A A A A Автор Тема: Колонизация Титана  (Прочитано 94091 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн SpaceEngineer

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 205
    • Сообщения от SpaceEngineer
    • SpaceEngine - бесплатный космический симулятор
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1740 : 30 Мая 2020 [19:34:47] »
Тогда разместим один баков рядом с хабом. Или все их нанизаем как бусины на хребет корабля. Вариантов много.
12" Meade LX200 GPS @ fork
C9.25 EdgeHD @ iOptron HAE43
Askar 120 APO @ ZWO AM5N
ASI 2600MM Pro, ASI 2600MC Duo, ASI 178MC-Cool
DeepSky 25x100, Olympus 10x50

Оффлайн crazy_terraformer

  • *****
  • Сообщений: 11 195
  • Благодарностей: 336
  • AdAstraPerAspera! Вот там мы и будем!Или не будем!
    • Сообщения от crazy_terraformer
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1741 : 30 Мая 2020 [19:43:14] »
Тогда уж в L2 Земля-Солнце. И доставлять туда материалы с Луны пушкой.
Если только это будут  специальные ракеты, на перехватчики топлива не напасешься.
Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ пайдиомь мы чьюжымь вна абедъ!

Следи за собой! Будь осторожен!(с)

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 281
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1742 : 30 Мая 2020 [19:50:54] »
Блин. Сегодня навесил расчет Гомана для любых пар планет перелета и посмотрел насколько мой симулятор реально врет. Врет на дальних планетах (заметно начиная с Юпитера) на 10-58  м/с... При этом не пойму как? Даже на Плутоне врет меньше чем на Уране... Если намотать траекторию в несколько витков, то она наматывается ровно (не пляшет, хотя при некоторых вариантах расчета она дрейфовала что стало поводом данный расчет забраковать). Я уже что только не делал. Отказался от тригонометрии (явного обращения к синусам, косинусам, арктангенсам и углам). Не помогло. Все равно погрешность сохраняется. Но откуда погрешность (именно в начальной скорости, симулятор требует на 50 м/с больше чем теоретический расчет Гомана. Хорошо хоть не меньше. Ошибка в нужную сторону.) и при этом изменение шага итерации не влияет. Вернее пока 2000 -3000 шагов - точность повышается, а с 5 000 до 20 000 - как вкопанная. Остается эта пляшущая погрешность - хоть тресни! Кум говорит - забей. И так качество более чем. Согласен. Я ожидал куда худшего. Но все равно непонятно... В общем день убил на фигню... :(
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн Андрей Астрофизический

  • *****
  • Сообщений: 6 713
  • Благодарностей: 434
  • Всё, отлетались. Сушите весла.
    • Сообщения от Андрей Астрофизический
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1743 : 30 Мая 2020 [20:00:46] »
В общем день убил на фигню...
На отладку ::)
Нам ли с вами не знать, что это такое, и сколько времени, может занимать.
Обычно в разы и десятки раз больше, чем просто код написать.
Мне известно достаточно, чтобы утверждать - я почти ничего не знаю.

Оффлайн AndrejM

  • *****
  • Сообщений: 1 122
  • Благодарностей: 9
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от AndrejM
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1744 : 30 Мая 2020 [21:39:16] »
Врет на дальних планетах
Ну если релятивистское влияние не имеет значения то.
Полагаю погрешность декритизации. Эксель для космических расчетов не самое лучшее.
В прочем может в сонстантах но это мне не доступно.
У нас программа считает в 64 бита. Так при использовании 15 значащих знаков в некоторых расчётах погрешность уходит в первый знак. И это простая статистика считается.
« Последнее редактирование: 30 Мая 2020 [21:46:25] от AndrejM »
Нам нужно будущее поэтому его нужно делать.

Оффлайн AndrejM

  • *****
  • Сообщений: 1 122
  • Благодарностей: 9
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от AndrejM
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1745 : 30 Мая 2020 [22:01:29] »
Тогда уж в L2 Земля-Солнце.
Он имеет ввиду использовать кинетическую энергию луны.
Но всеже. Очень много массы подымается от земли/луны. Лишнее топливо. Преемлимо только если спешка.
А если медленно то по дороге отель, склад, завод...
Нам нужно будущее поэтому его нужно делать.

