Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Космонавтика

Добраться до Марса новые семь минут ужаса всего через семь дней

11.02.2021 02:11:06 | Автор: admin

Последние семь месяцев (цифра 7 просто преследует нас) новейший марсоход НАСА последовательно двигается к конечной точке своего путешествия. Высадка на Красную планету должна произойти уже через неделю 18 февраля. Но пока что ровер находится в своем укрытии, все, что мы получили от марсохода за эти несколько месяцев аудиозапись работы его охлаждающих насосов.

Спокойное продвижение к Марсу вскоре сменится бурной деятельностью впереди аппарат ждет активный спуск и работа. Сначала нужно выйти на правильную орбиту, потом опуститься на поверхность соседа Земли. И все это без возможности вмешательства человека. Разработчики проекта называют все это семью минутами ужаса, поскольку спуск займет всего около 400 секунд, после чего марсоход окажется на поверхности в кратере Джезеро.

Кстати, 9 лет назад на Хабре публиковалась заметка с названием Семь минут ужаса, и в ней речь шла о Кьюриосити, и спуске на Марс этого аппарата. А теперь у нас новый ровер, и мы снова ждем его спуска. И страшно и интересно одновременно. Плюс немножко есть чем гордиться все же человечество здорово ускорилось в освоении околоземного космического пространства.

Для того, чтобы все прошло, как нужно, все системы аппарата и спусковой системы должны работать идеально. Так было раньше, и хотелось бы надеяться, что все будет аналогично сейчас. Ставки высоки, и давайте посмотрим, через что именно нужно будет пройти аппарату.

Помедленнее, пожалуйста


Для того, чтобы осознать сложность миссии в полном объеме, давайте оценим масштаб проблемы. Во время запуска аппарата в июле Марс и Земля находились на оптимальных позициях на своих орбитах. Специалисты рассчитали время запуска таким образом, чтобы марсоход пересек 480 миллионов километров между двумя планетами за кратчайшее время. При этом Настойчивость построен для специфической миссии, он направляется в определенную точку Красной планеты.


Кратер Джезеро, о котором говорилось выше древнее ложе озера с диаметром в 40 км. Для человека 40 км много, но для космического аппарата, пролетевшего миллионы километров, это практически ничто, меньше, чем точка. Но нужно не просто попасть в точку, а еще и в определенную ее часть. В одной из областей Джезеро есть место, которое определенно раньше было речной системой. Причем эта система образовалась уже на месте кратера, многие десятки тысяч лет река несла свои воды и разные вещества в озеро. Дельта реки располагается как раз в начале кратера. На Земле дельта практически любой реки просто-таки кишит жизнью. Ученые предполагают, что если на Марсе существовала в свое время жизнь, то ее следы нужно искать как раз в дельте. Марсоход собирается опуститься рядом с дельтой, избегая мест с валунами и вообще фрагментированной поверхностью.

Другая проблема размер уже не кратера, а самого ровера. Как и предыдущая система, Настойчивость просто огромен (как для космического аппарата). Его длина составляет 3 метра, а масса превышает 1000 кг. Безопасно опустить такого гиганта очень сложно. Но, к частью, раньше эту проблему уже решили, так что, будем надеяться, все получится и на этот раз. НАСА подготовило прекрасную анимацию фазы спуска миссии.

Все начинается с того, что посадочная капсула с ровером внутри отделяется от транспортной платформы с солнечными батареями и двигателями, которая доставила марсоход с Земли на Марс. В этот момент скорость системы составляет около 20 000 км/ч, так что сбросить скорость крайне важно. Тепловой экран капсулы в это время будет защищать марсоход от нагрева температура возрастет до более чем 1000 градусов Цельсия.

Финальный этап


Несмотря на разреженность, турбулентность здесь есть, так что роверу придется корректировать свою траекторию при помощи специального двигателя посадочной капсулы. Во время входа в атмосферу ровер замедлится до 1500 км/ч. На этой стадии раскрывается парашют из нейлона и кевлара. Он раскрывается и наполняется воздухом всего за 500 мс, что еще сильнее замедляет ровер.


Затем, на высоте около 2 км от поверхности, спускаемая капсула сбросит тепловой экран, скорость при этом снижается уже до 360 км/ч. Затем от капсулы отделяется финальная посадочная система Небесный кран. Ровер закреплен на ней. Система оснащена набором из восьми реактивных посадочных двигателей, которые сначала обеспечат зависание платформы над поверхность Марса, а затем Настойчивость будет спущена на специальных тросах.


На стадии посадки колеса ровера выдвинутся в рабочее положение. Если процесс будет идти так, как нужно, то вертикальная скорость марсохода при опускании на поверхность планеты составит всего около 2 км/ч.

Если что-то пойдет не так, посадочный модуль сможет переместить марсоход в безопасное место. Затем он должен отделиться, причем так, чтобы не повредить сам ровер. Небесный кран будет уходить от места посадки аппарата под углом в 45 градусов, чтобы максимально увеличить расстояние между собой и ровером. Лететь платформа будет до тех пор, пока не закончится топливо в баках, после чего, как ожидают ученые, она упадет на поверхность Марса далеко за пределами кратера Джезеро.


Что потом?


Что касается Настойчивости, то марсоход проведет тестовую проверку работоспособности своих систем и сообщит о результате диспетчерам. Они об этом узнают примерно через 11 минут после начала процесса посадки. Ну и уже после этого, если все системы работают нормально, ровер начнет основную миссию по изучению поверхности Красной планеты. Кстати, посадку аппарата мы сможем увидеть во всей красе и даже услышать благодаря большому количеству камер и микрофонов, которыми оснащен ровер. Правда, эти данные в силу узкого канала связи попадут на Землю лишь через несколько недель. Их обработают и только после этого представят миру.

Насколько точными должны быть расчеты для миссии подобной сложности сложно представить. Вероятно, эта миссия одна из самых сложных, когда-либо выполненных человечеством. С ней сравнима миссия Кьюриосити, и если бы она не прошла гладко, то можно было бы сильно сомневаться в успехе текущего предприятия.

НАСА будет рассказывать о посадке на своем канале, так что не пропустите.

Подробнее..

Спектры российской науки

15.02.2021 12:06:03 | Автор: admin

Человечество создало множество замечательных космических телескопов. Наверное, самый известный - долгожитель "Хаббл", чиненный-перечиненный еще астронавтами шаттлов. Европейская Gaia с огромной матрицей, составившая карту уже почти полутора миллиардов звезд. Китайская первая долговременная ультрафиолетовая обсерватория на Луне, установленная на зонде "Чанъэ-3". И многие, многие другие. Вместе с ними тайны Вселенной изучают и российские телескопы программы "Спектр". 8 февраля, в День российской науки, я рассказал о них в онлайн-лекции. Под катом видео и текстовый пересказ.

Если у вас вызвало удивление приветствие, поясняю: с января этого года я еще и штатный лектор Уфимского городского планетария. Мы дружим много лет, на общественных началах я проводил в нем лекции с 2016 года. Теперь они будут регулярнее.

О программе

Истоки того, что стало телескопами программы "Спектр", можно проследить еще в давнем советском прошлом. Борис Евсеевич Черток пишет про проект радиотелескопа со стометровой антенной, который хотели запускать сверхтяжелой ракетой-носителем Н-1. В 80-х годах были идеи вывести на сверхтяжелой ракете-носителе "Энергия" на расстояние более миллиона километров от Земли аппарат с тридцатиметровой антенной, который бы работал в режиме интерферометра с наземными телескопами. Рентгеновский "Спектр" задумали создать еще в 1987. А ультрафиолетовый - в начале 90-х. И идеи рождались не на пустом месте - в 1979 году на станции "Салют-6" работал первый в мире космический радиотелескоп, а с 1989 по 1999 годы функционировала обсерватория "Гранат" с приборами, наблюдающими в оптическом, рентгеновском и гамма-диапазонах. Космические телескопы стояли и на модуле "Квант-1" станции "Мир". В пертурбациях 90-х проекты чудом выжили, а в нулевых вынужденно "похудели", уменьшившись в размерах, но, с другой стороны, по ним началась настоящая работа. Первым на орбиту в 2011 году отправился радиотелескоп "Спектр-Р" с десятиметровой антенной.

Спектр-Р

Космический радиотелескоп "Спектр-Р" вместе с наземными телескопами по всему миру образовал проект "Радиоастрон". Космическая часть представляла собой аппарат массой 3295 кг, построенный на платформе "Навигатор" НПО Лавочкина (на которой также основаны метеорологические спутники серии "Электро-Л"), с десятиметровой антенной, состоящей из 27 лепестков. "Спектр-Р" вывели на высокоэллиптическую орбиту - на короткое время он опускался к Земле до высоты примерно 500 км, а большую часть времени проводил в районе наивысшей точки высотой 350 тысяч километров (чуть ближе Луны). С наземной стороны первоначально работали главным образом радиотелескопы в Пущино с антенной 22 м и Грин-Бэнк в США с антенной 43 м. Но в проект вступали все новые участники, и в итоге с наземной стороны поучаствовали 58 радиотелескопов, включая даже легендарный и совсем недавно трагически разрушившийся радиотелескоп Аресибо.

Совместная работа космической и наземной части позволила сформировать радиоинтерферометр со сверхдлинной базой - представьте себе антенну размером в 350 тысяч километров! Огромная база интерферометра дала возможность получить уникальное и непревзойденное разрешение - 8 микросекунд дуги. В переводе на бытовой язык, если вы положите два радиопередатчика на поверхность Луны на расстоянии трех сантиметров друг от друга, то "Радиоастрон" заметил бы два радиоисточника с промежутком между ними. Для сравнения, у телескопа "Хаббл" одна точка - это 55-65 метров лунной поверхности. Но эти телескопы работают в разных диапазонах.

Для чего нужны телескопы, работающие один в инфракрасном, один в ультрафиолетовом, а третий вообще в радиодиапазоне? Дело в том, что разные объекты и процессы во Вселенной излучают в различных диапазонах. Если мы, например, хотим изучать рождение звезд, то это инфракрасный и видимый диапазоны - молодые звезды разогреваются и начинают светить видимым светом. А в сантиметровых волнах, на которых работал "Радиоастрон", видно то, что происходит в активных ядрах галактик, квазарах (похожий на звезду радиоисточник). Там материя вращается вокруг черной дыры, падает в нее, но какая-то часть выбрасывается перпендикулярно в виде джета - движущейся на околосветовой скорости струи плазмы.

Уже вскоре после запуска "Спектр-Р" произвел фурор в астрофизике. Опираясь на существующие модели ученые спрашивали команду создателей аппарата: "ну, найдете вы штук пять источников, отнаблюдаете их, а дальше?" Выяснилось, что эти модели никуда не годились - радиоисточников оказалось гораздо больше, и работы "Радиоастрону" хватало. За все время, с 2011 по 2019 годы, было проведено примерно 4 тысячи наблюдений, изучено 160 ядер активных галактик, 20 пульсаров (нейтронных звезд), 12 космических мазеров (источников микроволнового излучения) и 2 мегамазера около ядер галактик. И, конечно же, наблюдения объектов с уникальной разрешающей способностью не могли не принести сюрпризы.

Наземные радиотелескопы могли видеть джет как нечто однородное, но наблюдения "Радиоастрона" показали, что плотность материи в джете резко меняется. То есть, он закручен. Причем соотношение длины и ширины джета к размеру черной дыры говорило, что, вопреки предыдущим представлениям, в образовании джета должен участвовать и аккреционный диск падающей в черную дыру материи.

На изображении выше джет активного галактического ядра 3С84. Черная дыра вверху, и она слишком маленькая, чтобы породить такой длинный закрученный поток материи.

На еще одной иллюстрации видны спиралевидные структуры на расстоянии до 10 тысяч гравитационных радиусов (радиус горизонта событий черной дыры).

Также "Спектр-Р" пронаблюдал и такие редкие вещи, как джет от двух вращающихся друг вокруг друга черных дыр.

Следующее открытие "Радиоастрона" очень важно для будущих наблюдений. Оказалось, что межзвездное вещество может быть турбулентным и этим вносить помехи в наблюдаемую картину. На рисунке выше пример моделирования таких помех. К сожалению, на пути от Земли к центру нашей галактики Млечный путь, где, по современным представлениям, находится черная дыра, расположено как раз такое турбулентное облако. Данные, собранные "Спектром-Р", дают надежду на разработку алгоритмов восстановления исходного изображения.

"Спектр-Р" успешно проработал дольше гарантийных сроков и вышел из строя только в начале 2019 года - аппарат передавал сведения о своем состоянии, но не слушался команд с Земли. После нескольких месяцев безуспешных попыток восстановить управление миссию признали окончательно завершенной 30 мая 2019 года.

Спектр-РГ

"Спектр-Рентген-Гамма", второй аппарат серии, был запущен в 2019 году и пока что благополучно работает. Здесь уже знакомая вам платформа "Навигатор" от НПО Лавочкина несет на себе два рентгеновских телескопа, немецкий и российский. Они работают в разных, но дополняющих друг друга диапазонах. Главная задача проекта - составление карты всего неба в рентгеновском диапазоне с новым уровнем точности и разрешающей способности. Вообще, в астрофизике есть общее правило, что новый инструмент должен быть на порядок (в десять раз) лучше.

Обсерватория стала первым российским аппаратом, работающим в окрестностях точки Лагранжа L2, расположенной в полутора миллионах километров за Землей на линии Солнце - Земля.

Конструкция немецкого телескопа eROSITA

Специфика рентгеновского диапазона заключается в том, что, во-первых, рентгеновское излучение поглощается земной атмосферой, и для его наблюдения необходимо запускать космические аппараты. Во-вторых, оно очень плохо отражается, и приходится делать очень длинные телескопы, работающие в режиме косого падения (это как если бы вы наблюдали отражение на поверхности воды, приблизив к ней лицо). Соответственно, "Спектр-РГ" стал первым российским аппаратом с телескопом косого падения.

Это же фото в большом размере

В 2020 году была опубликована карта первого из восьми запланированных обзоров неба, содержащая 1,1 миллиона рентгеновских источников, что в несколько раз превышает количество объектов, открытых за все время существования рентгеновской астрономии. Российский телескоп ART-XC также фиксировал гамма-всплески.

Пользу от новой обсерватории наглядно показывает еще одна история. Американский оптический телескоп зарегистрировал вспышку, которую определили как кандидаты в сверхновые. Однако наблюдения этого же участка неба "Спектром-РГ" обнаружили мягкое рентгеновское излучение, которое означало, что вспышка - не сверхновая, а приливное разрушение звезды. В ничем не примечательной галактике звезда оказалась слишком близко к черной дыре, стала вытягиваться из-за приливных сил (ее ближняя к черной дыре часть притягивалась сильнее, чем дальняя) и разрушилась. А обнаруженный чуть позже наземным телескопом Кека спектр события с линиями водорода, гелия и кислорода подтвердил правильность интерпретации события.

Будем надеяться, что "Спектр-РГ" проработает еще долго и будет радовать нас новыми открытиями.

Спектр-УФ

Третий телескоп серии, "Спектр-УФ", как легко догадаться, будет работать в ультрафиолетовом диапазоне. Этот инструмент будет не создавать обзорную карту неба, а наблюдать за конкретными объектами. Одной из интереснейших задач станет наблюдение за открытыми экзопланетами и получение их спектра. Таким образом, мы сможем дистанционно узнать состав их атмосфер, что очень любопытно с точки зрения ответа на вопрос, насколько распространены планеты, похожие на Землю, и есть ли надежда обнаружить там следы жизни. Еще одной задачей аппарата будет поиск скрытого диффузного барионного вещества. По различным оценкам, существующие телескопы не видят от половины до 70% газа и пыли, находящихся в так называемой тепло-горячей фазе, которую сможет видеть "Спектр-УФ". В целом ультрафиолетовый диапазон позволяет решать множество различных научных задач.

Ожидается, что телескоп будет запущен в конце 2025 года на тяжелой "Ангаре" и отправится на геостационарную орбиту. Зеркало основного прибора, 170-сантиметрового телескопа, уже изготовлено и ждет финальной операции - нанесения специального покрытия. Оно очень нестойкое в земных условиях, поэтому зеркало нужно покрывать отражающим ультрафиолет слоем непосредственно перед запуском.

