И еще по поводу орбитального мусора
Feb. 12th, 2009 04:51 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
vitus_wagner
После нашего обстрела вокруг планеты образовалось огромное облако каменных
обломков. Невозможно было приблизиться на миллион километров без риска
напороться на один из них. Нужно было очистить космос, и мы придумали
гениальное решение~--- пригнали Луну. Ее гравитационное поле как пылесосом
вымело окружающее пространство, количество обломков быстро падало, но
все равно их оставалось много, а мы торопились. Тогда мы пригнали еще
один ледяной шар и испарили его на высоте десять тысяч километров. Облако
водяного пара окутало планету, метеориты тормозились в нем и дождем
сыпались на поверхность. Вскоре можно было безопасно работать рядом с
планетой. © П. Шумил "Стать Драконом"
По-моему. уже пора начать стрелять на орбиты, где летают рои обломков спутников, ракетами,
содержащими несколько тонн льда, и создавать там облака пара.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2009-02-12 02:22 pm (UTC)no subject
Date: 2009-02-12 02:36 pm (UTC)no subject
Date: 2009-02-13 03:04 pm (UTC)no subject
Date: 2009-02-12 04:21 pm (UTC)no subject
Date: 2009-02-12 04:44 pm (UTC)Хотя проекты тормозящих полей для сбора мусора с орбыты были - только не воды а какой-то сложной химии, которая с помощью небольшого количества воздуха образует в вакууме нечто вроде обширной массы мыльной пены. Крупным спутникам она преградой не является, а вот мелочь всякая в ней тормозится и сходит с орбиты.
no subject
Date: 2009-02-13 12:37 pm (UTC)no subject
Date: 2009-02-13 03:03 pm (UTC)А здесь задача - создать в нужной точке в нужный момент облако пара, скорость движения которого относительно земли - нулевая. Чтобы туда вштырились обломки, и потеряли некоторую часть своей орбитальной скорости.
Это гораздо дешевле сделать списанной баллистической ракетой. Тем более что SpaceShipOne до требуемой высоты в 800 км не поднимется.
no subject
Date: 2009-02-13 03:23 pm (UTC)Кстати, был ещё в советское время такой забавный проект: по железной дороге, специально отстроенной, разгоняется истребитель, который отрываеся от земли (от платформы, как я понимаю) уже ана приличной скорости и добивая скорость собственным двгателем выскакивает на высоту порядка 80км, откуда расстреливает спутники или на кого там его натравят. Не состоялос.
Пообсуждали эту тему в семейном кругу и пришли к выводу, что если железку делать не традиционную, а на магнитной подвеске, да для стартовой полосы поставить свой атомный реактор, то вывод челнока будет достаточно дешёвым. Основная-то проблема именно в том, что корабль взлетает на СОБСТВЕННОМ топливе, которое должен поднимать. Как результат - большая часть сгорает ещё до стратосферы. А если разгонять по рельсе, то разгонять можно до любой скорости - ограничение по массе источника отпадает. В принципе, хоть до 3 махов без отрыва от земли и с выводом на наклонную, как на авианосцах.
А сама идея мусорщика где-то ещё в советское время попадалась.
no subject
Date: 2009-02-13 02:58 pm (UTC)Павда для ловли мусора это будет абсолютно бесполезно.
Скорость мусора и скорость облака пара на одной орбите равны - этот пар ничего не затормозит, а если скорость пара ниже, то высота очень быстро патает, да и размазывается такое облако по орбите до состояния вакуума дней за 10-15...
no subject
Date: 2009-02-13 03:01 pm (UTC)Это заметно проще, чем попасть ракетой, идущей по аналогичной траектории в спутник. А китайцы недавно продемонстрировали, что и это возможно.
no subject
Date: 2009-02-16 07:46 am (UTC)При этом:
1. попадание в такое облако куска мусора от 100 кг сбросит не более 3-5% его скорости, что снизит орбиту на 5-7 км и сократит срок его полета на 2-3 месяца...
2. не забывайте, что кроме облака пары вы выводите на ту же орбиту разгонный блок и два полуобтекателя (3 куска железа примерно по пол тонны), гарантирующих что вода долетит куда нужно а не размажется неконтролируемым и опасным для других аппаратов хвостом...
3. так же, при старте ракеты, в атмосферу распылится около 5 тонн керосина... и остатки от сгорания еще 200-300 тонн. Не забываем про 3 ступени ракеты, которые также замусорят Землю...
Отсюда вопрос: зачем еще больше замусоривать орбитальное пространство и загрязнять Землю?
Ракетой сбивать гораздо чище, - вопервых сама рокета меньше (боеголовка весит сотни килограмм, а воды нужно несколько тонн), при взрыве вместо нескольких крупных кусков образуется много мелких, что гораздо безопасней и высоту они теряют быстрее. Использоваться ракеты будут против отдельных аппаратов в ходе ведения война, т.е. это разовые мероприятия.
