Флаер вместо планетохода: правильно ли мы их строим?

[bob]

Категорически недоблюбливаю планетные миссии. Ввиду их практической бесполезности. Однако, раз их запускают, поделюсь следующей технической мыслью (аналогично теме про орбитальные станции). Мы привыкли, что луно- марсо- et cetera-ход это такая крайне медлительная машина с большим ресурсом, сделанная по схеме колёсного трактора высокой проходимости. Ходит она по метру в час. Большая скорость ей не нужна из-за большого запаздывания управляющего сигнала с Земли, да и невозможна из-за крайне низкой энерговооружённости (ритэги, батареи).
Так как в подавляющем большинстве случаев планетоходам предстоит работать на объектах с весьма низкой гравитацией при практическом отсутствии атмосферы: луны планет, астероиды, - то приходит в голову мысль, что сама исходная концепция подобных машин неверна уже для Луны. Не применить ли тактику "блошиных скачков"? Кажется, что на самом деле необходима АМС в возможностью неоднократного взлёта и посадки, перемещающаяся по местности короткими (от нескольких сот метров до километров) реактивными прыжками. Каждый очередной rocket jump тщательно проверяется перед его осуществлением, но, после принятия решения ЦУПом, производится быстро.
Приблизительная схема действий станции-флаера такова. Она прилуняется, даёт панораму и спектрограмму всей окружающей местности, бурит шурф, анализирует. Ей дают команду, в какую точку ландшафта ЦУПу её интересно переместить дальше. После этого, лазерным дальномером, расположенным на высокой мачте она промеряет рельеф вдоль и вблизи трассы следующего скачка, автоматически составляет программу полёта, и даёт небольшие импульсы, чтобы этак на полкилометра сместиться к новой точке. Снова повторяет всю послепосадочную программу и перелетает к следующему указанному реперу. Возможно, её нужно снабдить колёсами на посадочных лапах шасси, чтобы она могла немного походить вокруг места очередной посадки. Ну, спозиционироваться поточнее плюс-минус пару метров. Кроме того, по исчерпании горючего, она может перейти в режим обычного, традиционного, планетохода. Как уважаемым форумчанам такая идея?
Заметных минусов её я не вижу. Но плюсы очевидны.
1. Главный плюс: возможность управлять планетоходной миссией в любом радиусе запаздывания радиоволн, на любом практически достижимом сегодня расстоянии от Земли. Радиус автоматической планетоходной миссии становится равным радиусу беспосадочной пролётной миссии АМС.
2. Абсолютная проходимость и высокая скорость миссии. Не нужно, как сейчас, ползти до каждого заветного кратера или склона месяцами. Что весьма мучительно потому, что с самого начала видишь его уже вблизи.  Аппарату не требуется постоянный контроль движения с Земли, а только периодически, в редкие моменты принятия ЦуПом решений о следующем скачке.
3. Это объединяет и унифицирует идею посадочной и планетоходной автоматических миссий в одном комбинированном аппарате.

Верно ли я мыслю?

[Кремальера]

Верно ли я мыслю?

От чего же не верно?Идея проверенная.Мериканские лунные модули могли перелетать на новое место,даже уже коснувшись грунта. Но по моему мнению,флаер/посадочный модуль,способный перенестись за километры от посадочной точки нужен в первую очередь пилотируемым программам.Автоматическому роверу не к чему летать самому целиком:можно позапускать с катапульты маленькие самолетики ближней разведки.

[Прохожий]

А как с надежностью такой миссии по отношению к обычной? Так одна посадка, а так много посадок....

[bob]

можно позапускать с катапульты маленькие самолетики ближней разведки.

Сложно. Каждый "самолётик" не оборудуешь полным комплектом для навигации и связи с Землёй. А радиус работы дальномера и радиосвязи на малых телах очень узок: он определяется линией близкого горизонта. То есть миссия из посадочной АМС и мобильных модулей не сможет обследовать область шире горизонта управления с АМС. Поэтому я и предлагаю один модуль полновесной АМС с полным комплектом, который может пройти большие маршруты. Например, интересует Вас Энцелад. Облетели его по орбите на безопасной высоте, сделали несколько десятков витков, сели, и начинаете его "обскакивать" по разным маршрутам, чтобы пощупать грунт. Энергозатраты, чтобы так пройти вдоль меридиана, к примеру, на безатмосферном спутнике не намного выше, чем просто один взлёт обратно на орбиту. Никакой планетоход традиционных схем такого не может в принципе. Ну, помимо того, что им при запаздывании сигнала в часы - невозможно было бы управлять. Он бы куда-нибудь сверзился или ходил бы по миллиметру в час. А здесь, сев и повозившись на нескольких метрах заранее выбранной и измеренной посадочной площадки, есть сколько угодно времени на обмеры местности и раздумья, куда скакнуть дальше.

