Какая длина волны?

[Magus-NSK]

Здравствуйте, форумчане!

Чисто гипотетический сейчас вопрос, но практически важный в будущем. 

Если отправить зонд в соседнюю звёздную систему, то возникает необходимость обезопасить этот зонд от возможных столкновений с телами пояса койпера и межзвёздного пространства. Чем дальше от звезды, тем меньше света тела отражают и следовательно становятся всё менее заметны. Поэтому возникает необходимость для цели видения использовать в качестве глаз радары. Радар посылает импульсы в разные стороны, в основном по ходу полёта, и ловит отражённые импульсы, если им было от чего отразится. Таким образом можно ориентироваться в темном пространстве, чтобы "увидеть", есть что впереди или нет.

А вопрос такой: какую длину волны в таком случае лучше использовать? Чтобы волна хорошо проходила через возможный межзвёздный газ, но отражалась от твёрдого тела. И чтобы от пылинок не отражалась, а "ловила" только крупные тела.

[Грехов Михаил]

Ну начнем с того, что Солнце светит на дистанции скажем 70а.е. условно в 5000 раз слабее. И освещенность эквивалентна освещению на письменном столе (около того чего-то) То есть полной темноты не будет. И то что будет -много выше скажем чем освещенность от Луны.

По поводу радара -в Аресибо скажем так есть радар мощностью 1МВт. Позволяет получать снимки астероидов, близко подлетающих к Земле. Длина его волны 12,6см. Можно ориентироваться на это.

A major component of the upgraded telescope is the installation of a new 1 megawatt 12.6 cm radar system, which has been totally funded by NASA. This instrument will enable the Observatory to detect asteroids over a very much wider radial range than with the old 420 kilowatt system. We anticipate as much as a factor 40 improvement in sensitivity from the Gregorian Upgrade (and in no case less than a factor of 14). Some of this comes from the increase in transmitter power, some from the improvement in the optics of the telescope, and some from the greatly increased zenith angle range with constant sensitivity that the new ground screen bestows.

Available equipment includes a 12.6 cm (2380 MHz) dual-polarization maser receiver with the capability of both complex voltage sampling and a new, high throughput, radar decoder. Sampling has a limit of 10 MHz, while the decoder can operate at up to 20 MHz (7.5m range resolution).

Но думаю в значительной степени можно и изменять эту длину волны. Проблема не в длине, а в мощности передатчика.... в том, что он все-таки будет узконаправленным... не сможет отлавливать все. Да и проблема надуманная. На самом деле там же не так как в кино показывают -космический аппарат продирается сквозь рой астероидов периодически от них уворачиваясь. Население на самом деле очень редкое - этих астероидов и видно то не будет... так- очень-очень далеко редко проплывают еле заметные точки. И ежель куда-то полететь наугад - то в 99,9999(9)% пролетишь мимо и особо нет смысла городить чего-либо. Летит Пионер. Вояджеры, Новые Горизонты. И не с чем не сталкиваются. 

[xd]

Поэтому возникает необходимость для цели видения использовать в качестве глаз радары.

Совершенно не очевидный переход. Откуда такая необходимость следует?

[ziggyStardust]

...в том, что он все-таки будет узконаправленным... не сможет отлавливать все.

Вовсе не обязательно... Кстати у нас в системе есть сверхмощный всенаправленный передатчик периодически включающийся. Он правда "не на этой волне", но подойдет для тел размером в несколько метров и более...

И ежель куда-то полететь наугад - то в 99,9999(9)% пролетишь мимо и особо нет смысла городить чего-либо.

...но эта проблема резко актуализируется если летишь сам, а не рассуждаешь об этом в кресле или уютном диванчике.

[serega2007]

    Стога сена на поле об"ехать можно .
    А в поясах это вовсе не актуально  .

[ziggyStardust]

Стога сена на поле об"ехать можно

Я напомню што "Вояджеры эти ваши" крутятся "синфазно" с нашей системой (и собственно мусором на ее периферии) и на их борту ничего особо ценного... А вот если сам влетаешь с чужую систему, то даже с кирпичом на скорости 100 kmps встретиться не захочешь.

[serega2007]

    Это происки Голливуда . Это они изображают космос заполненный  всяким хламом . А на самом деле , там весьма свободно .

[Грехов Михаил]

Вовсе не обязательно... Кстати у нас в системе есть сверхмощный всенаправленный передатчик периодически включающийся. Он правда "не на этой волне", но подойдет для тел размером в несколько метров и более...

Обязательно. Иначе надо же иметь какую-то мощность, да еще отраженною от астероида. если рассеивать её в 4пи то никаких мощностей не напасешься. Не хватит мощности -не сможем поймать. А то и вообще сам смысл сканирования основан на направленности? О каком передатчике речь? и чем он такой сверхмощный?

