Солнечные паруса для звездной каравеллы. Как уходить от глобального потепленияЧетверг, 25 Июля 2019 г. 22:36
До сих пор многие недоумевают, как это американцы шесть раз слетали на Луну да еще несколько раз совершали облеты своих кораблей Аполлон у Луны и при этом у них случилась одна серьезная авария. Приученные в Советском Союзе к тому, что у нас все новое и хорошо придуманное всегда внедряется в жизнь с большим трудом и многочисленными дефектами, россияне не могут поверить в то, что американское производство может выдавать свою продукцию без брака, что клеймо "Сделано в США" действительно означает высококачественное изделие (примеры? сколько угодно - Суперджет-Сухой, подводный блок АС-31 " Таратайка" и др.)
Идея солнечного паруса известна давно. Фотоны, частицы электромагнитного излучения, не имеют массы покоя, но имеют импульс. Это означает, что при поглощении материалом — и тем более при отражении от него — этот импульс движения будет передаваться телу, с которым фотон взаимодействовал. Величина этого импульса крайне мала и ученым понадобилось много лет, чтобы придумать экспериментальную систему, где его можно было бы измерить на фоне тепловых колебаний и шума. Зато солнечный свет — единственный доступный в космосе источник импульса, который вы не обязаны приносить с собой с Земли. Реактивные двигатели, даже самые совершенные среди них, требуют для работы расхода рабочего тела — то есть выброса какой-либо массы в направлении, противоположном направлению движения. Свет же в космосе придает ускорение всякому телу «бесплатно», без расхода рабочего тела.
При этом единственное, что требуется для полета — правильно собрать этот свет и направить. Ускорение от солнечного паруса аппарат может получать постоянно, а не в ходе коротких включений реактивных двигателей. Это особенно важно при путешествии на дальние расстояния, когда время, за которое можно набрать достаточную скорость, очень велико.
LightSail 2 относится к классу микроспутников формата CubeSat. Его размеры — всего 11х11х34 сантиметра. В этот объем упакованы камера, четыре лепестка солнечных батарей, литиевые аккумуляторы, системы авионики, антенна и даже мини-DVD с именами и фото членов Планетарного общества.
Сам парус изготовлен из металлизированного майлара (он же лавсан, он же полиэтилентерефталат) толщиной в 4,5 микрона. Это означает, что 200 слоев такого материала будут иметь толщину менее 1 миллиметра. Из подобного материала делают блестящие спасательные покрывала, которые можно часто увидеть в кино.
https://habr.com/ru/post/397111/
Возможно что именно из-за малых размеров и стоимости аппарата дальнейшую отработку солнечного паруса в СССР и прекратили, предполагая продолжить ее в дальнейшем, но ...не вышло. Шанс открыть новую эру в космонавтике был если не утерян, так отодвинут Между тем в последнее время некоторые исследовательские компании, продолжающие анализировать возможности пожалуй самых увлекательных технических решений в истории цивилизации - межзвездных полетов, предложили проверить техническую возможность разгона солнечного паруса облучением его энергией мощных лазеров с Земли . Эта идея уже не кажется неосуществимой так как исследование и разработка мощных лазеров продолжается, а то, что вес солнечных парусов, которые могут быть развернуты в космосе, невелик, позволил бы провести первые эксперименты по ускорению межзвездных парусных каравелл даже на кораблях типа Пионер-10,1 и Вояджер-1.2 будь эти корабли отправлены в свои полеты лет на 40-50 позже и если бы мы имели к этому моменту в распоряжении достаточно мощные лазеры.
Как кажется полететь к другой звезде со скоростью в 15-20% световой , хотя проблем масса, и достичь системы Альфа Центавра за 20-30 лет, вероятно возможно. Для того, чтобы добраться до этой системы за такое время, космический корабль и должен двигаться со скоростью от 15% до 20% от скорости света. Основная идея проекта была озвучена 12 апреля 2018г на пресс-конференции в Нью-Йорке. Основатели Breakthrough Starshot — Юрий Мильнер и Стивен Хокинг. В инициативный совет проекта входит и Марк Цукерберг, глава Facebook. По мнению Мильнера, стоимость проекта не так велика — 5-10 млрд долларов США. Первый корабль, как он считает, может отправиться к звезде уже через 20 лет. Трудности полета огромны и эти цифры Мильнера весьма ориентировочны, но пожалуй мысль о том что сбрасывая лазерами в космос на Каравеллу (многопарусную кстати) массу энергии мы кроме эксперимента по достижению какого-то барьера скорости (а до сих пор человек только и делал на Земле, что преодолевал барьер за барьером в трудном познании мира) сможем снять тепловую перегрузку глобального потепления с нашей планеты, а это важная и может быть важнейшая задача эксперимента. Такой эксперимент с "подталкиванием" каравеллы энергетическим лучом с Земли крайне необходим и кроме проверки возможности разгона он мог бы пробить экраны связи в направлении перелета установкой маяков-реперов.
