BepiColombo - полёт к Меркурию

[ZamaZzZka]

Кто создаст и оплатит несуществующий разгонный блок

Понятно что эта европейская миссия не могла лететь ни на какой иной РН ,нежели чем на Arian.ESA быстрей бы удавилось бы чем полетела бы ,скажем,на той же FH,даже если бы спейсы бесплатно предоставили бы носитель..

изначально вообще собирались на Союзе лететь, пока масса не выросла.

[Андрей Астрофизический]

Вообще кстати примечательно, что АМС обычно летают/собираются лететь на тех ракетах, которые хорошо известны к моменту начала проектирования АМС...
Никто не делает АМС с позиций "щас разработаем, а потом ракету подберем, какая подойдет". Хотя в принципе при наличии (уже) некоторой конкуренции на рынке пусков, так делать наверное было бы можно.
FH при таком раскладе еще несколько лет будет не очень-то востребована для запусков АМС, т.к. они уже разрабатываемые в основном с прицелом на что-то другое.

[Кремальера]

изначально вообще собирались на Союзе лететь, пока масса не выросла.

Ыще бы.Бодяга Роскосм-са развратила гуннов.Впрочем это работает и в обратную сторону.Чтобы ставить свои аккумы на изделия ILS и Eurokcot, EAS платит людишкам 40% от тотала.

[Amadeus]

изначально вообще собирались на Союзе лететь, пока масса не выросла.

В первоначальном варианте - двумя пусками Союз-Фрегата на 2009-2010 гг. Тогда ещё лавочкинский спускаемый модуль фигурировал, с мини-ровером (типа ПрОП-М на Марсе-3).

[sharp]

  Без требуемого расчета

Ну что ж, попробуем немного посчитать. Удалось найти несколько старых схем полета для разных дат, они практически идентичны. Вот скрин одной из них:



Как видим, к первому маневру у Венеры аппарат подлетает по эллиптической орбите с афелием 1 а.е. и перигелием 0,58 а.е. Большая полуось = 0,79 а.е.
Орбитальная скорость в афелии v = (GMs(2/r - 1/a))^1/2 = 25424 м/с.

Посчитаем, насколько сложно выйти на эту траекторию прямым пуском с Земли?

Геоцентрическая скорость после ухода от земли v_e = 29783 - 25424 = 4359 м/с.
Вычислим начальную геоцентрическую скорость после разгона:
Закон сохранения энергии:

v_e²/2 = v₀²/2 - GM_e/R, где v₀ - геоцентрическая скорость в перигее, M_e - масса Земли, R - радиус НОО.

отсюда v₀ = (v_e² +  2GM_e/R)^1/2 = 11896 м/с.

Или 2-я космическая + 700 м/с.

Для ПН массой 4 тонны, Ariane 5 EСA с запасом обеспечивает данную скорость.

Так что возвращаемся к вопросу: а в чем собственно предназначение гравитационного маневра у Земли, что мешает со старта выйти на переходную орбиту к Венере?

[boch]

Чем дольше летит аппарат до цели, тем более длительный срок оплачивается работа сотрудников обслуживающих полет и тем реже менять работу. Подмечено, когда срок миссии подходит к концу, наиболее востребованные специалисты переходят на другие проекты, но не в середине или начале миссии. А зачем переходить когда можно снимать сливки с полета в виде научных работ, а к концу зачем оставаться, если работу менять все равно, а у "соседей" не менее грандиозный проект скоро запустят. Ищут оптимум.

[Amadeus]

Так что возвращаемся к вопросу: а в чем собственно предназначение гравитационного маневра у Земли, что мешает со старта выйти на переходную орбиту к Венере?

Если расчеты верны, то действительно непонятно. Может хотели поставить рекорд - гравиманевр сразу у трех планет ?

[ASheff]

Может хотели поставить рекорд - гравиманевр сразу у трех планет ?

Вояджер-2 тоже 3 гравманевра делал.

[LeMay]

 

Так что возвращаемся к вопросу: а в чем собственно предназначение гравитационного маневра у Земли, что мешает со старта выйти на переходную орбиту к Венере?

  Вот теперь совсем другой разговор. Вы учли изменение наклонения орбиты BepiColombo пролётом у Земли? При трех первых гравитационных манёврах первым манёвром меняется наклонение орбиты аппарата, вторым и третьим - уменьшается перигелий орбиты аппарата.

[Amadeus]

Вот теперь совсем другой разговор. Вы учли изменение наклонения орбиты BepiColombo пролётом у Земли? При трех первых гравитационных манёврах первым манёвром меняется наклонение орбиты аппарата, вторым и третьим - уменьшается перигелий орбиты аппарата.

OsirisREX вроде таким же гравиманевром у Земли изменил наклонение орбиты для встречи с астероидом Бенну.  Если чего не путаю...

[sharp]

  Вот теперь совсем другой разговор. Вы учли изменение наклонения орбиты BepiColombo пролётом у Земли? При трех первых гравитационных манёврах первым манёвром меняется наклонение орбиты аппарата, вторым и третьим - уменьшается перигелий орбиты аппарата.

Не учел. Но разница наклонения между Землей и Венерой 3 градуса, и если я правильно посчитал, на стартовую дельту это влияло бы в пределах 100-150 м/с...

[neddi]

Все таки как обидно, что 60 лет спустя запуска первого спутника мы так медленно летаем. Семь лет лететь к Меркурию. 

