Как исследовать Плутон: посадка, выход на орбиту и т.д.

[LeMay]

То есть сейчас у Новых Горизонтов (НГ) скорость навскидку меньше 10 км/сек.

  В момент максимального сближения с Плутоном скорость будет 13,8 км/с. 

Ну тогда основной путь - миниатюризация. Гюйгенс весил 319 кг, а Сатурн всего лишь в 4 раза ближе чем Плутон. Это даже хуже собственно, интересно как Кассини выходил на орбиту Сатурна. Сомневаюсь, что тормозя в его атмосфере, но м.б..

  "Новости космонавтики", №9-2004: "...в положение для выдачи тормозного импульса. Тормозным его, правда, можно было назвать с оговоркой. На момент его начала скорость станции относительно Сатурна, по расчетам, составляла 24.26 км/с,
а к моменту окончания – 30.53 км/с. Как же так? Все правильно – просто без включения двигателя она была бы еще больше, а именно – 31.16 км/с! Двигатель Cassini должен был отнять от нее 626 м/с (всего 5%!), но этого и было достаточно для перехода с пролетной траектории на сильно вытянутую орбиту. ... На торможение было выделено 850 кг топлива из общего запаса в 3000 кг."

Что-то вместо Гюйгенса, той же массы, можно было бы соорудить скажем для Дионы. Убрать парашюты, добавить движки с топливом. Что конечно в сумме уменьшит полезную нагрузку, может катастрофически. Правда аппаратик работал бы на поверхности Дионы долго, а не как Гюйгенс в агрессивной среде.

  Полезная нагрузка Huygens 44 кг.
  Что на Титане такого агрессивного, кроме относительно устойчивых 179 К? На Плутоне похолоднее будет.

[Klapaucius]

То есть сейчас у Новых Горизонтов (НГ) скорость навскидку меньше 10 км/сек.

  В момент максимального сближения с Плутоном скорость будет 13,8 км/с.

Просьба ссылочку, или расчёт. Хотя сути это не меняет (никакими 50 км/сек на орбите Плутона и не пахнет), v²*r=const (включая параболу, вроде) и получается под 90км/сек. на орбите Земли. Я конечно понимаю, гравитационные маневры всякие (и изначальной скорости под 90 не могло быть), но всё же разница великовата. 13,8-4,7=9,1 плюс посадка почти 2. Разница 4 км/сек - серьёзно (с тем что прикинул я). Я не спорю, резко гиперболическая орбита экономит время в разы и падение скорости не так велико. Но такое малое падение скорости с 2012г. вызывает лёгкое сомнение.

Ну тогда основной путь - миниатюризация. Гюйгенс весил 319 кг, а Сатурн всего лишь в 4 раза ближе чем Плутон. Это даже хуже собственно, интересно как Кассини выходил на орбиту Сатурна. Сомневаюсь, что тормозя в его атмосфере, но м.б..

  "Новости космонавтики", №9-2004: "...в положение для выдачи тормозного импульса. Тормозным его, правда, можно было назвать с оговоркой. На момент его начала скорость станции относительно Сатурна, по расчетам, составляла 24.26 км/с,
а к моменту окончания – 30.53 км/с. Как же так? Все правильно – просто без включения двигателя она была бы еще больше, а именно – 31.16 км/с! Двигатель Cassini должен был отнять от нее 626 м/с (всего 5%!), но этого и было достаточно для перехода с пролетной траектории на сильно вытянутую орбиту. ... На торможение было выделено 850 кг топлива из общего запаса в 3000 кг."

Значит в атмосфере Сатурна или Титана не тормозили. Ну там понятно, Сатурн сам по себе массивный. С Плутоном так не получится, хоть он и в 4 раза дальше.

Что-то вместо Гюйгенса, той же массы, можно было бы соорудить скажем для Дионы. Убрать парашюты, добавить движки с топливом. Что конечно в сумме уменьшит полезную нагрузку, может катастрофически. Правда аппаратик работал бы на поверхности Дионы долго, а не как Гюйгенс в агрессивной среде.

  Полезная нагрузка Huygens 44 кг.
  Что на Титане такого агрессивного, кроме относительно устойчивых 179 К? На Плутоне похолоднее будет.

Сомневаюсь, что остальные 2 с лишним центнера - балласт. Насчёт агрессивности, не просто так Гюйгенс был рассчитан на непродолжительную работу на поверхности, сохранив работоспособность в вакууме многие годы. На поверхности Плутона тоже фактически вакуум. Теплообмен с поверхностью? Ну это зависит от конструкции.