При этом единственное, что требуется для полета — правильно собрать этот свет и направить. Ускорение от солнечного паруса аппарат может получать постоянно, а не в ходе коротких включений реактивных двигателей. Это особенно важно при путешествии на дальние расстояния, когда время, за которое можно набрать достаточную скорость, очень велико.
Непосредственным предшественником нынешнего аппарата стал LightSail 1, запущенный тем же Планетарным общество в мае 2015 года. Тогда аппарат удалось успешно вывести на орбиту и испытать механизм раскрытия паруса. Однако параметры орбиты не позволяли протестировать саму идею "светоплавания" — на высоте, где находился спутник, плотность атмосферы была слишком высокой, чтобы сравниться с небольшим ускорением от солнечного света. В результате спутник пробыл на орбите около 30 дней и сгорел в атмосфере. До проекта LightSail Планетарное общество пыталось испытать идею светоплавания с помощью аппарата «Космос-1», спроектированного совместно с российскими разработчиками из НПО имени Лавочкина. Размеры его паруса были существенно больше, чем у нынешнего аппарата — 600 против 32 квадратных метров. Однако его так и не удалось запустить на орбиту: в 2001 и 2005 годах были сделаны две попытки, обе из которых завершились тем, что аппарату не удалось отделиться от ракеты-носителя «Волна». Стартовой площадкой в обоих случаях выступала АПЛ «Борисоглебск».
LightSail 2 относится к классу микроспутников формата CubeSat. Его размеры — всего 11х11х34 сантиметра. В этот объем упакованы камера, четыре лепестка солнечных батарей, литиевые аккумуляторы, системы авионики, антенна и даже мини-DVD с именами и фото членов Планетарного общества.
Сам парус изготовлен из металлизированного майлара (он же лавсан, он же полиэтилентерефталат) толщиной в 4,5 микрона. Это означает, что 200 слоев такого материала будут иметь толщину менее 1 миллиметра. Из подобного материала делают блестящие спасательные покрывала, которые можно часто увидеть в кино.
https://habr.com/ru/post/397111/
В рамках Breakthrough Starshot планируется запуск базового корабля, который выведет на орбиту множество небольших (первые эксперименты) космических аппаратов. С земли на солнечные паруса этих аппаратов будут воздействовать лазерным лучом. Лазеры достаточно мощные, на солнечные паруса размером 4*4 м планируется направить несколько лазерных лучей с энергией в 1 тераджоуль (по некоторым данным — 100 гигаджоулей). Одна из проблем, стоящая перед полетом в том, что при столь высокой скорости для зонда будет представлять проблему не только метеорит или пыль, опасными становятся столкновения даже с отдельными атомами. Сейчас ученые пытаются понять, насколько опасными будут такие столкновения и как часто они будут происходить (в том, что будут, сомнений нет). Собственно, потому и планируется отправить 1000 аппаратов — по мнению авторов проекта, определенная часть зондов останется целой. Межзвездное пространство не пусто. Здесь есть пыль, и ее довольно много, есть отдельные атомы, которых еще больше. Кроме всего перечисленного выше, есть еще и чисто технические сложности как фокусировка мощнейших лазеров на солнечных парусах зондов — это задача, с которой прямо сейчас люди не смогут справиться в силу ряда технических проблем. По мнению издания The Economist, реализация проекта станет возможной только после улучшения ряда современных технологий на несколько порядков.
Радиотелескоп «КРТ-10» (Космический Радио-Телескоп, диаметр зеркала антенны 10 метров) — первый в мире космический радиотелескоп. Антенна радиотелескопа была установлена на орбитальной станции «Салют-6» и могла бы послужить прототипом космического корабля с солнечными парусами. Радиотелескоп на станцию «Салют-6» был доставлен грузовым космическим кораблём «Прогресс-7». Вследствие малого объёма, выделенного в «Прогрессе» для КРТ-10, радиотелескоп был разбит на три блока: главное зеркало, фокальный контейнер с облучателем и тремя раздвижными опорами и механизм крепления антенны.
Космонавты Ляхов и Рюмин провели стыковку и монтаж всех блоков КРТ-10, укрепили его на промежуточной камере станции «Салют-6», а также предварительно проверили взаимодействия его элементов. 17 июля, после отхода корабля «Прогресс-7» от станции, было произведено выдвижение элементов конструкции радиотелескопа КРТ-10 в открытое космическое пространство и раскрыта его антенна.