А как с надежностью такой миссии по отношению к обычной? Так одна посадка, а так много посадок....

Надёжность та же самая. Первая-то посадка осуществляется, как обычно. Она-то вполне гарантирована, как и в случае "неходильной АМС". А дальше - как повезёт. Причём, навигационная точность при обмере следующей посадочной площадки лазерным дальномером с расстояния прямой видимости явно надёжнее, чем с орбиты при первой посадке. При "скачках" по поверхности АМС почти ничем не рискует, кроме отказа двигателей ориентации и гиродинов. Но это уже судьба. На марсоходе тоже может отлететь колесо.

[Кремальера]

Цитата: Прохожий от Сегодня в 18:00:02
А как с надежностью такой миссии по отношению к обычной? Так одна посадка, а так много посадок....
Надёжность та же самая. Первая-то посадка осуществляется, как обычно. Она-то вполне гаратирована, как и в случае "неходильной АМС". А дальше - как повезёт. Причём, навигационная точность при обмере следующей посадочной площадки лазерным дальномером с расстояния прямой видимости явно надёжнее, чем с орбиты пр первой посадке. При "скачках" по поверхности АМС почти ничем не рискует.

Я наверное просто рассуждаю критериями дня прошедшего:самолетики и пр.В этой связи все-таки события минувшего августа оставляют надежду на осуществление подобной кузнечиковой стратегии.NASA явно будет совершенствовать свои реактивные лифты.

[Polnoch Ксю]

идея интересная, но по поводу надежности многократных посадок, как нас уверяет топикстартер, возникают серьезные сомнения: Вы же не на аэродром садитесь, а на пересеченную местность с оврагами, камнями, с риском обвала или провала под грунт (в карстовую пещеру какую-нибудь)

[Космический мусор]

Не есть карашо, что придется на протяжении всей миссии таскать балласт рабочего тела для реактивной двигательной установки.

[bob]

Не есть карашо, что придется на протяжении всей миссии таскать балласт рабочего тела для реактивной двигательной установки.

Да. Но речь идёт об астероидах и спутниках планет-гигантов. Так что балласт будет невелик. Более того, если выбрать группу объектов на сходных орбитах, такая АМС сможет обойти сразу серию. К примеру, объекты типа Весты, Тефии, Мимаса имеют столь ничтожные вторые космические скорости, что обойдя один и вновь развив скорость порядка нескольких сотен метров в секунду, можно обойти следующий. И так далее. В принципе, "Кассини" или "Рассвет" могли бы совершать множественные посадки на облетаемые ими объекты, если бы у них был небольшой запас топлива и посадочные приспособления. Собственно, об этом я и подумал: как должен наиболее органично выглядеть объединённый комбайн АМС-планетоход для малых тел, и какой функционал он должен нести, какова стратегия и тактика его применения. Например, высокая мачта или  штанга с лазерным дальномером как раз и нужна для расширения горизонта следующего прыжка. Иначе АМС не увидит и не изучит применимость удалённых посадочных площадок, стоя на грунте.

[Okub62]

На астероидах можно, наверное, будет вообще без рабочего тела - "ногами" отталкиваться.

[bob]

На астероидах можно, наверное, будет вообще без рабочего тела - "ногами" отталкиваться.

На некоторых - да.

[Kochelev]

Категоричеки нелюблюбливаю планетные миссии. Ввиду их практической бесполезности. Однако, раз их запускают, поделюсь следующей технической мыслью (аналогично теме про орбитальные станции). Мы привыкли, что луно- марсо- et cetera-ход это такая крайне медлительная машина с большим ресурсом, сделанная по схеме колёсного трактора высокой проходимости. Ходит она по метру в час. Большая скорость ей не нужна из-за большого запаздывания управляющего сигнала с Земли, да и невозможна из-за крайне низкой энерговооружённости (ритэги, батареи).
Так как в подавляющем большинстве случаев планетоходам предстоит работать на объектах с весьма низкой гравитацией при практическом отсутствии атмосферы: луны планет, астероиды, - то приходит в голову мысль, что сама исходная концепция подобных машин неверна уже для Луны. Не применить ли тактику "блошиных скачков"?

Какой смысл тратить дорогой (в всех смыслах) массо-габаритный бюджет на топливо, окислитель, подъемный, маршевый, тяговый и векторные движки? Для этих попрыгунчиков? 

[L_Pt]

А зачем лаборатории быстро перемещатся из точки в точку?

Когда неизвестно, а где все самое интересное лежит.

Вот тот же самый Курьез, ехал себе, и тут пирамидка, а потом карьерчик, который он пару десятков солов исследовал…

Прыгать – это разве что на астероїдах.