..но эта проблема резко актуализируется если летишь сам, а не рассуждаешь об этом в кресле или уютном диванчике.

Нет Космонавты летают на МКС, на НОО, которая в тысячи (если не в миллионы) раз более заселена космическим мусором (штук в единице объема) чем в поясе Койпера, который может пробить обшивку, повредить оборудование и проч. Эта проблема в легком варианте представлена на МКС -периодически от чего-то уворачиваются. И ничего.... летают, никто не погиб.... а если в момент ВКД болтиком по башке на скорости этак 5 км/с прилетит? Почему то нет такого случая... Проблемы такой нет особо на МКС.... а там и подавно. Никто при построении миссии не учитывает, что к Юпитеру или Сатурну надо продираться сквозь пояс астероидов.

Я напомню што "Вояджеры эти ваши" крутятся "синфазно" с нашей системой (и собственно мусором на ее периферии) и на их борту ничего особо ценного... А вот если сам влетаешь с чужую систему, то даже с кирпичом на скорости 100 kmps встретиться не захочешь.

Они не крутятся -у них траектория отлетная -гипербола. Скорость удаления от Солнца порядка 13-14 км/с

 

[leon10010]

А вот если сам влетаешь с чужую систему

Так влетай не в мусор. А с полюса системы.

[ziggyStardust]

Иначе надо же иметь какую-то мощность...

Ну все относительно.

О каком передатчике речь? и чем он такой сверхмощный?

Jupiter

Эта проблема в легком варианте представлена на МКС -периодически от чего-то уворачиваются. И ничего.... летают, никто не погиб...

Ну еще раз - летают синфазно.

Никто при построении миссии не учитывает, что к Юпитеру или Сатурну надо продираться сквозь пояс астероидов.

Это потому, что сами останутся на диванах, а "денюши то капают"... Разобьем один спутник - ничо, за десяток-другой миллионов сделаем новый.

...а если в момент ВКД болтиком по башке на скорости этак 5 км/с прилетит? Почему то нет такого случая??

Потому что имея такую дельту по скорости относительно орбитальной болтЕГ улетит нафиг из окрестностей Земли.

Так влетай не в мусор. А с полюса системы.

А откуда я знаю где они?

P.S.: ...тут еще вот что. "Радиолоцировать" можно только то что хорошо это самое радио отражает. Проводники. А вот мокрую глину(наверное в космосе аналог - "грязный лед" комет), лак с графитовым порошком, окисленное железо и т.д. уже радаром не взять... Наверное здесь подойдет диапазон миллиметровых волн - просто потому что проще концентрировать большие мощности, да и характер проводимости(а значит и отражения) совершенно иной ввиду близости собственных резонансных частот атомов и молекул.

[Грехов Михаил]

Ну все относительно.

Не "все относительно" а мощность в случае ненаправленного излучателя растет в разы. как пример -лазер. Попробуйте всю комнату осветить так-де сильно, как и в самом пятне лазера.

Jupiter

Мелочь. тем паче он не очень в качестве излучателя. сам по идее слабый.... да и хы зы сто там с пространственными характеристиками. Длина волны наверное далеко не та.

Ну еще раз - летают синфазно.

Нет. вылетели нафиг и летят прочь! И что такое "синфазно" -о совпадениях каких фаз речь? КА-имеет какие-то волновые свойства?

Это потому, что сами останутся на диванах, а "денюши то капают"... Разобьем один спутник - ничо, за десяток-другой миллионов сделаем новый.

Чушь. И сколько спутников отказало из-за столкновения по пути с каким-либо камешком? Ни одного.....

Потому что имея такую дельту по скорости относительно орбитальной болтЕГ улетит нафиг из окрестностей Земли.

Речь о встречных курсах. В теории если один летит навстречу другому -то это будет почти 16км/с.  под 90 градусов наперерез - 11 км/с. Так что 5км/с вполне себе нормальная скорость. даже больше по самому минимальному варианту. 

[ziggyStardust]

Попробуйте всю комнату осветить так-де сильно, как и в самом пятне лазера.

Ну а попробуйте просканировать также оперативно... У ненаправленной передачи есть еще один плюс - не нужно дожидаться отклика. А это в два раза уменьшает скорость сканирования. Для больших скоростей сближения это важно.

Мелочь. тем паче он не очень в качестве излучателя. сам по идее слабый...

Нифига се слабый - он на домашнюю вещалку и метр провода слышен .

Длина волны наверное далеко не та.