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 281
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1746 : 31 Мая 2020 [01:41:16] »
Не могу как художник лечь спать не отметив событие (мой посильный вклад 5 минут халтурной работы):



Конечно нужно бы в "новостях..." Но там организаторы массовых народных гуляний модераторы... эм... без чувства юмора.
Аннигилируют "неформатные" (не в русле "одобрям" и "поздравлям") посты как класс.

Ну что? Там не втовпышся (да и не надо).
Поздравляю здесь, в тихом, семейном кругу.
С возобновлением космической гонки, товарищи?!
Далее - Титан?
 :)
« Последнее редактирование: 31 Мая 2020 [01:57:06] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн Андрей Астрофизический

  • *****
  • Сообщений: 6 713
  • Благодарностей: 434
  • Всё, отлетались. Сушите весла.
    • Сообщения от Андрей Астрофизический
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1747 : 31 Мая 2020 [01:59:30] »
Далее - Титан?
Сначала Марс.
Без шуток)
Мне известно достаточно, чтобы утверждать - я почти ничего не знаю.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 573
    • Сообщения от AlexAV
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1748 : 31 Мая 2020 [02:31:07] »
В общем Александр Семёнов уже привёл некоторые основные выводы тут:

Всем кто дрался тут за средства тяги к Сатурну.
Хочу помочь "как художник"

и они не поменяются. Однако, всё же приведу свою программу для расчёта ХС перелёта к Титану (плюс, она учитывает некоторые детали, которые, как я понял, у Александра Семёнова не учитывались, скажем наклонение орбиты Сатурна к эклиптике).

Модель использует элементы кеплеровских орбит и строилась в следующих предположениях.
1) Перелёт включает три импульса. Первый - старт с околоземной орбиты. Второй - коррекция наклонения в точке пересечения переходной орбиты линии пересечения плоскостей орбит Земли и Сатурна. Третий - торможение у Сатурна в точке на расстояние равном большой полуоси орбиты Титана с переходом на круговую орбиту вокруг Сатурна с периодом равным периоду обращения Титана вокруг Сатурна.
2) Перегелий переходной орбиты совпадает с точкой старта.
3) Орбиты Земли и Сатурна считаются круговыми. Их ненулевым эксцентриситетом пренебрегалось. Учёт  эксцентриситета усложнил бы модель, но не дал бы ничего принципиально нового на качественном уровне.

Модель строилась следующих образом:

Скорость отлёта от Земли связана с величиной приращения скорости при первом импульсе V_{start} как:

\[ V_{start} = \sqrt{(V_0 - V_1)^2 + 2k_{Earth}/(R_0+h_{min})} - \sqrt{2(E_0 + k_{Earth}/(R_0+h_{min}))}  \]
\[ E_0 = -\frac{k_{Earth}}{2R_0+h_{min}+h_{max}} \]
\[ k_{Earth} = V1_{Earth}^2R_0 \]

\( V_{start} \) - стартовое приращение скорости,\(  V_0 \) - скорость при отлёте относительно Земли на бесконечности, \( R_0 \) - радиус Земли, \( h_{min} \) и \( h_{max} \) - высота перегея и апогея орбиты с которой осуществляется старт, \( V1_{Earth} \) - первая космическая Земли у поверхности, \( V_1 \) - орбитальная скорость Земли.

Эксцентриситет переходной орбиты рассчитывались как:

\[ e = \frac{f}{k} = \sqrt{1+((V_0/V_1)^2 - 2)(V_0/V_1)^2}  \]

здесь \( f \) - модуль вектора Лапласа,\(  k = GM_s \), \( G \) - гравитационная постоянная, \( M_s \) - масса Солнца.

Параметр переходной орбиты:

\[ p = r_0(1+e) \]

здесь\(  r_0 \) = 1 а.е. - расстояние от Солнца в точке старта.