Спектр-М

Ну и последний аппарат, запуск которого можно ожидать в обозримые сроки - "Спектр-М", он же "Миллиметрон". Это тоже радиотелескоп, как и "Спектр-Р", но работающий не в сантиметровом, а в миллиметровом диапазоне длин волн. Ожидается, что это будет без преувеличения уникальная конструкция - десятиметровая охлаждаемая антенна из композитных материалов должна будет дать возможность заглянуть еще глубже в квазары, чем это сделал "Радиоастрон". И главной сенсацией этого проекта может стать обнаружение в центре квазаров не черных дыр, а кротовых нор - пока еще фантастических объектов, представляющих собой "окна" в другой участок пространства или даже другую Вселенную. Хотя, конечно же, человечество не сможет в обозримом будущем извлечь из этой сенсации пользу и отправить в червоточину какого-нибудь героического Джозефа Купера - уж слишком далеко находятся от нас эти объекты. До ближайшего известного квазара 1,7 миллиарда световых лет.

Как ожидается, "Миллиметрон" должен полететь в районе 2030 года.

Подробнее..

Недовольное бурчание о задержке сигналов с Марса

20.02.2021 04:23:04 | Автор: admin

В связи со вчерашней посадкой ровера Perseverance на Марс. Хотите почувствовать себя обладателем тайного знания, недоступного простым смертным? Сейчас устроим.

Рецепт простой: берём специальную теорию относительности (СТО), которая описывает механику и кинематику движения при около-световых скоростях и обнаруживаем, что в ней скорость света является инвариантом при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой. Что это значит? Это значит, что в любой инерциальной системе (то есть такой, которая движется не под ускорением) скорость света одинакова во всех любых других инерциальных системах, даже если они куда-то движутся относительной нашей. И даже не важно с какой скоростью и в какую сторону.

Из этого, кстати, следует один прикольный мозго-выносящий вывод, который мельком упоминается в учебниках и тут же забывается навсегда в инерциальной системе сумма любых досветовых скоростей не может превысить световую. Ибо так завещал великий Хендрик Лоренц, который понатыкал своих коэффициентов в преобразования имени самого себя.

Но мы отвлеклись. Что с ровером? С ним-то всё в порядке, а вот многочисленные восторженные стримы, статьи, заметки и подкасты как с цепи сорвались мол, сейчас сигнал с Марса идёт до Земли 11 с половиной минут, поэтому мы не можем следить за посадкой и управлять ею в режиме реального времени, поэтому там рулит посадкой автоматика с машинным обучением, и вот когда к нам придёт сигнал об успехе, то это значит, что ровер уже сел 11 с половиной минут назад. Ну и всё в таком духе.

И, чёрт побери, даже, на первый взгляд, технически грамотные люди, вроде бы не первый год разбирающиеся в тематике космоса, астрономии, небесной механике и всём прочем, радостно несут эту чушь мощными потоками. Так вот, ответственно заявляю, эта чушь чушь!

Нет никакой задержки на 11 с половиной минут! То есть да сигнал с Марса сейчас идёт именно столько времени, если измерять это время в такой системе, где Земля и Марс более-менее спокойны. Но это не задержка относительно того времени события, о котором мы знаем, что оно наступило по нашим часам, то есть сигнал о котором вышел с Марса в нашу сторону. Почему? Потому, что в СТО одновременность точно так же относительна, как и скорость и точно так же не может превысить скорость света в инерциальной системе!

Если, например, на Землю пришёл сигнал с Марса о посадке ровера ровно в тот момент, как на Земле кто-то чихнул, то эти два события посадка ровера и чих произошли одновременно! А вовсе не с разницей в 11 с половиной минут! Это потому, что сама одновременность летела на Землю вместе с сигналом, распространяясь волнами от эпицентра самого события одновременности.

Заглянем на минутку к астрономам. Там ведь об астрономических событиях вроде взрыва сверхновых или образования чего-нибудь заметного не говорят, что это произошло столько-то миллионов или миллиардов лет назад нет, там считается что это происходит прямо сейчас, вот как наблюдаем, так и происходит. Естественно, отдавая себе отчёт в расстоянии, которое понадобилось преодолеть свету, чтобы мы могли это наблюдать.

Но позвольте, если бы на Земле существовал супер-пупер телескоп, в который бы было оптически видно посадку Perseverance, то сигнал с MRO об успешной посадке пришёл бы на Землю сразу после того, как мы в этот телескоп смогли бы увидеть саму посадку. Сразу после, а не через 11 с половиной минут! Потому, что и оптическому сигналу понадобились бы те же самые 11 с половиной минут, чтобы долететь с Марса до Земли. Тот факт, что это событие было запланировано, ничего не меняет в том, что фронт одновременности не мгновенный, а точно так же летит со скоростью света, как и радио- и оптические сигналы.

Это такой себе mind trick, вызванный тем, что люди привыкли считать свою инерциальную систему отсчёта какой-то более особенной, чем бесконечное множество других, а также тем, что расстояния таких порядков, как сотни миллионов километров тяжело воспринимаются сознанием, привыкшим оперировать более бытовыми величинами.

И, разумеется, всё это не более чем попытка праздно доколупаться, о чём и заголовок статьи. Счастья вам.

Подробнее..

Терраформирование теория для тех, кому мало одной Земли

22.02.2021 20:07:34 | Автор: admin

По мере развития космических исследований и изменения ситуации на Земле становится очевидной и необходимость, и возможность переселения людей на другие космические тела. На сегодняшний день ученые уже составили список претендентов на скорую колонизацию, но ни одна из этих планет или спутников пока что не готова принять землян на постоянной основе.

Грандиозный план SpaceX, составленный в 2016, обещал доставить первых людей на Марс в 2024 году, и уже сейчас можно сказать что реальный прогресс компании сильно от него отстает. Что касается НАСА, то в их ближайшие планы входит только освоение Луны в частности, создание окололунной станции. Что касается отечественной космонавтики, то в свете всех провалов последних лет, Роскосмос окончательно отказался от лю6ых претензий на Марс, ограничившись обещанием высадить людей на Луну в 2030-ом.

Проект лунной орбитальной станции НАСА GatewayПроект лунной орбитальной станции НАСА Gateway

Тем не менее, еще в середине прошлого века появилась (руками больше не ученых, а писателей-фантастов) идея терраформирования изменения атмосферы, климата и поверхности космических тел с целью сделать их похожими на земные и пригодными для жизни людей. Если говорить кратко, терраформирование как идея относится к астробиологии науке, которая изучает распространение жизни в космосе.

И пока заселение других планет не осуществимо на практике, у нас есть время порассуждать о том, как можно было бы превратить безжизненные космические тела в будущие пристанища для всего человечества.

Общие принципы терраформирования

Перед началом любого исследования всегда следует определить главные цели и препятствия. Поэтому начнем с разговора о том, что нужно для того, чтобы космический объект считался терраформированным.

Когда планету можно считать колонизированной? Минимальными условиями и доказательством полноценной терраформации и начальной колонизации спутника будет то, что на нем может проживать достаточно большая группа людей, которая на протяжении длительного времени может обходиться без связи с Землей (или по крайней мере без поставок ресурсов с Земли). Точное количество людей и продолжительность их самостоятельного существования ученые пока что назвать не в силах это смогут определить только дальнейшие исследования более практического рода.

Перед началом любого исследования всегда следует определить главные цели и препятствия. Поэтому начнем с разговора о том, что нужно для того, чтобы космический объект считался терраформированным.

Когда планету можно считать колонизированной? Минимальными условиями и доказательством полноценной терраформации и начальной колонизации спутника будет то, что на нем может проживать достаточно большая группа людей, которая на протяжении длительного времени может обходиться без связи с Землей (или по крайней мере без поставок ресурсов с Земли). Точное количество людей и продолжительность их самостоятельного существования ученые пока что назвать не в силах это смогут определить только дальнейшие исследования более практического рода.

Всем известно, что сотни условий на Земле сложились уникальным образом так, чтобы поддерживать сложную, развитую жизнь, поэтому на создание полной копии нашей планеты надеяться на стоит. Тем не менее, можно поставить более простую цель создать среду, в которой колонисты смогут проживать при использовании специальных жилых помещений (то есть на открытую поверхность по-прежнему можно будет выходить только в скафандре, но в целом на планете будет возможно долгосрочное проживание людей без непрерывной связи с Землей).

Атмосфера и притяжение

Что необходимо человеку для жизни вне Земли? В первую очередь, гравитация. На большинстве спутников она значительно слабее земной (это очевидно из закона всемирного тяготения чем меньше масса тела, тем меньше и притяжение, которое оно создает). На этот параметр повлиять практически невозможно пока что люди не нашли способа значимо повлиять на массу спутника, который к тому же рискует изменить свою орбиту после таких манипуляций.

Следующая необходимость растет из предыдущей атмосфера с определенным составом, близким к земному, или хотя бы содержащая достаточно кислорода и не содержащая опасных для здоровья человека веществ. Трудности с созданием атмосферы растут из слабой силы притяжения в отсутствие достаточной гравитации тело не может удержать не только людей и постройки на своей поверхности, но и смесь газов вокруг себя.

Но в отличие от предыдущего пункта, за землеподобную атмосферу можно побороться даже если нарастить газовую оболочку вокруг спутника не удастся, всегда можно изменить ее состав. Здесь все зависит от нынешнего содержимого атмосферы и не только например, на сегодняшний день технологии уже позволяют создавать кислород из воды или углекислого газа при помощи не самой массивной аппаратуры, получая в качестве отходов не менее полезные вещества.

Вода

Третий фактор, который обычно приходит на ум наличие воды. Разумеется, конечная цель жидкая вода, которая необходима и самим колонистам, и растениям, которые им придется разводить. Но из-за того, что не каждая планета или спутник способна поддержать температуру выше 0 градусов по Цельсию, подойдут и залежи замороженной жидкости, которые можно растопить например, полярные шапки. В перспективе важным шагом на пути к терраформации может стать создание настоящих водоемов, но для нужд первых жителей подойдет и обычный растопленный лед, накапливаемый в цистернах.

Энергия и температура

Немаловажной является и энергия, без которой колонисты не смогут стать независимы от энергоснабжения с Земли. Скорее всего самым очевидным источником окажется Солнце, поэтому здесь можно будет применить разработки в области альтернативных источников энергии, которых на Земле уже достаточно в частности, самые новые солнечные батареи.

С солнечным теплом связан и еще один фактор, который влияет на возможность заселения космических тел температура у поверхности. Обычно при тонкой атмосфере температура тоже оказывается низкой, но у современной науки есть огромное количество идей того, как можно это исправить. Один из самых популярных методов искусственный парниковый эффект предлагает создать на поверхности океан, испарения из которого и уплотнят атмосферу, и повысят температуру аналогично тому, как это сейчас происходит сейчас на Земле. Немало идей выдвинуто и по части того, как именно следует размораживать имеющиеся залежи льда от простых экспедиций до ядерной бомбардировки.

Угрозы

Не стоит забывать и о других опасностях, несовместимых с жизнью человека: слишком высокий радиационный фон (обычно это следствие отсутствия озонового слоя в атмосфере), слабое магнитное поле, в котором в последнее время видят истинную причину тонкой атмосферы некоторых планет (без него солнечный ветер просто сдувает весь газ), незащищенность от астероидов, специфический состав почвы или опасные и разрушительные атмосферные явления вроде марсианских пылевых дьяволов.

Марсианские пылевые дьяволы фотография с орбитыМарсианские пылевые дьяволы фотография с орбиты

Помимо всего, что было перечислено выше, стоит помнить и об элементах окружающей среды, имеющих на человека психологическое воздействие например, цикл смены дня и ночи и естественное освещение. В целом можно сказать, что терраформирование сложный и долгий процесс, который сильно опирается как на нужды людей, так и на стартовое состояние планеты или спутника. Рассмотрим как все эти принципы можно применить на конкретных объектах.

Подробнее..

ESA изучит перспективные для жизни человека пещеры на Луне при помощи шарообразного зонда и целого роя роботов

01.03.2021 16:18:41 | Автор: admin

Луна ближайшая соседка Земли, и сейчас человечество продолжает активно изучать наш спутник. Не так давно китайцы отправили на Луну станцию, которая выполнила ряд научных заданий. Теперь Европейское космическое агентство планирует присоединиться к непосредственному изучению Луны. Только не ее поверхности, о которой все же многое известно, а пещер.

Да, на Луне есть пещеры, и немало. Некоторые из них могут послужить для лунных колонистов надежным укрытием, которое позволит избежать ряда опасностей, которые грозят на поверхности. ESA собрала множество идей, предложенных учеными и инженерами и отобрала пять наиболее перспективных. Потом последовал еще один этап отбора, так что теперь у агентства есть три идеи, которые планируется реализовать. Все они взаимосвязаны.

Что в итоге выбрали?


Первая идея предварительное обследование пещер и входов в них с поверхности. Вторая опускание зонда в пещеру, третья изучение лавовой трубки при помощи целого роя роботов. После анализа всех трех сценариев ученые решили выбрать проекты двух команд исследователей: из Университета Вюрцбурга и из Университета Овьедо. Первая команда предложила изучить пещеру при помощи сферического зонда, вторая при помощи роя роботов.

Пещеры и в том, и другом случае планируется искать в лунных провалах. По мнению астрономов, это самый перспективный способ обнаружения интересных объектов.

Несмотря на то, что идеи очень разные, они позволяют заняться разработкой перспективных технологий для изучения геологических особенностей лунных приповерхностных слоев, заявил представитель ESA.


Изображения провала в области Холмов Мариуса на Луне, полученные зондом Lunar Reconnaissance Orbiter
Что касается оборудования, то его на поверхность Луны должен доставить спускаемый модуль EL3 (European Large Logistics Lander). Изучать пещеры будут всего один день, правда, лунный 14 земных суток.


Прототип шарообразного зона, разработанного учеными из Университета Вюрцбурга

Как планируется проводить изучение пещер на практике?


Шарообразный зонд оснащен ходовой системой, 3D лидаром и стереокамерой. Он будет строить объемную модель как провала, так и лавовой трубки с пещерой, если ее, конечно, обнаружат. Кроме того, дрон изучит геологические особенности строения местности, плюс замерит уровень радиоактивности региона и температуру. Все это поможет понять где безопаснее всего строить колонию для людей.

Что касается роя роботов, то их, как и говорилось выше, разрабатывают ученые и инженеры Университета Овьедо. Сейчас они пытаются решить проблему нехватки электричества, поскольку в темной пещере нет солнечного света, так что роботам придется как-то действовать в этих условиях. Выход вроде бы найден. Весь рой опустят в лавовую трубку на особом кабеле при помощи крана. На конце кабеля беспроводная зарядка. Если робот находится в пределах прямой видимости, то его аккумулятор заряжается без всяких проводов. Кроме того, на конце этого же кабеля находится модуль, который принимает и передает данные наверх к наземной станции. А та, в свою очередь, коммуницирует с Землей и центром управления.


Это связанные между собой проекты?


Да, оба стали частью проекта ESA Concurrent Design Facility (CDF). Другие элементы CDF лунный посадочный модуль, о котором говорилось выше и инициатива Moonlight. В первом случае планируется разработать надежное транспортное средство, во втором навигационный и коммуникационный инструмент, который поможет в изучении Луны.

Но прежде всего нужно понять, сколько энергии нужно для проекта. Насколько обширным может быть доступный для изучения регион на Луне, а также что потребуется для обследования провалов и пещер.

А зачем вообще изучать все это?


Как и говорилось выше, колонистам нужно надежное укрытие, где можно будет разместить людей, технику, припасы и все остальное, что потребуется людям. Условия наа поверхности Луны не сахар, колония постоянно будет подвергаться как высоких, так и очень низких температур. Плюс ко всему, проблема солнечное излучение и бомбардировка микрометеоритами.

Пещеры на Луне есть точно, лавовые трубки далеко не редкость. Образуются они в то время, когда лава вытекает из жерла вулкана и постепенно остывает. Внешние слои лавы застывают быстро, а внутренние медленнее, они продолжают двигаться, и расплавленная масса оставляет полость.

Одну из пещер обнаружили еще в 2017 году, это открытие помог совершить японский зонд SELENE (еще известен как Кагуя), оснащенный радаром. Он отправляет радиосигнал, способный проникать под поверхность. Специалисты измеряют время между отправкой и приемом отраженных сигналов, определяя строение рельефа.


К слову, пещеры на Луне могут быть гигантскими, достаточными для того, чтобы в них поместился среднего размера город. Например, пещера, которую обнаружил японский зон, имеет длину в 50 км, а высоту в 75 м. Образовалась пещера около 3,5 млрд лет назад, поэтому катаклизмы, которые могли произойти, уже произошли и человеку в таком месте не грозит ничего. Конечно, если правильно все обустроить.

Ресурсы на спутнике Земли есть. Во всяком случае, льда там много. Пока что неясно, насколько он пригоден для использования в системе жизнеобеспечения лунных колонистов, но хотя бы для технических нужд применять его можно.

