ХОЛОДНЫЙ КОСМОС:

[pkl]

raputor пишет:

pkl пишет:
Нет, нельзя.

А подробнее можно? Не вижу аргументов. Или Ваш мозг это не в состоянии переварить?

Какая скорость у кометы Галлея на подходе к зоне Юпитера и Сатурна? Возможно ли провести манёвр, сравнивающий скорости КА и кометы Галлея в этой зоне? Затем, "оторвать" аппарат от кометы в точке ухода орбиты кометы от Солнца, уже на максимальной скорости.

Можно. Достаточно почитать про эту самую комету.

Задача сближения с нею исключительно сложна. Лучше проблему проиллюстрирует вот эта картинка:


Видите ли, плоскость орбиты кометы Галлея не совпадает с плоскостью эклиптики, а сильно наклонена. Под немалым углом. Чтобы развернуть траекторию космического аппарата, нужна энергия. Кроме того, у кометы обратное обращение по отношению к планетам Солнечной системы. Т.е. сближение происходит на встречных курсах, когда скорости складываются. На фоне этих трудностей эллиптичность орбиты и высокая скорость уже не имеют большого значения - затраты энергии в любом случае сопоставимы, а то и превышают необходимые для приобретения 3-й космической скорости.

[raputor]

pkl пишет:
затраты энергии в любом случае сопоставимы, а то и превышают необходимые для приобретения 3-й космической скорости.

Понятно... А есть какая-нибудь другая комета, с максимальными характеристиками скорости, которая имеет более подходящие условия к использованию её для разгона?
С меньшим наклонением плоскости эклиптики и попутным вращением.

[pkl]

А зачем? Для разгона используют гравитационные поля небесных тел. А у комет с этим неважно.

[Vi1]

есть прекрасное тело - юпитер, можно подлетев к нему и из эклиптики уйти (пролетев или над северным или южным полушарием планеты) и к солнцу приблизиться на минимальное расстояние (дальше или ближе пролетать от планеты) и находится он относительно недалеко от земли и стартовать можно каждые 13 месяцев (реже в случае дополнительных маневров у венеры или земли). стартуем к юпитеру, при близком подлете он разворачивает КА тем самым гасит орбитальную скорость и КА начинает падать в сторону солнца, пролетаем вблизи него на максимальной скорости и в перигелии включаем собственные двигатели, достигая 3-й космической скорости на соответствующем удалении от светила. теоретически можно разогнать до 100 км/c на отлете?

[pkl]

Кажется, до 200. Но это надо по хромосфере "чиркнуть".

[Alex_II]

pkl пишет:
Кажется, до 200. Но это надо по хромосфере "чиркнуть".

Не, давай без экстрима... Пусть будет 100. И добрать еще десяточек, доразгоняясь на ЭРД, где-то до орбиты Юпитера (пока солнечные батареи тянут). А потом можно и к Седне или там к Хаумеа...

[Georgij]

как вы не догоняете - вы не сделаете науку на такой скорости.

[Vi1]

допустим начальная скорость 100 км/c (при разгоне у Солнца) как она будет снижаться по мере удаления от светила? какая к примеру будет скорость при достижении орбиты Плутона?

[pkl]

Вот тема с Астроформума:
 http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,100868.0.html
Пытались считать и делать оценки.

[Имxотеп]

Georgij пишет:
как вы не догоняете - вы не сделаете науку на такой скорости.

Да отчего же.
Допустим на пролетном аппарате установлена камера с апертурой 0.3 м (см MRO, Deep Impact  и тд) ,а на Земле имеется крупный телескоп, скажем апертурой 30 м (такие появятся в ближайшем будущем). Тогда для случая Седны (100 а.е.) разрешение снимков КА превысит возможности наземных телескопов, когда аппарат приблизится к объекту на расстояние хотя бы в 100*0.3/30=1 а.е. Значит при скорости 20 а.е. в год время получения качественно новой информации составит около месяца: 2 недели до пролета и 2 после, что мало отличается от других пролетных миссий. Да собственно и относительная скорость пролета - 100 км/с - не является чем-то совсем небывалым. Веги и Джотто прошли мимо ядра кометы Галлея на скорости 70 км/с и получили море информации. Как впрочем и многие другие миссии в аналогичных случаях. Более того, высокая скорость позволяет весьма эффективно исследовать объект ударным способом, a la Deep Impact. Все равно после пролета Солнца у нас останется разгонный модуль, если жахнуть его об Седну на скорости 100 км/с, получится весьма красочный и информативный взрыв.

