Инженерные вопросы межзвездных перелетов

Автор Иван Моисеев, 23.10.2007 06:01:48

« назад - далее »

0 Пользователи и 2 гостей просматривают эту тему.

zyxman

Перекрывать звезды лопастями паруса мысль любопытная (кьюриосити :D ), но
нереальность в том, что это перекрытие будет очень медленным.

Вообще давно уже обсуждали, что лучше для этого поставить на борту уголковый отражатель, который будет отражать луч околоземного лазера и прикрыт управляемыми жалюзи. - Тогда автоматически решаются проблемы и с массой мощного передатчика (он не на борту, поэтому мощность можно нарастить почти как угодно), и с выделением сигнала на фоне шумов (очень надежно предсказуемы спектр, направление луча).
Плюс уголковый отражатель сразу автоматически позволяет с высочайшей точностью измерять параметры движения (задержка, плюс Доплер).
Да, и питать зонд тоже можно от этого-же луча8)
Проблемы, что уголковый отражатель будет нужен очень большой (соответственно, довольно тяжелый) - ЕМНИП, порядка квадратного метра, и второе, что отражение у нас уже не будет попадать в ту точку откуда отправлен луч, то есть приемный телескоп прийдется порядочно смещать по Солнечной Системе.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

pkl

Нет, если уголковый отражатель - то туда и вернётся. Другое дело, что это действительно будет эпическая конструкция. Имхо, идея подойдёт для микроволновых парусников им. Форварда - в узлах сетки можно установить миниатюрные призмы с задвижками. Но сейчас... лучше реактор.
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан


zyxman

Цитироватьpkl пишет:
если уголковый отражатель - то туда и вернётся.
Смотрите, у нас расстояния сравнимые с световым годом и скорости сравнимые с скоростью света.
Мы луч будем посылать с упреждением, целясь не в ту точку, где зонд находится СЕЙЧАС, а в ту точку, где зонд БУДЕТ находиться.
Во вторых, за время, которое луч будет идти от земли до корабля и отраженный обратно к Земле, Земля тоже сместится.
В третьих, на корабль луч прийдет под углом который был со старым положением Земли, а не с новым.

Так что вернется луч уже однозначно в другую точку.
И это даже не  считая возможных явлений гравитационных линз (например, где-то в пространстве между зондом и Землей могут оказаться темные карлики) итп.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

pkl

Зонд будет вылетать из Солнечной системы. Земному наблюдателю он будет казаться неподвижным.
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

pkl

Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

zyxman

Цитироватьpkl пишет:
Зонд будет вылетать из Солнечной системы. Земному наблюдателю он будет казаться неподвижным.
Земля ДВИЖЕТСЯ относительно звезд, причем по довольно сложной траектории - во первых, по эллипсу вокруг Солнца, а во вторых, вместе с Солнцем по орбите, насколько я понимаю, вокруг центра Галактики.
Если у нас луч идет до корабля и обратно скажем пол года, то отразится он в точку на другой стороне земной орбиты, относительно той, где будет в момент возвращения луча находиться Земля.

Если целевая звезда зонда СЕЙЧАС находится идеально в плоскости эклиптики, то земному наблюдателю будет казаться, что зонд  качается на некотором отрезке с периодом 1 земной год.
Если цель идеально перпендикулярна плоскости эклиптики, то будет казаться что зонд совершает полет по уменьшающейся спирали.
Опять-же, я тут привожу только самое явное движение, которое будет видно практичес ки сразу (через какие-то десятки дней), а через лет 10 полета (рассматриваю зонд, летящий со скоростью сравнимой со световой), уже явно проявится смещение солнечной системы.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

pkl

Да, но ввиду колоссальных расстояний в космосе для наших целей звёзды можно считать неподвижными. А все перемещения земного наблюдателя ограничены земной орбитой. Её размеры ничтожны в сравнении с расстояниями вне Солнечной системы.
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

pkl

Цитироватьzyxman пишет:
Цитироватьpkl пишет:
Зонд будет вылетать из Солнечной системы. Земному наблюдателю он будет казаться неподвижным.
Земля ДВИЖЕТСЯ относительно звезд, причем по довольно сложной траектории - во первых, по эллипсу вокруг Солнца, а во вторых, вместе с Солнцем по орбите, насколько я понимаю, вокруг центра Галактики.
Если у нас луч идет до корабля и обратно скажем пол года, то отразится он в точку на другой стороне земной орбиты, относительно той, где будет в момент возвращения луча находиться Земля.

Если целевая звезда зонда СЕЙЧАС находится идеально в плоскости эклиптики, то земному наблюдателю будет казаться, что зонд качается на некотором отрезке с периодом 1 земной год.
Если цель идеально перпендикулярна плоскости эклиптики, то будет казаться что зонд совершает полет по уменьшающейся спирали.
Опять-же, я тут привожу только самое явное движение, которое будет видно практичес ки сразу (через какие-то десятки дней), а через лет 10 полета (рассматриваю зонд, летящий со скоростью сравнимой со световой), уже явно проявится смещение солнечной системы.
Ну будем поправлять ориентацию зонда раз в 10 лет. И не забываем про расходимость луча. Схему Солнечной системы равных масштабов видели?