Угол между направлением на точку старта и направлением на точку достижения Сатурна:

\[ cos \phi = \frac{r_0(1+e)-r'}{r'e}
 \]
r' - радиус орбиты Сатурна.

Секторальная скорость
\[ dS/dt = (dS/dt)_0\frac{V_0}{V_1} \]

\( (dS/dt)_0 \) - секторальная скорость Земли.

Время перелёта:
\[
T = \frac{1}{(dS/dt)}\int_0^{\phi}0.5\frac{p^2}{(1+e cos(\theta))^2}d\theta \]

Расстояние от Солнца до точки пересечения траектории с линией пересечения плоскостей орбиты Земли и Сатурна:

\[ r_p = \frac{r_0(1+e)}{1+e cos\alpha} \]

\( \alpha \) - угол между прямой проходящей через Солнце и точку старта и прямой пересечения плоскостей орбиты Земли и Сатурна.

Величина требуемого изменения проекции скорости на ось нормальную к плоскости эклиптики при втором импульсе:
\[
\Delta V_z = \frac{V_0r_0}{r_p}sin(\beta) \]

\( \beta \) - угол меду плоскостями эклиптики и плоскостью орбиты Сатурна.

Величина требуемого изменения азимутальной скорости при втором импульсе:

\[ \Delta V_{\phi} = \frac{V_0r_0}{r_p}(1 - cos \beta) \]

Полная величина второго импульса:

\[ \Delta V_{II} = \sqrt{\Delta V_z^2 + \Delta V_{\phi}^2} \]

Азимутальная скорость относительно Сатурна в точке встречи:

\[ VS_{\phi} = \frac{V_0r_0}{r'} - V_1\sqrt{\frac{r_0}{r'}} \]

Радиальна скорость относительно Сатурна в точке встречи

\[ VS_r = \sqrt{(V_0^2 - 2V_1^2)+2r_0V_1^2/r' - V_0^2r_0^2/r'^2} \]

Величина третьего импульса необходимого для перехода на круговую орбиту вокруг Сатурна с радиусом равным радиусу орбиты Титана:

\[ V_{III} = \sqrt{VS_r^2 + VS_{\phi}^2 + 2VS_1^2} - VS_1 \]

здесь \( VS_1 \) - скорость на круговой орбите с радиусом равным большой полуоси орбиты Титана.

Полный ХС нужный для перелёта

\[ V_sum = V_{start} + \Delta V_{II} + V_{III} \]

Скрипт на Octave реализующий такой расчёт - в приложенном файле.     
« Последнее редактирование: 31 Мая 2020 [03:05:28] от AlexAV »


Оффлайн Андрей Астрофизический

  • *****
  • Сообщений: 6 713
  • Благодарностей: 434
  • Всё, отлетались. Сушите весла.
    • Сообщения от Андрей Астрофизический
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1749 : 31 Мая 2020 [02:43:27] »
приращения скорости при первом импульсе
величина второго импульса
Т.е. расчет строго говоря, для "импульсных" движителей с высокой тягой. ЖРД, взрыволетов и т.п...
Для ионных/ЭРД, имеющих небольшую тягу, импульс будет растянут во времени. Как вы считаете, намного ли это изменит затраты ХС, и изменит ли?
В исполнении ионного двигателя даже полет по Гоману выходит в итоге несколько "размазанным" и как бы не совсем по Гоману.
Мне известно достаточно, чтобы утверждать - я почти ничего не знаю.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 573
    • Сообщения от AlexAV
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1750 : 31 Мая 2020 [03:03:04] »
Т.е. расчет строго говоря, для "импульсных" движителей с высокой тягой. ЖРД, взрыволетов и т.п...

Да, всё абсолютно так. Данная модель предназначена скорее для оценки области применимости химии (заменяя параметры вместо Сатурна можно посчитать и для любого другого тела с орбитой близкой к круговой). Для описания движения с малой тягой - она не годится абсолютно.