[Димитър]

Georgij пишет:
как вы не догоняете - вы не сделаете науку на такой скорости.

Наука - не только изучение тел Солнечной системы! Если на АМС хороший астрометрический телескоп, то можно получить паралакс звезд намного более отдаленных! И чем дальше "точка отсчета", тем лучше.

[Димитър]

 http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,100868.20.html

"Посчитал баллистику солнечного парусника, проходящего вблизи от Солнца. Постановка следующая: аппарат массой 1 тонна подлетает по гиперболической траектории с расстоянием перицентра в несколько радиусов Солнца и скоростью на бесконечности в 10 км/с. На расстоянии 0.1 а.е. он раскрывает парус площадью 100 000 (маленький парус) или 1 000 000 м2 (большой парус). Считается, что вектор тяги паруса все время направлен по текущему вектору скорости, это разумеется не самый оптимальный закон управления, но нам сгодится.
На рис.3 показаны итоговые скорости на бесконечности для большого (красный) и малого (синий) паруса, как зависимость от расстояния пролета Солнца."

[pkl]

Имxотеп пишет:

Georgij пишет:
как вы не догоняете - вы не сделаете науку на такой скорости.

Да отчего же.
Допустим на пролетном аппарате установлена камера с апертурой 0.3 м (см MRO, Deep Impact и тд) ,а на Земле имеется крупный телескоп, скажем апертурой 30 м (такие появятся в ближайшем будущем). Тогда для случая Седны (100 а.е.) разрешение снимков КА превысит возможности наземных телескопов, когда аппарат приблизится к объекту на расстояние хотя бы в 100*0.3/30=1 а.е. Значит при скорости 20 а.е. в год время получения качественно новой информации составит около месяца: 2 недели до пролета и 2 после, что мало отличается от других пролетных миссий. Да собственно и относительная скорость пролета - 100 км/с - не является чем-то совсем небывалым. Веги и Джотто прошли мимо ядра кометы Галлея на скорости 70 км/с и получили море информации. Как впрочем и многие другие миссии в аналогичных случаях. Более того, высокая скорость позволяет весьма эффективно исследовать объект ударным способом, a la Deep Impact. Все равно после пролета Солнца у нас останется разгонный модуль, если жахнуть его об Седну на скорости 100 км/с, получится весьма красочный и информативный взрыв.

Добавлю, что возможности современной съёмочной аппаратуры не идут ни в какое сравнение с 70-ми и 80-ми гг. В частности, твердотельные ЗУ позволяют организовать и видеосъёмку динамических процессов с последующим сбросом накопленной информации после пролёта, как это предполагается у НГ.

Имхотеп, хочу Вас спросить - в ближайшие годы намечается астрономическое окно с пролётом Сатурн -> Уран либо Нептун -> Эрида. С разгоном посредством гравитационных манёвров. А есть ли возможность включить в эту цепочку Венеру?

[pkl]

Димитър пишет:

Georgij пишет:
как вы не догоняете - вы не сделаете науку на такой скорости.

Наука - не только изучение тел Солнечной системы! Если на АМС хороший астрометрический телескоп, то можно получить паралакс звезд намного более отдаленных! И чем дальше "точка отсчета", тем лучше.

Миссия потенциально по информативности может сравниться с Вояджерами! Можно изучить на новом уровне Уран либо Нептун, Эриду. Возможно, и другие койпероиды. + информация по Сатурну. + возможное исследование ещё каких-нибудь тел. Да, замерить параллаксы звёзд. Испытать лазерную связь и кое-какие другие технологии. Поискать гравитационные волны и сверхдлинные радиоволны. Да и просто, если на борту хороший телескоп - проводить астрономические наблюдения вдали от засветки Солнцем, нагрева и пыли.