Да. дэкаметры... Правда если ты летишь в облаке плазмы удерживаемом МП то это как раз то чего тебе больше всего стоит опасаться - все что много больше будет видно визуально, все что меньше - сотрется плазмой в пыль... кстати - плазма в МП сама по себе всенаправленный источник ЭМП. Можно использовать этот принцип. Тогда более-менее крупные объекты движущиеся с ощутимыми относительными скоростями отражая радиоволны будут прослушиваться как биения на приемник Полякова относительно этой "центральной" частоты. Еще одна причина летать в "коконе плазмы" ...

речь о встречных курсах.

А откуда им взяться - ведь тогда болтЕГ либо должен уметь маневрировать(что бы пройти орбиту над полюсами) либо кто-то его должен "пнуть" еще с Земли "навстречу целесообразности"

[Грехов Михаил]

Ну а попробуйте просканировать также оперативно... У ненаправленной передачи есть еще один плюс - не нужно дожидаться отклика. А это в два раза уменьшает скорость сканирования. Для больших скоростей сближения это важно.

Как это не нужно? Чет скорости света как предела не существует? и это как бы.... странно такое читать: один плюс - не нужно дожидаться отклика. А это в два раза уменьшает скорость сканирования. Для больших скоростей сближения это важно. То есть отклика не ждем -это плюс.... на чего то уменьшается скорость сканирования - это как? и при чем здесь скорости движения? И др.... При ненаправленной передаче мы получим множество меток. как их потом расшифровывать? Тем паче не факт, что возможна. Вот АФАР -типичная направленная система сканирования.

Нифига се слабый - он на домашнюю вещалку и метр провода слышен

Вы уверены, что вы именно его слышите? Самый сильный радиоизлучатель все-же Солнце... а еще ионосфера и прочие помехи/шумы. как это вдруг вы отфильтровали сигнал?

А откуда им взяться - ведь тогда болтЕГ либо должен уметь маневрировать(что бы пройти орбиту над полюсами) либо кто-то его должен "пнуть" еще с Земли "навстречу целесообразности"

Разные наклонения, разные долготы восходящего узла.... и все. Один летит на восток на север.... а другой на восток и на юг. и атас. Или вы думаете, что на орбите все КА дуг за другом гуськом-паровозиком летают?

Да. дэкаметры... Правда если ты летишь в облаке плазмы удерживаемом МП то это как раз то чего тебе больше всего стоит опасаться - все что много больше будет видно визуально, все что меньше - сотрется плазмой в пыль... кстати - плазма в МП сама по себе всенаправленный источник ЭМП. Можно использовать этот принцип. Тогда более-менее крупные объекты движущиеся с ощутимыми относительными скоростями отражая радиоволны будут прослушиваться как биения

не очень то понял что этим хотите сказать.... но очень интересно... :-)



 

 

[ziggyStardust]

Как это не нужно?

странно такое читать

Миша, вот Вы же там конструктор какой-то, да? А ведь в этой профессии нужно же иметь техническую фантазию, умение абстрагироваться... Вот у Вас есть в суе упомянутая ФАР(А не надо). Вы сканируете переднюю полусферу. Пусть у Вас ДН - 1 телесный градус. При направленном излучении Вы излучаете и дожидаетесь отклика. Пусть 1 секунда туда и еще 1 обратно. Ну и умножьте на количество телесных градусов. А теперь представьте, что у Вас всенаправленный передатчик. И все эти "телесные градусы" как бы уже излучают. Остается только остановиться на каждом на прием...

При ненаправленной передаче мы получим множество меток. как их потом расшифровывать?

Я умею... Долго учился, но это не так сложно как кажеЦЦо...

Или вы думаете, что на орбите все КА дуг за другом гуськом-паровозиком летают?

Не все, но основная масса - да...

не очень то понял что этим хотите сказать...

Опять 25. Общий курс физики читается во всех технических ВУЗах стран СНГ. Пройти мимо темы "движение зарядов в МП" нужно умудриться... Все остальное - минимальная способность к абстракции.

Очень кратко - плазма грубо это заряды, удержать заряды можно в магнитном поле где сила Лоренца("дующая вбок") старается их "закрутить". Заряды движущиеся с ускорением - это излучение ЭМ. Ускорение(изменение вектора скорости) двояко - может быть по абсолютной длине, но сойдет и по направлению... Итого: заряды в МП - отличный всенаправленный одночастотный передатчик . Основа нашего "метеорного" радара...

[Грехов Михаил]

Миша, вот Вы же там конструктор какой-то, да? А ведь в этой профессии нужно же иметь техническую фантазию, умение абстрагироваться...

Я в прошлом конструктор. Сейчас в области автоматизации энергетики. В любом случае вы неправы. Потому как и в конструкторской области надо четко представлять себе чего надо сделать, чего это даст и иметь конкретику. А не все от балды повинуясь фантазиям. Всегда -надо вот сделать так. потому как вот это так и это так и остается только так. Или там условия какие-то есть. ТЗ на КА составляют и др.

