Dawn: одна миссия - две цели.

[vika vorobyeva]

Дивная презентация о планах АМС Dawn у Цереры:
http://www.lpi.usra.edu/sbag/meetings/jul2013/presentations/THU_1045_Raymond_Ceres_Planning.pdf

Для тех, кто не дружит с английским, краткий пересказ.
Первая фаза научных наблюдений Цереры начнется в феврале 2015 года, когда расстояние между АМС Dawn и Церерой сократится до 163 тыс.км. Разрешение снимков на таком расстоянии составит 15 км в пикселе. Постепенное сближение с Церерой будет происходить в течение нескольких месяцев, до июля 2015 года. Потом Dawn выйдет на обзорную орбиту вокруг Цереры, расположенную на расстоянии 4725 км от ее поверхности (разрешение снимков на этом расстоянии составит 395 м на пиксель).
В сентябре 2015 года начнется новый этап сближения – Dawn понизит свою высоту до 1950 км и окажется на высокой орбите картографирования (HAMO). На этой орбите разрешение снимков достигнет 136 м на пиксель. На HAMO космический аппарат задержится до начала 2016 года. На этом этапе планируется провести полное картографирование Цереры как минимум в трех фильтрах.
В начале 2016 года Dawn снова включит ионный двигатель и начнет последний этап сближения – переход на низкую орбиту картографирования (LAMO). Ожидается, что этот этап продлится до мая 2016 года. Находясь на LAMO, космический аппарат будет удален от поверхности Цереры на 841 км, разрешение снимков, сделанных с низкой орбиты, достигнет 33 м на пиксель.
На последнем этапе основное внимание будет уделено гравиметрическим измерениям и работе нейтронного и гамма детектора (GRaND). Окончание миссии запланировано на сентябрь 2016 года.
В настоящий момент на борту АМС Dawn находится 30 кг гидразина, и именно его запас лимитирует продолжительность работы и возможности зонда у Цереры.

[Грехов Михаил]

Ясно.... а почему гидразина? Вроде на Dawn - ионники маршевые стоят и тормозить и снижать орбиту наверное эффективнее им. А они как правило ксеноновые. Или около того. Или там ионник-маршевый, а есть ещё вторые двигатели для коррекции орбиты?   По окончании миссии зонд в конце-концов врезается в поверхность Цереры?

[Andrew Gontchev]

В настоящий момент на борту АМС Dawn находится 30 кг гидразина,

Не поленился пробежать эту мурзилку: а окислителя сколько осталось? Кстати, вся эта красота построена на Estimation, как оно в реале получится - еще баааальшой вопрос...

[Космический мусор]

В настоящий момент на борту АМС Dawn находится 30 кг гидразина,

Не поленился пробежать эту мурзилку: а окислителя сколько осталось? Кстати, вся эта красота построена на Estimation, как оно в реале получится - еще баааальшой вопрос...

А зачем гидразину окислитель? А?

[Грехов Михаил]

Нет там окислителя (амина). Ошибка в статье. Там ксенон!

[lkmnbv]

Ясно.... а почему гидразина? Вроде на Dawn - ионники маршевые стоят и тормозить и снижать орбиту наверное эффективнее им. А они как правило ксеноновые. Или около того. Или там ионник-маршевый, а есть ещё вторые двигатели для коррекции орбиты?   По окончании миссии зонд в конце-концов врезается в поверхность Цереры?

Насколько я знаю: Вся ориентация на гидразине. Если бы работали все три маховика, можно было бы строить ориентацию чисто на маховиках (гидразин нужен бы был только для разгрузки маховиков, а это самый экономичный режим с точки зрения расхода гидразина). Тогда бы, наверно, к сентябрю 2016 на АМС остался бы значительный запас гидразина, который можно было бы деть на некую расширенную миссию. Но один из маховиков сломался в 2012. Осталось два режима ориентации: смешанный и чисто на двигателях ориентации. Из-за этого расход гидразина увеличился.

[Andrew Gontchev]

А зачем гидразину окислитель? А?

По очень большому секрету скажу: не тянет он по-иному, до 300С

[Andrew Gontchev]

Насколько я знаю: Вся ориентация на гидразине.

Верно, только там плевки милилитров на нагреве, а не баллистические маневры

[Космический мусор]

Насколько я знаю: Вся ориентация на гидразине.

Все правильно. Ксеноновые двигатели для ориентации не годятся. Только для коррекции положения центра масс. Уж слишком они большие возмущающие воздействия вносят при их использовании для ориентации объекта. Их гасить себе дороже.

[Грехов Михаил]

Еще раз говорю - гидразин вряд ли будут использовать для ориентации. Это горючее. Без окислителя (когда ничего не сгорает и просто выплёвывается из сопла-газовые двигатели) - есть смысл использовать и другие газы (азот, гелий).

Тогда должен быть и окислитель, если это нормальные микроЖРД.

И при чём здесь ориентация... нам надо затормозить. - почему бы не ионником? Отчего у ионника большие возмущающие воздействия? 

