Комментарии 78
Пока они будут разрабатывать лазер, то уже не будет где его ставить, ибо МКС могут уже свести с орбиты.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
10 км? Для летящего навстречу обломка это ж где-то 650 мс. Быстродействие лазера должно быть очень большим.
Ещё интересно, как предполагается обнаруживать их.
сейчас как-то обнаруживают, вопрос действительно интересный как?
Я бы использовал тот же лазер, только нефокусированный, для зондировки пространства по направлению полета станции. Мощный луч светит вперед конусом или даже сканирует XY — отражение от осколков будет видно на камере с объективом. В случае сканирования можно узнать, при каком положении луча был получен отклик и уточнить положение, расстояние и траекторию. А потом уже сфокусированным пучком менять траекторию мусора.
Основная проблема, я думаю, в скорости сканирования, которая должна быть намного выше относительных скоростей полета обломков.
Основная проблема, я думаю, в скорости сканирования, которая должна быть намного выше относительных скоростей полета обломков.
Так 10 км наверняка только базовая дальность. Добавить пару треккомпов со скриптами на оптипал, хитсинки, тп, плюс бонус за скилл и доезжать от врека будут одни уши.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Летящим навстречу обломкам взяться неоткуда. При выводе грузов на орбиту стараются использовать бесплатный бонус вращения Земли вокруг оси, ещё сильнее разгоняя в ту же сторону. Т.о. всё выведенное на неполярную орбиту Земли людьми летит примерно на восток.
При разрушении от столкновения осколки будут лететь во все стороны, это уже бывало. Плюс разница скоростей может дать встречное движение, хотя двигаться будут примерно в одну сторону.
Нет. Скорость объекта до столкновения — ~7.3 км/с на восток. Чтобы какой-нибудь осколок летел на запад, причем остался на орбите, то в процессе столкновения его скорость должна измениться на ~14.6 км/с. Это ж какой силы взрыв должен быть.
Через некоторое время осколки разлетятся по множеству орбит (https://conference.sdo.esoc.esa.int/proceedings/sdc7/paper/738/SDC7-paper738.pdf — "As time progresses, many more locations “may” contain debris."). Некоторую долю осколков может развернуть под значительным углом к исходной плоскости.
Иллюстрация разлета за полгода после столкновения — https://www.newscientist.com/article/dn16961-satellite-collision-could-have-been-far-worse/ & https://pdfs.semanticscholar.org/429a/092936261bbd7dfe7a50b3115cf98cb74b78.pdf
debris cloud that is created when a satellite is destroyed spreads over time… each cloud initially follows along the orbit of the original satellite.… But in time the debris spreads to form a shell around the earth, but is concentrated near the altitude at which the original satellites orbited (Figure 3)
Через месяц — https://en.wikipedia.org/wiki/2007_Chinese_anti-satellite_missile_test#/media/File:Fengyun-1C_debris.jpg
На статистике NASA Orbital Debris хорошо заметны столкновения https://www.researchgate.net/profile/Mohammed_Chessab_Mahdi/publication/311938836/figure/fig1/AS:444256939712520@1482930516986/Growth-of-orbital-space-object-including-space-debris-NASA-Orbital-Debris-program.png
хотя их было менее 10:
More than 290 in-orbit fragmentation events have been recorded since 1961. Only a few were collisions (fewer than 10 accidental and intentional events)
На ряде высот уже действует явление самовоспроизведения мусора (даже если полностью прекратить запуски, в ближайшие сотни лет из-за столкновений будет создано множество новых мусорных объектов): https://pdfs.semanticscholar.org/429a/092936261bbd7dfe7a50b3115cf98cb74b78.pdf
A NASA study from 2006 showed that the amount of debris is so high at altitudes near this collision that the debris density is already “supercritical,” meaning that collisions between objects in this region will create additional debris faster than atmospheric drag will removes debris from orbit.… The 2006 NASA study showed that the number of debris particles in this region is expected on average to double every 50 to 70 years due to these collisions. The fact that this region is already supercritical means that debris mitigation efforts, while important, are not enough.
https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20100017146.pdf "debris population (for those larger than 10 cm) in LEO had reached a point where the population would continue to increase"
С высоты меньше 800 км (беру идею со ссылки на semanticscholar.org) осколки диаметром в 1 см упадут относительно быстро, так как у них большое соотношение силы трения (пропорциональна по идее площади сечения) к кинетической энергии (пропорциональна объему).