[bob]

Какой смысл тратить дорогой (в всех смыслах) массо-габаритный бюджет на топливо, окислитель, подъемный, маршевый, тяговый и векторные движки? Для этих попрыгунчиков? 

Это в предположении, что такие миссии вообще могут кому-то понадобиться. Естественно, пролётный беспосадочный зонд дешевле. Но не очень понятно, зачем нужен и он.

идея интересная, но по поводу надежности многократных посадок, как нас уверяет топикстартер, возникают серьезные сомнения: Вы же не на аэродром садитесь, а на пересеченную местность с оврагами, камнями, с риском обвала или провала под грунт (в карстовую пещеру какую-нибудь)

Во-первых, нужна ли эта надёжность? Первую посадку всё равно надо как-то выполнять. А при какой из последующих аппарат гробанётся - туда ему и дорога.  Главное, чтобы не на первых.

[bob]

А зачем лаборатории быстро перемещатся из точки в точку?
Когда неизвестно, а где все самое интересное лежит.

Это нужно, если действительно есть задача комплексно исследовать небесное тело и это действительно научная задача, а не рекламная акция. Слабость традиционного планетохода в этом плане - точечность и небольшой  радиус разведки. Он высаживается на определённой широте и долготе и за несколько лет успевает пройти лишь несколько десятков километров, взяв образцы с узкой дорожки общей площадью несколько десятков квадратных метров. Представьте себе, что Вы изучаете Землю только по ближайшей окрестности своего дома, не дальше, чем видно из окна верхнего этажа. Это несерьёзно. А зачем быстрое перемещение? Отвечу вопросом на вопрос: Вас действительно устраивает, что планетные миссии, начиная с моментов высадок, длятся по нескольку лет? Не лучше ли проводить их за несколько дней или недель, собирая при этом гораздо больше разносторонней информации? Ну, если их вообще интересно проводить, то так интереснее.

Вот тот же самый Курьез, ехал себе, и тут пирамидка, а потом карьерчик, который он пару десятков солов исследовал…
Прыгать – это разве что на астероїдах.

Вот он и исследует каръерчик и, возможно, ближайший кратер, если не сломается раньше. И всё. Много ли можно сказать о планетологии объекта в целом, сфотографировав десяток квадратных километров около точки посадки? В сравнении с неподвижным посадочным модулем, планетоход выгоднее тем, что может уйти за горизонт от точки посадки. Но это, собственно, и всё. Далеко он не уедет. Гораздо интереснее выборка с различных точек, отстоящих друг от друга на значительные расстояния: в разных широтах, с породами различной морфологии. И в точке очередной посадки надо уметь подползти к какой-нибудь "пирамидке", если она не далеко, и чем-то интересна. Я действительно не говорю о Марсе - там заметная гравитация, атмосфера - и много не попрыгаешь, по этим причинам. А вот, например, на Весте или Церере вполне можно попрыгать. И даже между ними можно "перепрыгнуть": попрыгав на одной, заняться следующей.

[Dem]

Идея хорошая, но везти с собой рабочее тело - идея неудачная - его слишком много надо.
Поэтому "прыгать" можно будет только там, где его можно набрать на месте. Т.е. например накачали атмосферы в бак - и прыгнули, накачали - и прыгнули.
Лёд вполне тоже годится - расплавили-испарили - и прыгнули...

[Kochelev]

Это нужно, если действительно есть задача комплексно исследовать небесное тело и это действительно научная задача, а не рекламная акция.

Низколет (сотни метров над Terra Firma - атмосферы нет) прекрасно решает обзорную задачу. 

[Klapaucius]

Про кузнечиков тут правильно вспомнили. Реактивная тяга для прыжков вряд ли будет широко востребована. А вот отталкиваться от поверхности, прыгать  - самое то. Даже на Луне может пригодиться. Когда аппарат попадает в место где прыжок невозможен, нужно предусмотреть более гибкие движения. Конечно это не обязательно должна быть копия кузнечика, возможно наличие каких-нибудь пружин или даже щупалец.
Проект селенохода для гугла, шагающие лыжи, тоже как концепция движения неплох в некоторых ситуациях.

[Kochelev]

ро кузнечиков тут правильно вспомнили. Реактивная тяга для прыжков вряд ли будет широко востребована. А вот отталкиваться от поверхности, прыгать  - самое то.

Как вариант при малом ускорении свободного падения тела назначения - почему собственно нет? Точность "приземления" конечно сомнительна, но поскольку все равно  априорно неизвестно "куда надо" - сойдет

[A_V_G]

Мериканские лунные модули могли перелетать на новое место,даже уже коснувшись грунта.

Это какие?

[Кремальера]

Это какие?

LEM.После касания грунта телескопическим щупом и срабатывания сигнала lunar contact,у астронавтов было ЕМНИП,20 сек. чтобы окончательно прилунятся,либо стартовать на орбиту.