P.S. Взялся писать для ионника - и понял, что перед этим нужно освежить свои знания по теории оптимального управления. Написать программу, которая просто построит траекторию - не проблема, а вот найти оптимальную... нужно вспоминать гамильтониан Понтрягина и всю теорию с ним связанную.

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 281
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1751 : 31 Мая 2020 [10:28:45] »
Параметр переходной орбиты:
Здесь r0 = 1 а.е. - расстояние от Солнца в точке старта.
Прошу прощения за глупость (но если я не спрошу, ни кто же и не решится) e - это число Эйлера?
:)

Вопрос снимается. Сейчас начал внимательно смотреть. e- это таки эксцентрисит... Блин, подумал же что вроде он. Но пропустил когда с утра искал знакомые буквы...

Скрипт на Octave реализующий такой расчёт - в приложенном файле.     
Ох уж эти маги со своими квантовыми умклайдетами!!!


:)

Если переводить это в "школьную" (для инженеров) математику, то, если не ошибаюсь (верней, онлайн решатель интегралов)...



Напомните (совсем все забыл!) tanh-1 (x) - это гиперболический арктангенс, atanh(x)? Обозначение сразу за функцией минус первой степени, f -1 (x),  это функция, обратной данной f(x), вроде же (даже уже обозначения забыл!)?
В любом случае, учитывая что

tanh(0)=atanh(0)=0

получаем



и тогда окончательно все "просто":



Хотя и тут опять вылезла проклятая гиперболическая тригонометрия (куда без нее здесь?) но слава богу, тут хоть интеграл берется.
:)
Насколько я понимаю, ваше точное решение вашим скриптом в вашем Octave позволяет решать все это как хочешь? И относительно V (заданы скорости надой найти время)  и T (задано время перелёта, надо найти скорости)?
Конечно, если это специализированный пакет, тут будет все как в аптеке... Моим под(д)елкам на excel-ях... не угнаться...
:(
Они как своего рода логарифмическая линейка против калькулятора (работа с моей моделью по поиску решений действительно напоминает работа на логарифмической линейке) :)
(кликните для показа/скрытия)

Если кто на  "умклайдете" Octave работать не умеет, то  из этих выкладок AlexAV все же нам, простым смертным, польза есть.
Если я взял интеграл правильно, то это десять (даже пять) ячеек в Excele и мы получаем АНАЛИТИЧЕСКИ ТОЧНЫЕ значения при заданных параметрах.
Если мы ищем время от орбиты и скоростей - мы получим точный расчет.
Обратную задачу (найти скорости и прочее от заданного времени перелёта T) из этого так просто я не выкручу (нафик! я повешусь сие безобразие крутить, это как с системой уравнений в гиперболических арксинусах 20 страниц назад!!! УВОЛЬТЕ!). Но, вообще говоря, и моя модель дает время достаточно точно(это не скорости, которые при +-50 м/с даже на графике показывают заметное отклонение). Так что...
Спасибо, Алекс... Вы как всегда инвисибл!...
:)

P.S. Взялся писать для ионника - и понял, что перед этим нужно освежить свои знания по теории оптимального управления. Написать программу, которая просто построит траекторию - не проблема, а вот найти оптимальную... нужно вспоминать гамильтониан Понтрягина и всю теорию с ним связанную.
Ну вот... И сразу оптимальное решение?
Гм... Ну вы нам тогда докледец, вкратце, "на пол часика" сделаете тут (с вопросами из зала)?
Вы уловили что НАС интересует?
По-сути, нас интересует как время перелета к той или иной планете Солнечной системы на подобном ионнике зависит от удельной мощности. По-сути мы хотим график. Ну как это было со звездолетами (с вашей же помою я его в конце концов и получил):



Но со звездолетами, по прямой, без гравям (они несущественны) - все просто. И оптимум в том числе ищется легко (даже я смог).
А здесь, на склонах гравитационного колодца Солцна... да, тут черт ногу сломает...
 >:(
Но если вы выкрутите "картину маслом" в целом (скажем дистанция орбиты от Земли по горизонтали, по вертикали - удельная мощность для оптимальной электроракеты время перелета T, а семейство кривых с подписями, как водится, удельная мощность, скажем от 50 вт/кг до 200 или там 1000) то...  смысл нашей тут "бытия" (считай половина из 80-и страниц!), нас, "псов смердящих", теряется "чуть больше чем полностью"!...
 :D