Подробнее..

Космический суперкомпьютер HPE Spaceborne-2 отправляется на МКС. Зачем он там понадобился?

13.02.2021 14:22:01 | Автор: admin


В космосе становится все больше техники, причем не космического мусора, а устройств, которые повышают качество жизни или предоставляют какие-то новые возможности. Ну, например, спутники Starlink, которые вскоре начнут обеспечивать интернетом жителей удаленных и труднодоступных регионов.

Но спутники это еще не все. На днях на космическую станцию отправляется HPE Spaceborne-2 высокопроизводительный компьютер, приспособленный к специфическим условиям МКС. Компьютер отправляют на станцию не столько для экспериментов, сколько для реальной помощи космонавтам на орбите проводится много экспериментов, для которых нужна высокопроизводительная вычислительная система.

Кстати, первая версия системы тоже побывала в космосе. Это случилось в 2017 году тогда компьютер был отправлен на МКС компанией Илона Маска SpaceX. Разработчики сделали вычислительную систему устойчивой к широкому спектру негативных внешних факторов, которых так много за пределами Земли.

Первая модель базировалась на системах класса HPE Apollo 40 c высокоскоростной коммутационной сетью, в качестве программной платформы используется Linux. Также было разаботано специальное ПО с учетом условий на орбите. Например, системное ПО управляло отладкой систем компьютера в режиме реального времени, учитывая возмжные ошибки, вызванные внешними условиями. Компьютер охлаждался при помощи водяной системы. Для того, чтобы попасть на МКС, компьютеру пришлось пройти 146 сертификаций и испытаний на безопасность.

При этом первая модель не выполняла научные расчеты, не использовалась она и на благого самой космической станции. Ее задачей было просто нормально функционировать в условиях орбитальной станции нужно было доказать, что она надежна и не подведет астронавтов. Конфигурационно система состояла из двух серверов HPE Apollo 40, объединенных сетью InfiniBand со скоростью 56 Гбит/с. Каждый сервер включал 4 ускорителя NVIDIA Tesla P100, что дало возможность довести производительность системы до 1 Тфлопс.

Ну окей, а что там со вторым поколением?



Основой нового космического компьютера стала конвергентная платформа для периферийных вычислений HPE Edgeline EL4000. Вычислительные узлы серверы HPE ProLiant DL360 последнего поколения с двумя процессорами Intel Xeon Cascade Lake и ускорителями NVIDIA T4. Производительность новой системы составит 2 Тфлопс.

Планируется разместить две стойки с EL4000 и DL360. Все данные дублируются между стойками. SSD, используемые для хранения данных, аппаратно и программно объединены в RAID-массивы. Да, накопители менее устойчивы к условиям космической радиации, но они более быстрые. Кстати, у первой системы в концу эксплуатации из 20 дисков в рабочем состоянии осталось 11. У астронавтов будет запас SSD, так что накопители в случае выхода из строя можно будет быстро заменить.

Оба модуля будут использовать для связи между собой сеть 10GbE. Питание выведено в две независимые линии, подключенные к солнечным батареям и аккумуляторам. Также предусмотрено ступенчатое динамическое регулирование уровня энергопотребления. Охлаждение уже не только водяное, а гибридное. Теплообменник в стойке подключается к водному контуру охлаждения МКС.


Плюс ко всему, вычислительный блок будет использоваться уже для выполнения научных и прикладных задач. Это, например, первичная обработка данных в сжатые сроки это позволит не ожидать результатов вычислений с Земли. Кроме того, планируется вести мониторинг наземного трафика из космоса с выявлением различных паттернов. Вести наблюдение МКС будет и за воздушным и космическим трафиком, включая режим реального времени.

Кроме того, компьютер будет вести мониторинг здоровья астронавтов в режиме реального времени. Анализироваться будет все, включая рентгеновские снимки и сонограммы. Это дает возможность предотвратить заболевание еще до того, как оно разовьется на все 100%. Космическая система будет взаимодействовать с наземными вычислительными центрами.

Если космический компьютер покажет себя хорошо, он сможет остаться на МКС на постоянной основе. Кроме того, сейчас разрабатывается и проект периферийного микро-ЦОД, который будет размещаться на специализированных спутниках-модулях.

Систему отправят на МКС 20 февраля. Доставит ее на станцию 15-ая грузовая экспедиция Northrop Grumman. Срок эксплуатации системы 2-3 года.

Подробнее..

Космические корабли людей уже бороздят просторы Солнечной системы. А что с межпланетным интернетом?

16.02.2021 14:15:09 | Автор: admin


Обмен информацией между людьми и организациями, ими созданными основополагающий критерий существования цивилизации. На Земле со связью дела обстоят хотя и не идеально, но все же неплохо. Тем более, что все больше частных компаний заявляют о планах по созданию глобальной интернет-сети. Дальше всех в этом, конечно, продвинулась компания Илона Маска. В ближайшие несколько лет, если проекты будут реализовываться с текущей скоростью, доступ к сети получит большая часть жителей Земли.

Но как быть с другими планетами? Не будем пока заглядывать сильно наперед, поговорим о Луне и Марсе. Связь там нужна будет, прямо как воздух. Причем каналы связи должны быть одновременно и широкими, и надежными чтобы передавать большие объемы контента, плюс, что очень желательно не подводить.

Выход есть


Отец интернета Винт Серф еще в 2003 году с коллегами представил новую разработку специальные пакетные протоколы DTN, которые устойчивы как к сбоям, так и лагам. Принцип работы примерно такой же, как и в наземных сетях. Есть источник данных, есть получатель. А есть маршрутизаторы, которые помогают пакетам данных добраться от источника к получателю.

Но поскольку космос это не Земля, могут возникать (и обязательно возникнут) проблемы с передачей данных. Поэтому нужны дополнительные узлы, которые будут хранить данные на пути от источника к получателю. В итоге данные смогут добираться без особых проблем, хотя и с большими задержками.



Интересно, что разработанная в 2003 идея появилась не вдруг это последовательно развивающийся концепт, впервые предложенный еще в 1998 году.

Без надежной связи колонизировать другие планеты будет затруднительно. Ведь если что-то случится ни совета нельзя будет получить, ни какой либо другой информационной помощи. И это если не говорить об управлении с Земли жизненно важными узлами будущей колонии или модуля.

В 2004 году роверам приходилось передавать данные на Землю напрямую. Сигнал ловили три 70-метровые антенны, установленные в Испании, США и Австралии (Земля вращается, но в любой момент времени одна или несколько антенн держат связь). Но скорость канала все равно была минимальной всего около 28 Кбит/с. И тогда возникла идея устроить промежуточные узлы хранения данные и использовать для этого не дополнительные серверы, а ПК тех же роверов и орбитальных аппаратов. Примерно так работает межпланетная сеть до сих пор.

НАСА поддерживает Серфа и постепенно реализовывает проект Disruption Tolerant Networking (DTN).


На основе разработанной технологии вскоре будет развернут Интернет Солнечной системы (его аббревиатура на англ. SSI). Это будет стандартизированная платформа со своими протоколами связи, которые помогут передавать и принимать данные в самых неблагоприятных условиях.

Насколько все это реально?


Более чем. НАСА уже провело несколько успешных экспериментов, которые доказали, что DTN-сети вполне надежны. Первые серьезные испытания проводились в 2008 году, когда при помощи протокола DTN была установлена связь с аппаратом Deep Impact в рамках расширенной миссии EPOXI. Тогда ученым удалось получить 300 изображений с зонда, который расположен на расстоянии свыше 24 млн километров от Земли.

В 2012 году астронавт Сунита Вильямс смогла управлять с МКС роботом в Европейском центре управления космическими полетами. Ну а еще 2 года спустя, в 2014 году, МКС стала одним из постоянных узлов DTN-сети, который предоставляет возможность обеспечивать надежную связь между орбитальными спутниками и Землей.

Что дальше?


Луна

image

В ближайшем будущем агентство планирует развернуть на Луне LTE-сеть. Один из исполнителей проекта финская компания Nokia, которая уже получила $14,1 млн. И это лишь один из 15 грантов, выделенных для стимуляции развития новых космических технологий. Оборудование для развертывания LTE-сети должно опуститься на поверхность Луны в конце 2022 года, то есть, уже скоро.

Доставлять оборудование будут при помощи Falcon 9 это самый недорогой на данный момент вариант. Лунные станции планируется сделать полностью автономными, исключив непосредственное вмешательство человека.

Задача, которую поставили ученые при реализации проекта обеспечить космические аппараты полноценной и быстрой связью. Во всяком случае, в пределах базовой станции. Если все пройдет хорошо и эксперимент докажет свою жизнеспособность, проект будет расширен и с его помощью Земля сможет держать надежную связь с Луной.

На поверхности спутника разного рода аппараты будут общаться посредством TCP/IP, поскольку они станут работать рядом друг с другом. Но вот с Землей связь будет осуществляться по новой технологии. Кстати, на Луне будут устанавливать базовые станции от Nokia Bell Labs, они более экономичны, плюс меньше по размеру, поэтому их несложно разместить на борту ракеты. А вот возможностей у них вполне достаточно для реализации межпланетного интернета.

Марс



Пока НАСА вместе с Nokia работают над созданием 4G-сети на Луне, SpaceX собирается подключать к интернету Марс. Сделать это планируется при помощи спутников таких же как Starlink. После того, как они будут выведены на орбиты двух планет, можно будет установить двухстороннюю связь.

У нас было много причин заняться телекоммуникационным бизнесом. Компании всегда хотят развиваться, и это была хорошая возможность роста для нас, но есть и другие причины. Низкоорбитальная широкополосная группировка никогда не была успешной. Мы всегда ставим перед собой грандиозные, дальновидные цели. И реализовать подобный проект было целью, за которую стоило взяться. Никто ещё не добивался успеха в этой области: Илон Маск (Elon Musk) всегда говорит, что этот бизнес завален трупами компаний, которые не смогли добиться успеха. Так что и для нас это был вызов. Такова была одна из причин. Вторая заключалась в том, что как только мы отправим людей на Марс, им понадобятся средства связи. На самом деле, думаю, будет даже более важным иметь вокруг Марса группировку спутников в духе Starlink. И затем, конечно, нужно соединить две планеты мы должны обеспечить надёжную связь между Марсом и Землёй, так рассказывала о космической связи президент компании SpaceX Гвинн Шотвелл (Gwynne Shotwell) во время беседы с Time Magazine.

В качестве вывода можно сказать, что объединенные усилия таких мощных организаций, как НАСА, SPaceX, Nokia и других позволят провести интернет и на Луну, и на Марс, и, возможно, на другие планеты и объекты Солнечной системы. Определенно, мы живем в том будущем (с технологической точки зрения), о котором ранее приходилось только мечтать. Возможно, человек на Луне и Марсе появится уже через несколько лет, и мы все это увидим почти что в режиме реального времени так быстро, как только позволяет физика и ограничения на скорость света.

А пока мы с вами на земле и еще не отправились колонизировать другие планеты, давайте посмотрим что есть под рукой: Если уж говорить об LTE на Луне, то и на Земле такое оборудование есть. Вот пример LTE оборудования Zyxel для тех, кто испытывает трудности с кабельной инфраструктцрой или желает иметь резервный канала Интернет.
Подробнее..

НАСА проложить путь людям на Марс может лишь ракета с ядерным реактором

13.02.2021 18:19:20 | Автор: admin

На днях на Хабре публиковалась статья о сложностях высадки марсохода на поверхность Красной планеты. Если кратко, то рассчитать и реализовать эту высадку чудовищно сложно. Еще сложнее организовать доставку на Марс людей колонистов или космонатов-исследователей. Но если говорить о регулярном сообщении с Красной планетой, то проблема выходит на новый уровень.

Основная проблема в отсутствии надежного транспортного средства. Сейчас идет подготовка ракеты и корабля от SpaceX, но до реального полета на Марс может пройти (и скорее всего, пройдет) несколько лет. Причем реактивная тяга такой ракеты образуется в результате сжигания жидкого топлива. А по мнению НАСА, ракеты на жидком топливе не самый эффективный вид транспорта, нужны ядерные системы.

Топливо для ракет очень дорогое, а по словам представителей НАСА, для полета на Марс понадобится от 1000 до 4000 тонн топлива. Это несколько миллиардов долларов США за пуск (хотя, помнится, Маск говорил, что топливо это всего 5% стоимости всего пуска). Правда, все сказанное относится к ракете самого агентства, которая называется Space Launch System. Она разрабатывается уже много лет, и пока что свет в конце туннеля этого проекта не появился.

Тем не менее, расчеты по полету на Марс с использованием сверхтяжелой ракеты-носителя SLS у НАСА есть. И эти расчеты показывают, что один пуск обойдется в $2 млрд. И это вроде только стоимость топлива. 10 пусков, которые нужны для отправки достаточного для основания небольшой станции полезного груза, обойдутся в $20 млрд.

По мнению представителей НАСА, более эффективный способ запуска это ядерные ракеты.

Космический транспорт на ядерной тяге


Специалисты агентства подготовили отчет, в котором говорится, что для реализации миссии по отправке человека на Марс в 2039 году требуется именно ядерный транспорт.

Один из ключевых моментов путешествия на Марс в том, что если мы хотим отправлять людей регулярно, то наиболее удобный путь это как раз ракеты на ядерной тяге, заявил Бобби Браун, представитель Jet Propulsion Laboratory.

К сожалению, в отчете не указывается конкретная технология авторов документа и не просили это делать. В общих чертах описано, что есть два варианта ядерная тепловая силовая установка и ядерная электродвигательная силовая установка. НАСА, насколько можно понять, отдает предпочтение первому варианту.


Ядерная система требует гораздо меньше топлива около 500 тонн вместо 4000, уже упоминавшихся выше. Если говорить об эксплуатации такой системы, то, по мнению агентства, расходы будут ниже, чем в случае эксплуатации топливной ракеты.

И что теперь?


В отчете говорится, что если НАСА планирует использовать ракеты на ядерной тяге через 10-15 лет, то разработку соответствующих технологий нужно начинать уже сейчас. Все это несколько странно, поскольку ранее агентство очень активно продвигало идею полетов на SLS. Сейчас эту ракету-носитель предлагается использовать для полетов на Луну.

Самое интересное в проекте то, что средства на него НАСА не запрашивала, но Конгресс США все равно выделил средства. Причем в этом году агентство получило сразу $110 млн именно на исследование возможностей ядерных систем запуска.

Если НАСА решит все же развивать это направление и дальше, то средств понадобится еще больше. Тем не менее, агентство считает, что справится со всеми проблемами. Это технологический проект, для работы над которыми и было создано НАСА, так что вся страна ждет от нас результатов, заявил Браун.

А что Starship?


Несмотря на проблемы, топливная ракета-носитель Starship, разрабатываемая SpaceX, постепенно эволюционирует. Результаты испытаний дают надежду на то, что в течение нескольких лет ракета сможет отправить людей и оборудование на Марс.

Да, топлива понадобится много, но если рейсы станут регулярными, то компания Маска планирует создать нечто вроде промежуточной заправочной станции на низкой орбите Земли. Другие ракеты-носители станут доставлять в определенные точки горючее, которым заправят уже ракеты, отправляющиеся на Марс.

Представители НАСА при этом считают, что у проекта Маска есть все шансы на реализацию, так что два параллельных сценария полета на Красную планету это хорошо.

Реальна ли ядерная ракета в ближайшем обозримом будущем?



Честно говоря, вряд ли. Скорее всего, этот отчет просто чисто теоретическое изыскание, которое не получит продолжения, по крайней мере, сейчас. Дело в том, что даже с отработанной технологией двигателей на жидком топливе у НАСА проблемы.

Та же ракета-носитель SLS уже давно вызывает вопросы не только у обычных людей, но и у правительства США. Проект стоит огромную кучу денег, на проект SLS НАСА тратит в год примерно столько, сколько хватило бы на 15-20 пусков Falcon Heavy. Эта ракета отъедает весьма изрядную долю бюджета агентства, речь идет о миллиардах и миллиардах долларов.

В 2018 году НАСА попыталось рассказать о том, насколько полезной будет эта ракета. Дескать, она может выводить на орбиту цельные грузы большой массы за раз. Другие ракеты вроде бы так делать не могут. И все бы хорошо, но это просто слова, поскольку плана эксплуатации SLS пока нет просто потому, что и такие вот цельные грузы пока выводить на орбиту не требуется.

И, повторимся, речь идет о технологии, которой уже несколько десятков лет. Да, конечно, сверхтяжелая ракета отличается от всего того, что использовало НАСА ранее, но разница не кардинальная.

