Comments 46
Авторы также оценивают частоту встречаемости таких объектов — в радиусе 1 АЕ от Солнца в каждый момент времени должен находится по крайней мере один объект размером до 250 м в поперечнике.
Может, проще усовершенствовать алгоритмы поиска, и найти новый, на подлётной траектории? Исследовать который будет намного проще.
А сколько из них представляющих длинный стержень с отношением длина: диаметр 10:1 — большой вопрос…
Сравнительно новый проект «Новые горизонты», запущенный в 2006 г. к Плутону, выполнял 6 (шесть) коррекций двигателями. И это к такому крупному объекту как Плутон, орбита которого были известна давно и измерена многократно.
При самом лучшем раскладе зонд для исследования объекта проскочит мимо него на расстоянии в 100-200 тыс км. на огромной скорости, мало что успев увидеть и рассмотреть.
Единственное — остается ждать, когда появятся двигатели хотя бы со скоростью 100-200 км\с, с возможностью торможения. А пока — улыбаемся и машем.
Формулу Циолковского видели?
А топливо — это дополнительная масса.
На этом Вы акцентируете совершенно зря. Потому что этот эффект уже учтён в формуле Циолковского.
Проблема в том, что массовое совершенство ступени не безгранично. В какой-то момент запас ХС станет нельзя увеличивать за счёт массового совершенства ступени, придётся ставить вторую ступень. А значит, общая масса будет расти. А эту самую общую массу надо как-то на НОО поднять. А носители есть те, которые есть.
Вот здесь хорошо рассказывается про т.н. «деспотизм ракетного уравнения».
Этот громко поставил задачу. Будет другой и к решению этой задачи надо работать.
С каждым днем объект удаляется все дальше и дальше. Скорость его выше, чем Земля может похвастаться. Но даже если завтра появиться двигатель с 50-60 км\с, есть банальный вопрос — как найти объект в процессе полета. Траектория его известна приблизительно.Уважаемый Nedder, вы просто предвосхищаете вопросы, поднятые в этом обзоре. Вариантов решения, в принципе, два — послать аппарат, который способен найти уходящий астероид, скорректировать траекторию, а желательно и притормозить, чтобы исследовать астероид большее время, или послать сверхмощным лазером рой легких зондов, быстрых, но имеющих очень ограниченную маневренность, с тем, чтобы несколько из них оказались вблизи цели, а ещё один или несколько столкнулись с ʻOumuamua, и позволили по спектру вспышки изучить состав реголита.
Не подскажете, где взять параметры траектории этого тела?
Так что нет, именно ʻOumuamua никак не догнать на тех технологиях, которые уже есть или находятся на стадии испытаний. Надо ждать / искать другой объект, который окажется ближе к плоскости эклиптики.
sqrt(v∞2 + 3 vE2 + sqrt(3×(v∞2 + 2 vE2)) + 2 vI2) — vI
где v∞ — гиперболический избыток скорости вдали от Солнца, начинается с 26 км/с, иначе не догнать комету, vE = 29,2 км/с — скорость Земли по орбите вокруг Солнца, vI = 7,9 км/с — первая космическая скорость. √3 взят как примерное значение удвоенного косинуса наклонения орбиты ʻOumuamua, само наклонение 122° к эклиптике.
По минимуму нужно, получается, иметь 68,5 км/с, чтобы догнать «за бесконечное время».
С водородным разгонным блоком (УИ = 455 с = 4460 м/с) отношение сухой к залитой массе ракеты должно быть exp(68,5/4,46) = 4,68 млн. Таких ракет в ближайшие 10 лет, естественно, не появится.
Если взять ионный двигатель типа того, что был на аппарате Dawn с УИ = 3100 с = 30,4 км/с, то отношение масс будет exp(68,5/30,4) = 9,52. Это выглядит более-менее реалистично, но масса двигателя — 9 килограммов, а тяга — 9 граммов! А ведь на аппарате будет ещё и топливо, и полезная нагрузка, и энергетическая установка для питания двигателей. С такой тягой пару лет только будет набираться необходимая скорость в 68 км/с. Двигатели с таким временем непрерывной работы, насколько я знаю, пока не испытывались.
Не будет ли это на деле одно и то же по скорости?
Как это обходится, если в этой статье прямое баллистическое моделирование на С3 (т.е. избытка кинетической энергии, что бы достичь объекта при запуске с Земли) сделано?
Предвосхищая возможные сомнения в моих экспертных качествах: препринт — это не статья в реферируемом журнале, его вполне могли написать такие же неспециалисты. По крайней мере, аффилиации авторов — это не космические агенства, а какие-то ассоциации «энтузиастов освоения космоса».
препринт — это не статья в реферируемом журналеУ меня не сложилось впечатление. что это препринт. Скорее презентация нового проекта, работа над которым только — только началась.