[Andrew Gontchev]

Только для коррекции положения центра масс

Ну-ка-ну-ка расскажите подробнее, что это за маневр ("пространственная эволюция", если соблюдать точную терминологию) такой "коррекция положения центра массы"? Это когда агрегаты на КА друг относительно друга двигают? 

[lkmnbv]

Еще раз говорю - гидразин вряд ли будут использовать для ориентации.

Именнл гидразин используют для ориентации. В третий раз уже пишу 

Это горючее. Без окислителя (когда ничего не сгорает и просто выплёвывается из сопла-газовые двигатели) - есть смысл использовать и другие газы (азот, гелий).

Окислителя на АМС нет. Сопел на азоте или гелии или других газах тоже нет.

И при чём здесь ориентация... нам надо затормозить. - почему бы не ионником? Отчего у ионника большие возмущающие воздействия? 

Все крупные разгоны и торможения итак на одном из ионников делаются.

Все ключевые компоненты АМС взяты из ранее существовавших КА:

Key Spacecraft Characteristics:

    * Extensive redundancy using flight-proven assemblies from other Orbital and JPL spacecraft
    * Ion propulsion system, based on the design validated on Deep Space 1
    * Two 100 W (RF) traveling wave tube amplifiers, fixed 1.5 m high-gain antenna, 3 low-gain antennas, two small deep space transponders
    * Solar array capable of producing more than 10 kW at Earth's distance from the Sun and more than 1 kW at Ceres's maximum distance
    * Flight proven attitude control system used on Orbview, TOPEX/Poseidon ocean topography mission, and Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer
    * Simple hydrazine reaction control subsystem with two sets of six 0.9 N engines used on the Indostar spacecraft
    * Command and data handling uses off the shelf components as used on the Orbview program
    * Modular flight software based on design used on Orbview
    * Core structure is graphite composite. Panels are aluminum core, some with aluminum facesheets and others with composite facesheets.

3 ионника (ксенон), небольшие движки ориентации (гидразин), маховики (в начале миссии было 3, сейчас их 2). Всё. Не плодите лишние сущности

This figure depicts the Dawn flight system. Upper views are the same scale.

Key:

    * HGA – High Gain Antenna
    * LGA – Low Gain Antenna
    * CSS – Coarse Sun Sensors
    * GRaND – Gamma Ray and Neutron Detector
    * IPS Thrusters – Ion Propulsion Thrusters
    * RCS Thrusters – Reaction Control System Thrusters
    * VIR – Visible and Infrared Mapping Spectrometer
    * FC – Framing Camera

http://dawn.jpl.nasa.gov/mission/spacecraft.asp

[Космический мусор]

А зачем гидразину окислитель? А?

По очень большому секрету скажу: не тянет он по-иному, до 300С

А можно по-подробней?  Правда не понимаю. Зачем однокомпонентному топливу, которое на катализаторе разлагается на два компонента, окислитель?
 

[Andrew Gontchev]

Зачем однокомпонентному топливу, которое на катализаторе разлагается на два компонента, окислитель?

Чтобы избежать энергетических затрат, на его нагрев, для "коррекции центра массы КА" 

[Грехов Михаил]

А можно по-подробней?  Правда не понимаю. Зачем однокомпонентному топливу, которое на катализаторе разлагается на два компонента, окислитель?

Однако только что в вики познакомился, что гидразин разлагается на азот и водород при каталитическом способе и на аммиак  и азот при нагреве до  200-300 градусов (без катализаторов).  Именно эта реакция и используется в движках ориентации? Она экзотермическая?

Просто не знал это и как бы полагал что гидразин должен где-то сгорать наподобие того, как он это делает на первой ступени РН "Протон". 

[Andrew Gontchev]

* RCS Thrusters – Reaction Control System Thrusters

Не указан тип движка, не факт что гиродины/ионник

[Andrew Gontchev]

Именно эта реакция и используется в движках ориентации?

Да, для точных микро-маневров тяжелых КА, ударным нагревом РТ

[Космический мусор]

Только для коррекции положения центра масс

Это когда агрегаты на КА друг относительно друга двигают? 

Вот что Вы несете?
Коррекция положения центра масс - это как раз изменение положения объекта в пространстве без изменения его ориентации в этом пространстве.
Для примера - коррекция орбиты ИСЗ (подъем\снижение без изменения положения). Изменение ориентации, напротив - изменение положения в пространстве без изменения параметров орбиты.
Если Вы упали ночью с кровати - это коррекция. А если просто перевернулись с боку набок - ориентация.

[Грехов Михаил]

Не то читаете:

Simple hydrazine reaction control subsystem with two sets of six 0.9 N engines used on the Indostar spacecraft

Чтобы избежать энергетических затрат, на его нагрев, для "коррекции центра массы КА"

Видимо имеется не в системе координат, связанной с КА, а в системе координат, связанной с центральным орбитальным телом (Солнце или астероид)

[Космический мусор]

Зачем однокомпонентному топливу, которое на катализаторе разлагается на два компонента, окислитель?

Чтобы избежать энергетических затрат, на его нагрев, для "коррекции центра массы КА" 

Просмеетесь, пример такого двигателя приведите, ага?