А в случае ядерных ракет мы говорим о совершенно новых технологиях, которые разрабатывались ранее лишь в порядке чисто теоретических проектов. Проблемой будет даже создание относительно небольшой ракеты на ядерной тяге для полетов на орбиту. Сложно представить, сколько средств, ресурсов и времени понадобится для того, чтобы с нуля создать огромную ракету с ядерным реактором для полета на Марс. $110 млн, которые получило НАСА на проработку этого направления просто капля в море. Полный бюджет проекта будет таким, что не то, что у НАСА, у всей страны денег не хватит.


И нельзя забывать о временных рамках та же SLS разрабатывается много лет, сроки постоянно срываются, переносятся и т.п. И до сих пор ракета никуда полететь не может буквально месяц назад SLS тестировали, проводя огневые испытания, но те прошли неудачно. Спустя минуту двигатели отключились из-за отказа одного из них.

Так что ядерные ракеты пока так и останутся красивой теорией. А если у Маска все пройдет хорошо, и его проект по полету на Марс будет реализован, то и необходимости в ядерных полетах, скорее всего, уже не будет.

Подробнее..

Марсоход Настойчивость высадился на Марс! Дополняется...

19.02.2021 00:11:18 | Автор: admin

Первое изображение, полученное от Настойчивости после высадки
Несколько минут назад появилась информация о том, что высадка на Красную планету прошла успешно! Как и сообщалось, информация об этом поступила на Землю через 11 минут после начала процесса посадки. Сейчас ровер начинает проверять свои системы, а чуть позже начнет основную миссию по изучению поверхности Красной планеты.

Вскоре (наверное, спустя несколько дней) посадку аппарата мы сможем увидеть во всей красе и даже услышать благодаря большому количеству камер и микрофонов, которыми оснащен ровер. Данные обработают и только после этого представят миру.


Насколько точными должны быть расчеты для миссии подобной сложности сложно представить. Вероятно, эта миссия одна из самых сложных, когда-либо выполненных человечеством. С ней сравнима миссия Кьюриосити, и если бы она не прошла гладко, то можно было бы сильно сомневаться в успехе текущего предприятия.

Пока что за подробностями можно следить по трансляции из ЦУП.


Как и планировалось, посадка продолжалась около семи минут. В ходе спуска марсоход прошел 12 этапов:

  • Отделение посадочного блока.
  • Вход в атмосферу.
  • Максимальное нагревание блока.
  • Замедление.
  • Раскрытие парашюта.
  • Отделение теплового защитного экрана.
  • Радиолокационное отслеживание цели.
  • Сближение с местом посадки с одновременной оценкой местности.
  • Отделение кожуха.
  • Финальный спуск.
  • Работа Небесного крана.
  • Посадка.

Насколько можно было судить из прямой трансляции, проблем при посадке не возникло. Что и говорить работу ученые, инженеры, администраторы и все, кто причастен к проекту Настойчивость выполнили превосходно. Благодаря их слаженной работе в рамках реализации этого чудовищно сложного проекта все прошло ожидаемо и даже буднично, как верно отметили в комментариях. Так что Семь минут ужаса принесли в итоге только радость.

Подробнее..

Китай приступил к установке своей космической станции на ракете-носителе для запуска на орбиту

23.02.2021 16:14:33 | Автор: admin

Китайцы неоднократно рассказывали о планах по созданию собственной космической орбитальной станции. В течение нескольких лет велась подготовка к практическому этапу, и сейчас ученые и инженеры из Поднебесной приступили к его реализации.

В понедельник на космодром Вэньчан на острове Хайнань в Южном Китае была доставлена ракета-носитель Чанчжэн-5В. Это тяжелая ракета, которая выведет на орбиту основной блок орбитальной станции он весит 22,5 тонны. Запуск должен состояться до начала лета этого года китайцы действуют весьма оперативно.

Согласно расчетам китайских специалистов, для того, чтобы построить Небесный дворец, так называется станция, ракету нужно запустить 11 раз. В основном модуле площадью в 50 м2 находятся центр управления станцией и жилые помещения. Основной модуль уже устанавливается на ракету. Он называется Тяньхэ (Млечный путь), а два научных модуля носят поэтические названия Веньтянь (Вопрошание к небу) и Мэнтянь (Небо мечты).


Следующий этап пуск грузового корабля Тяньчжоу 2, а потом запуск Шэньчжоу 12 с китайскими специалистами на борту. Они займутся сборкой элементов основного блока на орбите к сожалению, роботов, которые способны выполнить такую работу, пока нет.

После сборки основной блок тщательно проверят, подключат все необходимые системы это займет около года. Затем в космос отправят еще два модуля на этот раз лаборатории. Их общая площадь примерно равна площади основного блока. Кроме того, планируется и запуск научного модуля с телескопом правда, он будет работать в автоматическом режиме, стыкуясь со станцией лишь для выполнения сервисного обслуживания.

По словам руководителя КНР Си Цзиньпиня, Китай начинает новый этап межзвездных исследований, поступательно продвигаясь вперед для того, чтобы внести вклад в мирное использование космоса для человека.

В этом году Китай планирует совершить около 40 пусков.

Прежде, чем приступить к созданию полноценной орбитальной станции, китайцы протестировали две одномодульные системы. Первая, Тяньгун-1, была выведена на орбиту в 2011 году. Она была похожа на ранние аппараты серии Салют.


Потом, после ее запланированного схода с орбиты и падения на Землю китайцы запустили одномодульную станцию Тяньгун-2. Она была создана уже не только для отработки маневров на орбите, но и для изучения систем жизнеобеспечения, тестирования регенерации воздуха и проведения минимального набора научных экспериментов.

Ну а теперь Китай создает полноценную станцию, так можно лишь пожелать удачи участникам команды проекта. Хотелось бы надеяться, что все пройдет гладко и по плану примерно так, как посадка марсохода Настойчивость на Красную планету.

Подробнее..

Перевод Ещё раз про НАСА, которое покоряет Марс самым большим и современным марсоходом

23.02.2021 22:04:36 | Автор: admin

Пока Рогозин отжигал мемчиками в соцсетях на тему американцев, которые обнаружили жизнь на Марсе в виде Рогозина, в это время самый большой и современный американский марсоход приземлялся на красной планете после 203-дневного путешествия. Данный марсоход преодолел 472 миллиона километров и отправил сигнал о успешном приземлении в центр управления полётами в Лаборатории реактивного движения НАСА, который находится где-то в Южной Калифорнии.

Прямиком из рубрики: СТРАШНО ВРУБАЙ!Прямиком из рубрики: СТРАШНО ВРУБАЙ!

А началось всё с того, что американские массовики затейники решили проверить гипотезу о том, что на Марсе могут или могли ранее жить разные виды бактерий. Для этого они сконструировали высокотехнологичный вездеход с роботом астробиологом и астрогеологом с целью поиска следов жизни, а саму миссию они назвали Марс-2020. Так 30 июля 2020 года с космической станции на мысе Канаверал во Флориде стартовал одноразовый шаттл. с данным марсианским вездеходом.

Этой машине дали имя Настойчивость, которое с точки зрения американцев знаменует собой первый шаг полных амбиций, выражающийся в настойчивых усилиях по сбору образцов с красной планеты с целью дальнейшей их транспортировки.

Это успешное приземление один из тех поворотных моментов для НАСА, Соединенных Штатов и космических исследований во всем мире, когда мы знаем, что находимся на пороге открытия и точим наши карандаши, так сказать, чтобы переписать наши учебники", пафосно сказал исполняющий обязанности администратора НАСА Стив Юрчик. Миссия Марс 2020 Настойчивость воплощает дух настойчивости нашей нации, которая остаётся непоколебимой даже в самых сложных ситуациях, вдохновляя и продвигая науку и наши научные исследования. Сама миссия олицетворяет человеческий идеал настойчивого движения к будущему и поможет нам подготовиться к человеческому исследованию Красной планеты. Смолвил Юрчик, почти прям как доктор Бетругер из игры DOOM 3.

Тот самый момент монолога Бетругера про будущее полное технологических чудес Тот самый момент монолога Бетругера про будущее полное технологических чудес

Правда стоит отметить, что в отличии от последнего Юрчик действительно не лукавит и без злой умысли рассчитывает на успешные результативные приключения электроника.

Так или иначе начальная цель Робота-геолога и астробиолога весом 1026 килограммов пройти несколько недель испытаний внешней среды на враждебной марсианской поверхности, чтобы уже потом спокойно приступить к своей основной цели провести двухлетнее научное исследование кратера Джезеро на Марсе. В то время как марсоход будет исследовать скалы и отложения дна древнего озера и дельты реки Джезеро, чтобы охарактеризовать геологию региона и климат далёкого прошлого, фундаментальной частью его миссии будет астробиология, включающая поиск признаков древней микробной жизни.

С этой целью запланированная НАСА и UAC, ой простите ЕКА (Европейское космическое агентство) кампания по возвращению образцов с Марса позволит ученым на Земле изучить эти образцы, собранные марсоходом Настойчивостью, для обнаружения признаков жизни в прошлом с использованием особых инструментов, которые невозможно было бы отправить на Красную планету из-за слишком больших размеров.

В следствии сегодняшних захватывающих событий первые нетронутые образцы, ранее тщательно задокументированные в прошлых исследованиях, стали на один шаг ближе к тому, чтобы отправиться на Землю, говорит Томас Зурбухен, заместитель администратора по науке НАСА. Настойчивость это первый шаг к возвращению горных пород и реголита с Марса. Мы не знаем, что скажут нам эти первозданные образцы. Но то, что они могли бы нам рассказать, является монументальным включая то, что жизнь, возможно, когда-то существовала и за пределами Земли.

Исследуемый Кратер Джезеро имеет радиус около 45 км. Он находится на западной окраине Исидис Планиция, гигантского ударного бассейна к северу от марсианского экватора. Ученые определили, что 3,5 миллиарда лет назад кратер имел собственную дельту реки и был заполнен водой. Энергетическая система, которая обеспечивает электроэнергией и теплом Настойчивость при исследовании кратера Джезеро, представляет собой многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор, или сокращённо МРТГ.

Снимок из прошлогоСнимок из прошлого

Министерство энергетики США (DOE) предоставило его НАСА в рамках постоянного партнерства по разработке энергетических систем для гражданских космических исследований. Данный аппарат оснащён семью основными научными приборами, самыми большими камерами, из когда-либо отправленных на Марс, и своей изысканно сложной системой накопления образцов, являющейся первой в своем роде отправленной в космос. Настойчивость как какой-нибудь трилобит будет прочесывать регион Джезеро в поисках окаменелых остатков древней микроскопической марсианской жизни, забирая образцы по пути.

Настойчивость это самый изощренный, хитрый и умный робот-геолог, классный биолог и вообще самый няшный вездеход из когда-либо созданных, почти как Валли. Тем не менее ему предстоит проверить утверждения того, что на Марсе когда-то существовала микроскопическая жизнь, ибо эта гипотеза несёт огромное бремя доказательств, примерно так говорит Лори Глейз, директор отдела планетарных наук НАСА. Хотя мы многому научимся с помощью великих инструментов, которые есть на борту марсохода, вполне возможно, что здесь, на Земле, есть гораздо более эффективные лаборатории и инструменты, которые смогут сказать нам, несут ли полученные образцы с Марса доказательства запаха и цветения жизни в его геологическом прошлом.

Настойчивость в стенах лабораторииНастойчивость в стенах лаборатории

Посадка на Марс - всегда невероятно сложная задача, и мы гордимся тем, что продолжаем развивать наш прошлый успех, сказал директор JPL Майкл Уоткинс, намекая на успешные прошлые исследования с вездеходом-фотографом. Но, несмотря на то, что Настойчивость способствует этому успеху, этот марсоход также прокладывает свой собственный путь и решает новые задачи в наземной миссии. Мы построили этот вездеход не только для успешного приземления, но и для того, чтобы найти и собрать лучшие научные образцы, которые потом отправятся на Землю, а невероятно сложная система отбора проб и автономность позволяет нам не только выполнить эту миссию, но и создать основу для будущих миссий с участием роботов и экипажа. Закончил Капитан Очевидность.

Основой успешной миссии являются набор датчиков Mars Entry, Descent and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2), который успешно собирал данные об атмосфере Марса во время входа в неё и система Terrain-Relative Navigation, которая автономно управляла космическим кораблем во время последнего спуска.Ожидается, что данные от обоих наборов помогут будущим человеческим миссиям приземляться в других мирах с целью несения светочи счастливого, демократического и капиталистического будущего более безопасно и менее бесполезно с высокой долей положительного КПД для достижения великой цели.

Надеюсь будущих пассажиров при такой посадки не стошнит Надеюсь будущих пассажиров при такой посадки не стошнит

На поверхности Марса научные инструменты Настойчивости будут иметь возможность проявить себя с научной точки зрения. Mastcam это пара научных камер с Zoom-объективом на голове вездехода, которые позволят дистанционно зондировать робота и создавать цветные 3D-панорамы марсианского пейзажа с высоким разрешением.

SuperCam, также расположенный на голове использует импульсный лазер для изучения химического состава горных пород и отложений и имеет собственный микрофон, чтобы сестра Валли могла общаться с учёными честно рассказывая лысым обезьянам о характеристике встречаемых горных пород их физических свойствах, таких как твёрдость.Помимо этого у вездехода есть супер планетарный прибор для рентгеновской литохимии (PIXL) и приборы для сканирования среды обитания гипотетических организмов с комбинационным светом и люминесценцией для органических и химических веществ (SHERLOCK), расположенные на турели в конце манипулятора марсохода, которые будут работать вместе для сбора данных о геологии Марса крупным планом.

PIXL будет использовать рентгеновский луч и набор датчиков, чтобы исследовать химический состав горных пород. Ультрафиолетовый лазер и спектрометр SHERLOCK вместе с широкоугольным топографическим датчиком для операций и инженерной инженерии (WATSON) будут изучать поверхности горных пород, определяя наличие определенных минералов и органических молекул, которые являются строительными блоками жизни на Земле на основе углерода. Есть надежда, что следы жизнедеятельности Рогозина этот прибор все таки там не обнаружит (Возможно неудачная шутка).

Краткое содержание того, что есть в вездеходеКраткое содержание того, что есть в вездеходе

Шасси марсохода также является домом для трех научных приборов. Radar Imager for Mars 'Subsurface Experiment (RIMFAX) - это первый зондовый радар на поверхности Марса, который будет использоваться для определения того, как различные слои марсианской поверхности формировались с течением времени. Эти данные могут помочь проложить путь для будущих датчиков, которые будут искать подземные отложения водяного льда. Также с прицелом на будущие исследования Красной планеты, продемонстрируются технологии Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment (MOXIE), которые должны попытаться суметь производить кислород из воздуха разреженной атмосферы Красной планеты, состоящей в основном из двуокиси углерода.

Анализаторные динамики окружающей среды Марса (MEDA) установленные на носу марсохода вместе с датчиками на голове и шасси предоставят ключевую информацию о погоде, климате и концентрации пыли на красной планете. Крошечный квадрокоптер Ingenuity Mars Helicopter, в настоящее время прикрепленный к чреву Настойчивости, представляет собой демонстрацию технологии, которая попытается совершить первый управляемый полет на другой планете.

Инженеры-проектировщики и ученые теперь будут проверять Настойчивость на практике, тестируя каждый её инструмент, каждую подсистему и каждую подпрограмму в течение следующих месяцев. Только после этого они отправят квадрокоптер на поверхность для проведения лётных испытаний. В случае успеха Ingenuity может добавить воздушное измерение к исследованию Красной планеты, где такие квадрокоптеры послужат разведчиками или доставят будущих астронавтов за пределы их базы. Как только испытательные полеты Ingenuity будут завершены, марсоход приступит к серьезным поискам свидетельств древней микробной жизни.

КвадрокоптерКвадрокоптер

Настойчивость - это больше, чем марсоход, и больше, чем эта удивительная команда мужчин и женщин, которые построили его и привели нас сюда, - сказал Джон МакНэми, руководитель проекта миссии марсохода Настойчивость на Марсе 2020 в JPL. Это даже больше, чем 10,9 миллиона человек, которые подписались на участие в нашей миссии. Эта миссия о том, чего люди могут достичь, если будут упорны. Мы зашли так далеко. Теперь смотрите, как мы идем. Раунд!.

Будущее Марса на наших плечах, но это не точно.Будущее Марса на наших плечах, но это не точно.

