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

[СССР]

А окислитель к керосину какой? Азотная кислота как у северокорейцев?

Кислород замороженный..  Или перекись водорода замороженная.. И морозильник ещё к ним..

[Андрей Курилов]

В любом случае, даже если требуется затормозить на 9 км/с, у "Новых горизонтов" в кармашке должна быть ещё одна ракета "Атлас", но её нет.

Неверно. Достаточно двигателя с высоким УИ и массовое число будет невелико. Тяжёлая ракета нужна для преодоления земного g. Для торможения у Плутона высокой тяги не требуется.

[Змей Петров]

Судя по тому, что автор ссылается на угловой момент, он предполагает, что НГ уже имеет необходимую аксиальную скорость. То есть, погасить придётся только часть скорости 15 км/с, которая ориентирована радиально и эта часть, по оценкам автора, составляет 9 км/с.Однако, мне кажется, НГ летят почти строго радиально. То есть, вся его скорость направлена центростремительно, никакого углового момента нет и догонять Плутон придётся.

Да, именно это я имел в виду в своём примитивном маневре. Т.е. действительно потребная величина торможения где-то ~поcередине.

Хотя, конечно, если бы планировался выход на орбиту, это не было бы так. Ясно, однако, что поскольку НГ уже выведены одной из самых мощных ракет и при этом ресурса хватило только на пролётную миссию, то ресурсов (технических) на орбитальную миссию или посадку всё равно нет. Хотя, возможно, я и завысил степень их недостаточности.

Атлас или Протон не есть предел возможностей на сегодня. По сути они и не были предназначены для таких задач.

[Змей Петров]

А окислитель к керосину какой? Азотная кислота как у северокорейцев?

Да обычный тетраоксид диазота должен подойти.

[библиограф]

 О, мы возвращаемся к опытам Макса Валье и экспериментальному ракетоплану БИ-1.
В обеих случаях дело кончилось скверно...
http://pro-samolet.ru/samolety-sssr-ww2/prototip/508-2012-12-07-16-20-03

[Змей Петров]

Ну я не знаю. Дайте альтернативные расчёты. Я представил карту и расчёты "на пальцах". Возможно, я ошибся, посмотрим.

На пальцах достаточно простой формулы Циолковского. Поскольку корпуса вообще нет, движки(речь о химических) очень лёгкие, аппаратура очень легкая(благодаря достижениям совр. технологий), то стартовая масса минус масса полезной нагрузки будет примерно равна потребной массе топлива для торможения на заданную скорость. 

[Змей Петров]

О, мы возвращаемся к опытам Макса Валье и экспериментальному ракетоплану БИ-1.В обеих случаях дело кончилось скверно...

Давненько это было.
С тех пор многое изменилось.
Да и условия полета совсем другие.

[Андрей Курилов]

Если по-простому, затормозив в районе Плутона радиальную скорость, надо ещё придать аппарату орбитальную ск. Плутона, что бы не отстать.

Когда вы сможете отличить радиальную скорость от орбитальной, вы поймёте, что погасить достаточно ~9 км/с. Небесную механику понимать полезно иногда.

Судя по тому, что автор ссылается на угловой момент, он предполагает, что НГ уже имеет необходимую аксиальную скорость. То есть, погасить придётся только часть скорости 15 км/с, которая ориентирована радиально и эта часть, по оценкам автора, составляет 9 км/с.

Полностью неверно. Когда вы научитесь отличать угловой момент от аксиальной скорости, вы поймёте, что при более низкой скорости солнечная гравитация начнёт ускорять зонд вбок и разгонять "аксиально" вообще не требуется. Иначе гомановские орбитальные манёвры были бы полной ерундой.

[LeMay]

  Pluto Orbiter Probe - идея нескольких специалистов ESA. http://www.lpi.usra.edu/decadal/sbag/topical_wp/2004-Pluto.pdf
  830-кг аппарат c 4 радиоизотопными генераторами, 4 ионными двигателями. Запас топлива (ксенона) - 270 кг. Вес научных приборов - 20 кг. Если бы стартовали в 2016 г, то пролёт Юпитера - в 2018 г., прибытие к Плутону - в 2033 г. На этапе перелёта тратится 220 кг ксенона, при выходе на орбиту - всего 11 кг за 316 дней (с использованием близкого пролёта Харона). Выглядит реалистичным.

[Змей Петров]

при более низкой скорости солнечная гравитация начнёт ускорять зонд вбок и разгонять "аксиально" вообще не требуется.

Солнечная гравитация не может "ускорять зонд вбок", поскольку действует на зонд строго радиально. Вектор силы притяжения направлен точно на центр Солнца. Если я в этом ошибаюсь, поправьте плз. 

[Змей Петров]

Вес научных приборов - 20 кг.

Уж очень малая полезная нагрузка.
Кстати, в неё входит аппаратура для передачи данных на Землю?

[LeMay]

Вес научных приборов - 20 кг.

Уж очень малая полезная нагрузка.
Кстати, в неё входит аппаратура для передачи данных на Землю?

  В неё входит камера, рентгеновский и ближний ИК спектрометры, блок использования антенны в научных целях, датчик радиации и болометр. Вес аппаратуры для передачи данных - 33 кг.
  Бонус - исследование "аномалии Пионеров" на этапе между разгоном после Юпитера и торможением у Плутона.

[Gleb1964]

сделал конкретный расчет для New Horizons миссии. Взаимная скорость New Horizons относительно Pluto в момент наибольшего сближения 14 июля 2015 года порядка 13.78км/с на расстоянии порядка 14.2 тыс км. На таком расстоянии от центра Плутона круговая скорость 247м/с, итого, надо погасить избыток скорости 13.53 км/с

[Андрей Курилов]

На таком расстоянии от центра Плутона круговая скорость 247м/с, итого, надо погасить избыток скорости 13.53 км/с

Это для того, чтобы сесть, а не для того, чтобы выйти на солнечную орбиту, совпадающую с солнечной орбитой Плутона. Не вводите людей в заблуждение.

[Gleb1964]

На таком расстоянии от центра Плутона круговая скорость 247м/с, итого, надо погасить избыток скорости 13.53 км/с

Это для того, чтобы сесть, а не для того, чтобы выйти на солнечную орбиту, совпадающую с солнечной орбитой Плутона. Не вводите людей в заблуждение.

да, это на круговую орбиту, добавку на посадочную характеристическую скорость надо досчитать
кстати, обнаружил - в русской википедии для Плутона ошибочно указана вторая космическая скорость 1229м/с, а названа как первая космическая. Первая космическая должна быть 869м/с. В английской версии указана escape velocity 1229м/с.

[Андрей Курилов]

Солнечная гравитация не может "ускорять зонд вбок", поскольку действует на зонд строго радиально.

Может вбок относительно вектора орбитальной скорости. Я это имел ввиду. НГ летит не строго радиально от Солнца, а по гиперболе. Для выхода из гиперболы на орбиту около Плутона потребуется уменьшить ОРБИТАЛЬНУЮ скорость зонда на 9 км/с, что сделает траекторию зонда равной орбите Плутона вокруг Солнца. Смотреть в педии подробнее про гомановский манёвр.

Я уже не знаю как ещё объяснить, чтобы до всех дошло.

[dims]

то стартовая масса минус масса полезной нагрузки будет примерно равна потребной массе топлива для торможения на заданную скорость.

И какое число получается?

[dims]

сделает траекторию зонда равной орбите Плутона вокруг Солнца

Не сделает. Именно по причине отсутствия у зонда необходимого углового момента, который, как Вы правильно заметили, сохраняется. То есть, не может взяться ниоткуда.

[Андрей Курилов]

dims, обоснуйте, пожалуйста, своё заявление. Вы, я так понимаю, считаете, что НГ летит из центра Солнца прямо к Плутону.

[dims]

Вы, я так понимаю, считаете, что НГ летит из центра Солнца прямо к Плутону.

Почти так, судя по картинкам (приводились выше). Я ошибаюсь?