[LeMay]

Просьба ссылочку, или расчёт. Хотя сути это не меняет (никакими 50 км/сек на орбите Плутона и не пахнет), v²*r=const (включая параболу, вроде) и получается под 90км/сек. на орбите Земли. Я конечно понимаю, гравитационные маневры всякие (и изначальной скорости под 90 не могло быть), но всё же разница великовата. 13,8-4,7=9,1 плюс посадка почти 2. Разница 4 км/сек - серьёзно (с тем что прикинул я). Я не спорю, резко гиперболическая орбита экономит время в разы и падение скорости не так велико. Но такое малое падение скорости с 2012г. вызывает лёгкое сомнение.

 

Сомневаюсь, что остальные 2 с лишним центнера - балласт. Насчёт агрессивности, не просто так Гюйгенс был рассчитан на непродолжительную работу на поверхности, сохранив работоспособность в вакууме многие годы. На поверхности Плутона тоже фактически вакуум. Теплообмен с поверхностью? Ну это зависит от конструкции.

  Там одна теплозащита больше 100 кг. Рассчитывали на непродолжительную работу из-за ухода Cassini за местный горизонт и опасности попадания в жидкость и быстрого охлаждения. В итоге передатчик Huygens работал на поверхности минимум 3 часа 10 минут - до захода Сатурна на Земле в Грин-Бэнк.

[Klapaucius]

Просьба ссылочку, или расчёт. Хотя сути это не меняет (никакими 50 км/сек на орбите Плутона и не пахнет), v²*r=const (включая параболу, вроде) и получается под 90км/сек. на орбите Земли. Я конечно понимаю, гравитационные маневры всякие (и изначальной скорости под 90 не могло быть), но всё же разница великовата. 13,8-4,7=9,1 плюс посадка почти 2. Разница 4 км/сек - серьёзно (с тем что прикинул я). Я не спорю, резко гиперболическая орбита экономит время в разы и падение скорости не так велико. Но такое малое падение скорости с 2012г. вызывает лёгкое сомнение.

 

Картинка интересная, видимо всё так и будет. Но скорость 13,8 км/сек относительно чего - так и непонятно. Можно даже подумать что относительно Плутона. Что похоже не так.

Сомневаюсь, что остальные 2 с лишним центнера - балласт. Насчёт агрессивности, не просто так Гюйгенс был рассчитан на непродолжительную работу на поверхности, сохранив работоспособность в вакууме многие годы. На поверхности Плутона тоже фактически вакуум. Теплообмен с поверхностью? Ну это зависит от конструкции.

  Там одна теплозащита больше 100 кг. Рассчитывали на непродолжительную работу из-за ухода Cassini за местный горизонт и опасности попадания в жидкость и быстрого охлаждения. В итоге передатчик Huygens работал на поверхности минимум 3 часа 10 минут - до захода Сатурна на Земле в Грин-Бэнк.

3 часа и долгие годы полёта - очевидная разница. На поверхности Плутона быстрого охлаждения атмосферой, жидкостью и тем более твёрдой холодной  поверхностью (можно на ножки аппарата грубо говоря нанести стекловату) пока не ожидается даже гипотетически.

[LeMay]

Картинка интересная, видимо всё так и будет. Но скорость 13,8 км/сек относительно чего - так и непонятно. Можно даже подумать что относительно Плутона. Что похоже не так.

  Предыдущую картинку взял здесь. http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2014/12031700-the-new-horizons-science.html Там есть таблица съёмки. Обратите внимание, что 11 июля расстояние до Плутона уменьшается на 910000 км за 18 часов 17 минут.
  И ещё одна картинка, с нынешней скоростью относительно Солнца.
 
 

[SpaceEngineer]

Просьба ссылочку, или расчёт. Хотя сути это не меняет (никакими 50 км/сек на орбите Плутона и не пахнет)

Мы говорили о гиотетическом быстром зонде будущего ядерным или ионным двигателем, питаемым реактором. И применительно к нему прикидывали возможность аэроторможения.

Насчёт агрессивности, не просто так Гюйгенс был рассчитан на непродолжительную работу на поверхности

Поставили бы туда РИТЭГ, до сих пор бы данные передавал...

[Змей Петров]

Электронике чтобы работать нужен опредлённый диапазон температур (весьма близкий к "комнатной"),

Это не так.
Просто земная электроника разрабатывается для земных температур. Поэтому оптимальная температура и "комнатная".

[SpaceEngineer]

Ну а специальную разрабатывать для -180 никто не будет в ближайшее время. У земной электроники за плечами десятилетия и миллиарды долларов.

[Retired]

Это не так.
Просто земная электроника разрабатывается для земных температур. Поэтому оптимальная температура и "комнатная".

Отчасти не так: у кремня/арсенида галлия есть диапазон градусов в котором сохраняются необходимые свойства. Как снизу, так и сверху, когда начинается необратимая деградация структуры. После +150С p-n переходу наступит полный кердык.

[Змей Петров]

После +150С p-n переходу наступит полный кердык.

Не совсем так. Для простого советского кремниевого КТ827 макс.доп. температура кристалла  +200С.
Но мы о низких температурах. Тут забытый германий вполне может пригодиться, хотя наверняка и лучшие варианты найдутся.

[Retired]

Не совсем так. Для простого советского кремниевого КТ827 макс.доп. температура кристалла  +200С.
Но мы о низких температурах. Тут забытый германий вполне может пригодиться, хотя наверняка и лучшие варианты найдутся.

Ради интереса замерьте обратный ток утечки коллектора да хоть того же "советского кремниевого КТ827" из коробки и после нагрева +150С/охлаждения до комнатной. И не удивляйтесь, если после того ток подскочит в разы (а то и десятки раз) 
Германий - едва ли, мощные надежные ВЧ транзисторы из него вообще не научились делать (даже p-n-p проводимости), не говоря о MOSFET.

[библиограф]

 Для низкотемпературных применений транзисторы делали и будут делать, например, полевой n-p
КП314    для применения в охлаждаемых каскадах предусилителей устройств ядерной спектрометрии
Он предназначен для работы в жидком азоте!

[Змей Петров]

А если взять 2T827 ? Да ещё из "коробки" отобрать?(не любительский усилок же кропаем))
Я отчетливо помню +225С в паспортных данных(только не помню для какого конкретно девайса, но кремниевого) Кстати, заметьте, что КТ827 - дарлингтон.

Но тут речь о низких температурах. Не научились, значит не очень надо было. И не именно в германии тут дело. Ну найдется подходящий ПП для температур ~ -180C

[Retired]

Для низкотемпературных применений транзисторы делали и будут делать, например, полевой n-p
КП314    для применения в охлаждаемых каскадах предусилителей устройств ядерной спектрометрии
Он предназначен для работы в жидком азоте!

Так и 2П305е делали для таких целей, только (по секрету ) они там не усиляют, а используются как трансформатор импедансов источника с очень большим внутренним сопростивлением для согласования с линией. А охлаждают исключительно чтобы убить джонсоновские шумы (которые kR_{шумовое}T

[Змей Петров]

Так и 2П305е делали для таких целей, только (по секрету ) они там не усиляют, а используются как трансформатор импедансов источника с очень большим внутренним сопростивлением для согласования с линией.

А что, для этого усилительные свойства не нужны?

[Retired]

А если взять 2T827 ? Да ещё из "коробки" отобрать?(не любительский усилок же кропаем))
Я отчетливо помню +225С в паспортных данных(только не помню для какого конкретно девайса, но кремниевого) Кстати, заметьте, что КТ827 - дарлингтон.

Но тут речь о низких температурах. Не научились, значит не очень надо было. И не именно в германии тут дело. Ну найдется подходящий ПП для температур ~ -180C

Да хоть 2Т827 "ОСМ" если такие выпускают  , приемка свойств твердого тела не меняет 
Что касается низких температур, ну да есть МШУ на параметрике, которая работает в жидком гелии, но чтобы цифровая КМОП логика работала в жидком азоте - это едва ли. Военные серии (наша 1564/1554, ихняя 55хх) - замолкают при -80С.

[Retired]

Так и 2П305е делали для таких целей, только (по секрету ) они там не усиляют, а используются как трансформатор импедансов источника с очень большим внутренним сопростивлением для согласования с линией.

А что, для этого усилительные свойства не нужны?

Там режим истокового повторителя.

[Змей Петров]

Да хоть 2Т827 "ОСМ" если такие выпускают  , приемка свойств твердого тела не меняет 

Тем не меннее макс.температура кристалла для кремниевого биполярного транзистора +225С - это факт.

[Змей Петров]

Там режим истокового повторителя.

И усиления по мощности при этом нет?)

[Retired]

Там режим истокового повторителя.

И усиления по мощности при этом нет?)

Конечно нет, это же трансформатор импеданса. Впрочем, мы ушли от темы