Ну и понятно, что на такой высоте сила трения существенно больше, чем на геостационарной. Скажем на геостационарной спутник крутится 12 лет, может его движки периодически пробуют на 100 км выше геостационарной «подкинуть», компенсируя потерю высоты от потери скорости.
Ну и понятно, что на такой высоте сила трения существенно больше, чем на геостационарной. Скажем на геостационарной спутник крутится 12 лет, может его движки периодически пробуют на 100 км выше геостационарной «подкинуть», компенсируя потерю высоты от потери скорости.
С высоты меньше 800 км (беру идею со ссылки на semanticscholar.org) осколки диаметром в 1 см упадут относительно быстро, так как у них большое соотношение силы трения (пропорциональна по идее площади сечения) к кинетической энергии (пропорциональна объему).
один
два
Из первого источника (расчет для спутника) — 300 км = 1 месяц
Второй источник (100 кг и 1 м3) — 300 км = 46 дней
===
Для спутника (из первого источника)
700 км = 100 лет
900 км = 1000 лет
800 км — это слишком высоко, даже для мелкого осколка — это года, если не десятилетия.
Скажем на геостационарной спутник крутится 12 лет, может его движки периодически пробуют на 100 км выше геостационарной «подкинуть», компенсируя потерю высоты от потери скорости.На геостационарной орбите движки на спутниках используются для компенсации гравитационных возмущений со стороны Луны и Солнца.
И наверное там срок службы ограничен затратами топлива на ориентацию в сторону Земли.
По ссылке от striver — с 300 км упадет быстро, с этим согласен. Даже МКС (имеющую вероятно большее соотношение массы к силе трения) закинули на 400 с каплей км.
По ссылке от striver — с 300 км упадет быстро, с этим согласен. Даже МКС (имеющую вероятно большее соотношение массы к силе трения) закинули на 400 с каплей км.
Сильно зависит что за обломок.
Если обрывок ЭВТИ или солнечной панели — тот быстро, а если гайка какая-нибудь — то может и медленнее спутника падать, потому как монолитная железяка плотнее чем спутник в среднем
Если обрывок ЭВТИ или солнечной панели — тот быстро, а если гайка какая-нибудь — то может и медленнее спутника падать, потому как монолитная железяка плотнее чем спутник в среднем
Обычно да, но ретроградные орбиты тоже используются, по разным причинам, хоть и сильно реже.
Навстречу — нет, но под углом в 45 градусов к курсу — уже вполне могут.
Хорошая новость. Может действительно начнут испарят мусор и со временем его поубавиться. Со временем можно наращивать мощности и в конечном итоге таки построить планетарную защиту, а не надеяться, что случайны астероид никогда не столкнётся с Землёй.
Хуже другое — ввиду событий последних лет, как бы эти защитные лазеры вместо системы защиты станции (или Земли) не развились в системы наступательного вооружения, направленные вниз.
Хуже другое — ввиду событий последних лет, как бы эти защитные лазеры вместо системы защиты станции (или Земли) не развились в системы наступательного вооружения, направленные вниз.
Испарять нужно сверху (у тех, что покрупнее, которые нельзя целиком превратить в газ), чтобы выхлоп газа толкал обломки ближе к земле и они скорее сходили с орибты. Есть, правда, шанс направить на болтающиеся ниже спутники (не будет же обломок с огромным ускорением лететь, это больше на небольшой пинок похоже).
Спереди, чтобы газ толкал их против скорости, и они сходили с орбиты.
Толкать вниз — бесполезно.
Примерно нулевой.
Толкать вниз — бесполезно.
Есть, правда, шанс направить на болтающиеся ниже спутники
Примерно нулевой.
Боюсь спросить, но где в космосе верх/низ?
Думается, на околоземной орбите низ — это где-то приблизительно на центр вон той синей штуковины, закрывающей полнеба. Вот с «лево-право» уже немного сложнее, хотя при наличии вектора скорости как направления «вперёд» положение тоже не безнадёжное.
На какой части МКС написано пол — там значит низ
«Вниз» — точнее -Z — это направление на Землю. Вперёд — -X — это перпендикуляр к вертикали в направление скорости. Y — соответственно
Не бойтесь, спрашивайте. Гравитация ненулевая и низ — в прямо противоположном вектору гравитации направлении. Но, как меня поправили, токать нужно в противоположном вектору скорости направлении, хотя это и почти бесполезно (мелкий мусор раньше испраится, чем существенно затормозит, а крупный — пролетит мимо (или влетит в станцию) прежде, чем чуть изменит направление.