А мусор убирать нужно регулярно...
Такой проект реален, при условии использования многоразовых кораблей с безвредными двигателями (ядерными или аниголяционными... см. фантастику), но в этом случае проще и выгоднее ловить и перерабатывать, чем тупо сжигать а атмосфере - нам ей еще и дыщать между прочим...
no subject
Date: 2009-02-16 09:10 am (UTC)Для того чтобы поднять ракету на высоту 800 км, ей надо сообщить скорость
1250 метров в секунду. Тогда как раз она гравитационным полем замедлится до нулевой скорости на указанной высоте.
Это в 6,5 раз меньше, чем первая космическая скорость. Соответственно, нужно во много раз меньше топлива (по форумуле Циолковского количество топлива падает экспоненциально с уменьшением скорости). Соответственно, о 200-300 тоннах топлива там речь не идет, если только мы не хотим вывести сотню тонн воды. Так как потребная скорость существенно меньше скорости истечения, расход топлива будет меньше половины стартовой массы конструкции.
Далее, околоземное пространство не замусоривается совершенно, так как все выведенное при таком пуске не имеет первой космической скорости и упадет обратно в плотные слои атмосферы за единицы минут.
Вот насчет эффекта от попадания в облако обломков - эффективность этого я оценить действительно не пробовал. Это нужно просчитать
1. Динамику рассеяния облака пара в вакууме, для того чтобы оценить длину пробега обломков через облако и плотность облака
2. эффективность торможения обломков разного размера при заданной плотности.
3. Вероятность разрушения крупных обломков в результате неравномерного ускорения при торможении (разрушение крупных обломков - тоже полезный эффект)
В идеале, конечно, хотелось бы чтобы в результате одного пролета через облако пара обломки перешли на эллиптическую орбиту с перигеем километров 100. Тогда восходящего витка уже не будет.
no subject
Date: 2009-02-18 03:58 pm (UTC)Если выводить только воду и не учитывать при этом собственную массу ракетоносителя и КПД его двигателя то нужно совсем мало топлива.
Cогласен, что немного не в теме... (у меня на счету четыре запуска и семь лет управления спутниками)
И я действительно ни разу не расчитывал параметры рокетоносителей для запуска.
В данном случае я взял параметры ракетоносителя для вывода примерно подходящей полезной массы на близкую к требуемой орбиту. (рекомендации по касетному запуску 4х связных спутников по 1,7 т. на кольцевую орбиту 1000км. Расчет выполнен специалистами ЦНИИ МАШ. Старт с Байканура)
Если иметь целью притормозить кусок весом 1000-1500 кг (средний вес для спутника связи работающего на средних высотах) на высоне 800 км, то считаю, что потребуется примерно в 10раз большая масса воды, т.е. 10-12 т. (+ примерно 1,5 тонны на вес контейнера),
Для запуска всего этого в качестве ракетоносителя (по, так сказать, грузоподъемности) будет выбран Зенит-2 или Протон (2 ступени, 459 т. и 560 т. стартового веса соответственно, примерно 60% от этого веса составляет топливо) + разгонный блок.
У этих машинок мощи не хватит выкинуть требуемую массу вертикально на высоту 800км, поэтому высоту прийдется донабирать разгоном по орбите, в результате чего скорость в месте контакта у обломка и у облака пара (и у части защитной оболочки этого облака и у разгонного блока) будет примерно равной.
Боковины от контейнера, конечно, можно отстрелить и раньше, ниже по высоте орбиты километров так на 50-100, но донышко контейнера с разгонником будет отстыковываться в самом конце.
Можно конечно взять ракетоносители и помощне (3 или 4 ступени), но ими тоже на такую высоту вертикально выстрелить не выйдет, - даже пустым обтекателем...
В своем предыдущем коменте я все же старался исходить из возможностей и ТТХ реальной техники на которой можно осуществить в настоящее время данный проект...
no subject
Date: 2009-02-18 05:53 pm (UTC)Имея опыт управления спутниками, Вы считаете, что любой объект, находящийся на высоте 800 км от поверхности Земли является спутником. И исходя из этого предположения оцениваете энергозатраты.
А здесь решается совершенно другая задача - вывести на эту высоту тормозящую массу, НЕ ИМЕЮЩУЮ первой космической скорости. Потому что иначе какого хрена она будет тормозящей для влетевшего в неё роя осколков?
Это - принципиально другая задача с физической точки зрения, и по энергетике она на внеатмосферном участке ближе к запуску объекта с Луны на окололунную орбиту, чем с Земли на околоземную.
Ваша реальная техника рассчитана на то, чтобы объект на орбите удержался. А для этого ему надо сообщить очень большую скорость. Почти на порядок большую, чем необходимо для того, чтобы объект поднялся на эту высоту, столкнулся с роем обломков и упал обратно.
