Освещение северных районов зеркалами из космоса

Теги:космос
 
+
-
edit
 
Интересно как продвигаются в этом направлении.
Экономически вроде выогдное дело
 

hcube

старожил
★★
Невыгодное. Для прицельного освещения зеркала должны висеть на низкой орбите (ниже 1000 Км) и иметь большой линейный размер (для Москвы размер зеркала - не менее 10 Км, для Урюпинска - километр). Иначе это освещение будет так, незначительным. А с низкой орбиты такой объект разумной массы (ну, порядка 200-300 тонн) упадет в течении месяца. Чисто за счет торможения в остатках атмосферы. Или его снесет с орбиты - за счет 'солнечного ветра'. Опять же непонятно, как выдерживать плосткостность...
Убей в себе зомби!  
+
-
edit
 
Сколько сколько ? 10 км ?
Зачем нам создавать световой поток 1киловатт/m2 ?
нам для освещения и 10 вт/м много будет... соответственно и размер зеркала для освещения крупного города D=20 км достаточно D(зеркала)=500 метров.... даже если держать его на геостационарной орбите.(Причём его можно использовать для освещения нескольких городов расположеных в разных часовых поясах)
Сие практически реализуемо даже при нонешнем уровне технологий.
Недаром Наши уже по моему 2 раза пытались разворачивать эксперементальные зеркала... ( помню на Союзе его удалось почти развернуть.... статика не дала до конца расправить полотно)
Думаю это один из многих примеров использования космоса в коммерческих целях.... Перспективы колосальны.
 

alan
Alan

новичок
LBS>Когда в каком-нибудь ООНовском документе появится фраза "всякий индивид имеет право на чёрное ночное небо, не затронутое световым загрязнением", я решу, что человеки окончательно слезли с деревьев...
Да нету в городах никакого черного неба ! ;) А речь-то про освещение небось городов, а не пустынь.
А вот про ГСО я что-то сомневаюсь, все-таки квадрат расстояния-то, а не линейно.
 

LBS

старожил
А нельзя ли обозначить, как кто чего считал?
Очень интересно.

Думаю, что экономия на электроэнергии никак не окупит стоимость конструкции и запуска, даже при сроке службы, скажем, 20 лет.

Что касается освещения, то... длительность дня увеличить,это я понимаю.
А вот из ночи день делать - это бандитизм и издевательство над физиологией.
Когда в каком-нибудь ООНовском документе появится фраза "всякий индивид имеет право на чёрное ночное небо, не затронутое световым загрязнением", я решу, что человеки окончательно слезли с деревьев...
 

kost

новичок
Самое смешное что такую лампочку точно не разобьют :biggrin: Насчет плотности излучения - то что на союзе летало диаметром 30 м давало зайчик на москву как полная луна. Маловато конечно - но это пленка - весит не много - конструкции считай ваще нет - за счет раскрутки раскрывается. По поводу экономики. - Если от этого летнее - зимнее время отменят - то я за. А вообще, энергии на освещение городов уходит уйма. ГСО не нужна -скорее наоборот - пролетаем и освещаем всех по порядку и с буржуев деньги берем так что нам освещение нахаляву достается ;) Зеркал должно быть т.о. много но небольших-а их при отработанной технологии можно попутками на союзы брать. Правда как все это поворачивать и поддерживать орбиту. Гироскопические силы на пленках - жуть как сложно считать наверное. Может за счет все того-же светового давления. тогда кроме собственно зеркала д.б. комп и такеллаж. Весит такой управляющий модуль - меньше 10 кило. Т.ч. идея класная - только тучи мешают.
 

AV

втянувшийся
Для освещения в течение нескольких часов пункта на Земле зеркало должно висеть достаточно высоко, иначе оно само попадет в тень. Высота орбиты в 1000 км совсем не годится! С такой высоты время освещения пункта будет не более 20-30 минут, да и то лишь вблизи времени вечерних и утренних сумерек. Глубокой ночью такая система не работает.