Из-за атмосферы боевые космические лазеры ещё долго будут фантастикой… К тому же не с энергоресурсами МКС...
Обломок лазером испарить (то есть рассеять его массу в облако с большей площадью сечения). Чтобы отклонить обломок мощности никакой разумной не хватит. Если Вы конечно не впихнете в пучек диаметром 35 мм очень много мощности для стрельбы на 10 км.
Если можно испарить — то отклонить тем более можно. За счёт асимметричного испарения.
Проблема в том, что сила давления света маленькая — давление
p ~ I/c — интенсивность, деленная на скорость света.
Другое дело, что поток испаряющихся атомов/ионов действительно создаст заметную «силу тяги». А при испарении условного железного метеорита или оксида аллюминия явно будет большая температура вылетающего газа.
Потобные эффекты могут быть и у кометы с оболочкой из водяного льда при приближении к Солнцу — как-то поток пара изменит немного траекторию.
p ~ I/c — интенсивность, деленная на скорость света.
Другое дело, что поток испаряющихся атомов/ионов действительно создаст заметную «силу тяги». А при испарении условного железного метеорита или оксида аллюминия явно будет большая температура вылетающего газа.
Потобные эффекты могут быть и у кометы с оболочкой из водяного льда при приближении к Солнцу — как-то поток пара изменит немного траекторию.
При попадании лазерного луча с энергией в пару сотен Дж в монету монета очень бодро улетает на другой конец комнаты, отброшенная отдачей плазмы. Более того — отдача плазмы сжимает металл мишени, если мишень закреплена — на этом основано лазерное упрочнение материалов.
Согласен, что будет давление от плазмы.
Но что-то мне кажется, что лазерное упрочнение использует не столь сильный нагрев. Нашел Гуглом такое скажем. Упрочняют таким нагревом, при котором поверхность металла не плавится.
Ещё вот такую нашел работу с металлом:
www.youtube.com/watch?v=89tkBrx4j_o
Но что-то мне кажется, что лазерное упрочнение использует не столь сильный нагрев. Нашел Гуглом такое скажем. Упрочняют таким нагревом, при котором поверхность металла не плавится.
Ещё вот такую нашел работу с металлом:
www.youtube.com/watch?v=89tkBrx4j_o
Лазерная закалка и лазерное ударно-волновое упрочнение (лазерный наклеп) немного разные вещи. Вот статья.
Да тут вообще очистка от того, что видимо легко испаряется (оксид железа «кипит» при температуре не почти на 900 градусов ниже, чем само железо).
Про наклеп я тоже находил инфу. И наверное действительно, при попытке так «склепать» незакрепленный объект не очень большой массы указанной Вами энергией (несколько сот Дж) объект отскочит. Или у меня указана мощность — 10^3..10^4 Вт/см^2 или в конкретном случае 900 или 1300 Вт, потом указали варианты — 1, 2 или 3 кВт.
Желающие могут оценить ещё идею — будем отклонять маленькие метеориты неравномерностью излучения АЧТ. Нагрели мы его (условно говоря полвину, но если точнее — там пучек скажем гауссовый) до температуры плавления, направляя луч под углом. А метеорит дает очень малую силу тяги за счет импульса этих тепловых фотонов, которых с места нагрева идет больше и они большей частоты (а значит и импульса). Сможет ли такая сила его отклонить хотя бы на 1 мм на 1000 км пути?
Про наклеп я тоже находил инфу. И наверное действительно, при попытке так «склепать» незакрепленный объект не очень большой массы указанной Вами энергией (несколько сот Дж) объект отскочит. Или у меня указана мощность — 10^3..10^4 Вт/см^2 или в конкретном случае 900 или 1300 Вт, потом указали варианты — 1, 2 или 3 кВт.
Желающие могут оценить ещё идею — будем отклонять маленькие метеориты неравномерностью излучения АЧТ. Нагрели мы его (условно говоря полвину, но если точнее — там пучек скажем гауссовый) до температуры плавления, направляя луч под углом. А метеорит дает очень малую силу тяги за счет импульса этих тепловых фотонов, которых с места нагрева идет больше и они большей частоты (а значит и импульса). Сможет ли такая сила его отклонить хотя бы на 1 мм на 1000 км пути?