P.S. Данная статья является переводом новости немножко в юморном стиле и отличается от манеры подачи оригинала, при этом смысл оригинала сохранён. Материал переведён мной и опубликован в виде цензурной версии в научно-популярном сообществе фанерозой.

Источник

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210218162028.htm

Подробнее..

Как работает спутниковая сеть StarLink (собственный анализ)

24.02.2021 14:21:40 | Автор: admin
SpaceX не раскрывает данную информацию. С другой стороны, пока я не получил доступа к официальным материалам SpaceX и соответствующие этому ограничения на их публикацию. Поэтому хочу зафиксировать свой взгляд/понимание этого процесса (технологии).

Итак, фазированная антенна спутника StarLink (на спутнике их 3) может формировать и передавать несколько десятков отдельных лучей. В последней версии документа отправленного для сети StarLink в ITU я насчитал 48 вариантов конфигурации лучей. Не факт, что все они работают одновременно, возможно это всего лишь варианты конфигурации, которые может формировать антенна спутника, а одновременно работает меньшее число лучей.
Точно известно, что гейтвей передает на ИСЗ в Ка-диапазоне по примерно 2000 МГц (8 лучей по 480 МГц) в каждой поляризации, а один луч от ИСЗ на абонентский терминал имеет ширину 240 МГц. Итого мы можем одновременно передать с ИСЗ максимум 16 лучей шириной по 240 МГц (если сможем использовать обе поляризации на линии ИСЗ-гейтвей. Напомню, что абонентский терминал работает на прием только в одной поляризации правой.
Диаметр зоны луча на поверхности Земли составляет примерно 24 км по линии 3дБ (это сообщил сам SpaceX).

Но это в надире прямо под ИСЗ (где угол места 90 градусов). По мере отклонения луча его диаметр увеличивается, так как немного растет угол диаграммы направленности фазированной антенной решетки. И на периферии, которая соответствует углу видимости ИСЗ (угол места) в 25 градусов, это может быть существенно больше вплоть до 70 км.
Это можно проиллюстрировать вот таким рисунком.

Отметим, что если мы примем диаметр луча в 24 км (или площадь 452 кв.км) и наличия на каждом спутнике 16 лучей, то для 100% покрытия США (или зоны между 53 параллелями ) нам будет необходимо 41480 ИСЗ (!). Что явно неправильно, так как SpaceX обещал это (100% покрытие континентальной США ) сделать с помощью первой фазы проекта с 1584 ИСЗ.
И это можно сделать мой вариант ответа базируется еще на одном видимом несоответствии в сети StarLink стандартам спутниковых сетей. А именно: максимальная скорость в сети StarLink, измеренная во время тестов, равна 240 Мбит. Это было осенью 2020 года при полосе 240 МГц и практически отсутствии нагрузки, кстати, в последнее время (начало 2021 года), когда абонентов стало больше, таких рекордов уже нет. Я практически не вижу результатов тестов лучше 170 Мбит (и это при 240 МГц полосы). Отношение сигнал шум в сети StarLink находится на уровне 9-10 дБ, что соответствует модуляции 8PSK и спектральной эффективности 3 бит/Гц. То есть информационная скорость одного луча от ИСЗ в направлении на абонтерминал где-то 720 Мбит, а абонент сейчас видит менее 200 Мбит
В чем причина? А она проста и отвечает и на вопрос: как можно столь малым числом лучей и ИСЗ покрыть такую большую площадь?
Ответ прост лучи постоянно прыгают (перемещаются") между зонами. Я вижу 2 варианта реализации таких прыжков:
1. Вариант луч фиксирован на зоне.
Каждый луч на протяжении 15 секунд (это длина цикла в сети StarLink когда происходит пересчет положения ИСЗ относительно терминалов и переназначения какой терминал с каким ИСЗ работает) зафиксирован на определенной зоне. Но коммутация этого луча в луч ИСЗгейтвей происходит по очереди, например: зоны (соты) чередуются как 7-8-9-7-8-9-7-8-9. Время работы с каждой зоной не должно быть меньше длины кадра (пакета). Например, примем, что длина кадра/пакета -10 миллисекунд.
Такой кадр, содержит 720 Мбит * 0,01 секунды = 7,2 мегабит = 900 килобайт информации. Можно еще увеличить частоту опроса до 1 раза в 1 миллисекунду, и тогда объем пакета/кадра будет, допустим, 100 кБайт информации. При этом в этом кадре/пакете будет содержаться информация для всех абонентских терминалов в данном луче. Но если в луче только один работающий терминал, то все эти килобайты его.
В зависимости от нагрузки в каждом луче, есть теоретическая возможность поменять циклограмму опроса сот: вместо 7-8-9-7-8-9, перейти на 7-8-9-8-7-8-9-8, при этом как мы понимаем терминал в соте 8 увидит скорость в 2 раза выше, чем его коллега в сотах 7 или 9.

2. Вариант Прыгающий луч.
Этот же по сути процесс, но в нем луч перемещается по зоне видимости ИСЗ между разными сотами: каждый из 16 лучей в Ка-диапазоне на ИСЗ жестко скоммутирован с лучом Ка- диапазона (2 луча Кu на один канал Ка) и постоянно прыгает из одной соты на Земле в другую. Напомню, что время переключения ФАР с электронным управлением порядка 5 микросекунд, то есть, если мы говорим о работе по описанной выше схеме, то это будет выглядеть так:
  • 1 мс работа (отправка 1 кадра) на луч 7
  • 0,005 мс переключение с 7 го луча на луч 8
  • 1 мс работа в луче 8
  • 0,005 мс переключение на луч 9
  • 1 мс работа в луче 9.

Здесь уже все решает вопрос простоты коммутации на ИСЗ, сколько микросекунд она длится, или время переключения луча ФАР на другой луч.

Следствием данного построения сети является то, что оно обеспечивает возможность работы при минимально возможном числе ИСЗ на рабочей орбите. Каждый ИСЗ имеет диаметр зоны видимости его с Земли -1900 км. То есть для 100% покрытия территории США южнее 53 параллели (ситуации когда из любого места видно минимум 1 ИСЗ) теоретически достаточно всего 210-220 ИСЗ при их равномерном распределении и расстоянии между соседними ИСЗ около 1350 км. 1350 км это сторона квадрата вписанного в круг диаметром 1900 км в таком случае будет полное покрытие поверхности Земли ). Соответственно, если у Вас имеется столько или больше спутников, то Вы всегда сможете закрыть любую точку на территории США, направив туда луч со спутника и НЕПРЕРВНО обслуживать ее.

На практике это не работает, так как SpaceX запускал свои ИСЗ по 20 штук в одной плоскости, и для более-менее равномерного покрытия их оказалось нужно более 600

Подтверждением описанного выше является порядок принятия абонентов в бета версию.. Абоненты получают приглашения строго по географическому принципу они живут в сотах, признанных SpaceX обслуживаемыми с приемлемым временем потери видимости на рабочий ИСЗ (сейчас это считанные минуты в сутки). По мере роста числа ИСЗ на орбите и ресурса пропускной способности на них (свободного трафика для передачи/ места для него в кадре), SpaceX включает очередную соту для обслуживания и направляет приглашения живущим в ней абонентам.

При этом, за счет того, что каждая рабочая сота постепенно наполняется абонентами скорость, которую получают абоненты, снижается. Напомню, что тест измерения скорости длится 5 секунд. И за это время каждый терминал получит место для своего трафика в среднем в 1000/3х5= 1500 пакетах/кадрах. Это если один луч обслуживает 3 соты, но ничто не мешает SpaceX принять, что абоненту сейчас достаточно скорости 100 Мбит, и тогда одним лучом можно обслужить минимум 6 сот.
Косвенным подтверждением этого является недавний твит Илона Маска с обещанием к концу 2021 года увеличить скорость до 300 Мбит.

На мой взгляд, вышеизложенное не противоречит ни одному известному мне факту по работе StarLink, поэтому я и решил это изложить здесь. Надеюсь, время покажет насколько я был прав или заблуждался. Но на данный момент это первое из виденных мной в мировом Интернете подробных объяснений как работает StarLink.
Подробнее..

Что происходит на Марсе и при чем здесь облака

28.02.2021 20:13:53 | Автор: admin

По статистике, 100% населения Марса роботы.

В последние дни только ленивый не смотрел репортажи о марсоходе Perseverance (Персеверанс, ударение на последнюю е). В интернете можно даже послушать ветер красной планеты, он едва пробивается сквозь зуммер механических сочленений марсохода.

Сегодня мы немного сменим акценты и поговорим о вещах более приземленных. Какие технологии обеспечивают работу марсохода? Как задействованы в изучении космоса облачные компании? И в целом каковы планы человечества на марсианские земли в рамках амбициозной миссии.

Облачные вычисления помогают марсоходу не сбиваться с пути

Не так давно Amazon Web Services (AWS) рассказала, какую роль облачные вычисления играют в обработке данных, поступающих с Perseverance.

В течение всей миссии NASA собирается хранить и обрабатывать массивы информации, поступающей с Марса, в облаке AWS. На минуточку, каждый день марсоход присылает рекордное количество фотографий, аудио- и видеозаписи.

Представитель AWS Хайме Бейкер вручает царь-билет на мыс Канаверал победителю конкурса Name the Mars Rover 2020 Алексу Мэзеру и его семье. Фото: (НАСА / Обри Джеминьяни)Представитель AWS Хайме Бейкер вручает царь-билет на мыс Канаверал победителю конкурса Name the Mars Rover 2020 Алексу Мэзеру и его семье. Фото: (НАСА / Обри Джеминьяни)

Напомним, в течение 2020 года в США проводился конкурс на самое удачное имя для новой марсианской миссии.

Изучить фотографии, сделанные аппаратом, можно на официальном сайте NASA.

В частности, в облаке AWS обрабатываются данные о перемещении Perseverance и том, как он справляется с рельефом. А все фотографии, поступающие с Марса, в необработанном виде отправляются в облако AWS и становятся доступны пользователям по всему миру. Благодаря облачным технологиям NASA удалось всего за несколько часов транслировать 150 ТБ медиаданных и справиться с обработкой до 80 000 запросов в секунду. Впечатляющие цифры, которые совершенно невозможно представить в рамках классической инфраструктуры.

Но трансляцией фотографий дело не ограничивается. Облачные мощности задействованы и для продвинутой системы поиска пути. За прошедшие дни Perseverance смог передать на землю информацию более чем о 200 миллионах точек поверхности Марса. По заявлению NASA, эти данные помогут скорректировать пути перемещения будущих марсоходов и увеличат их скорость на 40%.

Кадр из сериала Теория большого взрыва. Воловиц загнал марсоход в канаву.Кадр из сериала Теория большого взрыва. Воловиц загнал марсоход в канаву.

Чтобы управлять движением марсохода, [инженерам] необходимо видеть его глазами. Соответственно, отправлять пакеты с новыми инструкциями и получать обратную связь нужно как можно быстрее. Чем больший путь сможет пройти марсоход и чем больше образцов получится добыть, тем успешнее окажется миссия говорят эксперты AWS. В некотором смысле современный марсоход походит на смартфон на колесиках.

Приблизительная программа миссии. Информация с сайта NASA.Приблизительная программа миссии. Информация с сайта NASA.

После благополучной посадки 18 февраля марсоход пробудет на планете как минимум один марсианский год (порядка 687 земных дней).

В его задачи входит:

  • обнаружить горные породы, которые сформировались под влиянием окружающей среды, способной в далеком прошлом поддерживать микробную жизнь;

  • собрать образцы грунта и камней, в которых могли сохраниться химические следы (биосигнатуры) древних живых организмов, если они вообще существовали;

  • высверлить пробы в 30 перспективных точках планеты и законсервировать их на поверхности для дальнейшего изучения;

  • протестировать гипотезу о возможности производства кислорода из углекислого газа, который содержится в атмосфере (для будущих человеческих колоний).

Здесь вы сможете посмотреть разнообразные видеоматериалы о миссии.

Микрофоны на Марсе

В задачи миссии Mars 2020 входит, среди прочего, и изучение геологических особенностей планеты. Для этого Perseverance снабжен массой щупов и датчиков, которые позволяют не только собрать образцы грунта, но и произвести их базовый анализ прямо на месте.

Но зачем на Марсоход повесили микрофон? Вряд ли ученым удастся подслушать разговоры зеленых человечков речь идет о поиске следов микроорганизмов. AWS объясняет это так:

Различные датчики марсохода собирают массу научных данных: состав атмосферы, скорость ветра и погода на Марсе. Микрофоны же записывают звуки планеты. Предполагается, что NASA обработает медиатеку, собранную Perseverance, и выложит её в открытый доступ. Это даст простым пользователям подключиться к изучению Марса наравне с учеными.

Выше местоположение марсохода на момент публикации статьи. Интерактивная карта доступна на сайте NASA.

Послушать аудиозаписи, сделанные во время миссии, можно здесь.

Для хранения полученных с Марса данных используются облачные хранилища. Но, разумеется, это не единственная технология, которая поддерживает космическую миссию.

Космические вертолеты

Чуть выше мы сравнили медиа-возможности марсохода с функционалом смартфона. Разумеется, на практике все гораздо сложнее. Perseverance это сложная научная лаборатория весом в целую тонну. Кроме того, у марсохода есть крошечный (менее 2 кг) летающий дрон-компаньон Ingenuity.

Крошка-вертолет на базе открытого ПО и компонентов, находящихся в свободной продажеКрошка-вертолет на базе открытого ПО и компонентов, находящихся в свободной продаже

Если всё пойдет по плану, Ingenuity станет первым вертолетом на Марсе. Но важно понимать: расстояние от Земли до Марса составляет 11 световых минут. Это очень много. Если марсоход еще может делать перерывы, чтобы дождаться новых управляющих команд, у летающего аппарата такой возможности нет. Добавьте сюда еще и более разреженную, чем на Земле, атмосферу, и пониженную гравитацию, и летательная миссия покажется и вовсе невыполнимой.

Строго говоря, особых надежд на Ingenuity ученые не возлагают. Это, скорее, демонстрация технологии, чем полезный инструмент. Если дрон разобьется, основная миссия продолжится в штатном режиме.

Ingenuity в реальном размереIngenuity в реальном размере

Поскольку управлять Ingenuity вручную невозможно, инженеры NASA разработали для него специальную программу на базе Linux и своего фирменного фреймворка F (F prime). Главная задача проекта доказать, что комбинация современного стокового железа и программного обеспечения с открытым кодом может поднять летательный аппарат над поверхностью Марса.

Под капотом у дрона четырехъядерный ARM-процессор Qualcomm Snapdragon 801 на частоте 2,2 ГГц. К слову, это более мощный процессор, чем тот, что установлен на самом марсоходе. NASA важна в первую очередь не производительность, а стабильность: чипы, используемые в космических миссиях, должны соответствовать стандарту High-Performance Spaceflight Computing (HPSC). Разработка таких процессоров и их доскональное тестирование занимают годы. Так как подпроект Ingenuity менее важен, чем Perseverance, ученые решились использовать в нем стандартный земной CPU.

Подробнее о вертолете на сайте NASA.

Теперь коснемся ПО: непосредственно пилотирующая программа работает на частоте 500 герц. Именно герц, а не мегагерц. По словам инженеров, такой частоты опроса датчиков будет вполне достаточно, чтобы вертолет мог стабильно держаться в назовем это воздухом.

В качестве ОС специалисты остановились на Linux. Здесь ничего удивительного: уже много лет космическое агентство использует в своих проектах модифицированные версии этой ОС. Так, на базе Linux работают компьютеры NASA на МКС.

Что касается фреймворка любой энтузиаст может бесплатно скачать и использовать его в домашнем проекте. Притом без необходимости закупать дорогое и редкое железо всё заточено под стандартные off-the-shelf компоненты.

F включает:

  • Архитектуру, разделяющую ПО для полетов на отдельные компоненты с четко определенными интерфейсами.

  • Базовый фреймворк C++ с поддержкой основных возможностей, таких как очереди сообщений и потоки.

  • Инструменты для определения компонентов и связей.

  • Постоянно развивающийся набор готовых к использованию компонентов.

  • Инструменты для тестирования летного программного обеспечения.

Взлетит или не взлетит покажет время. Важен сам факт: инженеры и программисты NASA готовы делиться частью своих наработок с любителями электроники по всему миру. Так что, если вы полны желания собрать собственный марсолет всё необходимое уже есть под рукой. Останется только построить ракету, которая отнесет его к Марсу (или договориться со спецом по полезной нагрузке). :)

В заключение приведем несколько интересных ссылок от NASA и информационных агентств

Подробнее..

Орбитальная станция с искусственной гравитацией наступит ли будущее в 2025 году?

