этой преграде /материале или в материале пенетратора???
Хватит пыжится: формулку в студию!
Повтор.
уже второй раз «тупого» и ума", причём все это от индивидуума, которого сложно назвать homo, sapiens уж точно (жертва ЕГЭ добилась своего и вывела меня из себя)
Уровень кармы отражает среднее мнение сообщества:
Совсем недавно (в 1933) мнение общества (абсолютное большинство) благословило Холокост, концлагера и термин неполноценная расса, а уж совсем недавно (до 1976 по моему) в абсолютно демократической (общество) стране, в Швеции- кастрировали цыган, считая их неполноценной расой. Могу рассказать про Норвегию и т.д.
Ваша реакция (постулаты, доказательства)- оправдывает термин «хомячки».Zenitchik
21.02.2017 16:48Совсем недавно (в 1933) мнение общества (абсолютное большинство) благословило Холокост, концлагера и термин неполноценная расса, а уж совсем недавно (до 1976 по моему) в абсолютно демократической (общество) стране, в Швеции- кастрировали цыган, считая их неполноценной расой. Могу рассказать про Норвегию и т.д.
И что с того? Хабр отличается от любой из перечисленных стран тем, что на него можно не ходить. Человек обычно не склонен ходить туда, где ему не рады.
А формулу найду.AntoBro
21.02.2017 17:08-2Хабр отличается от любой из перечисленных
Нет ничего оригинального. Об этом было сказано еще в Библии: «Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем» (Экк 1:9)
Зайди на:
http://censor.net.ua/ и посмейся над бандер-логами. ИМинус в карму
, бан
куча сайтов: вякни против ВВП (или бери), то же самое
в общем и целом везде:
А формулу найду.
Ждёмс с нетерпением.
я таки напомню фабулу:
Влияние скорости распространения звука в преграде( и пробойнике) на пенетрацию и глубину проникновения в преграду.
rPman
21.02.2017 18:02Отвечу всей подветке на мой комментарий, может мою мысль не поняли:
Грубо говоря сердцевина это подвижная трубка снизу пружинка, вся задача, зацепить собранный материал и 'отстрелить' через заднюю неповрежденную часть всего снаряда таким образом, чтобы оно не зацепилось за грунт, в идеале даже не коснулось его, и тут же стало подниматься на орбиту.
При отсутствии атмосферы!
Нагрузка на нить регулируется скоростью ее разматывания/сматывания, а ее длина — допустимыми при этом ускорениями. Сам аппарат может пройти достаточно близко от поверхности, это значит не требуется делать нить длинной (чтобы дотянуться до стабильной орбиты, как думают некоторые).
Проблемы с устройством сматывания (техническо сложно наматывать на катушку нить с), решаются разделением нити на секции, в каждой из которых свой механизм или даже электрохимические процессы (нить сама свертывается/развертывается, главное контролировать очень точно этот процесс в разных частях нити)AntoBro
21.02.2017 18:51мысль не поняли:
я всё понял.
Примерно так они и предполагают- см
переклинит-см.
Клинит даже во льду.
Бытовуха: поршень с кольцами и цилиндр ДВС. Нет смазки-задир, клин.
А тут ударные нагрузки в твёрдый грунт, не по вертикали( точно не юстировать) на скорости встречи 650 м/с.
При отсутствии атмосферы!
Это ясно, как на Луне. мин высота орбиты- макс высота возвышенностей(гор) +запас, ПМВ в авиации.
про тросы: Спутник на веревочке или космические тросовые системы
Еще раз повторю, для без атмосферных тел с низкой гравитацией: проще взять на борт 5 кг АТ+НДМГ лишних.
Приземлится, зачерпнуть сколько надо и улететь домой.
AntoBro
21.02.2017 18:56+1Блин пока вставлял ссылки -всё убежало, повтор
переклинит-см.
Клинит даже во льду (поэтому они придумали выход пулять два.
пустое всё.
про тросы : Спутник на веревочке или космические тросовые системы
см. вним миссия STS-46, КАК ОТДЕЛЯЕТСЯ объект от КА.
А вы «пролёт».
А импульс?rPman
21.02.2017 21:19Спасибо ссылка хорошая.
