Как сбрасывать кинетический момент космических аппаратов без топлива и внешних силовых полей. Часть 2

Во второй статье мы продолжаем рассказ о бестопливных и внеполевых технологиях разгрузки электромеханических исполнительных органов (ЭМИО) спутников и других космических аппаратов (КА). С первой статьёй, посвящённой разгрузке ЭМИО с помощью шарового ротора в магнитном подвесе (система «Энсинтрон-1») можно ознакомиться по ссылке Как сбрасывать кинетический момент космических аппаратов без топлива и внешних силовых полей . Сегодня речь пойдёт о второй технологии – «Энсинтрон-2», защищённой патентом РФ RU 2834705 . Суть идеи «Энсинтрон-2» Технология концепта «Энсинтрон-2» основывается на сбросе накопленного управляющими электромаховиками или гиродинами КА кинетического момента на двигатель-маховик в кардановом подвесе, представляющий собой астатический гироскоп с электроуправляемым ротором. Так же, как и в технологии концепта «Энсинтрон-1», поворот КА в положение для разгрузки ЭМИО, получивших критический уровень кинетического момента, выполняется с помощью электроприводов ЭМИО по всем осям ориентации КА. Поэтому критический уровень кинетического момента для начала выполнения разгрузки принимается меньше предельно допустимого, чтобы иметь резерв по кинетическому моменту для возможного его увеличения в процессе поворота КА в положение для разгрузки. Поворот КА вокруг какой-либо оси осуществляется за счёт разгона или торможения электромаховиков или за счёт поворота рамок гиродинов, контролирующих эту ось. Вынужденный поворот всех ЭМИО создаёт гироскопические моменты, вызывающие поворот КА относительно и других осей ориентации. Для поворота КА в заданное угловое положение исппользуются специальные алгоритмы управления ЭМИО.

https://habr.com/ru/articles/914476/

#сброс_кинетического_момента #космические_аппараты #системы_ориентации #маховик #гиродин #глубокий_космос #спутники #космос #изобретения #патенты

Колонизация точек Лагранжа

Ранее в нескольких статьях я пытался рассуждать, почему при существующем уровне развития технологий колонизация других планет кажется от чрезвычайно опасной до бессмысленной при любом уровне технических и финансовых вложений. Можно допустить создание долговременных баз на Марсе, а также приближение марсианских условий к земным по плану Джеймса Грина, описанному на Хабре здесь в блоге компании ItSoftWeb. Тем не менее, колонизация Марса , Венеры и Титана — это крайне несхожие проекты, а у нас пока даже с колонизацией континентальной Антарктиды масса проблем. Зато мы умеем строить орбитальные станции, поэтому колонизация открытого космоса пока выглядит даже более перспективной, чем любое «мягкое терраформирование», граничащее с экологической катастрофой для того мира, в гомеостаз которого мы попробуем вмешаться. Как я писал ранее, орбитальные станции вполне могут быть модульными и практически неограниченно достраиваться. Если такие технологии удастся развить, то едва ли не менее перспективными для долговременных космических поселений окажутся не планеты и спутники, а точки Лагранжа . Ниже поговорим о них подробнее.

https://habr.com/ru/articles/910384/

#точки_лагранжа #небесная_механика #колонизация_космоса #космические_аппараты

Как сбрасывать кинетический момент космических аппаратов без топлива и внешних силовых полей

В любой системе ориентации космического аппарата (КА) используется управление вращением — будь то для стабилизации телескопа, корректировки антенны, или наведения научного оборудования. Наиболее распространённые средства — это маховики (reaction wheels) и гиродины (CMG, control moment gyroscopes). Они создают момент силы, заставляя аппарат разворачиваться за счёт закона сохранения импульса. Но есть проблема. При длительной работе маховики постепенно накапливают кинетический момент — они раскручиваются всё сильнее и достигают предела своих оборотов. Это состояние называется насыщением маховиков (wheel saturation). После этого они больше не могут создавать нужный управляющий момент. Достигают предела своих возможностей и гиродины, когда рамки их роторов поворачиваются на предельный угол 90 градусов. Это как если бы вы постоянно нажимали на тормоза автомобиля на длинном спуске — в какой-то момент они перегреются и перестанут эффективно работать. Так и здесь: систему нужно «перезагрузить» — сбросить накопленный момент. Как сбрасывают момент сейчас? Сейчас инженеры используют несколько подходов:

https://habr.com/ru/articles/907612/

#сброс_кинетического_момента #космические_аппараты #системы_ориентации #маховик #гиродин #глубокий_космос #спутники #космос #изобретения #патенты

Пещерные астронавты. Предыстория освоения внеземных лавовых трубок

Ранее в моём блоге я почти не касался темы потенциального обустройства жилых баз на Марсе или Луне, поскольку пока она остаётся научно-фантастической. Тем не менее, в некоторых публикациях, например, « В ожидании зелёного утра » я пробовал рассказать о подготовительных исследованиях, ведущихся в этом направлении, и приходил к выводу, что выжить на поверхности Марса при современном уровне развития технологий почти невозможно. Ещё в 2019 году в издательстве «Springer» вышла обзорная книга « From Cave Man to Cave Martian: Living in Caves on the Earth, Moon and Mars » (От пещерного землянина до пещерного марсианина: как жить в пещерах на Земле, Луне и Марсе). Её автор Манфред фон Эренфрид полагает , что человеческий опыт освоения пещер очень пригодится первым колонистам при выстраивании баз под поверхностью Луны и Марса. Но обычных пещер земного типа мы там не найдём, поскольку пещера возникает под действием воды и выветривания. На Луне этих факторов нет по определению, а на Марсе они в лучшем случае отдалённо напоминают земные. Поэтому вместо пещер учёные пристально рассматривают лавовые трубки . Такие формы рельефа в изобилии встречаются на Земле и, следовательно, уже доступны для изучения. Существование лавовых трубок подтверждено на Луне, с высокой вероятностью они есть и на Марсе. Ранее тема заселения лавовых трубок на Хабре почти не рассматривалась, но интересный иллюстрированный обзор о них под названием « ESA изучит перспективные для жизни человека пещеры на Луне при помощи шарообразного зонда и целого роя роботов » опубликовал в марте 2021 года уважаемый @Seleditor в корпоративном блоге компании Selectel.

https://habr.com/ru/articles/860856/

#геология #космические_аппараты #Луна #спелеология #пилотируемая_космонавтика

[Перевод] Сколько фотонов принимается на бит, переданный с «Вояджера-1»?

Согласно https://voyager.jpl.nasa.gov/ , на 2024 год «Вояджер-1» находится примерно в одном световом дне от Земли и до сих пор поддерживает радиоконтакт. Когда он отправляет сообщения на Землю, примерно сколько фотонов (1) передаётся и (2) получается на бит? Для точного расчёта нам нужно определиться с параметрами (вы можете их поменять, но ответ изменится не очень сильно):

https://habr.com/ru/articles/819359/

#вояджер1 #voyager_1 #фотоны #космос #космические_аппараты #радио