« Последнее редактирование: 31 Мая 2020 [14:04:22] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 281
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1752 : 31 Мая 2020 [11:18:36] »
Далее - Титан?
Сначала Марс.
Без шуток)
Какие тут шуточки теперь? Дырки уже сверлят в бортах общих орбитальных станций!!!   >:D
Вы думаете просто так?
Конечно Марс-Маск... Это можно.... Я  не против. Я двумя руками "за!" Даешь ракет побольше! Хороших и разных!
Сможет бизнес (или что там за ним прячется)? Да ради бога!!!

Но если по-уму, то я вижу ТАК светлый сценарий конкуренции.
Скажем, китайцы... высаживаются на Луну и строят там базу. Военную. Желательно...
Американцы (посмотрите на них сейчас! Гордости - полные штаны), разумеется этого так не оставят. НО! На Луне ключевой ресурс (вода) не так уж и распространен. Поэтому кто первый встал - того и тапки. Или, "первый халат одел - тот и доктор в этом дурдоме"
Я на это расчитываю.
После того как Дональд наш Фёдорович, свет Трамп, объявил что договор 1979-го (да и 1967-го тоже!) про "Мы пришли с миром и от лица всего человечества" ему не указ, это должно, ПО ИДЕЕ, подстегнуть "великие державы" к более интенсивным действиям по освоению космического пространства.
Чем кончится драка за Луну № 2 на этот раз?
Делайте ставки.
Но очевидный шаг НЕУДОВЛЕТВОРЕННОЙ стороны - пояс астероидов (Марс - как один из элементов системы), Церера...  Ну и конечно Титан. Если кто дотянется. Как мы видим этот виноград пока для нас "слишком кислый"....
Но конкурентов не только два (не только все!)
Поэтому есть надежда, что ТРЕТИЙ конкурент, который долго и тупо (с похмелья) запрягал... теперь поедет быстро... всех. И поедет именно на Титан...
Вот такая фОнтазия-план...
:D
Как говорится, хочешь насмешить бога? Расскажи ему о своих планах.
Но так как это не мой (личный) план, то и бог с ним! Хоть какой-то план лучше никакого.



(кликните для показа/скрытия)
« Последнее редактирование: 31 Мая 2020 [11:27:03] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн Андрей Астрофизический

  • *****
  • Сообщений: 6 713
  • Благодарностей: 434
  • Всё, отлетались. Сушите весла.
    • Сообщения от Андрей Астрофизический
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1753 : 31 Мая 2020 [11:52:27] »
По-сути, нас интересует как время перелета к той или иной планете Солнечной системы на подобном ионнике зависит от удельной мощности.
Но со звездолетами, по прямой, без гравям (они несущественны) - все просто. И оптимум в том числе ищется легко (даже я смог).
А здесь, на склонах гравитационного колодца Солцна...
Тут не только удельная мощность важна. Но и УИ, и % массы РТ... на многих трассах, неправильно запряженный ионник просто не успевает реализовать свои потенциалы. Он еще половину отмеренной горючки не выплюнул, а уже прилетели. Или наоборот, выплюнул всю, а еще лететь и лететь...
Всю (или почти всю) дорогу разгоняться, а потом столько же тормозить, на ионниках похоже продуктивнее. Чем если все высаживать на считанных % от длины трассы.
Но это пока не точно. ::)
Вообще верчение графиков ионных перелетов вокруг выбранного параметра, напоминает ворочание кривыми в четырехмерном пространстве) Во всяком случае - алгоритм нахождения идеально оптимальных трасс для ионника, заточенных под нужный параметр, я покамест не представляю, и в своей модели нахожу что-либо в основном, методом ненаучного тыка... Потому с нетерпением жду, что такое AlexAV выкатит.
Мне известно достаточно, чтобы утверждать - я почти ничего не знаю.