Я думаю, в вашем распоряжении есть данные по геофизическим ракетам, летающим по примерно таким траекториям. Сравните энергетику геофизической ракеты поднимающей 50 кг аппаратуры на высоту 200 км и энергетику Р-7 которая вывела первый спутник примерно такой же массы на орбиту той же высоты.
no subject
Date: 2009-02-18 09:59 pm (UTC)дело в том, что пока работают маршевые двигатели ракета направлена вертикально вверх, вообще, ось ракеты должна быть как можно ближе к нормали. Если мне память не изменяет, при отклонении больше 5% ракета уходит "за горизонт" или, в лучшем случае, на значительно более низкую орбиту.
У меня был опыт работы с геофизической ракетой, но говоря ранее о высотах свыше 300 км не счел нужным о нем говорить.
Я прекрасно понимаю суть замысла...
В отношении геофизических ракет вы абсолютно правы.
В общих чертах, все что касается низколетов правильно до границы атмосферы...
дальше высота орбиты зависит от скорости... ибо, при любом положительном ускорении (совпадает или совпадает в проекции с направлением движения) возрастает скорость и аппарат уходит на соответствующую новойсконости орбиту (даже если ускорение направлено в строну земли - гравитационный маневр называется).
Снижение орбиты идет за счет торможения аппарата трением и солнечным ветром (последний может и разгонять) или раборой инверсивных двигателей.
если судить о том за сколько достигается та или иная высота, то при высотах до 350 км время считают в минутах, далее в витках... (скорость следования по орбите приближается к 1й космической)
500км - 0,7 витка (примерно 1 час)
800км - 2,5-3 витка (5 - 6 часов)
при этом обратно естественным ходом все падает
с 200 км - за пару-тройку витков
с 300 км - около 1 месяца
с 500 км - около 20-40 км/год до высоты примерно 300 км.
с 800 км - около 10-20 км/год до высоты примерно 500 км.
при управляемом спуске, падать можно значительно быстрее...
Вообше, редкий носитель сможет поднять полезную нагрузку выше 500 км, дальше, так сказать своим ходом (либо на двигателях самого аппарата, либо на разгонном блоке).
По поводу количества воды могу сказать следующее, точность расчета следования аппарата по орбите +-1 сек., что для уверенного поражения требует "запарить" объем радиусом около 7 км или управляемого полета водяного шара.
Проект даст эффект если тормозимый кусок мусора будет лететь с небольшим отставанием за водяным шаром, так сказать а "хвосте" потерянных водяных паров, это значительно повысит плотность атмосферы, а значит и ее тормозящие свойства. Если при этом шар, будет притормашиваться синхронно с аппаратом, то эффект будет более продолжительный, правда перепадет всем объектам, попавшим в "хвост" пролета этой парочки.
А вообще, на современном этапе развития техники это дорого и нерезультативно...
no subject
Date: 2009-02-19 06:30 am (UTC)Хотя к предлагаемой системе они практически неприменимы.
Ну то есть можно считать траекторию аппарата + облака пара орбитой, но только перигей её будет где-то в районе центра Земли, а стартовая позиция - в верхней части восходящего витка (учитывая что радиус Земли 6300 км, а требуемая высота апогея над поверхностью - 800 км, то где-то на 90% дальше от перигея, чем от апогея).
У меня есть большие сомнения, что облако пара, летящее по обычной орбите будет существенно тормозить аппарат. Точно так же как атмосфера Земли не отрывает объекты от Земли и не заставляет падать на Солнце. Потому что эта атмосфера движется по той же орбите, что и Земля.
Собственно, вся идея в том, что спутник (вернее рой обломков) влетает в облако пара, неподвижное относительно Земли. Неподвижным оно будет пребывать очень недолго, падать начнет под действием сил гравитации, но долго и не нужно.
Спутник, летающей цельным кусочком, возможно, действительно выгоднее уничтожать (если задача не прекратить его функционирование, что решают Aegis и аналогичная китайская система, которые рои обломков как раз порождают, а избавить космос от него как от препятствия), выводя на ту же орбиту буксировщик с тормозным двигателем и стыкуя его со спутником. Но за каждым обломком не нагоняешься.
Кстати, ракеты Aegis по-моему, летают по траекториям, подобным предлагаемой. И они одноступенчатые.
Свежее в тему
Date: 2009-02-16 03:10 pm (UTC)В Атлантическом океане столкнулись две атомные субмарины
Две атомные подводные лодки - британская Vanguard и французская Le Triomphant, несущие ракеты с ядерными боеголовками, столкнулись в водах Атлантического океана в начале февраля, утечки радиации не произошло, пострадавших нет, пишет в понедельник британское издание Sun со ссылкой на неназванный источник в министерстве обороны Великобритании.
Тесный океан, блин - атомным подлодкам уже не разминуться.
no subject
Date: 2009-02-16 03:12 pm (UTC)