С геостационарной орбиты было бы удобно, да только вот размеры Солнца мешают. Угловой размер солнечного диска 0.5 градуса, следовательно, на поверхности диаметр пятна будет порядка 1/100 от высоты спутника, т.е. около 350 км. Отсюда можно рассчитать и необходимые размеры зеркала, если задаться приемлемым уровнем освещенности и отражательной способностью материала.

На нестационарных орбитах потребуется несколько спутников, причем снабженных системой непрерывной ориентации зеркала, так как всевозможные угловые параметры будут непрерывно меняться. Да и уровни освещенности будут меняться в зависимости от угла падения света на поверхность Земли. Сможет ли такая система из нескольких спутников окупить себя? Ведь это уже не совсем простая конструкция, тут нужна постоянная работа по ориентации.
 
+
-
edit
 

VovaKur

новичок
Денег на такую систему можно у военных попросить, им очень нужна такая система, например, Чечню освещать, чтоб там всегда день был. Для "зайчика" размером 350 Км зеркало диаметром 1 километр даст освещённость сравнимую с освещённостью во время белых ночей в Питере, что вполне достаточную для нормального осмотра местности. Такую систему можно повесить на ГСО, а лучше на орбиту с таким же периодом, но с не нулевым наклонением, тогда ночью зеркало будет почти в зените, а днём будет опускаться ниже к горизонту.
 

AV

втянувшийся
Если угол наклона орбиты будет около 50 градусов, чтобы "ночью был вблизи зенита", получим следующее.

Зимой ночь на широтах, порядка 50 градусов длится около 16 часов. Часов 6 из этого периода зеркало будет вблизи зенита, а затем уйдет к горизонту (соответственно резко уменьшится и освещенность поверхности), и вовсе часа на 4 ночного времени исчезнет с небосклона. В этой ситуации гораздо выгоднее иметь зеркало просто на ГСО.
 
RU CaRRibeaN #16.05.2001 08:15
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

Просто на ГСО вам не дадут - и так все забито.
Разве что геосинхронная орбита какая-нибудь... Все равно хреново.
Shadows of Invasion.  

fast

опытный

МЧС тоже будет использовать. Там и ООН подтянеться во время бедствий и спасательных работ можеть быть очень полезно.

С коммерческой точки зрения наверняка окупаема. Некоторые научные (биологические) могут фрахтовать.
 

Alek

опытный
Группа рефлекторов (до 10-12) диаметром 200 м на круговой орбите высотой 1658 км (двухчасовая орбита) при Ко = 0.4 может последовательно обеспечить искусственное освещение нескольких больших городов с освещенностью до 40 лк, что почти в 200-400 раз превышает естественную освещенность ночью при полной Луне. Площадь освещения может достигать десятков квадратных километров. На рисунке:
Смотрите подробности в первоисточнике:

404 Not Found

The requested URL /vivovoco/VV/JOURNAL/VRAN/COSMOS/COSMOS.HTM was not found on this server. // www.ibmh.msk.su
 
 

hcube

старожил
★★
Задницей чую - или упадет, или сдует. Или слишком тяжелым окажется. Хотя, конечно, это решаемо. Можно, например, сделать зеркало по технологии солнечного паруса, и им днем маневрировать, выправляя орбиту. И/или ионники поставить для того же.
Убей в себе зомби!  

AV

втянувшийся
Как аттракцион такая система может быть реализована. Но для освещения любого участка Земли в любой момент времени (ночью, естественно) такое количество зеркал не годится. Одной цепочкой можно освещать пункты на Земле не слишком далекие от экватора орбиты. Области вблизи полюсов орбиты получат гораздо меньшую освещенность (авторы проекта "забыли" указать в формуле освещенности Cos угла падения света на поверхность Земли). А сами полюса орбиты и области около полюсов просто недоступны одной цепочке спутников (на приведенной схеме район Австралии недоступен системе). Для освещения любого пункта на Земле в любой момент (что нужно для МЧС) необходимо запустить зеркал штук сорок.