Когда зонд пересечёт пояс Койпера, ему достаточно будет просто целиться в Солнце
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

zyxman

Цитироватьpkl пишет:
Ну будем поправлять ориентацию зонда раз в 10 лет. И не забываем про расходимость луча.
Вообще-то речь шла про уголковый отражатель, который по-определению отражает луч с высокой точностью обратно в точку из которой луч пришел.
Расходимость не считал. Возможно её и хватит с какого-то расстояния, но прелесть идеи с уголковым отражателем как раз в том, что его вообще не нужно точно ориентировать, а только очень приблизительно - он сам автоматичес ки дает идеальную точность направления отраженного луча.
А собственно, отправить в правильную точку и принять в правильной точке наверняка будет проще на оборудовании, находящемся в Солнечной Системе - у него будет возможность и быть большим, и тяжелым, и заметно свободно перемещаться - например, в сравнении с практически ЛЮБЫМ межзвездным зондом, проект TAU, который предельно близок к выносному приемнику сигнала, не то чтобы игрушка, но вобщем рутина против суперсложности.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

zyxman

А насчет "просто целиться в Солнце" это тоже существенное преувеличение - уже на 2 метрах апертуры, можно вытягивать излучение планеты земного типа, на фоне звезды "солнечного" типа с десятков световых лет, а с радио уже на нынешнем уровне развития науки и техники,  получают на порядки лучшее разрешение - вот конкретно прямо сейчас, российский радиотелескоп дает в паре с наземными базу ЕМНИП, почти 400тыс километров, что по разрешению эквивалентно такой-же апертуре, а это всего навсего расстояние до Луны (есть вообще возможность сделать радиотелескоп с апертурой больше Астрономической Единицы, но просто пока это никому не нужно - и на 400тыс км  уже обошли всех).
То есть можно запустить несколько зондов или использовать аналогичные этому распределенному радиотелескопу технологии для улучшения разрешающей способности.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

pkl

Ну не знаю... если использовать современные технологии - реактор придётся тащить, почти без вариантов. Мне такая идея не очень нравится.
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

zyxman

Зачем реактор, если мы постоянно подсвечиваем зонд околоземным лазером?
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

pkl

#5433
Подсвечивать зонд околоземным лазером - это НЕсовременная технология, такая лет через 50 появится. Чтобы запитать этот лазер, СКЭС нужна.
Имхо, цепочка кубосатов-парусников, ретранслирующая сигналы по эстафете, будет проще.
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

zyxman

Цитироватьpkl пишет:
Имхо, цепочка кубосатов-парусников, ретранслирующая сигналы по эстафете, будет проще.
Вы забываете, что лазер останется относительно недалеко от Земли и будет возможность его хоть как-то обслуживать.
А цепочка кубосатов это означает что будет не один сверхнадежный зонд, который должен работать десятилетиями, а МНОГО таких СВЕРХНАДЕЖНЫХ, а следовательно СВЕРХДОРОГИХ зондов.
Я еще допускаю, что для повышения вероятност и успеха миссии, будет послан не один зонд, а несколько пусть и отличающихся по начинке, но ПОЛНОСТЬЮ САМОДОСТАТОЧНЫХ, каждый из которых сможет выполнить миссию САМ при отказе других, но делать ОТДЕЛЬНУЮ цепочку ретрансляторов, которые ничего не будут делать кроме ретрансляции и будут каждый ненадежным звеном, это ни в какие ворота не лезет.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

tagus

Цитироватьzyxman пишет:
А цепочка кубосатов это означает что будет не один сверхнадежный зонд, который должен работать десятилетиями, а МНОГО таких СВЕРХНАДЕЖНЫХ, а следовательно СВЕРХДОРОГИХ зондов.
Это означает также и снижение надежности системы в целом, поскольку вероятности перемножаются.  Т.е., например, при вероятности надежной работы одного зонда 0,95 , вероятность надежной работы цепочки из 10 зондов уже 0,6. А обслуживание невозможно.

zyxman

Цитироватьtagus пишет:
Это означает также и снижение надежности системы в целом, поскольку вероятности перемножаются.
Я подразумеваю, что для увеличения надежности, области действия ретрансляторов будут сильно перекрываться, то есть условно говоря, в одной точке будет не один ретранслятор а сразу 3-5-10 - так можно числом достичь какой угодно надежности, но тогда зондов может потребоваться и 100 и 1000..
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

pkl

zyxman, подумайте, КАКОЙ это будет лазер! Тут на эту тему понаписано много чего. Можно ещё тематику ПРО вспомнить.
Что до кубосатов - это лишь одно из возможных решений, в принципе, доступных и современной цивилизации. Да, кубосаты могут выполнять и другие функции, допустим, замерять характеристики межзвёздной среды. Но главное - их можно разогнать почти до скорости света с относительно разумными затратами энергии! Гм... получается целая струя таких зондов, бьющая из Солнечной системы!
Что-то вроде этого, только поменьше:

;)
Сложновато. Давайте, это будет запасным вариантом, если альтернативы /прямая радио- и лазерная связь/ невозможны. Идёт?
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

pkl

Цитироватьtagus пишет:
Это означает также и снижение надежности системы в целом, поскольку вероятности перемножаются. Т.е., например, при вероятности надежной работы одного зонда 0,95 , вероятность надежной работы цепочки из 10 зондов уже 0,6. А обслуживание невозможно.
Я думаю, можно воспользоваться опытом современных средств коммуникации, в т.ч. и спутниковых - они же как-то работают! Наверное, можно придумать какие-то алгоритмы выявления ошибок и сбоев, может, даже нечто вроде коллективного ИИ. Межзвёздный интернет:!:
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

tagus

#5439
Цитироватьpkl пишет:
Я думаю, можно воспользоваться опытом современных средств коммуникации, в т.ч. и спутниковых - они же как-то работают!
Сложные наземные сети работают исключительно за счет резервирования и постоянного обслуживания, да и то гарантии работы 100% времени никто в своем уме не дает. А тут сотни-тысячи зондов и без обслуживания. Повышение надежности возможно только за счет резервирования, что приведет к росту количества необходимых зондов в разы. Соответственно денежки.

В общем, только репликаторы имени Семенова спасут отца русской демократии.