После ввода радиотелескопа в действие были произведены юстировка — привязка лучей антенны к осям станции «Салют-6» и снятие диаграмм направленности. Для этого осуществлялась регистрации радиоизлучения Крабовидной туманности (источника Кассиопея А), Солнца и наземного радиоисточника. Результаты измерений оказались близкми к расчётным. Направление антенны на источники радиоизлучения осуществлялись поворотом всей орбитальной станции.
Был проведен первый в мире РДСБ-эксперимент с внеатмосферным радиотелескопом КРТ-10 и радиотелескопом РТ-70 в Евпатории
Радиотелескоп КРТ-10 состоял из зеркальной параболической сетчатой антенны диаметром 10 метров, многоканальной высокочувствительной приёмной аппаратуры и системы точной временной привязки. Прототип, 5-метровая антенна, прошла отработку в наземных условиях и подтвердила правильность выбранной конструкции. Затем была изготовлена 10-метровая антенна, испытанная вначале в наземных условиях на полигоне для тестирования и калибровки КРТ-10 в Пущинской радиоастрономической обсерватории.
Главное зеркало КРТ-10 представляло собой шестиугольную высечку из параболоида вращения. Каркас зеркала состоял из диагональных стержней из алюминиевых сплавов сечением 6 × 12 мм и тросиков диаметром 1 мм. Узлы были выполнены из алюминиевых сплавов, а пружины — из высокопрочных сталей. В качестве отражающей поверхности использовалось специально разработанное трикотажное сетчатое полотно из металлических проволочек диаметром 50 мкм. Масса зеркала составляла 65 кг, и в сложенном виде оно представляло собой шестиугольную призму с максимальным размером у основания 0,5 м и общей длиной 0,9 м. На корпусе были укреплены облучатели антенны: четыре рупора для работы на длине волны 12 см и спиральный для работы на длине волны 72 см. На нём же размещался фокальный контейнер, внутри герметичного отсека которого находились высокочастотные усилители радиометров и система терморегулирования. Фокальный контейнер соединялся с зеркалом при помощи трёх раскладных опор. В развернутом виде каждая опора представляла собой трёхгранную форму длиной 5 м (в сложенном виде длина опоры составляла 27 см). Масса опор была около 7 кг.
Вдоль опор и к центру конструкции каркаса располагались кабели, соединяющие аппаратуру фокального контейнера и некоторые датчики, находящиеся на антенне, с установленной в рабочем отсеке аппаратурой (низкочастотными блоками радиометров, блоком времени и пультами управления). Общая масса КРТ-10 составляла 300 кг.
9 августа работы с радиотелескопом КРТ-10 были закончены, но в момент отстрела раскрытой антенны четыре тросика зацепились за выступающую крестовину стыковочной мишени на агрегатном отсеке станции «Салют-6».
Ситуация была критическая. Антенна загородила стыковочный узел, к которому должны были ещё причаливать корабли. Можно было срочно возвратить экипаж на Землю, и тогда вся программа предстоящих полётов на станцию была бы завершена, так как антенна могла бы повредить любой приближающийся корабль, и в любой момент антенна могла повредить и станцию.
15 августа, после всестороннего анализа аварийной ситуации, экипажу было предложено выйти в открытый космос и попробовать избавиться от зацепившейся антенны. Выход был не запланирован, и до штатной посадки оставалось 4 дня. Экипаж согласился, так как понимал, что кроме них эту работу не выполнит никто. Третий выход в открытый космос, осуществлённый Рюминым с помощью Ляхова произошёл 15 августа 1979 года.
Выход производился через люк переходного отсека. Переход от люка переходного отсека к стыковочному узлу осуществлялся с помощью перил, установленных на поверхности станции. Основную работу при выходе выполнял Рюмин. Ляхов помогал ему. Чтобы освободить антенну, пришлось перекусить четыре стальных тросика толщиной около миллиметра. Затем рычагом длиной около полутора метров В. В. Рюмин оттолкнул антенну от станции по направлению к Земле. Затем космонавты демонтировали часть оборудования с поверхности станции. В открытом космосе экипаж находился 1 час и 23 минут
Программа космических экспериментов «Знамя» — серия экспериментов по работе космическими зеркалами, то есть специальными отражателями, которые отражают солнечный свет и освещают земную поверхность. Всего было два эксперимента — успешный «Знамя 2», не успешный «Знамя 2,5» и планируемый «Знамя 3». Проект «Знамя» был прекращен Роскосмосом после неудачи «Знамя 2,5».