Система эта будет крайне неэкономичной. Время видимости одного зеркала на таких орбитах из пункта на поверхности Земли не более 18 минут, следовательно одна цепочка сможет последовательно освещать лишь один район. Для работ МЧС это может и хорошо, но вот больше никто вне пределов освещаемого района (пятно, диаметром 15-20 км) за освещение платить не станет. Следовательно массовых потребителей не будет, отсюда и стоимость освещения. Может дешевле просто обычными дизелями и прожекторами освещать?

Короче говоря, система эта годится лишь для "точечного" использования, а не для массового применения.
 

LBS

старожил
А как насчёт эллиптических орбит? Типа 15000км в апогее, 500 в перигее.
Управляющую электронику заэкранировать потолще, чтобы в радиационных поясах не померла, и ладно. Фазу орбиты несложно сдвигать потихоньку за счёт побочного парусного эффекта.

Что касается размера пятна - разумеется, надо делать маленькое, а не 350км, но это уже задача по оптике. Построить на поверхности Земли изображение солнечного диска нужного размера и даже формы. Без оперативно управляемой кривизны зеркала - никак, само собой. Но мне кажется, это не так чтобы очень сложно, в условиях микрогравитации.

Конструкция плоская мне видится так. Три груза в вершинах треугольника из тросов, между тросами растянута плёнка. Так будет понадёжнее, чем "Знамя" с его лепестками, разворачивать и раскручивать проще. Но такой штукой нужного размера пятно не сформируешь!

Кривизну можно сделать так: плёнка зеркала притягивается к параллельно растянутой заряженной сетке. Типа, летающий конденсатор. Конструкции в узлах треугольника - усложняются, но это реализуемо. Правда, электростатические взаимодействия на орбите - нечто весьма сложное и труднопросчитываемое - солнечный ветер, остатки атмосферы и пр. См. электростатическую защиту ИСЗ и плазменные поля.
Изменение плоскости вращения - тросовая электродинамическая система.
Софт, всем этим в реальном времени управлять, я себе даже представить не могу. Суперматематика.

Кстати. Можно ведь системы из нескольких зеркал делать. Например, громоздкие "коллекторы" на низкой орбите и компактные "директоры" на ГСО.

И, наконец, в целом.
Освещение орбитальными зеркалами - самый популистский космический проект из всех возможных. Глобальный публично зримый эффект на базе имеющейся технологии. Конечно, электрическое освещение эта штука не заменит, но продлить световой день - это да. На наших широтах зимой темнеет в 5-7 часов. Ну что за ерунда, правда? Я уж не говорю про заполярные города, типа Норильска.

Так. Кто знает плотность излучения Солнца на земной орбите? Что-то типа 2кВт/м2?
И сколько из этого застрянет в атмосфере (эта часть спектра нас, человеков, совершенно не интересует, но для расчётов надо).
 

Alek

опытный
hcube>Задницей чую - или упадет, или сдует.

AV>Система эта будет крайне неэкономичной.

Вздумали спорить с Академиком Семеновым? Ну-Ну! :)
Но все таки прочитайте доклад, там много чего интересного есть!
 

AV

втянувшийся
LBS:
"Что касается размера пятна - разумеется, надо делать маленькое, а не 350 км, но это уже задача по оптике. Построить на поверхности Земли изображение солнечного диска нужного размера и даже формы".

Уменьшить изображение нельзя. Представьте себе бесконечно малый участок параболоида, сфокусированного на поверхность. На него попадают лучи с обоих концов Солнца, причем угол между лучами около 0.5 градуса. Лучи эти и разойдутся под такими же углами по пути к Земле. Т.е. каждый элемент зеркала строит пятно, а не точку. Источник света не точечный! Минимальная величина пятна и будет примерно 1/100 от высоты орбиты зеркала.

Можно лишь увеличить пятно выпуклым зеркалом, уменьшив, тем самым уровень освещенности.

"Конечно, электрическое освещение эта штука не заменит, но продлить световой день - это да".

Если потребовать продлить световой день, т.е. создать освещенность, как днем, потребуются зеркала сопоставимые по размерам с освещаемой площадью и даже большие, учитывая потери при отражении. Но такие зеркала точно "сдует" давлением света, как отметил hcube.
При меньших уровнях освещенности, соответственно и размеры будут меньшими. Так что продлить день (с его уровнем освещенности) для больших участков Земли не получится. Правда можно устроить аттракцион в ЦПКО, но не более.
 