Это же очевидно что пассивный тросс даже на небольших скоростях — проблема, нужно управляемое натяжение для контроля за колебаниями и уж тем более от запутывания.
По картинкам по ссылкам 'клинит' я не понял, что именно у них клинит… у них вообще непонятно зачем внешний корпус если внутренний стержень с клином.
По моему недалекому пониманию, конструкция снаряда должна быть достаточно сложной и слоеной и активной (от расчета работы каждого слоя на разных стадиях удара о грунт до запуска управляемого подрыва заряда).
Внешние слои снаряда должны остаться на планете, завязнув в грунте, они должны взять на себя основной удар и буквально вырезать из породы стержень.
Внутренние слои должны нести функции — защита возвращаемой капсулы и захват и отделение образцов
т.е. отделить колбаску от основной породы, например взрывом в носовой части (заодно сплющит нос, чтобы образцы не высыпались), который в дополнение ко всему вытолкнет образцы наружу (задняя часть снаряда становится дулом).AntoBro
21.02.2017 21:49'клинит'
пенетратор(снаряд), при прохождении породы.
Ну как банальный пример:
1.выстрелите из пули пистолета (если он у Вас есть) в толстое бревно.
посмотрите, что получится.
2.Имея сноровку и пассатижи и тиски Вы можете извлечь пулю из другого патрона и вставить вместо неё трубку с загрублёным концом (обязательно обработайте на точиле или болгаркой, чтоб не переклинило (диаметр внешний должен БЫТЬ МЕНЬШе диаметра поясков пули)
3.Для 2 в трубку вы можете вставить трубку меньшего диаметра (dн<dвнтр наружной трубки)
То бы всё " влезло" наружную нагрейте, внутреннюю охладите (в морозилке 40 мин)
4.повторите п.1 и поймёте меня.
скорость пули ПМ 360 м/с (если не забыл), а у них 650 м/с и не дерево, а хзч(то ли лёд с базальтом, то ли базальт со льдом)
Внутренние слои должны нести функции — защита возвращаемой капсулы и захват и отделение образцов
а как НАБИРАЕТСЯ КЕРН (образец породы)?
внутренний слой ТОЖЕ проходит на скорости 650м/с (а они мечтают о 3Х340 м/С) через породу!
Иначе как вы заполните его породой?
— проще и выгоднее
rPman
22.02.2017 03:02Ну так и пуля из 'говна' сделана!
А композитные материалы творят чудеса, а если все правильно рассчитать, может оказаться что какой-нибудь слой между возвращаемой капсулой и корпусом из твердого в момент удара станет жидким и образует смазку, другой — температурным расширением проконтролирует направление движения образца по трубке, нарисует на нем рельефный узор по спиральке и нарежет ломтиками.
Кто сказал что корпус должен быть тонким? Может наоборот, собираемый образец будет тонкой струйкой впрыскиваться в капсулу?
p.s. Если что я с самого начала (комментарий ниже) писал что проще прилететь отдельным мини-кораблем, набрать и вернуться, состыковаться и улететь.
Даже вариант со спуском рельсотрона, закидывающим образцы в капсулах на орбиту, тоже выглядит неплохо.
Просто идея с забором образцов прямо с орбиты выглядит достаточно дикой чтобы ее рассмотреть… нельзя от таких идей сразу отказываться!
Сама задача поднимает столько вопросов, меняющих текущий уровень науки,… один контроль быстро разматывающейся и сматывающейся нити чего стоит!
А уж возможность сделать тысячу забров грунта из разных мест планеты, ценой массы капсулы на каждый — меняет картину затрат на ресурсы, да?
А еще можно заякориться на планете и сменить скорость корабля почти забесплатно.AntoBro
22.02.2017 09:54Кто спорит?
Но:
1.Идея то не новая, а аж 1895 космический лифт давнишняя мечта человечества (орбитальная-экваториальная скорость) на поверхности планеты= орбитальной скорости на геоорбите.
2.Только воплощение " горе от ума":
-подлетел к астероиду(спутнику), тк безатмосферный (10^-12атм для Европы), то высота орбиты > высоты максимальной горы.
-вышел на круговую синхронную
-спустил трос, заякорился(дюбель)
-спустил буровую машинку (электродвигатель, масса не тратится, импульс не теряем, электричество: СБ или РИТЭГ), пробурился, набрал проб, отстрелил трос( если оставить противовес, то проживет лифт лет стопятьсот)
-улетел на землю с пробами.