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 281
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1754 : 31 Мая 2020 [13:07:05] »
Тут не только удельная мощность важна. Но и УИ, и % массы РТ... на многих трассах, неправильно запряженный ионник просто не успевает реализовать свои потенциалы. Он еще половину отмеренной горючки не выплюнул, а уже прилетели. Или наоборот, выплюнул всю, а еще лететь и лететь...
Нет. Вы, возможно, не улавливаете тут нюанса.
Я тебя полюбил. Я тебя научу.
 :D
Это у нас с AlexAV уже длинная история. Давно-давно мы эту задачу уже решали для звездолетов. Alex решил и показал результат (дал исходную модель). Я его исходную модель задачи подобного перелета выкрутил (не знаю как он ее решал, а мне пришлось по-старинке все аналитически крутить). Вот его решение (но уже в моем исполнении):



Это электроракета которая по прямой летит к А-Центавре с ПОСТОЯННО включенным двигателем. В динамической середине, то есть на пике разгона (это не физическая середина пространства, так как ракета - тело переменной массы) ракета делает реверс и начинает тормозит так, что бы ооставится с сухими баками, пролетев строго заданную дистанцию L. То есть ЗДЕСЬ уже не надо подбирать соотношения. Тут однозначно все учтено и оптимизировано под такую наиболее энергосберегающую трассу перелета. Меньшей энерговооруженности ПРОФИЛЯ ТРАССЫ быть не может чем эта. Всю дорогу ракета либо разгоняется либо тормозит. Без выключения двигателя. И делает это уже оптимально. Покоилась в начале, покоится в конце. Дистанция L взята.
Уловили? Это профиль.
НО! Обратите внимание. Решение в трех координатах. Удельный импульс (скорость истечение) время (годы перелета) и удельная мощность (надписи над графиками). Трехмерная по-сути картинка. И мы видим однозначный ЭКСТРЕМУМ. Минимум. Видите?
То есть. Для каждой  удельной мощности (надписи над графиком) и дистанции перелета (здесь это четвертая координата, но она тут фиксирована как точка, как дистанция до Альфы Центавры) существует некая оптимальная  скорость истечения. Если вы используете большую или меньшую, то прибудете к цели ПОЗЖЕ. Видите по графику?
И этот оптимум из  аналитического решения  я выкрутил уже сам (взял производную).  И именно он представлен тут (удельный импульс исключен, он для каждой дистанции будет свой, но он легко находится, если знать L и w):



То есть когда умница и красаВЧЕГ (без иронии!) Борис Штерн "на глазок" в свой "Ковчег 47 Либра" заложил 10 000 км/с истечение и R=2 (масса топлива равна массе сухой ракеты), он явно ошибся. Промазал заложив праметры ракеты как ему виделось. А это нельзя делать. Не будет никто так заправлять межзвездный ионник ибо он НЕ ОПТИМАЛЕН. Знай Штерн про оптимум он бы осекся. Но он не знает (ибо не его профиль.) Для дистанции на которую он пускает есть куда меньшая скорость истечения и массовое число 4 (то есть M начальное к M конечное) общее для всех оптимальных ракет такого типа, кстати и это возомжно зацепка Алексу....
Но это - ПО ПРЯМОЙ.
Алекс взялся за задачу куда сложней (я ее тоже вообразил и "сел на задницу" от ее сложности). На межзвездной трассе скорость отлета (0) равна скорости прилета (0). Там работает лишь двигатель. Но в гравитационной яме полная массаракша! Все наизнанку. Во-первых ты движешься наружу от Солнца или внутрь, к Солнцу и есть естественно ускорение. Это уже разные условия. То есть, помимо тяги, есть еще и градиент гравитационной "тяги". То есть к системе уравнений в задаче выше (а там их было пять или восемь, надо уточнить), надо добавить еще хрен знает сколько уравнений небесной механики (по-сути то решение, которое он нам показал тут выше для инерциального перелета).  Но к этому же, ты стартуешь с движущегося тела (не из неподвижной точки) и к движущемуся телу. Это тоже надо в условия внести что бы искать оптимум. Все небесные тела движутся со своими скоростями (и это тоже надо вносить к системе как доп. уравнения). В итоге скорость разгона и торможения - разные... То есть решить задачу вообще (оптимальный профиль, оптимальный импульс) - глаза расходятся от сложности.. Хотя Alex говорит что два пальца об асфальт. Ему - может быть. Но получить аналитически все ФАЗОВОЕ ПРОСТРАНСТВО решений- это гиперуровень. Даже он присел... :) Но  там наверняка есть (как и в случае межзвездного перелета) ЕСТЬ экстремум! Вот почему он взялся за задачу оптимизации. Чует!!! Но найти этот экстремум, ОПТИМУМ - это совсем уже высший пилотаж!... Видимо AlexAV совсем заскучал с вашими дурацкими разговорами в других темах форума про глобальное потепление и решил взяться за по-настоящему серьезную "тему сисек"! :)
Мне хватает ума только оценить ее ГРАНДИОЗНОСТЬ!
А решить я даже не берусь.