Пока они только говорят о том, что принципиально возможно догнать ʻOumuamua на технологиях, появление которых ожидается в ближайшем будущем.
И я так и не пойму, пишут ли они, что возможно догнать.
Избыточные гелиоцентрические скорости и время миссии, на первый взгляд, разумные. Но фактическая ХС, которую нужно давать аппарату, в зависимости от наклонения орбиты меняется на 50-60 км/с при одной и той же величине гелиоцентрической C3.
Для ʻOumuamua цифры получаются скорее нереализуемые, но если найти что-то более подходящее — то перехват вполне может оказаться реальным.
Я тут лучше расшифрую формулу, которую выше давал, чтобы было понятно:
Если v∞ — гелиоцентрическая избыточная скорость и vE — скорость на круговой орбите вокруг Солнца с радиусом 1 а.е., то на расстоянии 1 а.е. скорость равна:
v1au2 = v∞2 + 2 vE2
Сколько нужно добавить относительно скорости Земли по орбите — зависит от взаимной ориентации векторов по теореме косинусов:
dV1au2 = v1au2 + vE2 — 2 v1auvEcosφ.
Угол φ лежит между 90° и взаимным наклонением орбит. Я для оценки брал взаимное наклонение в 120°, что, может быть, слегка пессимистично.
Наконец, скорость dV1au можно считать гиперболическим избытком в геоцентрической системе координат, т.е.
dV1au2 = veci2 — 2 vI2
где veci — скорость в геоцентрической системе координат после отлетного маневра, vI — первая космическая.
Т.к. на НОО первая космическая уже набрана до маневра, то
dVtotal = veci — vI
Тут простая арифметическая разность, т.к. правильным подбором опорной орбиты всегда можно добиться того, чтобы маневр нужно было проводить строго вдоль орбитальной скорости.
Как итог, всё очень сильно зависит от cosφ. На орбите вблизи эклиптики с НОО нужно будет около 15 км/с, что немало, но почти достижимо на том, что есть. При cosφ = 0 надо уже больше 60 км/с, что практически не оставляет шансов тем технологиям, что сейчас хотя бы опробованы.
В препринте обходится тот моментВ препринте этого, действительно, нет, но есть в полном тексте — там как раз рассматривается вопрос в трёхмерном пространстве. Вот пример трёхмерного графика:
А вот за формулу отдельное спасибо, потому, как обзор небольшой, и формул и методик расчёта в нём нет.
Фактически в статье, на которую вы ссылаетесь довольно хорошо показано, что исследовать Oumuamua получится только с пролетной траектории с большим избытком относительной скорости. Что сводит научную ценность миссии почти к нулю, при весьма большой ее стоимости (тяжелый носитель, РИТЭГ, требования связи на очень большой дистанции, солнечный щит и т.п.)
Всё же есть надежда и на то, что этот межзвёздный скиталец подтолкнёт космонавтику, и будет предложено что-то на грани невозможного сейчас. Например, что-то вроде VASIMR снабжаемый энергией с нашего мегаваттного реактора. Правда, для этого кто-то должен сделать ему капельный холодильник. ИМХО, такой аппарат сможет и догнать 'Oumuamua, и уравнять скорости.
Второй вариант предусматривает запуск роя зондов с разгоном вблизи Солнца или сверхмощным лазером. У этого варианта есть огромный плюс, так как его инфраструктура сохраняется, и может быть неоднократно использована в будущем.
У нас тут отправить АМС к спутникам Марса не могут уже лет 30, хотя пара попыток была, а технически это ещё проще, чем достигнуть поверхности Луны.
Для науки один конкретный межзвёздный объект конечно интересен, однако предпочтиельнее была бы статистика. Часто ли имеют вытянутую форму, средний хим. состав и т.п.
Намного проще протереть объективы получше и неспеша готовиться к близкому перехвату следующего межзвёздного объекта лет 10, чем догонять лет 30 Оумуамуа и перехватывать на расстоянии 100-200 АЕ от Земли, где даже связь будет уже затруднена.
А Oumuamua уже улетел.
А для прогресса в целом — это хороший повод построить зонд и получить ионные двигатели на килоньютоны, ЯЭУ мегаваттного класса в космическом исполнении, системы надежной и производительной сверхдальней связи и астронавигации, да и много чего еще. Использовать их потом можно и во вполне приземленных задачах, кстати.
Все электроракетные движки страдают одним небольшим недостатком. Они превращают высоко организованную форму энергии (электричество) в менее организованную (движение ракеты). Для этого безобразия придётся ещё и радиаторы городить.
Касательно гравиманёвров — конечно же нужно использовать эффект Оберта возле Солнца либо Юпитера. Всё остальное — всякие ионники и парусы — от лукавого
Догнать ʻOumuamua! Проект «Лира»