Давай продолжим разговаривать .
Допустим, мы хотим посмотреть на что-то размером 20 см на поверхности Луны.
Нас берут с попутным грузом, но не более 100 кг.
С места посадки предположительно еще можно выйти на нужную орбиту своим ходом при необходимом суммарном импульсном потоке 800 м/с.
Чтобы полететь на Луну с дополнительными 100 кг на разгонном блоке, иногда достаточно просто долить топлива.
Но тогда устройство маневрирует само, и конструктор устройства на нас рассчитывать не будет. Может стать ясно, что мы летим вместе, когда наш попутчик будет готов.
Данный: Мо=100 кг dV=800 м/с длм=0,2 м Решение проблемы можно найти здесь .
Я не нашел его, так что.
1. Добираемся до места
Этот двигатель предлагается на форуме 
P=13,3 Н - тяга
I=2688 м/с - удельный импульс
Mdu=0,55 кг - масса двигателя
по формуле Циолковского M1=M0*exp(-dV/I) - масса, оставшаяся после маневра
М1=74,25 кг
Также интересно посчитать время работы двигателя t=Mt/m=(Mo-M1)/(P/I)=5200 с=1,45 часа.
Здесь я хотел бы вернуться к старой дискуссии, почему нужны более мощные двигатели .
Дело в том, что за 1,45 часа наш аппарат мог бы облететь Луну.
Возникает масса сложностей: количество топлива увеличится, на стабилизацию работы аппарата потребуется полтора часа.
Не вдаваясь в подробности, предположим, что нас устраивает время работы двигателя 150 с.
Тогда требуемая тяга двигателя составит P=m*I=(Mo-M1)*I/150=576 Н.
Это уже примерно 11Д458М , у него чуть лучший импульс I = 2963, но большая масса Mdu = 3 кг и длина полметра (пока проигнорируем).
М1=76,33 кг Итак, у нас осталось M1=Mn+Mdu+Mshrt. Где МПн - масса полезной нагрузки МШрт - масса системы хранения и подачи ракетного топлива (баки, насосы, клапаны) составляет примерно 15 кг для топлива массой 24 кг.
МПн=58 кг 2. Летаем, фотографируем, отправляем 2.1 Целевое оборудование Оптика (не специалист, поэтому выдержки из форума) Условия: высота съемки 10 км, разрешение 10см/пиксель.
Матрица от AFA Z/I DMC II 250 размером 17216х14656 пикселей, с размером пикселя 5,6 мкм, физический размер матрицы примерно 96,5х82 мм.
На выходе: Фокусное расстояние 560 мм, угловое поле 13 градусов.
Выдержка не должна превышать 1/7500. Самый тяжелый объектив на данный момент — это просто Швабра.
Оборудование передачи информации.
Весь вопрос здесь в том, сможем ли мы получить доступ к антеннам связи в дальнем космосе.
Потому что на расстоянии 400 000 км сигнал сильно ослабляется.
Либо это масса и мощность бортовой передающей системы, либо 70-метровая антенна на Земле.
Возможно, кто-то подскажет вам в комментариях.
2.2 Строительство Обычный негерметичный каркас.
Примерно 1*0,5*0,5 м.
Солнечные панели предполагается размещать на поверхности без ориентации, что не очень удачно, но об этом позже.
Mk=Kk*Mo - где Кк - массовый коэффициент конструкции 2.3 Бортовая энергия При размещении панелей по краям устройства (торцы заняты двигателем и линзой) это означает, что в лучшем случае у нас будет 1/4 площади батарей, ориентированных на Солнце, и они все будет весить.
Примем Ксб = 1,5 кг/м2. Тогда MSb=1,5*1*0,5*4=3 кг.
Nmax=200Вт, если обнаружен КПД 30% Реальная среднесуточная мощность с учетом половины времени пребывания в тени Луны составит примерно 1500 Вт. Из них около трети следует хранить в аккумуляторах.
As=0,005 кг/Вт Мак=2,5 кг Тепловой режим необходим для оптики и процессоров БВС.
Я думаю, что радиаторов и электрического отопления достаточно.
Сложная двигательная установка.
Помимо указанного тормозного двигателя нам понадобятся 6 малотяговых двигателей (по 2 на ось) для ориентации и стабилизации устройства.
Расчет в следующей части.
2.4 БПЛА и другая электроника Теперь это довольно просто.
Ардуино почти можно установить.
Главное, на что нужно обратить внимание, это радиационная стойкость.
Пусть будет Мбвс=2кг с реле, проводами и радиаторами.
2.5 Система управления движением Прежде всего нам нужно определить направление на центр Луны – это то, что мы будем снимать.
Вы можете стрелять под небольшим углом, но лучше стрелять прямо вниз.
Спутники наблюдения обычно оснащаются инфракрасным локальным вертикальным плоттером (IPV).
Устройство сравнительно небольшое, весит около полутора килограммов.
Возможно, есть что-нибудь попроще.
Было бы неплохо иметь два про запаса.
Измеритель приращения скорости для определения момента выключения двигателя.
Датчики угловой скорости необходимы для определения колебаний аппарата и соответствующей коррекции с помощью силового гироскопа.
В простейшем случае это блин на роторе двигателя.
Работает это примерно так: разгоняем мотор, устройство вращается в одну сторону, а тормозим в другую.
При достижении максимальной скорости вращения аппарат удерживается двигателями для торможения ротора.
Было бы неплохо узнать, где мы находимся.
Это либо звездный датчик, либо солнечный датчик.
Stellar надежнее, так как Солнце сложнее поймать.
И в то же время мы бы поддержали еще одну отечественную запускать .
Всего на все датчики требуется 4-5 килограммов.
Силовые гироскопы еще 5. Я завершу это здесь.
Потом посчитаем и даже построим графики.
Теги: #Космонавтика #Луна #спутник #наблюдение
-
Управление Чпу И Вы
19 Oct, 24 -
Зайдите В Basecamp (Создатели Ror)
19 Oct, 24