LBS

старожил
2AV
Про размер пятна - не согласуется с практическим опытом, по меньшенй мере.
Оптич. система преобразует угловой размер объектов, я не ошибаюсь?
Так что вполне можно редуцировать полградуса до нужной величины с помошью отрицательных диоптрий.

Про освещённость. Нам надо освещать, а не греть. Так что 1кВт/м2 не нужен.
Физиологически, ленинградские белые ночи воспринимаются как день, да?
Я был летом в заполярье, ничего против 10 Вт/м2 не имею. Светло. А это на 2 порядка меньше, чем яркий солнечный день в ясную погоду на 50гр широте.
 

Mavr

координатор

Мда...
Как-то ни кто не высказал идею о "гиперболоиде инженера Гарина", странно... Забыли принцип?
А с помощью такого зайчика его можно хорошо реализовать. Да, трудно, но можно.
И выгода огромная - ослепление датчиков на следящей аппаратуре или их сременное выведение из строя. В крайнем случае перенагрев силовых конструкций.
А как например идея по регулированию погоды?
Облака вам мешают - так нагрев поверхности зземли создает облисти пониженного давления, а облака - это повышенное... вот тучки туда и "побегут"...

В общем что-бы вы не говорили, а зеркальце когда-нибудь "повесят"!
Mavr>не люблю хамства и неуважения к не знакомому собеседнику.  

AV

втянувшийся
LBS
"Оптич. система преобразует угловой размер объектов, я не ошибаюсь? Так что вполне можно редуцировать полградуса до нужной величины с помошью отрицательных диоптрий".

Вполне возможно, но для этого нужна оптическая СИСТЕМА, т.е. минимум два оптических элемента. Это уже не просто зеркало, тут существенны вопросы взаимного положения элементов. Причем для создания немалых уровней освещенности потребуются и немалые диаметры оптики, соответственно и размеры оптической системы. Система при этом должна быть непрерывно подстраиваемой под разные углы падения и отражения энергии. При использовании лишь отражающих элементов (без линз) вероятно придется применять не менее трех элементов, так как двумя отражениями попасть пятном на неосвещенную Солнцем часть Земли практически невозможно.

"Я был летом в заполярье, ничего против 10 Вт/м2 не имею. Светло. А это на 2 порядка меньше, чем яркий солнечный день в ясную погоду на 50 гр широте"

Тогда для освещения заполярья при чудесном покрытии, отражающем свет лишь в направлении этого самого заполярья, потребуется площадь зеркала всего лишь в 100 раз меньше, чем освещаемое заполярье. Для реальных же отражающих покрытий площадь зеркала, вероятно, нужна около 1/10 от освещаемой площади. Просто надо создать на стационарной орбите объект с диаметром в тысячи км. Всего и делов то!
В Мурманске я прекрасно катался ночью на лыжах при свете полной Луны, вполне достаточно света. Но ощущение дня от этого не прибавилось. Комфортно начинали чувствовать себя лишь с появлением Солнца над горизонтом, т.е. с приходом нормальных уровней освещенности. Подвиги совершать при малых освещенностях можно, но жить лучше при нормальных условиях. При катании на лыжах при полной Луне приближение к поселку, освещенному обычными фонарями, воспринималось как возвращение из призрачного мира в цивилизацию. Так что лучше жить под обычными фонарями, чем при постоянных, но малых уровнях освещенности. Физиологически ленинградские белые ночи воспринимаются как день, но долговременно жить лучше днем или ночью при фонарях. Долгое пребывание при сумеречном освещении действует на человека крайне угнетающе. Поэтому для нормальной жизни при освещении из космоса потребуются гигантские зеркала.