Цитата
Всю (или почти всю) дорогу разгоняться, а потом столько же тормозить, на ионниках похоже продуктивнее. Чем если все высаживать на считанных % от длины трассы.
Нет. Не факт. Это вообще разные подходы. Несравнимые. Ну почти не сравнимые. Поэтому я и планирую вывести в своей "игрушке" и инерционный перелет и постоянную (без выключения!) малую тягу. Оба типа тяги. Быстрый рывок и медленная ионная тяга. Но я собирался этим играться, как слепой ощупывая поле решений (вы тоже так же). А Алекс решил взять быка за рога, так сказать, УВИДЕТЬ все поле мыслимых решений и прочертить экстемум на нем. :)

Цитата
Но это пока не точно. ::)
Точно ясно одно. Если вы хотите лететь на ионнике с планеты А (скажем Земля) на планету Б (скажем Юпитер) на ионолете с удельной мощностью (полезной!) w, то для перелета туда за минимальное T есть некое оптимальное u - скорость истечения из ионного двигателя, при котором данный ионолет долетит до цели за КРАТЧАЙШЕЕ время. Истечение больше или меньше, и время будет больше.
Что это за время? Это уже отдельный вопрос. Но оптимум точно есть. Поэтому AlexAV и заинтриговался именно таким поиском. Я его понимаю. Ему наши игрища не интересны.

Цитата
Вообще верчение графиков ионных перелетов вокруг выбранного параметра, напоминает ворочание кривыми в четырехмерном пространстве) Во всяком случае - алгоритм нахождения идеально оптимальных трасс для ионника, заточенных под нужный параметр, я покамест не представляю, и в своей модели нахожу что-либо в основном, методом ненаучного тыка... Потому с нетерпением жду, что такое AlexAV выкатит.
Да. Интересно.
:)
« Последнее редактирование: 31 Мая 2020 [13:31:04] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн SpaceEngineer

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 205
    • Сообщения от SpaceEngineer
    • SpaceEngine - бесплатный космический симулятор
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1755 : 31 Мая 2020 [13:42:32] »
Точно ясно одно. Если вы хотите лететь на ионнике с планеты А (скажем Земля) на планету Б (скажем Юпитер) на ионолете с удельной мощностью (полезной!) w, то для перелета туда за минимальное T есть некое оптимальное u - скорость истечения из ионного двигателя, при котором данный ионолет долетит до цели за КРАТЧАЙШЕЕ время. Истечение больше или меньше, и время будет больше.
А если скорость истечения переменная? VASIMR, AFFRE (Afterburner fission-fragment rocket engine), использование разных типов двигателей на разных участках полёта (тех же химических и ионных)?
Проблема ионника (с постоянным УИ) - он очень долго уходит с орбиты. Сотню витков накрутить вокруг Земли - запросто, и это может занять существенную часть времени миссии. Ему надо "дать пинка" для выхода на межпланетную. И так же быстро затормозить у цели каким-либо образом.
12" Meade LX200 GPS @ fork
C9.25 EdgeHD @ iOptron HAE43
Askar 120 APO @ ZWO AM5N
ASI 2600MM Pro, ASI 2600MC Duo, ASI 178MC-Cool
DeepSky 25x100, Olympus 10x50

