Экзо-Розетта, проснись (Межзвёздный вояджер-3)

[Retired]

А что, моё предложение насчёт РИТЭГов на америции и сверхпроводящей электроники не ко двору? В смысле - офф-топ?

Я думаю, не надо нам никаких аккумуляторов, конденсаторов, химических батарей и т.п. Оболочка аппарата испаряется - солнечные батареи сами раскрываются под действием центробежной силы - и всё, зонд начинает работу.

Не проживет РИТЭГ и СБ (даже в законсервированном состоянии) и сотни лет (тысячи - тем более)

[pkl]

Но почему? Так и не понял...   pn-переходы?

[Retired]

Но почему? Так и не понял...   pn-переходы?

В том числе, но и тонкая пленка само по себе быстро "растворяется"

[pkl]

Тонкая плёнка чего?

[Janto]

Боюсь, что она так мертвой и останется, т.к. вода за время пути, скорей всего, вся испарится во внутреннее пространство через уплотнения, даже будучи в замерзшем состоянии. А там - и в космос вместе с воздухом. И вообще вопрос, как в невесомости "залить" элемент водой?

Понял. Чужих сообщений тут не читают. Страничку назад 2 раза писал. 

Это, что ли?

Предложение по питанию. "Размороженная" солнечная батарея может лишь запустить пиропатрон. А он уже запустит сухую химическую батарею (например, подогреет и разорвёт колбу с электролитом, как в старых морских или в замедленных минах) или термобатарею. Пиропатрон, вообще, много чего может запустить, разогреть и разорвать, если покумекать. Знаковая штука.

Дык читал, конечно. Но идею не принял по соображениям, указанным выше. Надо прорисовывать до деталей - конструкция колбы и пиропатрона, сопряжение этого всего с сухим веществом батареи и электродами, материалы и т.д. и пр. И там, с учетом тыщ лет, вакуума, глубоко минуса, невесомости и технологии первоначальной заправки такого понавылазит.... Все решает последний дюйм (с)  Т.е. решение абсолютно неочевидно, тьма вопросов, поэтому и вопрошаю - КАК?

UPD. А главное, мне не очень понятно, зачем химическая батарея, для запуска которой нужен электрический ток? Т.е. все равно сначала надо активировать солнечную. Другое дело, что в подпор к ней желателен аккумулятор, но это же не сухая батарея.
 

[библиограф]

 Возможный вариант -атомная батарея:
http://www.scientificlife.ru/publ/fizika/atomnaja_fizika/atomnaja_ehlektricheskaja_batareja/5-1-0-32
Сейчас много говорят о тритиевых батарейках - это она и есть!
Если мы сделаем её не на тритии, а , например на технеции-99(150 тысяч лет
период полураспада) мы получим вечный источник энергии, правда небольшой
мощности. Проще и надежнее быть не может.

[Janto]

Возможный вариант -атомная батарея:
Проще и надежнее быть не может.

Возможный то он возможный. Но может стать невозможным после проработки. Прикиньте для условий: напряжение - 24в, максимальный средний ток в режиме отстутствия радиопередачи - 1А - этого достаточно для работы аппаратуры, кроме передатчика.  В режиме радиопередачи требуется гораздо больший в импульсе, надо считать, поэтому прикиньте, сколько получится.  Оценить надо также, как минимум, реализуемость и массо-габаритные характеристики.
Ждем-с 

[библиограф]

Вот извольте:
 Китайский товар:
http://www.obobrali.ru/2013/01/kitayskaya-atomnaya-batareyka-nanotritium/
Миллион таких батареек обеспечит потребную мощность.
Интересно, какую долю объема и массы этой батарейки занимает
собственно энерговыделяющий элемент?
Судя по размерам микросхемы площадь его порядка 2-3см2, толщина,
по-видимому невелика, пробег бета-частиц трития - доли микрона.
Получается, масса элемента - десятки миллиграммов, значит масса
батареи будет порядка килограммов/ ватт .

[Janto]

Вот извольте:
Китайский товар:
http://www.obobrali.ru/2013/01/kitayskaya-atomnaya-batareyka-nanotritium/
Миллион таких батареек обеспечит потребную мощность.