А теперь такой вопрос. Зачем освещать все заполярье? Поселки там редки. Зачем тратить средства на освещение промежутков между поселками? Значит надо строить что то вроде многогранного зеркала, освещающего конкретные пункты в заполярье. И управлять гранями отдельно, так как для каждого пункта при вращении Земли и движении зеркал по орбите углы ориентации индивидуальны. Вот и получается, что нужно либо тратить огромные средства на освещение пустоты, либо делать сложную систему индивидуальных, автономно управляемых зеркал. Оба эти пути крайне расточительны по затратам.

Идея получать из космоса "халяву" заманчива, однако жизнь устроена так, что не бывает бесплатной "халявы". Причем величина платы может свести на нет преимущества "халявы". Это относится как к освещению из космоса, так и к попыткам выведения объектов в космос за счет космического лифта. Законы сохранения действуют независимо от нашего желания, сводя к минимуму выгоды этих технологий. Результат получается непомерно дорогим. Технически это очень интересные задачи, но практически полностью бесполезные! Пользу, возможно, принесут побочные результаты, полученные при проработке подобных проектов, но не сами эти проекты.
 

Mavr

координатор

ДА что вы говорите про сложность ориентации на орбите! Есть же спутники связи которые висят в одной и той-же точке неба постоянно! Низкая у них орбита или нет я не знаю, но факт в том, что есть система, позволяющая направлять антенну спутника на определенное место на земле - и ничего сложного ибо система уже работает!!!
Что вы к ориентации привязались! Не сложно это - постоянно держать антенну в направлении определенного района Земли! Так что проблема с ориентацией - надуманная!
Естественно, когда у вас отражатель не жесткий, тогда при всех коррекциях он будет сминаться, так а кто мешает сделать каркас жестким! Вес прибавится? Ну что-ж... от этого никуда не уйдешь...
Другое дело - размеры зеркала для "солнечного зайчика"...
Да еще вопрос с изменением кривизны зеркала...

Да и все равно - запустить и посмотреть что будет - надо обязательно! А то все это похоже на научные споры - "есть ли жизнь на Марсе?"!
Mavr>не люблю хамства и неуважения к не знакомому собеседнику.  

LBS

старожил
2AV
Разумеется, освещать следует только населённые пункты. Про всё остальное даже речи не идёт.
Ну, может быть, ещё тепличные поля. Их размер невелик (скажем, 2х3км), так что и зеркало подойдёт обозримого размера.

2Mavr
Добро пожаловать в космический форум.
Чтобы получить от местной тусовки максимальное удовольствие, я бы посоветовал внимательно читать все постинги и не вступать в эмоциональную дискуссию по вопросам, которые либо очевидны, либо не подкреплены фактами, расчётами, инженерным здравым смыслом.

Про возможную конструкцию зеркала с изменяемой кривизной я тут уже писал.
 

AV

втянувшийся
Mavr:
"Что вы к ориентации привязались! Не сложно это - постоянно держать антенну в направлении определенного района Земли! Так что проблема с ориентацией - надуманная!"

Держать постоянно нужно не зеркало в направлении определенного района Земли, а соотношение "угол падения равен углу отражения". Углы эти непрерывно меняются, поэтому и ориентация должна непрерывно отслеживать эти изменения. Гравитационная, например, система ориентации тут не годится.

"Да и все равно - запустить и посмотреть что будет - надо обязательно!"

Обязательно сначала много думать и обсуждать все возможные неприятности. Один человек может до всего не додуматься. Неужели есть богачи, готовые вложить сотни млн. баксов лишь для того, чтобы запустить и убедиться на практике в неработоспособности устройства?
 

Mavr

координатор

2LBS: ну по типу лоха умыл. :)
А теперь я попробую загнуть обратно твои пальчики:

LBS>Про возможную конструкцию зеркала с изменяемой кривизной я тут уже писал.
э....
Я разве претендовал на свой приоритет в данном вопросе? Нет! пустил это просто как замечание или как согласие с тем, что эта проблема существует. А первенство меня не волнует - ты говорил первым - ну и хорошо! Я это признаю! Надеюсь на этот твой упрек я ответил.

LBS>Чтобы получить от местной тусовки максимальное удовольствие, я бы посоветовал внимательно читать все постинги и не вступать в эмоциональную дискуссию по вопросам, которые либо очевидны, либо не подкреплены фактами, расчётами, инженерным здравым смыслом.