[Amadeus]

Все таки как обидно, что 60 лет спустя запуска первого спутника мы так медленно летаем. Семь лет лететь к Меркурию. 

Увы, таков  на сегодня технологический уровень развития человечества. Во времена Колумба путешествие в Новый Свет занимало полгода, сейчас - менее пол суток. В сфере освоения космоса мы  как раз, к сожалению, и живём в колумбову эпоху...
Сорри за оффтоп.

[neddi]

Во времена Колумба путешествие в Новый Свет занимало полгода, сейчас - менее пол суток

Колумб плыл месяц всего, какие полгода?

Интересно, а чтобы быстро долететь до Меркурия и остаться на его орбите, я так понимаю нам нужны кроме мощных двигателей разгона еще двигатели для торможения?

[Кремальера]

я так понимаю нам нужны кроме мощных двигателей разгона еще двигатели для торможения?

Меркурий,в этом смысле,-одно из самых сложных тел в системе.Если лететь туда на химии то это потребует большого количества пары.Хотя выше уже было показано как можно было сэкономить время перелета.

[LeMay]

Интересно, а чтобы быстро долететь до Меркурия и остаться на его орбите, я так понимаю нам нужны кроме мощных двигателей разгона еще двигатели для торможения?

  Было уже, но можно повторить.
  Левантовский, "Механика космического полета в элементарном изложении.":
  Для выхода на низкую круговую орбиту при полете к Меркурию по гомановской траектории необходим тормозной импульс 7,5 км/с. Это дает суммарную характеристическую скорость для всего эксперимента при старте с поверхности Земли 22,6 км/с, при старте с околоземной орбиты 13,06 км/с (см. табл. 11). Фактические значения этих величин должны быть больше на несколько километров в секунду из-за наклона и существенного эксцентриситета орбиты Меркурия.

  При полете по гомановской траектории планетоцентрическая скорость входа космического аппарата в сферу действия Меркурия (ее радиус 112 000 км) равна 9,611 км/с. Скорость падения на поверхность планеты 10,509 км/с. Меркурий практически лишен атмосферы. Поэтому всю указанную скорость необходимо погасить с помощью тормозной двигательной установки, как это делалось при посадке на Луну. Суммарная характеристическая скорость для старта с поверхности Земли оказывается равной 26,2 км/с, а для старта с орбиты на высоте 200 км — 16,7 км/с (см. табл. 8 ). Характеристическая скорость торможения при посадке на Меркурий превышает характеристическую скорость выведения на низкую орбиту спутника Земли, так что тормозная двигательная установка должна быть двух- или трехступенчатой и на нее должна приходиться основная часть массы межпланетной станции. Иначе говоря, на траекторию полета к Меркурию должна быть выведена целая ракета, подобная (хотя и не по своей внешней форме) тем ракетам, которые сейчас выводят спутники на орбиты вокруг Земли. Ракета «Сатурн-5» тут не обеспечит старт с Земли.

  Причиной высоких энергетических затрат на мягкую посадку и запуск спутника служит не сильное притяжение Меркурия (напротив, оно очень слабо), а большая планетоцентрическая скорость входа в сферу действия, рекордная для Солнечной системы.

[sharp]

  Причиной высоких энергетических затрат на мягкую посадку и запуск спутника служит не сильное притяжение Меркурия (напротив, оно очень слабо), а большая планетоцентрическая скорость входа в сферу действия, рекордная для Солнечной системы.

Это понятно, конечно. Извините что я опять за свое но все-таки, если обратиться к диаграме на предыщущей странице, видно, что наибольшую коррекцию скорости дают 2 маневра у Венеры и первые три у Меркурия. Сколько на ваш взгляд, пришлось бы затратить дельтаве, если остальные маневры заменить использованием двигателей?

[LeMay]

Это понятно, конечно. Извините что я опять за свое но все-таки, если обратиться к диаграме на предыщущей странице, видно, что наибольшую коррекцию скорости дают 2 маневра у Венеры и первые три у Меркурия. Сколько на ваш взгляд, пришлось бы затратить дельтаве, если остальные маневры заменить использованием двигателей?

  Для этого нужно знать полученное BepiColombo при исключаемых гравитационных манёврах изменение наклонения плюс изменение скорости, и наклонение важно так же, как и скорость. По формуле в упомянутой книге Левантовского (2*v*sin(a/2)) зонду на круговой орбите радиусом 1 а.е. для изменения наклонения всего на 3 градуса нужен дополнительный импульс скорости 1,56 км/с, и чем меньше радиус орбиты, тем больший нужен импульс (растет орбитальная скорость v). Для сравнения: Rosetta при стартовой массе 3065 кг имела 1719 кг топлива (монометилгидразин и тетраоксид азота), что обеспечивало ей запас характеристической скорости 2,3 км/с.

[Dem]

От Земли можно было и сразу на нужное наклонение запустить. Или об Луну сманеврировать.

[LeMay]

От Земли можно было и сразу на нужное наклонение запустить. Или об Луну сманеврировать.

  Вы уже знаете нужное наклонение, скорость и провели расчёты?

 
  http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2018/10/BepiColombo_magnetometer_boom_deployed_-_gif_sequence
  2,5-метровая штанга магнитометра MPO вчера была развернута, прибор включён.
 
  http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2018/10/BepiColombo_magnetometer_boom_measures_magnetic_field_during_its_deployment