Посчитано неверно. Возьмем за базу батарейку с напряжением 2,4В. При этом отдаваемый ток будет (возьмем с запасом с учетом мощности элемента), скажем, 100 nA. Для получения напряжения 24В надо соединить последовательно 10 секций. Для получения тока 1А надо соединить параллельно 1/100x10^9 = 10^7, т.е. 10 миллионов батареек. Итого 10x10^7 = 10^8, т.е. всего-навсего 0,1 миллиарда .
Это мы пока считаем для тритиевой батарейки со сроком службы 20 лет.
Но времененно на срок службы закроем глаз. Давайте разберемся, что же все-таки там внутри и как эти внутренности в бескорпусном варианте объединить в единую конструкцию. Хорошо, если там всего-навсего один какой-то кристалл. А если нет?
Ждем-с дальнейших углубленных исследований.


 

[bob]

Возможный вариант -атомная батарея:
http://www.scientificlife.ru/publ/fizika/atomnaja_fizika/atomnaja_ehlektricheskaja_batareja/5-1-0-32
Сейчас много говорят о тритиевых батарейках - это она и есть!
Если мы сделаем её не на тритии, а , например на технеции-99(150 тысяч лет
период полураспада) мы получим вечный источник энергии, правда небольшой
мощности. Проще и надежнее быть не может.

Это вариант изотопного генератора. Быстро деградирует.

Чтобы полностью снять вопрос о сохранности источников питания от времени, предлагаю вообще отказаться от аккумуляции энергии любым способом. Пусть электроника модуля получает ток непосредственно с солнечных батарей, ничего не запасая. Каскад вакуумных конденсаторов всё-таки потребуется, но только для создания пиковых мощностей: например при передаче сигнала. И даже вентиль на входе убрать. Пусть окончательно всё загрузится само, когда тока хватит. А до этого пускай ресетится от периодических падений напряжения. Переживёт.
Это очень существенное упрощение конструкции и устранение целой группы элементов, которые могут деградировать.

[Janto]

Чтобы полностью снять вопрос о сохранности источников питания от времени, предлагаю вообще отказаться от аккумуляции энергии любым способом. Пусть электроника модуля получает ток непосредственно с солнечных батарей, ничего не запасая. Каскад вакуумных конденсаторов всё-таки потребуется, но только для создания пиковых мощностей: например при передаче сигнала.

Нутк... Золотые слова, с этого начали.
Но просчитать источник на изотопных микробатарейках с нужным периодом полураспада все-таки полезно - дополнительный аргумент и какой-никакой результат оценки, приближающийся к инженерному.

[библиограф]

 Как у Вас с китайским?
http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1.4004-56656384.29.dysKyM&id=15659486189
Впрочем, там американскими буквами написано 50 microwatt
Умножаем теперь на миллион = 50 ватт.
Что внутри - вероятно, полупроводник с p-n переходом, на него
напылена пленка титана или циркония, насыщенная тритием.
Исходя из размеров микросхемы, оцениваем площадь - 2см2
Толщина из соображений прочностных - десятки микрон.
Получаем 0.01 см3 на 50 микроватт.
При увеличении мощности пакет таких пластин собирается в стопку,
подобно слюдяному конденсатору - 10000см3 на 50 ватт -неплохо!
Если присмотреться, на корпусе микросхемы написано 225 миллиКюри
Исходя из удельной активности трития 100 кюри на грамм - 2 миллиграмма
трития на 50 милливатт!   

Это вариант изотопного генератора. Быстро деградирует.

Насколько быстро?
Впрочем, высоковольтная изотопная батарея без полупроводников
как на картинке выше, деградировать не будет.

[Retired]

Насколько быстро?
Впрочем, высоковольтная изотопная батарея без полупроводников
как на картинке выше, деградировать не будет.

С не меньшим успехом эту батарею можно заменить на шерстяной носок и янтарную палочку
Это не источник мощности, а фактически источник высокого поляризующего напряжения, тока он отдать не способен, да и  эффективно преобразовать киловольты постоянки в рабочие напряжения (единицы-десятки вольт) - та еще инженерная задача...

[Okub62]

...  А главное, мне не очень понятно, зачем химическая батарея, для запуска которой нужен электрический ток?