«зачем городить огород»?
А еще можно заякориться на планете и сменить скорость корабля почти забесплатно.
я об этом выше и написал
А «новация» роберта и ко. очень похожа, как мне прессы от бае писали:
из-за одного новатора потеряли 1,5 года на рейлгане, тк там профессор их то же убеждал, что у рельсотрона оттдачи не будет, т.к. нет избытка давления в стволе.можно съэкономить на станине
ага.
«не будет».
В продольном направлении-как бы да. а в поперечном?
где-то фотки есть как рвало стяжки в хлам.
В общем у роберта та же идея, как и с «плазменным надувательством»
Zenitchik
22.02.2017 12:15Даже вариант со спуском рельсотрона, закидывающим образцы в капсулах на орбиту, тоже выглядит неплохо.
Не понял идею. То, что выстрелили с поверхности, либо улетит совсем, либо столкнётся с поверхностью меньше чем через виток. Для выхода на орбиту нужно как-то поднимать перицентр — трансверсальное приращение скорости в апоцентре. Т.е. нужен двигатель.rPman
22.02.2017 13:23Так скорости встречи корабля и капсулы с образцом могут быть неравны, главное быть в пределах возможности системы отлова капсул (какое ускорение она сможет выдержать)… корабль кстати может используя маневровые подстраивать свое положение под очередную капсулу, 'чем черт не шутит', если система отлова будет та же электромагнитная пушка наоборот.
Если корабль на орбите летает не по круговой орбите, то его скорости относительно планеты везде разные, так что можно найти такую орбиту для образцов, чтобы в точке пересечения разница их скорости была бы минимальна.Zenitchik
22.02.2017 14:09Согласен.
Наиболее разумный вариант — выстрелить капсулу на высокий эллипс (ну, то, что можно считать высоким в масштабах изучаемого тела) и поймать кораблём во время прохождения перицентра. Если из-за ошибки в скорости орбита капсулы случайно окажется параболической или слабо-гиперболической — это не страшно, т.к. на высоте перицентра расчётной орбиты планетоцентрическая скорость в любом случае будет очень небольшой.
dfgwer
20.02.2017 08:39+1Вернуть что-либо с окрестностей планет-гигантов нереально. По крайней мере с текущими технологиями химических ракет.
Заголовок спойлера
AntoBro
20.02.2017 12:19Вернуть что-либо с окрестностей планет-гигантов нереально. По крайней мере с текущими технологиями химических ракет.
Не соглашусь.Реально.
Если не садится на Юпитер, то осуществимо.
А если использовать гравитационный манёвр, то и задача облегчается.
см. Вояджеры
Они не только «оторвались» от тяготения планет гигантов, но и увеличили скорость и покинули солнечную систему- развив V>V3 (третьей космической)
У Сатурна прирост V =17 км/с, у Юпитера около 16 км/с
=====================
Поверхность Европы состоит изо льда (вода и сера с ИО)и является одной из самых гладких в Солнечной системе; на ней очень мало кратеров, но много трещин
Вода: Н2О и сера(S) прекрасный топливный компонент.
Даже если Н2О использовать лишь как топливо (без разложения на Н2 и О2)
Mg+H2O-> MgO+ H2
2Al + 3H2O —> Al2O3 + 3H2
Можно сжигать Н2, а можно использовать принцип гидрореагирующих топлив
ВА-111 Шквал М-5: РДТТ с гидрореагирующим топливом на базе твердого топлива СН-1 (высокометаллизированное топливо на основе магния)
dfgwer
20.02.2017 14:51Эти технологии еще не освоены. Производство топлива на месте еще никто не делал.
Юнона с топливом весит 3.6 тонны, сухая масса 1.5 тонны и делал гравитационные маневры. Чтобы сесть на Европу нужно еще уменьшить сухую массу. В 1 тонну сухой массы теперь нужно запихнуть всё кроме топлива. Может быть даже получится.AntoBro
20.02.2017 15:18какие технологии «не освоены»?
гидрореагирующее топливо?