02.03.2021 16:05:07 | Автор: admin
Визуализация орбитальной станции Voyager. Источник: Orbital Assembly CorporationВизуализация орбитальной станции Voyager. Источник: Orbital Assembly Corporation

В январе 2021 года Orbital Assembly Corporation (OAC) анонсировала свой амбициозный проект по созданию первой коммерческой орбитальной станции с искусственной гравитацией Voyager. Строительство начнется в 2025 году и ориентировочно через 5 лет станция должны принять первых туристов.

О проекте

Voyager представляет собой кольцо диаметром 200 м. Искусственная гравитация достигается вращением с определенной угловой скоростью. В анонсированном проекте сила притяжения на станции будет такая же, как на Луне. Ширина станции составит 20 м.

Особенность проекта Orbital Assembly Corporation его коммерческая направленность. Помимо использования станции для научных исследований, ее создатели планируют вплотную заняться космическим туризмом: на Voyager разместят 24 жилых модуля. По словам авторов, искусственная гравитация позволит функционировать даже душевым кабинами. Кроме этого, каждый жилой модуль будет снабжен отдельным шлюзом для выхода в открытый космос. Общая вместимость станции 400 человек.

Для туристов будут доступны тематические залы, рестораны и бары, кинотеатры, спа-салоны, концертные площадки и прочие, вполне земные, развлечения. Но чтобы прийти ко всему этому, потребуется еще очень многое.

Планы и проблемы

На конференции 29 января генеральный директор OAC Джон Блинкоу рассказал, что на первом этапе будет создан прототип станции диаметром 61 м. Причем корпорация уже запатентовала робота, который займется сборкой непосредственно на орбите: в данный момент проводятся пусконаладочные работы. Прототип будет использован в качестве испытательной площадки для проверки теорий и проведения экспериментов, которые позволят приступить к строительству Voyager.

На официальном сайте корпорации не указана итоговая стоимость проекта. Чтобы уменьшить финансовую нагрузку, в OAC решили привлечь инвесторов и выпустили акции, которые может приобрести любой желающий по цене 25 центов за штуку. Пока их количество ограничено 4 млн., соответственно итоговая стоимость акций 1 млн. долларов. Но эта сумма лишь малая часть стоимости всего проекта.

Одна из существенных статей расходов доставка частей станции на околоземную орбиту. В данный момент при использовании ракет-носителя Falcon 9, транспортировка 1 кг груза обойдется в 2000$. Если ему на смену придет Starship, то стоимость можно будет уменьшить до нескольких сотен долларов. Но учитывая проектную массу станции Voyager, которая составит примерно 2500 тонн, в обоих случаях сумма получается немаленькой 5 млрд. и 500 млн. долларов соответственно (если принять цену доставки 1 кг кораблем Starship за 200$).

Помимо доставки, средства необходимы для разработок, проведения экспериментов, создания прототипа, материалы и т. д. Учитывая позиционирование Voyager как первого отеля на орбите, который должен сделать космический туризм доступнее, было бы любопытно узнать стоимость пребывания на станции, а заодно расчеты по самоокупаемости, если таковые есть. Учитывая сегодняшние расценки на частные полеты в космос порядка 250000 долларов этот вид отдыха доступным назвать никак нельзя.

Итого

Проект станции Voyager выглядит красиво и амбициозно. На его реализацию у создателей есть еще около 9 лет. Идея о том, что уже совсем скоро на орбите появится корабль, куда может отправиться любой условный желающий, поневоле завораживает. Но если углубиться в финансовые расчеты и взять во внимание нереализованные космические проекты, перспектива уже не становиться такой радужной. Верить в возможность создания станции Voyager в ближайшее десятилетие личное дело каждого, а время все расставит по своим местам.

Подробнее..

Солнце светит всем одинаково? Узнают Бауманские спутники

12.02.2021 18:18:50 | Автор: admin
В 2006 году в МГТУ им. Н.Э. Баумана был создан Центр управления полетами малых космических аппаратов (ЦУПБ), о функционировании и работе которого мы подробно рассказали в одной из наших статей.

Центр управления полетами МГТУ является важным элементом космического образования. С его помощью можно выполнять весь комплекс задач управления полетом МКА, проводить научные и технологические эксперименты, оперативно анализировать служебную информацию и научные данные. ЦУП-Б оснащен средствами обработки телеметрической информации, её хранения и предоставления потребителям.



ЦУП-Б был создан в рамках выполнения научно-образовательного проекта создания МКА Бауманец и Бауманец-2. В настоящее время центр используется для работы с орбитальной группировкой наноспутников Ярило 1 и Ярило 2, разработанной студентами, аспирантами и молодыми специалистами МГТУ им. Баумана. 28 сентября 2020 года с космодрома Плесецк наноспутники Ярило были выведены на орбиту Земли.

Конструкция спутников

Ярило группировка из 2-х наноспутников Ярило 1 и Ярило 2 для исследования Солнца и солнечно-земных связей. Особенностью миссии является наличие на аппаратах экспериментальной раскрываемой конструкции типа солнечный парус, с помощью которого планируется построение группировки и пассивный увод с орбиты. Данный проект отличается значительной образовательной составляющей все проектно-конструкторские работы, разработка аппаратов и их служебных систем, изготовление, экспериментальная отработка, интеграция полезной нагрузки, подготовка к запуску, управление и организация работ осуществлена студентами, аспирантами и молодыми специалистами коллективом Молодежного космического центра университета. Накопленные знания, документация, опыт, материальная часть используются для обогащения учебных программ.


Внутренняя компоновка МКА Ярило

Полезной нагрузкой на первом аппарате является спектрофотометр для регистрации солнечной активности (разработка Физического института им. П.Н. Лебедева, РАН).

Детектор позволяет осуществлять мониторинг в мягком рентгеновском диапазоне 0,5-15 КэВ, включая наблюдение микровспышек, а также выполнять спектральную диагностику плазмы в исследуемых объектах. Считается, что мы живем в атмосфере Солнца, и потоки солнечного ветра (солнечная плазма, выбрасываемая из Солнца) сильно влияют на Землю. Частота и мощность вспышек на Солнце зависит от 11-летнего цикла солнечной активности. Сейчас Солнце вышло из минимума активности и начинает разгоняться. Во времена, когда Солнце активное, на нем происходят вспышки, которые аппарат и будет изучать. Во время вспышек происходит выброс в пространство по радиусу от солнца массы плазмы, и если Земля, двигаясь по орбите, попадает в этот выброс, у нас случаются геомагнитные бури.

Плазма в магнитном поле Земли отбрасывается и вращается вдоль магнитных линий, и в результате попадает в магнитные полюса Земли. В этот момент могут происходить сбои связи и электросетей, или, например, пилоты, пролетая над северным полюсом, получат дозу радиации. Предсказание таких вспышек основная задача ученых. За 8 минут выброшенные рентгеновские кванты со скоростью света долетают до Земли так, что их можно зафиксировать специальным прибором на орбите. Сам тразиент (выброс плазмы) долетает до Земли через сутки-двое, он летит гораздо медленнее (со скоростью порядка 1000 км/с), что позволяет предпринять необходимые меры заблаговременно.



Полезной нагрузкой второго аппарата является детектор гамма-излучения и заряженных частиц (ДеКоР разработка Научно исследовательского института ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова). Задачами прибора являются исследование быстрых вариаций потоков электронов в зоне зазора между радиационными поясами, а также изучение динамики потоков частиц и гамма-излучения на низких орбитах в зависимости от геомагнитных условий в диапазоне 0,1-2 МэВ. Он позволяет изучать космическую радиацию, которая негативно влияет на организм живых существ и технику, и создает преграды для дальних космических миссий.


Внешняя компоновка аппаратов

Парус-МГТУ

Помимо полезной нагрузки для исследования космической погоды спутники оснащены двухлопастным солнечным парусом роторного типа, на отработку конструкции которого направлен эксперимент на борту МКС Парус-МГТУ. Известно, что солнечный свет может толкать и разгонять объекты в космическом пространстве, что наглядно демонстрируется на упрощенной модели, представленной в ЦУПе.



Таким образом студентами был спроектирован солнечный парус движитель, работающий на эффекте давления электромагнитного излучения Солнца. Он позволяет совершать межорбитальные и даже межпланетные перелёты без затрат рабочего тела (топлива).

Солнечный парус, отрабатываемый в проекте, является бескаркасной тонкопленочной конструкцией, жёсткость которой обеспечивается за счёт вращения паруса вокруг оси симметрии. Предложена концепция двухлопастного роторного солнечного паруса, которая обладает рядом преимуществ по сравнению с другими типами солнечных парусов простота, возможность сворачивания паруса и др.


Макет спутника с двухлопастным солнечным парусом

Где летают и из чего состоят спутники

Аппараты Ярило находятся на низкой околоземной орбите 575 км с наклонением 97,6 градусов. Расчётный срок службы МКА составляет 1 год это порядка 1500 витков вокруг Земли.


Загрузка аппарата в пусковой контейнер

Для того, чтобы аппаратам правильно определять своё местоположение и ориентироваться в пространстве на борту, функционируют два уникальных бортовых блока датчиков, которые включают в себя магнитометры, акселерометры и солнечный датчик собственной сборки на базе четырехточечного фотодиода FD-20K. Более того на внешней панели аппарата находится ГЛОНАСС приёмник, позволяющий определять координаты и скорость КА с высокой точностью. Также на каждой из внешних граней есть датчики освещенности, по которым тоже можно определить ориентацию, но менее точно.

Еще одна важная техническая задача ориентация аппарата спектрофотометром на Солнце. Для ее выполнения на борту аппарата установлена пирамидка из четырёх двигателей-маховиков, позволяющая строить трехосную ориентацию, и магнитные катушки, расположенные на каждой из граней аппаратов, что позволяет им формировать магнитное поле различной конфигурации. Магнитная система ориентации одноосная, построена на принципе создания управляющего механического момента за счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого катушкой, и магнитного поля Земли. Алгоритмы управления формируют последовательность включения и выключения магнитных катушек. Помимо ориентации на Солнце органы управления позволяют производить закрутку аппарата вокруг своей оси (она нужна, чтобы ленты Паруса во время раскрытия были натянуты) и гасить большие угловые скорости аппарата, например, если аппарат закрутился, вылетая из пускового контейнера (режим демпфирование). Работа системы ориентации отрабатывалась подвешиванием аппаратов на нитке.

Для выполнения всех этих задач требуется большой запас энергии. На борту МКА имеются две аккумуляторные батареи, которые регулярно подзаряжаются с помощью солнечных фотоэлементов, расположенных на внешних гранях. Это происходит, когда аппарат оказывается на освещённой стороне орбиты. Кстати, технологию их монтажа ребята тоже разработали сами. Электроэнергия к системам-потребителям попадает по шинам питания 3.3 и 5 В.

Мозги аппарата находятся в Бортовой центральной вычислительной машине, которая управляет всеми устройствами подсистем аппарата согласно циклограмме полёта. БЦВМ устойчива к одному произвольному необратимому отказу, поэтому для устройства была выбрана схема с ненагруженным резервированием двух одинаковых полукомплектов вычислителей. Вычислители базируются на микроконтроллерах STM32F205 STMicroelectronics производства Промышленно-коммерческой компании Миландр.


Упрощенная функциональная схема аппаратов

Один из самых частый вопрос, который задают команде разработчиков: а есть ли у вас камеры, чтобы получать красивые снимки Земли? Камеры на борту спутника есть, целых две, но они нужны, для того чтобы запечатлеть процесс развертывания солнечного паруса.


Отработка алгоритмов работы двигателей-маховиков

Еще, если внимательно посмотреть на фотографию аппарата, можно заметить, что он двухцветный. На освещенной части орбиты аппарат смотрит на солнце белой стороной, которая отражает свет, а черная сторона интенсивно излучает тепло, и тем самым спутник не перегревается. На теневой части орбиты, где надо повысить температуру аппарата, темная сторона поглощает больше энергии, а белая меньше отдает тепло. Также для некоторых приборов, которые выделяют особо много тепла, специалистами из Сколковского института и ИЛМиТ с помощью 3Д печати были сделаны терморегулирующие корпуса c интегрированными тепловыми трубками из высоктеплопроводного алюминиевого порошкового сплава. А некоторые корпусные детали МКА, такие как крышка аккумуляторных батарей и корпус парусного модуля, изготовлены методом селективного лазерного спекания.


Корпус парусного модуля

Транспортировка и испытания

На космодром спутники транспортируются в специальных противоударных поролоновых кейсах. Однако прежде аппараты проходят полный цикл механических и термовакуумных испытании. К ним предъявляются жёсткие требования к устойчивости к воздействию вибрационных, ударных и квазистатических нагрузок при их подготовке и выведении в составе ракеты-носителя или разгонного блока в качестве попутных полезных нагрузок. Они испытывают нагружение до 10 g.


Вибрационные испытания

Температура аппарата в полете может колебаться в пределах от глубокого плюса до глубокого минуса из-за резкой смены тепловых режимов при переходе из освещённой в теневую часть орбиты, и обратно. Предполагаемый температурный диапазон для внутренних плат составил от 30 до +60 С, для внешних панелей от 70 до +80 С.


Термовакуумные испытания

Эксплуатация на орбите

Пока спутник летит, вся телеметрия и полученная им полезная информация копится в его памяти (FRAM). Оттуда информация попадает на Землю благодаря приемо-передающим антеннам на аппарате (на Ярило используются две спиральные антенны УКВ диапазона) и наземным антеннам, которые расположены прямо на крыше корпуса Специальное машиностроение. Когда спутник пролетает над Москвой в зоне радиовидимости, антенна принимает от него сигнал. Связь со спутником может поддерживаться в течение пяти минут, если трасса спутника проходит точно над Москвой, или около минуты, если зона лишь краем задевает город.


Диаграмма направленности антенн на аппаратах Ярило

Со спутника на Землю в этот промежуток времени передается вся необходимая целевая информация, которая была собрана с датчиков: положение и ориентация, угловые скорости, температура, состояние аккумуляторных и солнечных батарей. С Земли же на спутник передаются команды, которые должны быть выполнены спутником: поворот, выдача определенной телеметрической информации, раскрытие паруса и пр.



В данном проекте МГТУ является исполнителем и получает необходимую информацию с собственных спутников Ярило-1 и Ярило-2. А уже последующие процессы изучения и анализа данных проходят в других профильных лабораториях и Центрах МГУ и ФИАН, а также в Росгидромете.

Помимо этого спутники являются экспериментальной базой для отработки новых технологий: технологии солнечного паруса, отдельных служебных систем и, в целом, для отработки собственной наноспутниковой платформы.

Кроме работы связанной с ЦУПом у Молодежного Космического Центра много других интересных проектов. Среди них малый спускаемый аппарат для быстрой доставки биологических образцов с МКС, проект маленькой ракеты, которая могла бы выводить небольшие объемы полезного груза, работа со школьниками и участие в различных программах международного обмена. В новых статьях мы расскажем и о других проектах Центра, чтобы космическое пространство стало ближе для вас.
Подробнее..

Обмен химическим топливом между восходящими и нисходящими космическими аппаратами

23.02.2021 00:18:51 | Автор: admin

Предположим что в не столь отдаленном будущем на Луне организованна добыча воды в промышленных масштабах и налажено производство из нее кислород/водородного ракетного топлива.

После чего совершенно разумно возникает вопрос о возможности доставки указанного топлива на низкую опорную орбиту Земли (НОО) для последующего использования его для транспортировки грузов с НОО на поверхность луны (ПЛ).

Будем условно называть направление Луна-Земля восходящим, а Земля-Луна нисходящим.

Экономическая оправданность доставки топлива на НООЗ с ПЛ подтверждается простым сравнением первой космической скорости для Земли 7.920 км/с и второй космической скорости для луны 2.376 км/с, а с учетом возможности проложить траекторию через точку Лангража-1 скорость для транслунного перелета можно снизить до 2.264 км/с.