Ага.
Значит ты считаешь, что я не читал... Ну да ладно - это твое дело, что хочешь то и думай.
А теперь я скажу в свою защиту "несколько слов": прочитав все сказанное в этом форуме я понял, что народ волнуют несколько взаимосвязанных проблем:
1. ориентация зеркала (или спутника на котором оно будет) на орбите
2. способность аппаратуры навести лучик от этого зеркала на определенную точку на Земле
3. размеры самого зеркала
4. конструктивные особенности
5. степень нужности данного технического проекта
может еще что пропустил?....
в своем предыдущем собщении я отвтеил на 1 и 2 вопросы: т.е. попытался их закрыть ибо такая система не так уж сложна и уже давненько применяется на практике. Так что твое замечание по поводу того, что я не читал предыдущие материаллы - не состоятельно.

"не вступать в эмоциональную дискуссию" - вот с этим согласен - я иногда бываю крайне эмоционален, от этого не уйдешь.

"по вопросам, которые либо очевидны" - если люди до меня обозначили этот вопрос, значит он не очевиде, а раз они его обсуждали, то и я могу высказать по нему свое мнение

"либо не подкреплены фактами, расчётами, инженерным здравым смыслом." - ну вот тебе простой факт: тарелки НТВ+ направлены на спутники которые находятся постоянно в одном и том-же месте неба и коррекцию в течении периода эксплуатации они требуют минимальную.

На вопросы 3, 4 и 5 я даже и не пытался ответить ибо на них отвечать бесполезно - они очень тесно друг с другом связаны и не я это показывал в данном форуме и считаю, что данные вопросы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО являются более актуальными нежели 1 и 2.

LBS>Добро пожаловать в космический форум.
А вот за это - ОГРОМНОЕ СПАСИБО! Добрых и приветливых людей встречаешь не часто! (я серьезно говорю! без шуток!)

Извини, что резко ответил, но ты был не совсем справедлив. (Ничего что на "ты"?)
Mavr>не люблю хамства и неуважения к не знакомому собеседнику.  
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

Mavr

координатор

AV>Держать постоянно нужно не зеркало в направлении определенного района Земли, а соотношение "угол падения равен углу отражения". Углы эти непрерывно меняются, поэтому и ориентация должна непрерывно отслеживать эти изменения. Гравитационная, например, система ориентации тут не годится.

Отвечу и на это.
Теле-радио спутник работает от солнечных батарей? Они куда должны быть направлены? на Солнце!
А при этом куда должна быть направлена передающая (принимающая) антенна? На определенную точку Земли!
Все это существует в реальности? Да!
Вот и вывод - есть такая система и она работает, а значит чуть ее изменив можно и к зеркалу приложить, а именно:
из данной системы взаимосвязи "солнечная батарея <--> передающая антенна" легко оставиь только "датчик положения Солнца <--> датчик на район Земли" (датчик на район Земли думаю не надо описывать как можно сделать...)
Получить угол между этими датчиками - элементарно! Рассчитать угол поворота зеркала - да проще простого!

Ну что вы в самом деле!
"Хаббл" ведь летает по орбите Земли, его солнечные батареи постоянно обращены к Солнцу (коррекция на моторы идет постоянно), а сам он (телескоп) направлен на одну из звезд (или звездных систем - можно и так сказать).

Ну нету проблемы в ориентации - нету!!!

AV>Обязательно сначала много думать и обсуждать все возможные неприятности.

Согласен! (с небольшими оговорками)

AV>Один человек может до всего не додуматься. Неужели есть богачи, готовые вложить сотни млн. баксов лишь для того, чтобы запустить и убедиться на практике в неработоспособности устройства?

Как тут в форуме говорили - уже 2 раза запустили и оно не раскрылось... так что на наше обсуждение никто из тех кто это дело реализует - даже не посмотрит и даже не спросит надо ли на это деньги тратить....
Mavr>не люблю хамства и неуважения к не знакомому собеседнику.  

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru