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

[drzerg]

в общем надо пилить новую миссию с выходом на орбиту! и сразу 2 штуки на всякий пожарный. на одном можно посадочный модуль запихать а на втором крутой телескоп и передатчик помощнее для изучения пояса койпера.

[Андрей Курилов]

но как раз с мульти-АМС неясно насколько их масса меньше (и меньше ли) массы орбитера с запасом топлива для торможения.

Для выхода на орбиту вокруг Плутона потребуется погасить более 12 км/с. Считать умеете? Это означает доставку туда целой ракеты массой в сотни тонн. А разделяющаяся АМС будет лишь в 1-3 раза тяжелее в данном случае. Всегда можно урезать массу на других приборах ради получения снимков Плутона с обоих сторон с расстояния 100-1000 км.

Ещё одно достоинство - не требуется прерывать связь с Землёй для того, чтобы повернуться куда-то и что-то поснимать.

[Грехов Михаил]

Для каждой из отделяющихся частей НЕ требуется:

Требуются-требуются.... покрайней мере сохраняются все служебные системы в полном объеме, свой источник энергии, свои гиродины (ведь как-то каждый КА должен нацеливаться на Плутон и Харон). Своя система термостабилизции и др. Антенны может и не требуется, но она тупо заменяется на всенаправленную допустим.... а на "материнском КА" тогда еще одна антенна появляется. Из приборов-что не требуется-так это датчик метеоритов и что-то там еще. Камеры должны быть на каждом КА (ведь мы собираемся получить снимки других частей поверхности).  Прибавляем массу сцепок/фитингов с пироболтами и устройствами развода (пружины) и некий блок управления этим. Кроме этого, все будет тяжелее (висящие дополнительные КА на материнском КА будут давать дополнительные силовые нагрузки на выведении и элементы должны быть прочнее и толще). Понимаем, что передавать данные надо в бОльшем объеме (в разы!) и значит скорость передачи должна быть выше (возможно потребуется увеличение диаметра антенны и мощности передатчика на материнском КА). Сейчас мы уже будем передавать более года. Увеличение запоминающего устройства на "материнском КА". Вообще вся система связи меняется и усложняется. После пролета пока КА относительно близко надо сразу с них все слить.

Если еще и на 100 километров нацелится (без ранее известного точного знания положения спутников до +- 10км хотя бы) то на КА каждом потребуется своя ДУ, чтобы обеспечить коррекцию и точный пролет, возможную корректировку импульса при разведении.

А далее получаем - что на "материнском КА" -большая ответственность. Отказ его-и "шеф все пропало". Логичным ли сделать самостоятельные независимые КА для успеха миссии? 

При описываемом вами варианте (100 км около каждого тела) потребуется 1 "материнский КА" и 9 дополнительных. Увеличение массы будет весьма значительным.

Ещё одно достоинство - не требуется прерывать связь с Землёй для того, чтобы повернуться куда-то и что-то поснимать.

Нахрен она нужна с учетом задержки прихода сигнала в 4.5 часа и низкой скорости передачи вообще? Даже если будет онлайн связь, то сразу мы ничего не получим.

 

[Felis]

потребуется погасить более 12 км/с. Считать умеете?

Умею, когда знаю, у какой массы. 
Да, похоже Вы правы. Тогда уже mothership, несколько полноценных зондов и небольшой рой кубсатов...

[Грехов Михаил]

Умею, когда знаю, у какой массы.

Чуть мене чем полтонны. Почитайте статью о КА хотя бы в Википедии. Там основные данные.

[pkl]

Я будущее дальних АМС связываю исключительно с ядерными реакторами, вот над чем надо думать.

[Грехов Михаил]

12m...13m плюс-минус лапоть...

Лапоть в минус. Поверхность земных ГСО значительно больше, чем поверхность НГ даже без лопухов СБ.  НГ будут отражать слабее.

Я будущее дальних АМС связываю исключительно с ядерными реакторами, вот над чем надо думать.

ну это как бы логичный результат, с учетом того, что Солнышка нема. Однако и у ядерных реакторов свой срок действия. А перезагрузку топлива никто делать не будет.

[Бородатый Кабан]

Я будущее дальних АМС связываю исключительно с ядерными реакторами, вот над чем надо думать.

Реактор - тяжело и дорого. Плутониевая батарейка легче и дешевле. Вот когда потребуются на дальних расстояниях десятки-сотни киловатт энергии, тогда уже надо будет думать.

12m...13m плюс-минус лапоть...

Лапоть в минус. Поверхность земных ГСО значительно больше, чем поверхность НГ даже без лопухов СБ.  НГ будут отражать слабее.

Да, разумеется.

[Андрей Курилов]

покрайней мере сохраняются все служебные системы в полном объеме

Нет, сугубо в облегчённом в разы варианте только.

свой источник энергии

Аккумулятор на короткое время работы (порядка часа).

свои гиродины (ведь как-то каждый КА должен нацеливаться на Плутон и Харон).

Это - да.

Своя система термостабилизции и др.

Не требуется. Для обеспечения работы в течение короткого времени достаточно теплоизоляции.

а на "материнском КА" тогда еще одна антенна появляется.

Она будет весьма слабой и лёгкой по сравнению с главной. Потому что связь необходимо будет устанавливать на расстояниях всего в десятки тыс. км.

Камеры должны быть на каждом КА (ведь мы собираемся получить снимки других частей поверхности).

Они также могут быть сильно облегчены благодаря более близкому сближению с целями.

Понимаем, что передавать данные надо в бОльшем объеме (в разы!)

Нет, не понимаем. А не забываем, что "при прочих равных".

Если еще и на 100 километров нацелится (без ранее известного точного знания положения спутников до +- 10км хотя бы) то на КА каждом потребуется своя ДУ, чтобы обеспечить коррекцию и точный пролет, возможную корректировку импульса при разведении.

Ни в коем случае. Пусть будет 1000 км вместо 100 тогда уж, хотя и 100 км - не должно быть особой проблемой.

А далее получаем - что на "материнском КА" -большая ответственность. Отказ его-и "шеф все пропало".

Разводящий зонд, он же ретранслятор, проходит по наиболее безопасной траектории.

Логичным ли сделать самостоятельные независимые КА для успеха миссии? 

Возможно, но тогда следует подобрать траектории так, чтобы каждый зонд (допустим из 2х, когда целей - 6) проходил на минимальном расстоянии от своей группы целей.
Т.е. вариант сдвоенного НГ я бы не стал отметать. Риск снижается, Плутон с обоих сторон фотографируется, можно подобраться ближе к спутникам. Плюс после Плутона можно отправить к 2-м разным ТНО по независимым траекториям.
В случае же разделяемой АМС суб-зонды будут работать жалкий час на аккумуляторах и весь этот рой становится бесполезным после Плутона.

[Belousov Vladimir]

А я и не считал. ::)Сравнил с орбитой Плутона. Ошибся в том, что у орбиты КА большая полуось в 2 раза меньше.

[xd]

Зависимость периода от большой полуоси отнюдь не линейная.

[Грехов Михаил]

Андрей Курилов - вы себе смутно представляете что такое космический аппарат и как он должен работать. и ваши высказывания-несколько странные. вплоть до:

Они также могут быть сильно облегчены благодаря более близкому сближению с целями. - как близость цели способствует облегчению камеры. Интересно.... Чем ближе цель, тем хуже покрытие (получим один кадр).

 Аккумулятор на короткое время работы (порядка часа). - Разводку КА за час - ерунда. Допустим КА отчекрыжился от материнского толкателями со скоростью 1 м/с. За час он пролетит 3.6 км. А нам надо хотя бы 5...10 тыс. км (а то и больше). Отчекрыживаться надо для 5000 км за 60 дней до пролета (гарантированно замерзнет и сядет аккумулятор). До этого аккумулятор по проводам и разъему должен иметь возможность подзарядки ибо за 10 лет гарантированно сядет. А то и деградирует ибо у аккумуляторов есть тоже старение и падение емкости от количества циклов заряд/разряд. А еще передача данных будет его сильно сжирать (работа усилителя... то-се). Какая мощность передатчика должна быть чтобы ну скажем с Земли без остронаправленной антенны гарантированно передать сигнал на ГСО спутник? Да и аккумулятор не абы какой. Какой-нибудь Никель-водородный. И ни один не выдержит 60 дней работы КА. А чтобы аккомуляторы подзаряжать-надо на самом КА иметь более мощный РИТЭГ. И возможно сама станция будет чаще просыпаться по траектории.

Нет, не понимаем. А не забываем, что "при прочих равных". - чего "при прочих равных"? Ситуации не равны. Данных надо передавать больше. В каком месте что-то равно другому?

Комментарий модератора

Михаил, давно проценты не получали?

[Змей Петров]

А если подойти к вопросу с другой стороны?
Да, сейчас(учитывая подлётное время) в принципе технически возможно высадить на Плутон скажем 100кг зонд. Но полезный результат по сравнению с затратами будет мизерный.
Но время идёт быстро, и м.б. скоро хватит и 10кг зонда?

[pkl]

Я будущее дальних АМС связываю исключительно с ядерными реакторами, вот над чем надо думать.

ну это как бы логичный результат, с учетом того, что Солнышка нема. Однако и у ядерных реакторов свой срок действия. А перезагрузку топлива никто делать не будет.

Надо создать реактор, способный работать без перезагрузки 10 - 15 - 20 лет. Возможное временное решение - комбинация РИТЭГ + реактор. Аппарат основное время питается от РИТЭГа, а реактор включает, когда необходимо много энергии /работа ЭРД, передача данных и т.п./.

[pkl]

Я будущее дальних АМС связываю исключительно с ядерными реакторами, вот над чем надо думать.

Реактор - тяжело и дорого. Плутониевая батарейка легче и дешевле.

От неё энергии меньше. Потому и будем скачивать с НГ данные в течении более чем года. А десятки и сотни киловатт позволили бы запитать мощные радиопередатчики и гнать с Плутона хоть HD-видео. Да хоть 4К!

[BlackMokona]

Надо создать реактор, способный работать без перезагрузки 10 - 15 - 20 лет. Возможное временное решение - комбинация РИТЭГ + реактор. Аппарат основное время питается от РИТЭГа, а реактор включает, когда необходимо много энергии /работа ЭРД, передача данных и т.п./.

На новых американских авианосцах стоят реакторы  работающие без перезагрузки 50 лет.  Однако обслуживание, охлаждение и тд. Потребуют всё равно всё переделать до крайности.

[Felis]

На новых американских авианосцах стоят реакторы  работающие без перезагрузки 50 лет.  Однако обслуживание, охлаждение и тд. Потребуют всё равно всё переделать до крайности.

Реактор от авианосца даже на НОО не закинуть 

[pkl]

Надо другие реакторы.

[Грехов Михаил]

Вот-вот. Займитесь на досуге. Спроектируйте, испытайте и представьте публике реактор для КА, который будет выдавать мощность в 100КВт в течении часа. Ну и массой скажем не более 150-200кг.  Помимо реактора это совсем другая мощность усилительного канала (силовые радиоэлементы, сечения проводов, токи)

[LeMay]

  Идеи Андрея Курилова в целом технически вполне реалистичны, некоторые даже предлагались в реальности, но проблема в другом. NASA многократно отвергало проекты исследования Плутона из-за их высокой стоимости (попозже напишу эту интересную историю). New Horizons состоялся не только из-за многолетнего давления ученых и заинтересованной общественности, но и благодаря радикальному снижению стоимости (заметно ниже 1 миллиарда $) при сохранении довольно приличного уровня научной отдачи. Ещё раз приведу в пример MarCO: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,126691.msg3327507.html#msg3327507 дополнительные зонды - это десятки миллионов $, если не больше, и опасность очередной отмены программы вообще. Хорошо, что хоть такой New Horizons удалось реализовать.