Принимая скорость истечения кислород/водородного топлива I_sp = 4.650 км/с, находима относительный расход M_F21 топливадля перемещения космического аппарата (КА) единичной массы по маршруту ПЛ-НОО по формуле:

M_{F21}=e^\frac{V_{21}}{I_{sp}}-1=e^\frac{2.264}{4.650}-1=0.62723=62.72\%

Принимая скорость перехода на транс лунную орбиту V_2=3.128 км/с, находима относительный расход M_F12 топлива для перемещения КА единичной массы по маршруту НОО-ПЛ по формуле:

M_{F12}=e^\frac{V_{12}+V_{21}}{I_{sp}}-1=e^\frac{3.128 + 2.264}{4.650}-1=2.18856=218.86\%

Допустив разумное предположение что в обе стороны идет равный грузопоток, и следовательно масса КА при всех маневрах остается постоянной, то есть по достижению конечной точки маршрута КА выгружает/загружает груз одинаковой массы находим относительный расход M_F212топлива для перемещения КА единичной массы по маршруту ПЛ-НОО-ПЛ по формуле:

M_{F212}=e^\frac{V_{21}+V_{12}+V_{21}}{I_{sp}}-1=e^\frac{2.264+3.128 + 2.264}{4.650}-1=4.18885=418.89\%

Допустив разумное предположение о массе КА в 100,0 тонн и массе перевозимого груза также 100,0 тонн получаем массу топлива 837,78 тонн для полного рейса. Вполне разумные массогабаритные характеристик для гипотетической одноступенчатой ракеты оснащенной тепловым щитом для аэродинамического торможения.


Предположим что на последнем этапе своего полета КА вместо прямого спуска на ПЛ сперва перейдет на низкую круговую орбиту луны где встретиться с другим КА только что стартовавшим с поверхности луны который передаст ему топливо для посадки, определим относительный расход топлива для такой ситуации по формулам:

M_{F313}=e^\frac{V_{31}+V_{12}+V_{31}}{I_{sp}}-1=e^\frac{0.591+3.128 + 0.591}{4.650}-1=1.52661=152.66\%M_{F23}=e^\frac{V_{23}}{I_{sp}}=e^\frac{1.674}{4.650}=0.43333=43.33\%M_{F1}=(1+M_{F313}+M_{F23}) \cdot (1+M_{F23})-1M_{F1}=(1+1.5266+0.4333) \cdot (1+0.4333)-1=3.2424=324.24\%

Как можно заметить требуемый запас топлива при подобном маневре уменьшился с 418,89% до 324,24%, иными словами передача топлива между КА летящим к земле и луне соответственно уменьшила требуемую массу топлива на 22,6%, с 837,78 тонн первоначальных тон до 648,48 тонн. Указанный эффект основан на том что в первоначальном варианте имело место быть двойная перевозка когда топливо необходимое для посадки на ПЛ сперва было доставлено на НОО, а потом обратно доставлено на низкую лунную орбиту.

Рассмотрим вариант двойной передачи топлива выбрав в качестве второй точки, точку Лагранжа-1, где относительная скорость восходящего и нисходящего КА близки к нулю, по формулам:

M_{F12}=e^\frac{V_{12}}{I_{sp}}-1=e^\frac{3.128}{4.650}-1=0.95950=95.95\%M_{F31}=e^\frac{V_{31}}{I_{sp}}-1=e^\frac{0.591}{4.650}-1=0.13553=13.55\%M_{F2}=\big((1+M_{F12}+M_{F31}) \cdot (1+M_{F31})+M_{F23}\big) \cdot (1+M_{F23})M_{F2}=\big((1+0.9595+0.1355) \cdot (1+0.1355)+0.4333 \big) \cdot (1+0.4333)-1=3.0307=303.07\%

Как можно заметить во второй раз экономия топлива уже не столь значительна хотя и по-прежнему ощутима и составила 27,6% от первоначальной массы топлива, которая благодаря такому маневру снизилась до 606,14 тонн.

Рассмотрим последний вариант тройной передачи топлива где в качестве третьей точки выберем любую точку на высоко эллиптическую орбиту, то есть при спуске из точки Лагранжа-1 мы первоначально совершим маневр перехода на высокоэллиптическая орбиту, где передадим половину топлива восходящему КА, а уже потом перейдем на круговую орбиту, расход топлива определим по формулам:

M_{F12/2}=e^\frac{V_{12/2}}{I_{sp}}-1=e^\frac{3.128/2}{4.650}-1=0.39982=39.98\%M_{F2}=\big((1+0.3998 \cdot 2) \cdot (1+0.1355)+0.4333\big) \cdot (1+0.4333)-1=2.54991=254.99\%

Как можно заметить маневр с разложением импульса перехода на транслунную орбиту на два последовательных импульса дал значительную экономию условного топлива позволив снизить его первоначальную массу на 39,1%, то есть практически на 2/5.

Как видно идея последовательного обмена/передачи топлива между космическими аппаратами на межпланетных трассах может позволить серьезно уменьшить влияние формулы Циолковского и значительно сэкономить объемы топлива.

Стоит отметить что КА не обязаны встречаться "лично" в указанных точках могут быть размещены топливные депо оборудованные для приема/передачи и длительного хранения топлива. Мощные солнечные батареи и теневые экраны позволят хранить криогенные компоненты значительно дольше и со значительно меньшими потерями.

Подробнее..

Обмен компонентами химического топлива между восходящими и нисходящими космическими аппаратами

24.02.2021 02:21:58 | Автор: admin

Данный пост является продолжением идей высказанных мной в предыдущем посте, если какая либо часть рассуждений кажется Вам недостаточно раскрытой возможно вы сможете найти ответ в предыдущем посте.

В одном из комментариев мне был высказан справедливый упрек что использование воды в качестве ракетного топлива довольно расточительный подход который не может являться основанием для долгосрочного стабильного освоения лунных ресурсов, также в другом комментарии был задан вопрос что именно я предполагаю постоянно перевозить с поверхности луны на низкую околоземную орбиту, данный пост, как мне кажется, должен дать ответ на оба этих вопроса.

В качестве ответа на оба приведенных выше вопроса я предлагаю полностью отказаться от производства кислород/водородного топлива из лунной воды и перейти к использованию кислорода из лунного грунта, который образуется в качестве отхода при производстве металлов. второй же компонент топливной пары, а именно водород я предлагаю экспортировать с Земли.

На незамедлительные возражения что вывод полезной нагрузки на НОО земли весьма энергозатратный я отвечу что водород составляет всего лишь 11% от полной массы топлива и при необходимости делать выбор тратить энергию поднимая водород с земли или извлекать его из столько ценного ресурса как лунная вода для меня выбор очевиден.

Так же предложение использовать лунный кислород одновременно дает ответ на вопрос что можно вывозить с ПЛ в столь значительных объемах на НОО земли и этот ответ тот же самый кислород.

Учитывая все выше сказанное рассмотрим повторно полет по маршруту ПЛ-НОО-ПЛ но уже опираясь на новые предпосылки. Для упрочения понимания опустим расчеты и будем оперировать уже готовыми цифрами приняв в качестве начальных данных следующие величины

I_SP = 4650 м/с

V_M1 = 1674 м/с

V_M2 = 0591 м/с

V_E2 = 3128 м/с

VE22 = V_E2 / 2 = 1564 м/с

КА на поверхности луны заправлен 680,7 тоннами топлива из которых 654,6 тонн это лунный кислород и 26,2 тонна земной водород ранее доставленный

КА стартует с поверхности луны на низкую опорную лунную орбиту расходуя 236,0 тонн топлива из которых 209,8 тонны кислород и 26,2 тонна водород. Остаток топлива 444,8 тонн кислорода.

КА стыкуется с с орбитальной топливозаправочной станцией ОТЗС, передает на нее 87,1 тонну кислорода и получает 6,1 тонну водорода. Остаток топлива 363,8 тонн из которых 357,7 тонн кислорода и 6,1 тонна водорода.

КА переходи на транслунную траекторию расходуя 55,3 тонны топлива из которых 49,7 тонн кислород и 6,1 тонна водород. Остаток топлива 308,5 тонн кислорода.

КА стыкуется с ОТЗС расположенной в точке Ласгранжа-1 и передает на нее 29,2 тонны кислорода. Остаток топлива 279,0 тонн кислорода.

КА выполняет аэродинамическое торможения и переходит на высокоэллиптическую орбиту с апогеем/перигеем ХХХ/ХХХ.

КА стыкуется с ОТЗС расположенной на высокоэллиптической орбите и передает на нее 87,7 тонн кислорода. Остаток топлива 191,6 тонна кислорода.

КА выполняет аэродинамическое торможения и переходит на низкую круговую орбиту земли.

КА стыкуется с ОТЗС расположенной на низкой околоземной орбите и передает на нее 100,0 тонн кислорода и получает 69,4 тонн водорода. Остаток топлива 161,0 тонна, из которых 91,6 тонн кислород и 69,4 тонны водород.

По итогу перелета луна-земля 100,0 тонн кислорода переданных на ОТЗС являются грузом который КА доставил на низкую опорную орбиту Земли.

КА выполняет разгон и переходит на высокоэллиптическую орбиту с апогеем/перигеем ХХХ/ХХХ расходуя 103,1 тонну топлива из которых 91,6 тонн кислород и 11,5 тонн водород. Остаток топлива 57,9 тонн водорода.

КА стыкуется с ОТЗС расположенной на высокоэллиптической орбите и получает от нее 87,7 тонн кислорода. Остаток топлива 145,6 тонн топлива из которых 87,7 тонн кислорода и 57,9 тонн водорода.

КА выполняет разгон и переходит на транслунную орбиту расходуя 98,7 тонн топлива из которых 87,7 тонн кислорода и 11,0 тонн водорода. Остаток топлива 46,9 тонн водорода.

КА стыкуется с ОТЗС расположенной в точке Ласгранжа-1 и получает от нее 29,2 тонны кислорода. Остаток топлива 76,1 тонна из которых 29,2 тонны кислорода и 46,9 тонн водорода.

КА выполняет торможение и переходит на низкую опорную орбиту Луна расходуя 32,9 тонн топлива из которых 29,2 тонны кислорода и 3,7 тонны водорода. Остаток топлива 43,2 тонны водорода.

КА стыкуется с ОТЗС расположенной на низкой опорной окололунной орбите передает на нее 6,1 тонну водорода и получает 87,1 тонну кислорода. Остаток топлива 124,2 тонны топлива из которых 87,1 тонна кислорода и 37,1 тонна водорода.

КА приземляется на поверхность луны расходуя 98,0 тонн топлива из которых 87,1 тонна кислорода и 10,9 тонн водорода. Остаток топлива 26,2 тонны водорода.

По итогам данного рейса КА доставил 100,0 тонн кислорода с поверхности луны на низкую околоземную орбиту и 100,0 тонн груза с низкой орбиты на поверхность луны израсходовав на это суммарно 554,6 тонн лунного кислорода и 69,4 тонн земного водорода.

Заранее упреждая возражения о сложности конструкции ракет с криогенными компонентами, особенно на водороде, скажу что организационные способы преодоления данной проблемы вполне реалистичны и будут пояснены в следующих постах.

Также в следующих постах, если они будут, предполагается отвезти 100,0 тонн кислорода на низкую марсианскую орбиту и привезти от туда 100,0 тонн хлора на поверхность луны для нужд химической и металлургической промышленности.

Подробнее..

Добыча (подъем) водорода из атмосферы Урана

27.02.2021 22:08:03 | Автор: admin

Представим космический аппарат (КА), передняя часть которого состоит из центрального конуса обтекателя и кольцевого газозаборника по его краям, при этом соотношение площади основания конуса и кольцевого газозаборника подобрана таким чтобы обеспечить минимальный нагрев водорода, составляющего основную массу газа поступающего в газозаборника, при движении КА через атмосферу планеты. Идеальной ситуацией был бы полный отказ от конуса обтекателя, но данный элемент скрывает за собой механизмы и устройства КА а также бак товарного водорода, по этому при возможности он должен быть как можно меньше но не может иметь нулевую площадь.

Разделим поступающий поток водорода на два, массовое соотношение между которыми установим позже. Подвергнем первый поток резкому значительному сжатию посредством сужения канала через который он протекает и как следствие значительному возрастанию температуры потока. Одновременно будет производить охлаждение первого потока за счет второго. При достижении определенно давления первого потока отводим его из тракта теплообмена и подвергаем его резкому расширению что приводит к его конденсации. Результатом данного процесса является сжижение атмосферного водорода поступившего на борт КА который направляется в бак товарного водорода.

Второй поток водорода нагретый за счет первого направляем в прямоточный твердофазный ядерный двигатель где нагреваем его до температуры более 3000К и выбрасываем с обратной стороны КА через с сопло с удельным импульсом I_{SP}=3,000км/с, для компенсации сопротивления атмосферы и увеличения массы КА за счет товарного водорода.

Интересной особенностью такого движения является то что на него не распространяется формула Циолковского потому что при данном движении скорость КА остается постоянной и извиняется лишь его масса.

Определим какое должно быть массовое соотношение между двумя потоками водорода пренебрегая различными потерями связанными с несовершенством конструкции.

Принимая первую космическую скорость V1=15.061км/с, а скорость вращения планеты на экваторе V_E=2.590км/с, находим скорость V_{atm} движения космического аппарата относительно атмосферы планеты по формуле:

V_{atm}=V_1-V_E=15.061-2.590=12.471км/с

Находим массовое отношение m_1 по формуле:

m_1=\frac{V_{atm}}{I_{SP}}=\frac{12.471}{9.000}=1.385(6)

Таким образом получается что из каждый 2,385(6) единиц массы поступающих на борт КА 1,385(6) направляется в прямоточный ТфЯРД, а 1,0 единиц массы в бак товарного водорода.

Не существует каких либо принципиальных ограничений на такой полет и как следствие он может продолжаться до полного заполнения товарного бака водородом.

Принимая Гомановскую скорости V_H=5.933км/с по трансземной траектории, находим полную отлетную скорость V_{UE}, по формулам:

V_{2-1}=(\sqrt{2}-1) V_1=(\sqrt{2}-1) 15.061=6.238км/сV_{UE}=\sqrt{V_H^2 +V_2^2}=\sqrt{6.238^2+5.933^2}=8.609км/с

Находим массовый расход водорода m_2 при переходе на трансземную траекторию по формуле:

m_2=e^{V_{UE}/I_{SP}}-1=e^{8.609/9.000}-1=1.6027

Находим полный массовый расход водорода m_3 связанный с выводом одно единицы массы на траснземную траекторию, по формуле:

m_3=(m_1+1)(m_2+1)-1=(1.385(6)+1)(1.6027+1)-1=5.209

Таким образом для вывода 1,0 единицы массы на трансземную орбиту из атмосферы Урана требуется 5,209 единиц реактивной массы, что в общем то меньше чем требуется для вывода полезной нагрузки с поверхности Земли.

Стоит отметь что время полета по траснземной траектории составит примерно 32,2 года. Не быстро конечно но в следующем посту, если он будет, будет показано что запуск водорода в сторону земли это лишь первый этап гораздо более сложного и хитрого плана по обеспечению земли реактивной массой на низкой опорной земной орбите.

Подробнее..

Добыча (подъем) кислорода из атмосферы Земли

28.02.2021 12:13:00 | Автор: admin

Этот пост написан в продолжение поста о "Добыча (подъем) водорода из атмосферы Урана", и описывает следующий этап доставки на низкую опорную орбиту земли (НОО) реактивной массы, но сперва хотелось бы дать пояснения по маневрированию КА на первом этапе.

КА осуществляющий сборку водорода (Сборщик) из атмосферы Урана в ходе своего рабочего цикла не покидает окрестностей планеты, после того как он будет полностью заправлен водородом он незначительно подымает свою орбиту, но в тоже время достаточно чтобы выйти за пределы атмосферы и перестать испытывать ее сопротивление и встречается там с транспортным кораблем Разгонщиком которому и передает собранный водород, а сам отправляется на следующий цикл сборки.

Разгонщик конструктивно состоит из двухступенчатой ракеты с ТфЯРД на каждой ступени, при этом водород подлежащий перевозке размещается не в отдельных емкостях полезной нагрузки а в топливных емкостях первой ступени, причина чего пояснена ниже.

Первая ступень производит поэтапный разгон в перицентре планеты до скорости +6,000км/с переводя аппарат на высокоэллиптическую орбиту Урана, где происходит встреча с Разгонщика со Сборщиком земного кислорода, заблаговременно прибывшим на указанную орбиту для встречи с Разгонщиком. Сборщик состыковывается со второй ступенью и заправляется товарным водородом размещенным в емкостях первой ступени. после окончания процесса заправки первая ступень отделяется и совершает аэроторможение в атмосфере планеты с переходом на парковочную орбиту для ожидания второй ступени.

Вторая ступень производит разгон Сборщика земного кислорода заправленного товарным водородом до скорости +2,600км/с, также в перицентре планеты но уже в один этап. После достижения требуемой скорости вторая ступень отделяется от Сборщика и незамедлительно начинает маневр торможения для возврата на высокоэллиптическую орбиту, на которой также как и первая ступень производит аэроторможение в атмосфере планеты.