Разработка реактивной торпеды «Шквал» начата по Постановлению СМ СССР №111-463 от 13 октября 1960 г. Проектирование торпеды велось НИИ-24, главный конструктор комплекса — И.Л.Меркулов. Эскизный проект торпеды утвержден в 1963 г.
Испытания опытных образцов торпед начаты в 1964 г. на озере Иссык-Куль со специального плавучего стенда, а позже с опытового судна.Постановлением Совмина СССР от 29 ноября 1977 г. комплекс ВА-111 «Шквал» с реактивной торпедой М-5 принят на вооружение ВМФ СССР.
расплавить лёд Европы?
Так любой КА дальнего космоса имеет РИТЭГ или аналог:+300+500грс в избытке.
Главное, что на Европе «под ногами» есть масса(легко добываемая), причём эта масса Н2О, с которой человечество работает от момента своего зарождения
Zenitchik
20.02.2017 16:08Идея хороша. Дело за отработкой технологии. То же самое подойдёт для взлёта с Венеры: СО2 — лучший окислитель, чем вода, при известном упорстве в нём можно алюминий сжигать.
AntoBro
20.02.2017 16:42+1То же самое подойдёт для взлёта с Венеры: СО2 — лучший окислитель, чем вода, при известном упорстве в нём можно алюминий сжигать.
Одна беда( вернее 2 основные)
1.Первая космическая скорость (v1) 7,32 км/с ( g=0,94 земного)
2.Атмосферное давление 9,3 МПа (93 бар)=91,7839атм Земли( это конечно не воды мирового окиЯна по плотности, но как на глубине 92 метра)
На фоне 2х факторов, даже температура в 467 °C и скорость ветра 100 м/с выглядят бледно.
ЗЫ линия Кармана там на 250 км от поверхности.
Вряд ли в ближайшие 100 лет возможен взлёт с Венеру, даже если бы там были разливные моря керосина или водорода…Zenitchik
20.02.2017 17:31Вот как раз для пункта 1 это и является решением. Поскольку щелочные металлы в основной массе легче кислорода, окислитель составляет бОльшую часть массы топлива для старта. Это сильно облегчает жизнь.
То же касается Марса. Разумеется, для беспилотников, а не для пилотируемых аппаратов.
Керосин с водородом — в СО2 не горят, следовательно ничем не помогут.AntoBro
20.02.2017 18:07окислитель составляет бОльшую часть массы топлива для старта
стехиометрическое соотношение компонентов топлива (так всегда, окислителя бОльше)
Даже F vs H2, Kmo = 18,86
L0 — отношение масс окислителя и горючего, LV — отношение их объёмов, LM — отношение молярных масс.
Это сильно облегчает жизнь.
Мы еле, еле преодолеваем g=9,81 м/с^2, Pатм=101,325 кПа,?=1,184 кг/м^3 до пояса Кармана (100км)
Наличие даже реки из керосина или килородных берегов на Венере нам не поможет…
Марс- да.
С Марса возможно скоро будет взлёт и возврат домой( атмосферы практически нет, g и V1 приемлемы для существующих технологий.
Кислород и керосин я привел, как самые отработанные виды ТК
===============
На Венере «помогут»
Требуется повышенное давление(Венера -ура!) и температура 400—450 °С (венерав -ура!)
CO + H2O <-> CO2 + H2 + 41·кдж.
CO2 + 2 H2<-> CO + 2 Н2O+90 kдж (эндотермическая реакция при нормальных, земных условиях,но на Венере -в кайф)
пороговые значения (Р и Т) я не помню
Либо Конверсия газов: получение метана и метанола из CO2 и Н2 в присутствии катализаторов на основе металлов VIII группы
Eklykti
20.02.2017 15:32Полет к Юпитеру с торможением у Европы и посадкой это 27км/с.
Это если тупо напрямую лететь. А если выйти у Юпитера на высокоэллиптическую орбиту и потом ползти к Европе гравитационными манёврами у спутников, то может оказаться значительно меньше.
Собственно, для пенетратора один фиг придётся туда ползти, не с пролёта же его собираются кидать.
dfgwer
20.02.2017 16:33+1Сухая масса Юноны 1600кг, масса РН Атлас-5 335т, то есть на орбиту Юпитера добралось 1.6/335=0.00477 начальной массы, это с гравитационными маневрами.
ncix
20.02.2017 10:28-1Забрасываем ядерными боньбами, смотрим спектрографом. Опционально на пролете собираем вылетевшее облачко радиоактивного пепла.