Оффлайн Андрей Астрофизический

  • *****
  • Сообщений: 6 713
  • Благодарностей: 434
  • Всё, отлетались. Сушите весла.
    • Сообщения от Андрей Астрофизический
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1756 : 31 Мая 2020 [13:47:42] »
А если скорость истечения переменная?
То мы получаем 5-е измерение в наше
ФАЗОВОЕ ПРОСТРАНСТВО решений
Семенов, вы рады? :)

А ведь, это
Проблема ионника (с постоянным УИ) - он очень долго уходит с орбиты. Сотню витков накрутить вокруг Земли - запросто, и это может занять существенную часть времени миссии. Ему надо "дать пинка" для выхода на межпланетную. И так же быстро затормозить у цели каким-либо образом.
Абсолютно верно. В своей модели наблюдал... иной раз совершенно декоративный "пинок" от ЖРД с дельтой пусть хоть полтора км/с, мог бы сильно поправить эффективность ионника.
Мне известно достаточно, чтобы утверждать - я почти ничего не знаю.

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 281
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1757 : 31 Мая 2020 [14:12:03] »
Семенов, вы рады?
Я еще не понял...
Я еще усиленно ищу там "знакомые буквы", шевеля губами...



По-моем это то, что мне было просто ВЛОМ искать в бесконечных толмудах по небесной механике (да можно было но... это все равно что все это изучать от начала).
Но если подарок Алекса даст мне быстрое и точное решение инерциального перелета, то вопрос с электролётом (произвольным) останется открытым (если он и для него не выложит полное аналитическое решение).
В любом случае моя интерфейсная находка по динамическому вырисовыванию орбит планет и кораблей в excele ("шашечки" а приятно!) остается востребованной и инвариантной при любом "движке", считающим эти орбиты! И это радует. Как "художник" я тоже чего-то стою!!!
:)
И даже если разнострую модель придется списать как ненужную, все равно это было здорово! Да и вообще... это все же задел и опыт.
Для аэробрекинга она все же незаменима. Верно?

Абсолютно верно. В своей модели наблюдал... иной раз совершенно декоративный "пинок" от ЖРД с дельтой пусть хоть полтора км/с, мог бы сильно поправить эффективность ионника.
Так так и планировали для ряда концепций.
Ионник, уходящий по спирали из гравямы Земли (даже Земли!)  - это жестоко... Да вот, собственно....



Дума, комментарии излишни. Хотя нет. Тут надо еще радиационные пояса наложить и посчитать дозу которую схватит экипаж...
« Последнее редактирование: 31 Мая 2020 [14:25:42] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн crazy_terraformer

  • *****
  • Сообщений: 11 195
  • Благодарностей: 336
  • AdAstraPerAspera! Вот там мы и будем!Или не будем!
    • Сообщения от crazy_terraformer
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1758 : 31 Мая 2020 [14:30:11] »
Какие тут шуточки теперь? Дырки уже сверлят в бортах общих орбитальных станций!!!   
Вы думаете просто так?
Полагаете :-[, коллега, это симптом :-X вуайеризма?! ^-^
Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ пайдиомь мы чьюжымь вна абедъ!

Следи за собой! Будь осторожен!(с)

Оффлайн Андрей Астрофизический

  • *****
  • Сообщений: 6 713
  • Благодарностей: 434
  • Всё, отлетались. Сушите весла.
    • Сообщения от Андрей Астрофизический
Re: Колонизация Титана
« Ответ #1759 : 31 Мая 2020 [14:48:10] »
Дума, комментарии излишни
Это еще относительно тяговитый ионник... у некоторых все много хуже может быть.
Мне известно достаточно, чтобы утверждать - я почти ничего не знаю.