Таким образом в 32,2 летний полет отправляется Сборщик земного кислорода заправленный водородом, а космические аппараты предназначенные для работы в атмосфере Урана не покидают окрестностей планеты.

Спустя 32,2 года сборщик земного кислорода (Сборщик) прибывает в окрестности Земли. Для придания статье драматизма предположим что масса Сборщика 100'000 тонн водорода, его подлетная скорость к поверхности планеты 13.858км/с, а эквивалентная энергия взрыва 2,4 мегатонны тротилового эквивалента.

Передняя конструкция Сборщика земного кислорода аналогична конструкции Сборщика водорода.

Так же как и при работе с водородом разделяем входящий поток воздуха на два. Первый поток смешиваем с горячим газообразным водородом, способ получения которого опишем ниже, и поджигаем получая горячий поток водяного пара с температурой более 3000К. Производим охлаждение первого горячего потока вторым посредством теплообмена до температуры ниже точки кипения воды. Поскольку представляется сомнительным добиться охлаждения первого потока вторым до точки кипения воды, с момента достижения первым потоком определенной температуры отводим его из тракта воздушного теплообмена и направляем его во второй теплообменник в котором производим его охлаждение посредством относительно холодного азота способ получения которого опишем ниже, далее направляем первый поток в третий теплообменник где продолжаем производит его охлаждение уже посредством жидкого водорода итогом этого этапа является получение горячей жидкой воды, которую направляем в бак товарной воды, и горячего газообразного водорода который направляем для сжигания. . В момент перехода горячего пара в жидкое состояние отделяем от него газообразный азот и направляем его во второй теплообменник для охлаждения горячего пара а далее во второй поток. В качестве баков товарной воды используем баки для хранения водорода по мере их освобождения при расходовании водорода

Горячий второй поток направляем в кормовую часть аппарата где производим его выброс через сопло для создания дополнительной тяги.

Итогом движения Сборщика кислорода через атмосферу Земли должен стать выход его на низкую опорную орбиту земли загруженным 900'000 тоннами воды полученной при сжигании инопланетного водорода в атмосфере земли. Таким образом можно добиться мультипликативного эффекта увеличив массу доставляемую на НОО в 9 раз.

Подтвердить изложенную идею расчетами в рамках данной статьи не представляется возможным потому что уже очевидно что даже предварительные расчеты покажут невозможность добиться девяти кратного роста выводимой массы. Данная проблема будет решена в следующей статье в которой и будет подкреплена общими расчетами принципиальной возможности подобного маневра.

Принципиальной особенностью Сборщика атмосферного кислорода является отсутствие на его борту ядерных силовых установок для исключения загрязнения атмосферы земли.

Подробнее..

Открытые данные. Авиационно-космические музеи США и России. Хьюстон у нас проблемы

01.03.2021 18:19:29 | Автор: admin
Авиационный музей это всегда очень интересно (и очень дорого). И это история. История развития технологий, промышленности, страны, мира. История побед и поражений. Это место где интересно всем. Используя открытые данные сравним Авиационные музеи США и России. Открытые данные Открытое государство.

Начнем с количества, а потом плавно (надеюсь) перейдем к качеству.

На портале открытых данных Министерства Культуры России размещен набор данных Музеи и галереи. Воспользуемся им.

Для работы с набором используем мобильное приложение под iOS Наша Москва. Это пока единственный в App Store мобильный клиент различных порталов открытых данных России.

Выбираем в главном меню приложения портал Министерство Культуры, находим набор Музеи и галереи.



Видим 4445 записей (объектов).

К сожалению, в наборе нет поля указывающего на то, о чем коллекция музея, поэтому легко найти все музеи с предметной областью авиация и космонавтика не получится. Проблема. Придется помучиться.

Посмотрим на набор внимательно.

Нужного поля нет, но есть время работы каждого музея по всем дням недели и часовой пояс где он размещен. Один день недели одно поле Нет, это нам тоже не поможет. А вообще кому это расписание надо? Извините, отвлекся.

Чтобы выбрать все музеи с соответствующей тематикой придется искать все записи содержащие слово авиа.

В меню приложения есть функция Поиск. Условие для поиска авиа.

Нашли 56 объектов. Хорошая цифра.

Смотрим, но в найденный список, кроме музеев с нужной тематикой попали и другие, в частности все музеи и выставки в которых просто упоминаются авиаконструкторы как земляки и объекты с адресами содержащими слово авиа. То есть, не все найденное авиа музей.
Открывать для просмотра каждую найденную запись для подсчета общего число музеев желания нет.

Лучше поищем записи содержащие слово космос найдено 29.

Та-же ситуация как и первом случае, наличие мусора (не все золото, что блестит).

Посмотрим на пересечение найденных списков.

Пробуем найти все музеи по условию космос + авиа. Находим только три объекта. Немного.

В этом случае только два из них нам подходят:

  1. Государственный музей истории космонавтики в г. Калуга;
  2. Центр Авиация и Космонавтика (ВДНХ павильон Космос) (не помню, чтобы там внутри павильона были самолеты, но поверим).

Третий объект не имеет никакого отношения к цели поиска (опять мусор), это Доммузей скульптора Опекушина, он просто расположен на проспекте Авиаторов у автостанции ТЦ Космос (бывает).

То есть количество мусора здесь составляет 33%.

Все найденные записи пересматривать нет желания, поэтому приняв, что 33% это мусор, и сложив авиа плюс космос (56 + 29) Итого: 83 объекта.

Уберем мусор (Учитывая рассуждения про его примерное количество) и будем считать, что в России, согласно открытым данным Министерства Культуры, порядка 60 музеев c авиакосмической тематикой (думаю не обидел).

Теперь обратимся к открытым данным США.

Для этого не будем искать и анализировать наборы данных, а воспользуемся приложением под iOS Open COSMOS, в котором уже используется соответствующий набор данных (музеи США с авиационной и космической тематикой).



Кроме описания, ссылки на сайт и содержания экспозиции каждого объекта, в приложении есть вид на музей сверху (карты вид со спутника), поэтому в достоверности информации сомневаться не приходится. Все объекты очевидны, то есть актуальны.

Сначала общая цифра.

По данным из сводной таблицы внутри этого приложения количество музеев с авиационной и космической тематикой в США более 360

Внушает



Посмотрим на них более внимательно.

Из 360 классический вариант музея 295 объектов.

Самый интересный и большой из них (личное мнение) это Национальный музей ВВС США.



Российский аналог, музей ВВС в Монино, Московская область. Правда по количеству экспонатов в коллекции музей в Монино раз в десять меньше. При этом все экспонаты в США под крышей, а вот в России под снегом. Но об этом чуть ниже.

Остальные 60 составляют:

  • 10 (NASA Visitors Center) очень далекий, далекий аналог российских ведомственных музеев отдельных предприятий (за забором) которые в свою очередь выросли в России из Музеев трудовой славы (которые ранее были обязаны быть на каждом предприятии). Как пример, ведомственный музей НПО Энергии.

Только в США в эти Visitors Center вход свободный (но платный), а вот в музей НПО Энергии попасть с улицы не просто. И пусть простит меня NASA за такое сравнение (ничего лучшего в голову не пришло).

Для примера фото подобных объектов. Это одно из зданий в Космическом центре имени Линдсона Джонсона (Хьюстон, Техас):







и Космический центр имени Джона Кеннеди (мыс Канаверал, Флорида):





  • 39 (Static Display) это реальные самолеты (sr-71, B-52, U-2, A-10 и т.д.) выставленные в парках, у дорог, на территории военных баз и т.д U-2 (Static Display):




Этот самолет виден на карте в нижней части экрана:



На одной стоянке может быть установлен больше чем один объект. Это как раз видно на предыдущем фото в его верхней части.

В России тоже такие есть, вот только не знаю пытался ли кто-нибудь создать их каталог или нет (но на портале открытых данных их точно нет, если ошибаюсь подскажите).

  • 9 (Storage) места хранения бывших в употреблении аппаратов. Просто на хранении или ожидающих в очереди на разборку и утилизацию (но при этом туда можно прийти и посмотреть).
  • Ниже фото с подобного места хранения расположенного на авиабаза ВВС США Девис-Монтен (Туcон, Аризона)





И вид сверху (карта):



Попасть сюда очень просто.

Приезжаете в музей авиации и космонавтики Пима, расположенный в Тусоне, штат Аризона,и покупаете в нем трёхчасовую экскурсию на авиабазу (им все равно из какой страны вы приехали).



9 (Naval Ship) авиационные музеи на базе морских военных судов в основном авианосцев. Авианосцев в виде музеев в России вообще нет. Есть за пределами страны. В Китае Почему не у нас, не знаю)
Как пример, авианосец Мидуэй в Сан-Диего, Калифорния:





Думаю с количеством все понятно. В США 360, в России 60. Похоже у них больше В шесть раз. Мы тут явно проиграли.

Теперь поговорим о качестве экспозиций.

Большая часть музеев в США частные, не государственные.

Как пример вот список экспонатов частного музея в Сиэтле (Museum of Flight) (Вашингтон):
Конкорд, МиГ-15, МиГ-17, МиГ-21, Як-9, Союз ТМА-14, Lockheed M-21 (A-12 Blackbird), Боинг 737, Боинг 747, Боинг 787, Мессершмит 109 и так далее. (Откройте сайт музея и посмотрите).

О чем это говорит?

  • Ответ: им некуда тратить деньги не подходит Деньги всегда есть куда тратить. Например можно купить яйца Фаберже.
  • Думаю, более правильный ответ у них есть деньги и им это интересней, чем приобретение яиц Фаберже.

А может правда яйца все уже скуплены, вот и приходится брать то, что осталось.

Немалое количество частных музеев состоит из летающих экспонатов. Хотите посмотреть на MиГ-17 в полете добро пожаловать в США.

Вот он красавец со звездами.



В России не слышал про такое (и не видел) если не прав просьба поправить и рассказать где их можно увидеть.

Кроме перечня музеев, в приложении Open COSMOS приведены основные экспонаты в каждом из них.
Поищем наших (но бывших) соотечественников.
Оказывается они (то есть мы) очень хорошо там представлены.
В музеях США можно посмотреть на:
АН-2, ИЛ-2, ИЛ-14, КА-26, ЛА-9, МиГ-15, МиГ-17, МиГ-19, МиГ-21, МиГ-23, МиГ-25, МиГ-29, МИ-24, И-15, И-153, И-16, ПО-2, СУ-7, ТУ-2, Як-3, Як-9.
Достойная экспозиция



У нас тоже кое что можно увидеть от них:

Douglas A-20:



Bell P-63, North American B-25, Piasecki CH-21 (вертолет) (в музее ВВС Монино).

Всего 4 экспоната, из которых 3 относятся к периоду Великой Отечественной.

Извините, забыл, есть еще у нас в музее ВВС (Монино) довольно точная копия B-29 (ниже на снимке B-29 в Национальном музей ВВС США):



а на этом снимке он в Монино, уже в виде Ту-4:



Именно после этого самолета Туполев почему-то стал заканчивать все свои основные разработки на цифру четыре, (Ту-104, Ту-114, Ту-124, Ту-134, Ту-144, Ту-154) говорят суеверие, чтобы везло как с Ту-4

Извините отвлекся, вернемся к экспонатам.



В музеях США только МиГ-29 8 единиц (на фото в Национальном музее ВВС США он здесь стоит под крылом B-1):



МиГ-15, МиГ-17 и МиГ-21 и не пересчитать.



Такое впечатление, что из России есть прямые поставки их в США. Как списали, так сразу и отправляют. И по всей видимости не бесплатно.

Хотелось бы и в наших музеях посмотреть например на F-86, F-4, F-94, F-104, F-16 и так далее. Но увы, обратные поставки их техники в нашу страну пока не налажены.

Нет их в наших музеях. А у них наши есть. Похоже мы опять не первые.

Может в области немецких авиационных экспонатов из времен Великой Отечественной у нас нет проблем?

Должны же быть трофеи.

Вполне возможно в этой части исторического материала мы первые?

В музеях США выставлены немецкие (Вторая Мировая) Messerschmitt Me.262:



Me.163:



Me.328, Bf.109, ракеты V-1 (ФАУ-1) как обычная:



так и пилотируемая версия (да была и такая Fi-103r Reichenberg), V-2 и даже Bachem Ba 349 (именно на этом аппарате впервые но неудачно была осуществлена попытка вертикального управляемого полета на жидкостном ракетном двигателе), различные варианты Heinkel и Focke-Wulf.

Причем все эти экспонаты не единичны, их много и представлены они в различных музеях страны. Более того, часть из них есть в живом, летающем состоянии. У них представлена очень и очень большая коллекция машин того времени.

А в России? В Музее техники Вадима Задорожного есть немецкий Messerschmitt Bf.109 1 штука.
И все Такое впечатление словно вторая мировая была на территории Северной Америки, а не в Европе. И все трофеи достались им.

В этой области опять сравнение не в нашу пользу.

Теперь личный взгляд на внутреннею организацию музеев.

Она тоже очень разная.

У нас в основном это площадки с табличками под экспонатами.

В США большая часть основных музеев представлена в виде экспозиций по периодам привязанным к мировым и локальным конфликтам (Первая мировая Вторая Холодная война Корея Вьетнам Куба Космическая гонка), это логично понятно и при этом вокруг каждого экспоната в США присутствует какая либо история.



Вот (музей ВВС США в Дэйтоне) рассказ об угнанном из Корее МиГ-е:



У них в любом музее можно понять историю появления экспоната без гида, всегда есть соответствующая информация



и много дополнительной визуализации.



У нас, без гида, только посмотришь на железо и прочитаешь, в лучшем случае, его наименование и имя главного конструктора.

Наш основной музей в Монино выстроен бессистемно. (Внимание это личное мнение! Можно спорить. Очень интересно.)

Есть несколько зданий в которых сделана попытка рассказать о ранних этапах в развитии отечественной авиации (не мировой) с очень бедной экспозицией, несколько ангаров с экспонатами возле которых присутствуют только небольшие таблички с описаниями, и поле, со стареющими и умирающими под открытым небом самолётами и вертолетами.



Причем в расстановке на поле опять же нет никакой логики.

Формально это просто площадка с техникой (Static Display), приходи и смотри. Но вряд ли ты что то познаешь новое. Очень жаль.

И конечно полное отсутствие представителей мировой авиации, тут вам не там.

Но история авиация, ее тренды, не формировались одной страной, она интересна в полной картинке.

Вот как раз этого у нас и нет. Искренне жаль.

А у них есть.

Вот картинка из музея на мысе Канаверал (NASA Visitors Center):



Все в наличии и Королев и Гагарин и Союз под потолком:



У нас в ведомственном музее НПО Энергии тоже есть Apollo (модель) но кто ее видел? (Кроме меня. Шутка.)

И на этом все.

И по особым экспонатам, Made in USA.

У них выставлены SR-71:



F-22:



F-117:



b-2:



все в отличном состоянии (как только с завода)

Интересно и размещение музеев в США.

Поскольку в открытых данных есть координаты, то можно в приложении посмотреть на размещение определенных групп музеев.

Вот так разбросаны музеи на основе морских военных судов (авианосцев).



Тут все логично по периметру страны. Выбирай ближайший и езжай смотри.

Если же говорить про текущее состояние этих кораблей то стоит напомнить, что 11 сентября именно такой авианосец музей (Intrepid) в Нью-Йорке был использован под временный штаб во время атаки террористов.



Музей то он музей, но как в песне это наш бронепоезд. Стоит на запасном пути!
То есть по периметру страны равномерно размещена целая группа подобных бронепоездов.

А вот в каких штатах расположены музеи на основе ракетных площадок (Missile site). Смотрим на маленькую карту в верхней части:



Сразу видно как в США расположены стратегические ракетные войска.

Хотите узнать кто и откуда внимательно смотрит за остальным миром. Посмотрите на каких площадках (Static Display) выставлены U-2 и SR-71.

Это штаб квартира ЦРУ здесь SR-71:



а вот военная база здесь и SR-71 и drone к нему:



и левее (на карте уже а приложении) можно увидеть U-2. На самой же базе прекрасно видны сверху большие беспилотники. Небольшое приятное дополнение к действующей экспозиции при просмотре карт сверху.

Может быть именно и поэтому нет у нас подобного. Посмотрел на размещение музеев и сразу все понял. То есть мы бы могли, но не сейчас. Когда-нибудь потом.

Но раз своих не построили может пришло время начать покупать в США не только современные гаджеты, но авиационные музеи?

Вывод:



Хьюстон у нас проблемы.
Подробнее..

Категории

Последние комментарии

© 2006-2021, personeltest.ru