[pkl]

Димитър пишет:
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,100868.20.html

"Посчитал баллистику солнечного парусника, проходящего вблизи от Солнца. Постановка следующая: аппарат массой 1 тонна подлетает по гиперболической траектории с расстоянием перицентра в несколько радиусов Солнца и скоростью на бесконечности в 10 км/с. На расстоянии 0.1 а.е. он раскрывает парус площадью 100 000 (маленький парус) или 1 000 000 м2 (большой парус). Считается, что вектор тяги паруса все время направлен по текущему вектору скорости, это разумеется не самый оптимальный закон управления, но нам сгодится.
На рис.3 показаны итоговые скорости на бесконечности для большого (красный) и малого (синий) паруса, как зависимость от расстояния пролета Солнца."

Мне больше всего нравится идея двухступенчатого разгона: 1-я ст. - термоглиссер; 2-я - парус. Соединить преимущества каждого метода.

[Димитър]

pkl пишет: 
Мне больше всего нравится идея двухступенчатого разгона: 1-я ст. - термоглиссер; 2-я - парус. Соединить преимущества каждого метода.

Не получится. И то, и другое должно работать в перигелии. И то, и другое требует деньги на разработку. ИМХО, лучше парус - он топливо не требует, а термоглиссеру нужен жидкий водород, которого надо еще и сохранить до перигелия.

[pkl]

Отнюдь! Только термоглиссер может работать в перигелии. А парус может работать от перигелия до орбиты Юпитера. Так что оба варианта не исключают, а дополняют друг друга. А с учётом того, что парус почти ничего не весит, может получиться весьма эффективная система!

Правда, мне куда более реалистичной на данный момент видится другая схема: разгон от Земли до орбиты на ЭРД, питаемых от солнечных батарей, затем - гравитационные манёвры как получится.

[Имxотеп]

pkl пишет:
Имхотеп, хочу Вас спросить - в ближайшие годы намечается астрономическое окно с пролётом Сатурн -> Уран либо Нептун -> Эрида. С разгоном посредством гравитационных манёвров. А есть ли возможность включить в эту цепочку Венеру?

В ближайшие годы намечается ровно одно интересное окно: Земля (2015) - Юпитер (2018) - Сатурн (2021) - Нептун (2028) и потом можно к Эриде (2049). Почти Большой тур, но поезд по сути уже ушел. Дальше будут только трехпланетные варианты, выведенные еще в классической работе Ниехоффа: Земля-Сатурн-Нептун  с окнами в 2015-2021 годах, Земля-Сатурн-Уран с окнами в 2025-2031 годах. Ну и обычные полеты через Юпитер, там каждые 12-13 лет можно  стрелять к Урану или Нептуну.

И собственно на этом все, для нас во всяком случае. Синодические периоды трехпланетных конфигураций с Нептуном и Ураном настолько велики, что случаются только 2-3 раза в столетие  
Редкий читатель этого форума доживет до следующего раза.
Главное  же во всем этом то, что хотя гравитационные маневры (неважно, с Венерой или без) позволяют значительно разнообразить путешествие, они неспособны радикально снизить время полета к дальним объектам. Упомянутая выше 4-планетная схема к Эриде несильно лучше простого маневра у Юпитера, что-то выиграем, да, но все равно это 30-40 лет в пути.

[pkl]

Ну блин...    В общем, всё равно от термоглиссера и паруса нам никуда не уйти!  :oops:   Соответственно, проблема - надо 2-3 года хранить водород в баке с минимальными потерями!

И стратегия, соответственно, вместо одного-двух уникальных зондов - серия из максимально простых и дешёвых зондов, которые можно запускать каждые пять лет. Одна цель - один зонд. Гравитационный манёвр с попутными исследованиями - по возможности.

Пожалуй, ещё стоит подумать о возможном составе научной аппаратуры. Я предлагаю остановиться на варианте: две камеры /широко- и узкоугольная/ + спектрометр. Ну и радиозатменные и баллистические исследования.

[Alex_II]

pkl пишет:
Пожалуй, ещё стоит подумать о возможном составе научной аппаратуры. Я предлагаю остановиться на варианте: две камеры /широко- и узкоугольная/ + спектрометр. Ну и радиозатменные и баллистические исследования.

Ну а чем собственно плоха платформа НГ? Как раз две камеры и два спектрометра - ультрафиолетовый и радио, емнип...