С десяти километров эту пару сотен Дж ещё надо будет доставить, и в обломок попасть. Но этот метод пока что самый перспективный в том, что касается очистки космоса от мусора.
Чтоб отклонить — точность наведения на порядок больше надо. Испарить — мусор находится частично в пучке луча. Отклонить — пучок меньше размера мусора, а он 10см на 10 км.
Достаточно затормозить — и он сам отклонится вниз.
Затормозить лазером нереально на таких скоростях. Испарить проще. Он в пределах досягаемости будет меньше 10 секунд.
Да ё-моё… Чтобы затормозить нужно испарить ЧАСТЬ массы. Очевидно же, что это легче, чем испарить целиком.
С чего бы это? В смысле этого лазера испарить — значит нагреть до температуры, при которой оно развалится.
Можно посчитать.
Теплоемкость железа 200-800. Температура кипения — 2 862. Итого около 2млн дж на кг.
Скорость — 8км в секунду. Тоесть энергии в скорости около 64млн дж на кг.
Отличие — на порядок.
Понятно, что вам надо не до нуля затормозить. Но и нагреть тоже врятли все и врятли до 3к градусов.
Часть вы не испарите, ибо время и малая точность лазера.
Можно посчитать.
Теплоемкость железа 200-800. Температура кипения — 2 862. Итого около 2млн дж на кг.
Скорость — 8км в секунду. Тоесть энергии в скорости около 64млн дж на кг.
Отличие — на порядок.
Понятно, что вам надо не до нуля затормозить. Но и нагреть тоже врятли все и врятли до 3к градусов.
Часть вы не испарите, ибо время и малая точность лазера.
Ещё раз: торможение происходит за счёт асимметричной абляции. При этом реактивной массой служит масса самого обломка. Наибольшая кинетическая энергия остатку обломка передаётся при испарении, ЕМНИП, 1/e его массы.
Вы уверены, что испарения 1/e массы достаточно, чтобы обломок развалился?
Вы уверены, что испарения 1/e массы достаточно, чтобы обломок развалился?
Откуда взято 1/e? Сколько это? Выше вон прикидка, которая показывает, что испарения надо меньше.
Вопрос в том, получится ли у вас попадать лазером в одну и ту же сторону вращающегося обломка диаметром в 10см на расстоянии в 10км или нет.
Еще раз. Для испарения вам надо чтоб обломок был в проекции луча(не весь луч на обломке, только часть).
Вопрос в том, получится ли у вас попадать лазером в одну и ту же сторону вращающегося обломка диаметром в 10см на расстоянии в 10км или нет.
Еще раз. Для испарения вам надо чтоб обломок был в проекции луча(не весь луч на обломке, только часть).
Откуда взято 1/e? Сколько это?
e — константа Эйлера.
Это я как-то рас считал, при каком расходе массы кинетическая энергия остатка становится наибольшей. Извините, восстанавливать расчёт не готов. Кроме того, я могу неправильно помнить (например — забыть квадрат) — считал давно. Суть в том, что расход массы ближе к 0,5, чем к 1.
Вопрос в том, получится ли у вас попадать лазером в одну и ту же сторону вращающегося обломка диаметром
Это не требуется.
Для торможения мне нужно, чтобы передняя (относительно его скорости) сторона обломка возгонялась быстрее, чем задняя. Это вполне может быть реализовано, если обломок в проекции луча. Догоняет ли он нас или летит на контркурсе. Если мы его догоняем, то, конечно, мы сможем его только ускорять.
Выше вон прикидка, которая показывает, что испарения надо меньше.
Прикидка не учитывает реакцию испарённого вещества.
Формула реактивного движения утверждает, что любое приращение скорости требует расхода массы меньшего, чем 100%.
Кроме того, вы почему-то предполагаете, что нам нужно изменить скорость на 8 км/с, тогда как для существенного изменения орбиты обломка достаточно 1 км/с, а может и меньше.
Как только вы начнете тормозить обломок, его начнет непредсказуемо дергать. А у вас время прицеливания не нулевой и время до столкновения ограничено.
Логичнее накрыть обломок с запасом лучем(с учетом возможностей системы прицеливания).
Понятно, что в идеальном случае супер-точной системы нацеливания и неограниченной дальности и/или мощности проще его увести в сторону.
Логичнее накрыть обломок с запасом лучем(с учетом возможностей системы прицеливания).
Понятно, что в идеальном случае супер-точной системы нацеливания и неограниченной дальности и/или мощности проще его увести в сторону.
Лазер нагревает быстрее чем работает теплопроводность.
Ну теплоемкость то никуда не девается. Теплоемкость это количество энергии для нагрева на 1 градус. У железа она прыгает туда-сюда от температуры, но я брал по максимуму.
В смысле надо брать теплоёмкость не всего куска, а только тонкой плёнки со стороны лазера…
Температура кипения — 2 862
А ещё можете учесть, что такой условный кусок будет излучать на соседний слой как АЧТ. Правда и получать что-то будет от соседнего, но скажем между слоем температурой 2800 К и более далеким с температурой 2700 К будет какой-то перенос тепла.
Сама она движется по орбите со скоростью 7,66 км/с
В частности, длительность выстрела можно ограничить десятью секундами.
Дальность стрельбы составит около 10 километров.
Т.е. можно будет стрелять только по мусору, направление движения которого будет «совпадать» с МКС и он будет в течении 10 сек в радиусе 10 км?
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Оценки лазера против насекомых — https://en.wikipedia.org/wiki/Mosquito_laser https://ru.wikipedia.org/wiki/Антимоскитный_лазер
Видео от разработчика — Intellectual Ventures Lab:
https://www.youtube.com/watch?v=eYXPqrXZ1eU https://www.youtube.com/watch?v=fH_x3kpG8Z4
TED 2010 https://www.youtube.com/watch?v=kcwBH_Uevxo "Nathan Myhrvold: Could this laser zap malaria?"
Год назад продукт был все ещё не готов — http://nymag.com/selectall/2017/07/laser-shooting-mosquito-death-machine-nathan-myhrvold.html
Насекомые слишком медленные для электроники. На таком уровне их можно считать почти неподвижными. Да и траекторию они меняют достаточно медленно и не часто.
Главное не забыть отключать лазер на время стыковок и на время выходов в космос.
советский мирный трактор хахаха )
А как там насчёт конвенции по размещению разного оружия в космосе? А то сейчас лазер для мусора, а потом ещё для чего-нибудь.
Есть мнение, что это всего-лишь повод, чтобы на законных основаниях и не особо шумя, милитаризовать космическое пространство. Примерно, как с интернет-блокировками под флагом "для защиты детей".
Вроде, только наступательное (т.е. «космос-земля») запрещено.
А космос-космос? Совершенно "случайно", можно ведь и спутник какой-нибудь угробить. И объяснить это — "отказом чего-нибудь".
Короче говоря, не нравится мне эта идея.
При указанном мною размере пучка 35 мм берем рентгеновский лазер (скажем длина волны 4 нм или в разы меньше). Можно будет как-то стрелять даже вниз, но с высоты 100 км все поглотится в более плотных слоях атмосферы — сильно рассеется все, что по энергии выше возбуждения 1s электронов азота или кислорода на уровни 2p.
По ходу обсуждения, я понял, что все забыли о безопасности применения лазера в космосе!
При применении лазера могут быть случаи:
1. случайное направление на другие КА, а это уже военные действия в космосе по уничтожению спутников.
2. загрязнение космического пространства аэрозолью, что приведёт к Короткому Замыканию аппаратуры КА или к загрязнению датчиков.
3. ухудшится радиопрозрачность и видео прозрачность верхних слоёв атмосферы, что негативно скажется на связь и работу спутников ДЗЗ.
Вывод: применение лазеров в космосе-это не панацея от «мусора», а порождение новых проблем! И тогда, с полным правом, можно сказать: «До свидания, космос!!!»
При применении лазера могут быть случаи:
1. случайное направление на другие КА, а это уже военные действия в космосе по уничтожению спутников.
2. загрязнение космического пространства аэрозолью, что приведёт к Короткому Замыканию аппаратуры КА или к загрязнению датчиков.
3. ухудшится радиопрозрачность и видео прозрачность верхних слоёв атмосферы, что негативно скажется на связь и работу спутников ДЗЗ.
Вывод: применение лазеров в космосе-это не панацея от «мусора», а порождение новых проблем! И тогда, с полным правом, можно сказать: «До свидания, космос!!!»
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
МКС может получить лазер для отстрела космического мусора