Экзо-Розетта, проснись (Межзвёздный вояджер-3)

[bob]

По поводу межзвёздных зондов вопрос поднимался уже много раз. И мне тут пришло в голову оригинальное решение. Первая основная проблема - это живучесть зонда в диапазоне от нескольких сот до нескольких тысяч лет. Вторая основная проблема - пробуждение зонда у цели. Кажется, что нужен некий таймер или группа последовательно резервирующих друг друга таймеров, которые включили бы бортовые системы у цели. Весь полёт их нужно питать, обогревать, сделать износостойкими и т.п. Отсюда вытекает проблема атономной, тоже неубиваемой, энергоустановки... В общем, всё это для межзвёздного полёта не жизненно.
У меня возникла забавная мысль. А что, если зонд отправить в межзвёздный полёт, исходно... выключенным, неуправляемым, без изотопных источников, без устройств обогрева и с разряженными батареями. И без таймера пробуждения вообще.
Кажется, это решение технической части проблемы межзвёздного зонда.
Итак, все остальные выведенные нами правила конструирования остаются в силе:
1) отсутствие движущихся узлов и соединений (иначе за столетия они схватятся и станут неразъёмными);
2) даунгрейд электроники (отказаться от применения микротехнологий): микропроцессоры современных типов за сотни лет превратятся в хлам - дорожки на кристалле зарастут из-за броуновского движения даже при низких температурах. Нужны вполне различимые на глаз проводники и элементы схемы вроде первых интегральных схем.
Механизм обогрева, энергопитания и пробуждения зонда у цели предлагаю... естественный. Зонд со всех сторон должен быть покрыт солнечными батареями, чтобы исключить проблемы из-за совершенно случайной ориентации неуправляемой машины на подходе к цели.
Зонд надо просто точно исходно направить. Настолько точно, чтобы он обязательно попал в десятку, за ледяную линию около звезды-мишени.
Дальше всё просто: он пассивно отогревается светом звезды, с фотоэлементов солнечных батарей начинает поступать заряд в блок питания. Например, в конденсаторную батарею (обычные аккумуляторы недолговечны). При достижения необходимого уровня заряда, срабатывает триггер включения цепей питания аппаратуры. В общем-то всё. Так что предлагаю разбудить зонд... утренним солнышком, без лишних команд. Это снимает проблемы не только тайминга и бесперебойности работы в спящем режиме гибернации компьютера, но и чрезмерного резервирования. Экзозонд получается не сложнее и не тяжелее "Вояджера" или "Розетты".
Как такая идея глубокоуважаемым донам?

[slava aa]

Всё учёл- можно ехать.

[bob]

Всё учёл- можно ехать.

Пока получается, что так. Какие возражения? Что может помешать поехать?

[ChiefPilot]

Столетия всё-таки маловато. Скорее тысячелетия. А деградация материалов, на мой взгляд, (тех же солнечных батарей на поверхности) под действием условий открытого космоса не даст зонду продержаться столько и уж тем более - проснуться. Единственная надежда всё-таки постоянные регенерация или ремонт...
Очень было бы здорово слетать таки на Луну и поглядеть, что стало с материалами посадочных модулей Аполлонов. Чтобы хотя бы прикинуть, что происходит с ними за десятки лет.

[bob]

Столетия всё-таки маловато. Скорее тысячелетия. А деградация материалов, на мой взгляд, (тех же солнечных батарей на поверхности) под действием условий открытого космоса не даст зонду продержаться столько и уж тем более - проснуться. Единственная надежда всё-таки постоянные регенерация или ремонт...

Ремонт требует запчастей. Поэтому ремонт сразу исключаем - с запчастями произойдёт то же, что и с основным набором.
Даунгрейженная дубовая электроника и электрика, по идее, не должна бояться ни времени, ни космических лучей, способных быстро убить более современные нежные машинки. Кроме того, почти весь полёт проходит при температуре около абсолютного нуля. В общем-то проблема может заключаться только в деградации брошенных без присмотра фотоэлементов. Насколько быстро она может идти при только звёздном свете и межзвёздном "ветре"?

P.S. Если солнечные батареи не подойдут, пускач можно сделать на зеркальном коллекторе, к примеру. (Но тут засада - потребуется единственное механическое соединение, какой-нибудь поршень, что-ли, что плохо.)

[-Asket-]

Наморозить на поверхность фотоэлементов защитный слой какого-нибудь легкоплавкого летучего вещества - опять же при подлете само нагреется и испарится.

[bob]

Ещё одна немаловажная деталь. За столетия полёта конденсаторная батарея хорошо зарядится и звёздным светом. Поэтому при недостаточном темпе поступления заряда должен быть второй электронный вентиль, спускающий излишки, закорачивающий систему питания при слишком малом токе зарядки. Только при нужном токе и нужном заряде одновременно должно случиться включение.