Полагал, что для активации пиропатрона потребуется очень малая энергия, гораздо меньше. чем на "размораживание" основной системы. Система отработана 100 лет назад, гальваноударные мины опасны и доси. Электролит может храниться хоть в стеклянной колбе, компоненты простейшей батареи (хотя бы те же цинк и медь) старению, полагаю не подвержены, как и чёрный порох (для простоты), и проводок накала для розжига. Пиропатрон не обязательно брать сразу разрывной, сначала может загораться замедлитель - он же оттает электролит и т.п. Включившаяся батарея может начать разворачивать осн. солнечные батареи (предварительно спалив те же "портянки" в подшипниках) ... и т.д.
Понятное дело, что вопросов больше, чем ответов, но это же только канва, даже предположение, а не ОКР.
Схема? вот, например

Совсем не пойдёт, да? Тогда я огорчён - искали ведь простые "дубовые" решения, а тут уж дубовей некуда, полагаю.
P.S. Насчёт "не читают" прошу прощения и беру свои слова взад.

[Janto]

Как у Вас с китайским?
http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1.4004-56656384.29.dysKyM&id=15659486189 Впрочем, там американскими буквами написано 50 microwatt Умножаем теперь на миллион = 50 ватт. Что внутри - вероятно, полупроводник с p-n переходом, на него напылена пленка титана или циркония, насыщенная тритием.

С китайским у меня почему-то совсем плохо, нижайше прошу извинить. Но зато пока еще хорошо с памятью. Сначала Вами была дана ссылка на другой ресурс, и там черным по белому - 0,8-2,4В / 50-350 нА. Исходя из этих цифирей я и взял 2,4В / 100 нА, что даже с запасом.
Поэтому просьба поискать еще, может найдутся и более мощное батарейки, чем последняя, от них и будем плясать. И вообще желательно мануал. Они должны быть.

По части же того, что внутри, то это желательно знать точно, а не предположительно.

[Janto]

Полагал, что для активации пиропатрона потребуется очень малая энергия, гораздо меньше. чем на "размораживание" основной системы.  Электролит может храниться хоть в стеклянной колбе, компоненты простейшей батареи (хотя бы те же цинк и медь) старению, полагаю не подвержены, как и чёрный порох (для простоты), и проводок накала для розжига. Включившаяся батарея может начать разворачивать осн. солнечные батареи (предварительно спалив те же "портянки" в подшипниках) ... и т.д.
Понятное дело, что вопросов больше, чем ответов, но это же только канва, даже предположение, а не ОКР.

С активацией пиропатрона батареи и малой энергий понятно, но где ее взять? Только от другой батареи  Уж тогда проще изобресть каку-нинабуть биметаллическую пластину, которая нагреется и раздавит ампулу с жидким компонентом. Но давить, опять же, надо так, чтобы весь реагент ушел в сухую часть - тоже вопрос в условиях невесомости. Поэтому мне больше нравится идея Боба - заморозить жидкую фазу, растереть в порошок и смешать с порошком твердой фазы. Растает - и заработает. Но там тоже есть подводный камень - не потечет ли после смешения, хоть и очень медленно, реакция? Да и смысл в элементе?
Вот то, что, ИМХО, действительно нужно, это термочувствительная защелка, которая разбудит нашего товарища. Солнечные батареи все-таки надо везти в сложенном виде под неким колпаком. Это самый подверженным воздействиям среды элемент и его надо доставить до цели. 

[Retired]

Уж тогда проще изобресть каку-нинабуть биметаллическую пластину,

Сам такое хотел предложить, но вспомнил, что в космосе идет медленный, но верный процесс необратимой диффундии металла в металл. Пара плакированной биметаллики за тысячи лет станет единой запредельной эвтектикой, те потеряют свойства неравномерно расширяться при нагреве...

[bob]

Сам такое хотел предложить, но вспомнил, что в космосе идет медленный, но верный процесс необратимой диффундии металла в металл. Пара плакированной биметаллики за тысячи лет станут единой запредельной эвтектикой, те потеряют свойства неравномерно расширяться при нагреве...

Да. Любая форма металлической защёлки от времени перестанет пружинить. Запомнит новую форму и будет сохранять уже её. Сжатая пружина через сто лет не распрямится, если её отпустить.  А биметаллы станут композитами.

[Retired]

Да. Любая форма металлической защёлки от времени перестанет пружинить. Запомнит новую форму и будет сохранять уже её. А биметаллы станут композитами.

Эвтектикой, если точно, но то что произойдет запоминание формы - это 100-пудовый факт.

[bob]

Ещё мне кажется, что развёртывать антенну, гибридизированную с солнечной батареей, надо перед отделением от подвижного старта, или после отделения, пока ещё вся сборка не подверглась действию времени. У цели её не развернёшь - механика откажет. Развёртываться она должна после сброса обтекателя. А возможно - и после отстрела модуля к цели с направляющей.