RiseOfDeath
20.02.2017 10:48А зачем вынимать весь пенетратор? Можно же за веревочку вынимать его "сердцевину", для которой можно конструктивно предусмотреть легкое отделение от "пенетратора", который просто будут бросать намертво забитым в грунт.
AntoBro
20.02.2017 11:54RiseOfDeath
а Вы задумайтесь как эту «верёвочку» прикрепить к сердцевине?
Керн(трубка) должна пробить породу и наполнится этой породй, потом керн извлдевкается
Посмотрите внимательно, они что то похожее предлагают:
1.Снаряд в виде толстостенной(тонкостенной) трубки с наконечником
2.Снаряд пробивает грунт(лёд)
3.Наконечник разрушается, трубка заполняется породой
4.Трубка (с породой) вытаскивается.
Выстрелите из орудия( если есть в загашнике) снарядом ( с извлечённым ВВ) в скальную породу, затем его вытащить попробуйте. Принцип тот же
betrachtung
21.02.2017 06:20+1Мне тоже в первую очередь пришла в голову эта идея, но он гарантированно деформируется, вытащить ничего не получится.
shedir
20.02.2017 11:52+3Это конечно по нашему, взять тезисы к магистерской да статью из популярного журнала и начать рассказывать какие они там тупые. Прелесть же.
Zenitchik
20.02.2017 16:10Не вижу ничего плохого в критическом разборе концепции аппарата, пусть даже изложенной в популярной статье.
shedir
20.02.2017 18:17+2Да кто же против критического разбора.
В упомянутой популярной статье говорится о использовании этой системы с пролетной траектории. А здесь уважаемый автор говорит о выходе на стационарную орбиту вокруг цели. Никакой разницы ведь.
Откуда взялось использование «удочки» применительно к Европе? Ага, Europa Kinetic Ice Penetrator ведь, все очевидно. Вот только в описании EKIP нет ни слова о заборе образцов, а лишь о разработке пенетратора пригодного для Европы.AntoBro
20.02.2017 19:19Откуда взялось использование «удочки» применительно к Европе?
1.Winglee's team is working on the design of a spacecraft that could sail past a planet, moon, or asteroid. While never quite reaching orbit, it would drop a sample retriever, which would be tethered to the spacecraft like a boat anchor, down to the surface. With the material gathered, the spacecraft would zip the line right back up before returning the whole mission home.
Не травится удочка (моя), используйте «якорь» Роберта. Поменяется ли суть?
2.См. рисунки cd в статье
3.Сам пенетратор с проушиной для троса
Вот только в описании EKIP нет ни слова о заборе образцов,
Странно
The nose cone with a center bore and side ports allowed for filling of the SRC but the sample had possible morphic effects due to turbulent boundary effects which could affect the post-analysis process.
Чего ж так они беспокоятся об опилках, стружке, температурном воздействии пенетрации на иследуемом грунте.
И Это что?
статье говорится о использовании этой системы с пролетной траектории
Минимальная «пролётная» для Европы<=1,68 км/с (иначе шлёпнетесь на оную, пролётная для Юпитера буде 10,5 км/с прим)
Я предлагаю Вам эксперимент. Конечно Вы на своём авто не разовьёте 1 680 км/с(бегом то же).
посему, идя Вам на встречу, сделайте так.ю
1.Возьмите подводное ружьё, с максимальной длиной троса.
2.Найдите забор(деревянный), напр. хоккейная коробка.
3. Двигайтесь вдоль забора, с любой скоростью, какую осилите.
4.Выстрелите в забор через окно авто( можете когда будете на наименьшем расстоянии, можете заранее)
5.Можете даже не ждать, попытаться выдернуть острогу(керн пенетратор), из забора, нажав стопор.
получилось?
Теперь аппроксимируйте полученные ощущения на литейную «пролётную скорость в 1,68 км/С
Да учтите, что ваш „пролётный“ КА не имеет точки опоры.
Ага?
shedir
20.02.2017 19:49+4Эм. Отстаньте уже от Европы. Система вполне может использоваться для астероидов или мелких спутников, но вы постоянно возвращаетесь к Европе. Где в описании EKIP упоминание о сборе образцов для возврата?
AntoBro
20.02.2017 22:33-2Эм. Отстаньте уже от Европы.
Europa Kinetic Ice Penetrator (EKIP) назвали «от балды»?
Вероятно непристойно звучит A(steroid)KIP, или S(putnik)KIP для американского уха.
Система вполне может использоваться для астероидов
1.Я об этом писал
2.На любой астероид с сопоставимой линейной скоростью 10-20км/с, допустим (216) Kleopatra, с крайне низкой силой тяжести и микроскопическим я и буду как раз «приземляться» используя якорь (банальный дюбель) и трос, посредством электродвигателя, а взлетать толчком ноги (аутригера), и то!
Если мне будет выгоднее тащить с собой всю эту требуху, по сравнению с 3 кг АТ+НДМГ.
Где в описании EKIP упоминание о сборе образцов для возврата?
мне спорить с Вами нет смысла.
Вы статью не читали (Ни мою, ни про EKIP).
То, на что Вы ссылаетесь- это жмых(из 4х предложений)
Читайте, изучайте:
Надеюсь разглядитеshedir
21.02.2017 19:12+2Как же надоело. Кажется, что это Вы не читали выделенное Вами же на скрине. Это работа посвященная разработке двухступенчатого пенетратора. Ни слова там нет о вытаскивании образцов за трос в поверхности Европы.
Связи между EKIP и добыванием образцов описанным в PopMech'овской статье способом не существует.AntoBro
21.02.2017 19:29-1Ваш пост очень похож на пускание кишечных газов
Я так понимаю Вы придуриваетесь?
Или остаточное от F.20.1.?
повтор
Если не хватает знаний разжую.
Статья написана на основании
Там 44 страницы (Сорок четыре Карл!)
А попмех вспомнен. И в попмехе ЖИВОЕ ИНТЕРЬВБ Роберта.
Могу привести интервью с Forbes.
NASA^
Prof. Winglee's system for sampling asteroids. (Credit: NASA/Winglee)
Избавьте меня от пустых дискуссий пожалуйста.
1.Не хомячьте и напишите собственную статью.
2.Сами+ партнёры хомячки, попросите пробежаться по карме и рейтингу( минусов побольше).
Вы удовлетворитесь.
AntoBro
21.02.2017 22:45-3Это конечно по нашему, взять тезисы к магистерской да статью из популярного журнала и начать рассказывать какие они там тупые. Прелесть же.
Хомячёк.
Возьмите мою статейку, вашу докторскую-курсовую, приложите мосск, и расскажите какой я тупой.
Тисните своё умозаключение.
Кто мешает то? Сделайте по «вашему»!
Есть хорошее изречение: " ****, не мешки ворочать"
rPman
Полагаю можно найти предельную максимальную скорость, при которой схема начнет работать как ожидается, но это явно не километры в секунду! т.е. схема может оказаться рабочей для исследования крупных астероидов или очень маленьких лун.
p.s. очевидно что на планету должен спускаться отдельный модуль, с запасом топлива и массой необходимой для спуска, забора грунта, подъема на орбиту и стыковку с основным кораблем (после этого его можно выкинуть/оставить на орбите или выкинуть по пути, чтобы мусор ушел на солнце/планету).
Какой там сейчас самый маленький космический корабль, способный выйти из гравитационного колодца земли? пара сотен килограмм с десятками килограмм полезной массы? однозначно это легче чем многотонный межпланетный корабль.
AntoBro
Схема бессмысленна с точки зрения энергозатрат и сложности.
Ну мне так видится. Можно всё посчитать- но стоит ли?
AntoBro
Согласовать орбитальную скорость со всеми ее флуктуациями (прецессия, не шарообразность спутника, биение и вибрации троса), потом уравновешивать момент и тягу двигателя( что наматывает трос), даже если удастся легко выдернуть этот костыль…
И ещё: на 600 м/с при входе в грунт (а у роберта на 300 м/с входил на 2м) в керне будет мешанина из породы, опилок от головки снаряда+ атомарные вкрапления от плазмы, что образуется при пробитии грунта.
в общем коктейль.