Наморозить на поверхность фотоэлементов защитный слой какого-нибудь легкоплавкого летучего вещества - опять же при подлете само нагреется и испарится.

Да. Отличная идея. буквально - залить как каток, льдом, который примет на себя весь удар межзвёздной пыли и газа.

[Космический мусор]

Наморозить на поверхность фотоэлементов защитный слой какого-нибудь легкоплавкого летучего вещества - опять же при подлете само нагреется и испарится.

А такое вещество способно защитить от радиационной деградации ФП?

[Алексис]

Зонд надо просто точно исходно направить. Настолько точно, чтобы он обязательно попал в десятку, за ледяную линию около звезды-мишени.

Это первое, что выглядит не реальным.
1. Точное нацеливание не возможно. Задача движения нескольких тел точно не решается.
2. Распределение гравитационного поля на трассе полета неизвестно. Неизбежно отклонение.
3. Изменение плотности пылевой среды неизвестно. Получаем переменное торможение.
4. Распределение плазмы и магнитного поля неизвестно. Опять получаем отклонение.
Это то, что лежит на поверхности. "Пионер" уже показал, как там все не просто. Поэтому без навигации и коррекции полета никак не обойтись. Значит хотя бы раз в десятилетие придется аппарату просыпаться и корректировать трассу.

[bob]

Зонд надо просто точно исходно направить. Настолько точно, чтобы он обязательно попал в десятку, за ледяную линию около звезды-мишени.

Это первое, что выглядит не реальным.
1. Точное нацеливание не возможно. Задача движения нескольких тел точно не решается.
2. Распределение гравитационного поля на трассе полета неизвестно. Неизбежно отклонение.
3. Изменение плотности пылевой среды неизвестно. Получаем переменное торможение.
4. Распределение плазмы и магнитного поля неизвестно. Опять получаем отклонение.
Это то, что лежит на поверхности. "Пионер" уже показал, как там все не просто. Поэтому без навигации и коррекции полета никак не обойтись. Значит хотя бы раз в десятилетие придется аппарату просыпаться и корректировать трассу.

1. Если последнюю коррекцию, окончательное нацеливание, произвести на большом удалении от Солнца, не вблизи планет-гигантов, то мне кажется, что проблем не будет. Мы же уже умеем нацеливать автоматические телескопы с точностью, достаточной для работы звёздных коронографов, чтобы фотографировать экзопланеты в прямом фокусе. Нацелиться можно. Вот не собъёт ли пусковой импульс ориентацию после такого нацеливания? Может, закрутить машинку после нацеливания, перед последним включением движка, как Вояджеры? А задачей многих тел можно в этом случае пренебречь. Важно безошибочно нацелиться в точку встречи (знать относительные скорости Солнца и мишени).
2. См. п. 1.
3. Да. Не известно. Пыль и газ могут давать отклонение. В них есть неоднородность, течения. В общем, всё, что выяснил вояджер при переходе через гелиопаузу.
4. См. п. 3.
Если придётся корректировать, то хана. Активный в пути зонд лежит за пределами современных технологических возможностей. Это уже прикидывали. В общем, надо прикидывать допустимые пределы сноса снаряда с траектории. По данным вояджера. И посмотреть кинематику наиболее точных двигателей и гиродинов: позволяют ли они ориентироваться с телескопической точностью при небольшом импульсе тяги. Тут, наверное, лучше подойдёт ионник. Он очень точен. Конечно, о хаотичном импульсе от ЖРД или ТТРД речи нет. Тут нужно прецизионное электронное устройство. Да, только ЭРД. Наименее маломощный, но точный, и не допускать вибрации.

[Космический мусор]

А какой, собственно, исследовательской аппаратурой предлагается оснастить зонд? 

[bob]

А какой, собственно, исследовательской аппаратурой предлагается оснастить зонд?

Легче спросить, зачем он нужен. В общем-то, непонятно, зачем.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,114979.msg2729728.html#msg2729728
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,114979.msg2729754.html#msg2729754
Меня пока интересует техническая осуществимость, безотносительно наличия внятной цели. До этой мысли я был уверен, что такая миссия невыполнима вообще. Аппарат получался огромной массы, с бесконечным резервированием, гоячими/холодными реакторами, неправдоподобной износостойкости и живучести. В общем, такое чудище сделать и запустить не представлялось возможным. Это был бы атомный линкор большого тоннажа, а не зонд.
То есть пока решаем проблему извоза, а что и зачем нам нужно, подумаем потом.

[Грехов Михаил]

А что, если зонд отправить в межзвёздный полёт, исходно... выключенным, неуправляемым, без изотопных источников, без устройств обогрева и с разряженными батареями. И без таймера пробуждения вообще.

Что курили то? Признавайтесь!  Как такой зонд будет вообще активироваться? Кстати аккумуляторы нельзя хранить в разряженном состоянии. От этого их можно убить совсем. Будет бесполезный хлам.

И основное - восе не то, что всё там убъётся нафиг... а тут другие технические проблемы стоят. 

[bob]

Кстати аккумуляторы нельзя хранить в разряженном состоянии. От этого их можно убить совсем. Будет бесполезный хлам.

Не внимательно читаете тему. Аккумуляторы никто не предлагал.

[Грехов Михаил]

А ваш термин "разряженные батареи" - относится к чему? К аккумуляторам? Или к батареям центрального отопления? или к батареям на линии фронта? 

[Космический мусор]

А ваш термин "разряженные батареи" - относится к чему? К аккумуляторам? Или к батареям центрального отопления? или к батареям на линии фронта? 

К батарее конденсаторов, кажись.

[Грехов Михаил]

Так... если летящий зонд-абсолютный труп (не работает даже таймер). То какая сила вдруг что-то включит? Нет ни побуждающего сигнала, ни запасов энергии для разворота системы.  Да ещё и по пути за тысячелетия что-то успело "накрыться медным тазом". Например, деградировали СБ. Обкладки конденсаторов тоже может закоротить.

[bob]

А ваш термин "разряженные батареи" - относится к чему? К аккумуляторам? Или к батареям центрального отопления? или к батареям на линии фронта?

Ниже там написано. Повторюсь - батареи можно применять только конденсаторные.

Так... если летящий зонд-абсолютный труп (не работает даже таймер). То какая сила вдруг что-то включит? Нет ни побуждающего сигнала, ни запасов энергии для разворота системы.  Да ещё и по пути за тысячелетия что-то успело "накрыться медным тазом". Например, деградировали СБ. Обкладки конденсаторов тоже может закоротить.

Да всё может закоротить. Затем и даунгрейд оборудования. Полный отказ от микросхем и пр. (всё это слишком легко убивается броуновским движением, космическими лучами на трассе - это всё не годится). Делаем нормальный советский спутник героических времён. Всё должно быть большое и железное, чтобы не закоротило и не спаялось. Насчёт "включающей силы" Вы не поняли. Фотоэлемент может навести эдс, если на него посветить. То есть, когда фотоэлементы оказываются на свету, они начинают заряжать кондёнсаторы сами, неуправляемо, без команды. Считайте, что они замёрзли во включенном положении. И просто отмёрзли. А когда темп зарядки и уровень заряда дойдут до нормы, электронный вентиль на операционном усилителе из диодов, которые можно лудильным паяльником припаять, включит бортовой комп. Тоже чугуниевого археосоветского типа.  С ферритовой памятью и кондёрами размером с кружку.
Понимаете, ЛСД-экран через тысячу лет не включишь, он уже превратится просто в прессованный песок с пластмассовой крошкой, а телевизор КВН - можно включить через тысячу лет, если он хорошо хранился.

[Грехов Михаил]

То есть, когда фотоэлементы оказываются на свету, они начинают заряжать кондёры пассивно, без команды.

То есть предлагаете сделать так, чтобы при пролёте около целевой звезды СБ начали вырабатывать электроэнергию и она бы заряжала батарею? А сможем так пульнуть с высокой точностью, чтобы аппарат прошёл в среднем на эквивалентном расстоянии от звезды (с учётом её мощности) в 1.а.е? И при этом ни разу за много тысяч лет не сделать ни одной коррекции и определения своего местоположения? Да с учётом того, что по межзвёздному веществу на пути зонда вообще ничего не знаем. Могут быть непредсказуемые вещи.

А где-то должна быть ещё ячейка памяти, программное обеспечение. Задолго до цели надо "вспомнить" какого хрена мы туда летели и что надо делать. А для поддержки (и самоконтроля ошибок) возможно тоже потребуется источник энергии.

Ну и вообще для опроса системы хотя бы раз в 10-15 лет... чёрт его знает. 

[bob]

А сможем так пульнуть с высокой точностью, чтобы аппарат прошёл в среднем на эквивалентном расстоянии от звезды (с учётом её мощности) в 1.а.е?

Ув. Михаил, всё-таки прочтите тему. Все эти вопросы уже разбирались. Впрочем, не совсем. Вопрос загрузки компа, если нет флэшки на бивисе, жёсткого диска и CD\DVD  - естественно, не разбирался.  Но об этом уж не беспокойтесь. Это легко решаемый вопрос: раньше не было ни того, ни другого, и жить это не мешало.