Несмотря на всю загруженность, я просто не мог не отреагировать на этот Новости.
Почему? - Это безумие.
Но давайте обо всем по порядку.
Из чего состоит космическая отрасль:
- Это разработка самих спутников
- Это наземный комплекс
- Это пуски - которые совмещают в себе первые два пункта
спутник
Итак, начнем со спутника.Планируемый спутник будет иметь массу 386 кг.
те.
он относится к классу небольших устройств.
Что это значит? - Много вещей.
С какими проблемами столкнется инженер, если захочет сделать спутник? 1. Энергетический баланс.
2. Радиационная стойкость.
Радиация
И раньше я об этом не задумывался, когда увидел диапазон высот 1100-1300 км, это именно радиационная стойкость.
Вот иллюстрация, честно взятая из Википедии Радиационный пояс Земли (или ремень Ван Аллена).
На ней отчетливо видно, что ее внутренняя часть начинается на высоте 1000 км.
И что в этом такого страшного? Дело в том, что именно в этих зонах скапливается множество частиц высоких энергий.
И на этих орбитах аппарат испытывает максимальную радиационную нагрузку.
Да такие, чтобы в тот диапазон высот никто не запускал.
А на спутниках, которые пересекают эти высоты (например, Хаббл), все оборудование отключается, пока они проходят этот пояс.
Какие еще проблемы вызывает радиация? «Это ускоренная деградация солнечных панелей и химических батарей.
Теперь сравним это с микроспутниками, работающими на 500-километровых орбитах, где уровень радиации на порядок ниже.
Их типичная продолжительность жизни составляет 5-7 лет. Те.
Чтобы достичь заявленного срока службы, инженерам необходимо активно бороться с радиацией.
И у нас мало выбора:
- Установите впитывающие экраны.
- Дублирование всей электроники
- 10-кратный запас хода как от солнечных батарей, так и от химических батарей.
Ээнергетический баланс
Чуть выше я говорил о солнечных батареях и химических батареях – это проблема энергообеспечения.Давайте немного порассуждаем.
Спутник находится на низкой орбите.
На него невозможно направить антенну, а это значит, что диаграмма направленности - как минимум полусфера.
На существующих спутниках пропускная способность таких антенн составляет 10 кбит\с .
Почему? — Передатчик энергетически не обеспечивает соотношение сигнал/шум на расстоянии 500 км для более высокой скорости передачи.
Те.
Чтобы обеспечить скорость хотя бы 1 Мбит/с, нужно увеличить мощность передатчика в ~100 раз.
Но есть в энергетическом балансе вторая составляющая – теплопотери.
В космосе нет воздуха и не работает конвекция.
Весь сброс происходит за счет радиации.
Обычно это делается так: все вырабатываемое тепло «сбрасывается» на один огромный радиатор, который размещается так, чтобы его не освещало Солнце.
И тут для меня начинается самое интересное.
Орбита
Позвольте мне сначала дать пояснение.Движение спутника подчиняется законам Кеплера: траектория описывается эллипсом, в одном из фокусов которого находится центр масс Земли.
Поэтому в небесной механике движение спутника описывается следующим образом: 
В идеальном случае этот эллипс сохранит свое положение.
Но на самом деле он меняется, его орбита эволюционирует. Скорость этой эволюции зависит от наклона и эксцентриситета (меры отклонения от окружности).
Третий момент: если спутники разбросаны по одной и той же орбите, но в разных точках, то спутники будут эволюционировать каждый по-своему (причина тому – гравитационное поле Земли).
В результате взаимное расстояние между ними будет постоянно меняться.
Это ограничивает максимальное количество на одной орбите.
В совокупности это означает, что для каждой группы спутников направление на Солнце и диапазон его изменений различны.
Это означает, что схему расположения спутников придется пересчитывать.
Те.
Снизить затраты за счет конвейерного производства не удастся.
Но на самом деле все гораздо хуже.
Из-за перекомпоновки условия, в которых будут работать устройства, будут постоянно меняться.
Что здесь плохого и почему, я расскажу в следующем разделе.
Земельный комплекс
Но прежде чем ответить на вопрос, поставленный в конце предыдущего раздела, я вновь вынужден дать некоторую предварительную информацию.Допустим, мы решили все проблемы со спутником.
Но ими нужно как-то управлять.
Итак, под наземным комплексом в космической отрасли я имею в виду ту часть инфраструктуры, которая отвечает за управление спутником.
Что значит управлять на практике? «Это означает обработку массива телеметрических данных от многочисленных датчиков на борту.
Чтобы оценить масштаб катастрофы: три космических корабля легко генерируют 100 ГБ телеметрии менее чем за месяц.
И после обработки правильно перевести устройство в нужное состояние.
А теперь умножим на 4000+ устройств с зоопарком раскладок и датчиков, а также индивидуальным списком проблем.
Совершенно очевидно, что даже при всей возможной автоматизации центр управления всей системой будет выглядеть как дата-центр какого-нибудь ветки Яндекса.
Со всеми вытекающими.
Но ключевое слово — «возможная автоматизация»: потому что.
Такой системы нет как минимум для 50 спутников.
А развернуть систему планируется начиная с 800. Итого, не учитывая третий пункт - запуск (о нем я еще надеюсь написать отдельно), уже можно сказать, что заявленные параметры спутников не будут достигнуты, а изменения в наземной инфраструктуре просто титанические, затраты на которые сейчас невозможно предсказать.
Теги: #космонавтика #spacex
-
Замена Аккумулятора Ноутбука Dell Xps M1330
19 Oct, 24 -
Портер, Джордж
19 Oct, 24 -
Java 7 Для Mac Os X: Будущее За Openjdk
19 Oct, 24 -
Apple Подсветка На Iphone
19 Oct, 24 -
Возможности Withcredentials
19 Oct, 24 -
Google Запускает Поиск По Исходному Коду
19 Oct, 24