Вот у Вас есть в суе упомянутая ФАР(А не надо). Вы сканируете переднюю полусферу. Пусть у Вас ДН - 1 телесный градус. При направленном излучении Вы излучаете и дожидаетесь отклика. Пусть 1 секунда туда и еще 1 обратно. Ну и умножьте на количество телесных градусов. А теперь представьте, что у Вас всенаправленный передатчик. И все эти "телесные градусы" как бы уже излучают. Остается только остановиться на каждом на прием...

Ждать надо что так.... что этак. В случае всенаправленного передатчика мы в каждый момент получаем предыдущее состояние положения объекта. Вам же еще и время нужно оценивать....и расстояние тоже полюбому. - то есть направление на объект и радиус-вектор. Тогда это дает однозначную инфу. А вы просто постоянно облучая  -получите только направление. а вот импульсно и оценивая в какое время вернулся сигнал - только так получите радиус-вектор.То есть без двойного времени никак.

Я умею... Долго учился, но это не так сложно как кажеЦЦо...

ну-ну...

Не все, но основная масса - да...

Нет. там бардак даже по спутникам.... а уж по космическому мусору и подавно.

заряды в МП - отличный всенаправленный одночастотный передатчик . Основа нашего "метеорного" радара...

Ок.... только в случае Юпитера -многочастотный. и нифига он нам ничем не поможет.

[xd]

Комментарий модератора

 @ziggyStardust , хорош уже на форуме пургонавтикой заниматься!

[ziggyStardust]

 @ziggyStardust , хорош уже на форуме пургонавтикой заниматься!

Ок.... только в случае Юпитера -многочастотный. и нифига он нам ничем не поможет.

От Юпитера не совсем многочастотный - квазигармонический. Но о Юпитере мы давно забыли - обсуждаем радиоотклик от циклотронной частоты плазмы.

Ждать надо что так.... что этак.

"Так" нужно излучить и ждать когда вернется отклик. "Эдак" - только "накопить" определенный интервал времени отвечающий за эхо с определенных расстояний...

[xd]

@ziggyStardust , хорош уже на форуме пургонавтикой заниматься!

Ок.... только в случае Юпитера -многочастотный. и нифига он нам ничем не поможет.

От Юпитера не совсем многочастотный - квазигармонический. Но о Юпитере мы давно забыли - обсуждаем радиоотклик от циклотронной частоты плазмы.

Комментарий модератора

А ещё Вы забыли тему, в которой начали бесцеремонно обсуждать то, что вздумалось

[ziggyStardust]

А ещё Вы забыли тему, в которой начали бесцеремонно обсуждать то, что вздумалось

На протяжении всей темы обсуждается длинна волны для радара способного обеспечить выживаемость космического корабля в "чужом" облаке Оорта... Поскольку очевидно, что дать простой и однозначный ответ не представляется возможным(не ясна степень угрозы) обсуждаются смежные вопросы - способ получения РЧ, конфигурация радара и т.д. Никаких "выбросов" в паранауку и UFO-логию...

[Magus-NSK]

P.S.: ...тут еще вот что. "Радиолоцировать" можно только то что хорошо это самое радио отражает. Проводники. А вот мокрую глину(наверное в космосе аналог - "грязный лед" комет), лак с графитовым порошком, окисленное железо и т.д. уже радаром не взять... Наверное здесь подойдет диапазон миллиметровых волн - просто потому что проще концентрировать большие мощности, да и характер проводимости(а значит и отражения) совершенно иной ввиду близости собственных резонансных частот атомов и молекул.

Спасибо! Правильно ли я понимаю, что миллиметровые волны менее энергозатратны и отражаются практически любым веществом?

Чушь. И сколько спутников отказало из-за столкновения по пути с каким-либо камешком? Ни одного.....

К сожалению, если спутник или КА с чем либо сталкивается в полёте причину его отказа мы не узнаём. Поэтому считать, что ни одно отказа не было, несколько неправомерно. Было много отказов, причины которых не установлены... А если мы отправляем КА не на 10 а.е., а на 10 с.л., то вероятность столкновения возрастает на порядки. К тому же мы пока не знаем насколько пусто в межзвёздном пространстве.

Совершенно не очевидный переход. Откуда такая необходимость следует?

Что ещё можно использовать в качестве "глаз" на расстоянии 50-100 а.е. от Солнца?


Я уточню несколько свой вопрос. Положим так. Есть ТЗ создать систему безопасности для КА двигающегося в межзвёздном пространстве. Условия такие:
1. Максимально надёжный результат при минимальных энергозатратах.
2. Скорость КА может достигать 10000 км в сек относительно межзвёздной среды. И около 1000 км/сек относительно звезды подлёта. Т.е. относительно облака Оорта или облака Койпера.