Знамя 2 — солнечный парус 20-метровой ширины. Был запущен на борту «Прогресс М-15» с космодрома Байконур 27 октября 1992 года. При посещении станции «Мир» её экипаж ЭО-12 установил на борту «Прогресса» агрегат развёртывания отражателя. После отстыковки и манёвров корабль «Прогресс» успешно развернул отражатель 4 февраля 1993 года, рядом со станцией Мир. Отражатель создал яркое пятно 8 км в ширину (из-за рассеивания света), которое прошло Европу из южной Франции в Западную Россию со скоростью 8 км/с. Пятно света имело светимость, примерно эквивалентную полной луне. Хотя тем утром облака покрывали большую часть Европы, несколько наблюдателей сообщили, что видели вспышки света
Проект «Знамя 2.5» был на голову выше предшественника. Зеркало должно было восприниматься с Земли как 5—10 полных Лун по яркости и образовывало след около 7 км в диаметре, которым можно было управлять, подолгу удерживая его на одном месте. Солнечное зеркало — это слегка вогнутая оболочка диаметром 25 м, выполненная из тонкой плёнки с зеркальной поверхностью, которая крепится по периметру станции. Оболочка раскрывается и удерживается в раскрытом положении центробежными силами. Однако проект потерпел неудачу. 4 февраля 1999 г. в начале раскрытия оболочка зацепилась за антенну. Космический корабль «Прогресс М-40» был спущен с орбиты и затоплен в океане.
Третий проект, «Знамя-3», так и не состоялся.
Книга стала быстро раскупаться. Его смелые рассуждения о крепостном праве и других печальных явлениях тогдашней общественной и государственной жизни обратили на себя внимание самой императрицы, которой кто-то доставил «Путешествие» и которая назвала Радищева — «бунтовщик, хуже Пугачева». Сохранился экземпляр книги, попавший на стол к Екатерине, которую она испещрила своими циничными ремарками. Там, где описывается трагическая сцена продажи крепостных на аукционе, Императрица изволила написать: «Начинается прежалкая повесть о семье, проданной с молотка за долги господина». В другом месте сочинения Радищева, где он повествует о помещике, убитом во время пугачёвского бунта своими крестьянами за то, что «каждую ночь посланные его приводили к нему на жертву бесчестия ту, которую он того дня назначил, известно же в деревне было, что он омерзил 60 девиц, лишив их непорочности», сама императрица написала — «едва ли не гистория Александра Васильевича Салтыкова»
4 сентября 1790 года состоялся именной указ, который признавал Радищева виновным в преступлении присяги и должности подданного изданием книги, «наполненной самыми вредными умствованиями, разрушающими покой общественный, умаляющими должное ко властям уважение, стремящимися к тому, чтобы произвести в народе негодование противу начальников и начальства и наконец оскорбительными и неистовыми изражениями противу сана и власти царской»; вина Радищева такова, что он вполне заслуживает смертную казнь, к которой приговорён судом, но «по милосердию и для всеобщей радости» казнь заменена ему десятилетней ссылкой в Сибирь, в Илимский острог (Иркутская губерния). На приказе о высылке Радищева императрица собственной рукой написала: «едет оплакивать плачевную судьбу крестьянского состояния, хотя и то неоспоримо, что лучшей судьбы наших крестьян у хорошего помещика нет во всей вселенной». Как похоже на нашего некоронованного Лидера, также полагающего, что все, что он делает критике не подлежит и несмотря на то, что 20% населения подвластной ему страны бьется в тисках недоедания и отсутствия достатка, лучшей судьбы его крестьян нет во всей Вселенной!
Вообще интересно, почему в 1949 году, после тяжелейшей войны советская почта надумала выпустить в свет две марки, посвященные Радищеву - то ли из-за повеявшего с Запада духа свободы и Вольности, то ли из-за того, что ведущие идеологи Союза полагали, что Радищев - демократ, просто выступающий против царского режима....
Радиотелескоп «КРТ-10» (Космический Радио-Телескоп, диаметр зеркала антенны 10 метров) — первый в мире космический радиотелескоп. Антенна радиотелескопа была установлена на орбитальной станции «Салют-6» и могла бы послужить прототипом космического корабля с солнечными парусами. Радиотелескоп на станцию «Салют-6» был доставлен грузовым космическим кораблём «Прогресс-7». Вследствие малого объёма, выделенного в «Прогрессе» для КРТ-10, радиотелескоп был разбит на три блока: главное зеркало, фокальный контейнер с облучателем и тремя раздвижными опорами и механизм крепления антенны.
