CubeSat — стандарт микроспутников

Теги:космос
 
1 2 3 4 5 6 7 8

au

   
★★☆
> поместили сол. батарею в жидкий водород, тогда что будет лимитировать мощность?

Мощность криогенного холодильника для жидкого водорода :P
 

TEvg

аксакал

админ. бан
>Мощность криогенного холодильника для жидкого водорода

Нее.. я ж так для примера сказал.. 1-й фактор лимитирующий мощность - нагрев. 2-й ?? Что может разрушить или повредить солнечную батарею?
Потому что если мы имеем некоторый запас для форсировки, то сможем снимать не 100 Вт с килограмма батареи, а целый киловатт, при весе зеркала с причиндалами в 200 грамм. Заманчиво?

Ну представьте что мы в атмосфере Сатурна летим, где холодного водорода завались ;)
 
RU Андрей Суворов #16.02.2005 12:31  @TEvg#16.02.2005 12:22
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

>>Мощность криогенного холодильника для жидкого водорода
TEvg> Нее.. я ж так для примера сказал.. 1-й фактор лимитирующий мощность - нагрев. 2-й ?? Что может разрушить или повредить солнечную батарею?
TEvg> Потому что если мы имеем некоторый запас для форсировки, то сможем снимать не 100 Вт с килограмма батареи, а целый киловатт, при весе зеркала с причиндалами в 200 грамм. Заманчиво?
TEvg> Ну представьте что мы в атмосфере Сатурна летим, где холодного водорода завались ;) [»]

Этим занимались. На Земле всё шло отлично, и свет от четырёхметрового зеркала фокусировали на элемент из четырех-пятислойных гетероструктур размером с донышко кружки, который приходилось охлаждать, как ЖРД, и уже казалось, что вот они - солнечные электростанции...

А на спутниках не покатили даже самые простые - плоские - концентраторы. С ними в условиях космического пространства деградация батарей идёт просто фантастическими темпами. У модели Боинг 702 концентраторы были в базовой модели. Сейчас от них уже отказались...

В принципе, концентраторы могут спасти СБ на орбите Сатурна, если окажется, что вес СБ, концентратора и схемы управления меньше, чем ЯР с термоэмиссионным преобразователем...
 

au

   
★★☆
А.Суворов:

Раз уж упомянули концентраторы — у меня вопрос.
А что если так. Есть большой концентратор, есть прозрачный сосуд с газом, и магнитная система вокруг сосуда. Фокус оптики — в центре сосуда. Газ в фокусе нагревается, ионизируется, плазма пропускается через МГД, снова превращается газ, и по кругу. Либо не по кругу, а через ускоритель, запитанный от МГД. В первом случае у нас генератор, во втором — движок с высоким импульсом. А обычная СБ рядом висит и запитывает всякие подсистемы этого агрегата :)
Прокомментируйте, если можете.
 

TEvg

аксакал

админ. бан
>На Земле всё шло отлично, и свет от четырёхметрового зеркала фокусировали на элемент из четырех-пятислойных гетероструктур размером с донышко кружки, который приходилось охлаждать, как ЖРД, и уже казалось, что вот они - солнечные электростанции...

>А на спутниках не покатили даже самые простые - плоские - концентраторы. С ними в условиях космического пространства деградация батарей идёт просто фантастическими темпами.

Интересно чем это вызванно? А на Земле зеркала почему не применяют? Ведь солнечные батареи дороги, освещенность низкая, а тут поставил зеркало из фольги и дело в шляпе. Охлаждать можно водой, воды на Земле много.
 
RU Андрей Суворов #16.02.2005 13:31  @au#16.02.2005 12:37
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

au> А.Суворов:
au> Раз уж упомянули концентраторы — у меня вопрос.
au> А что если так. Есть большой концентратор, есть прозрачный сосуд с газом, и магнитная система вокруг сосуда. Фокус оптики — в центре сосуда. Газ в фокусе нагревается, ионизируется, плазма пропускается через МГД, снова превращается газ, и по кругу. Либо не по кругу, а через ускоритель, запитанный от МГД. В первом случае у нас генератор, во втором — движок с высоким импульсом. А обычная СБ рядом висит и запитывает всякие подсистемы этого агрегата :)
au> Прокомментируйте, если можете. [»]

Температура Солнца - 6000 градусов. Максимально достижимая температура нагрева, таким образом, не выше. "Плазма" фиговая получается.

Даже если напрямую греть водород солнечным концентратором, и выпускать, как рабочее тело, едва-едва 900 секунд УИ набирается, при довольно малых тягах - больше, чем у ДАС/СПД, но меньше, чем у "химиков".
 
RU Андрей Суворов #16.02.2005 13:35  @TEvg#16.02.2005 12:40
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

>>На Земле всё шло отлично, и свет от четырёхметрового зеркала фокусировали на элемент из четырех-пятислойных гетероструктур размером с донышко кружки, который приходилось охлаждать, как ЖРД, и уже казалось, что вот они - солнечные электростанции...
>>А на спутниках не покатили даже самые простые - плоские - концентраторы. С ними в условиях космического пространства деградация батарей идёт просто фантастическими темпами.
TEvg> Интересно чем это вызванно? А на Земле зеркала почему не применяют? Ведь солнечные батареи дороги, освещенность низкая, а тут поставил зеркало из фольги и дело в шляпе. Охлаждать можно водой, воды на Земле много. [»]

солнечные батареи дороги, особенно те, которые использовались в этих экспериментах. но и они деградируют. Тем быстрее, чем больше снимаемая с них мощность. Как ни смешно, количество электроэнергии, которое может произвести "за всю жизнь" солнечная батарея - чуть ли не константа. И количество это меньше, чем то, что ушло на её изготовление. Причём в разы.

А с этими опытами вышла вот ещё какая незадача - авария системы охлаждения приводила к мгновенному расплавлению этого самого девайса. Пришлось ставить систему "два из трёх" - на машину работали в параллель два циркуляционных насоса, и ещё один был в горячем резерве, при аварии одного из активных запасной должен был "мгновенно" включиться. Все эти меры не очень-то способствовали экономической эффективности...
 

au

   
★★☆
Причём тут температура поверхности Солнца к излучению? Не прикладывать же к нему предлагается... К тому же, в DS-1 температура анода(?) была вроде 5000К, и он считался передовым ксеноновым ионником.

Я поглядел сейчас — там будет фотоионизация от УФ, плюс температура... В общем, я не физик (потому и спросил), но процесс ионизации солнечным излучением к температуре поверхности Солнца никаким боком не прислоняется, пардон.
 
Это сообщение редактировалось 16.02.2005 в 14:33

TEvg

аксакал

админ. бан
>Как ни смешно, количество электроэнергии, которое может произвести "за всю жизнь" солнечная батарея - чуть ли не константа.

Значит там где ресурс некритичен, режим солнечных батарей можно форсировать. Во сколько раз? в 10 раз можно?

>И количество это меньше, чем то, что ушло на её изготовление. Причём в разы.

Не уверен. Сейчас продаются батареи по 1,4 уя. за ватт, при ресурсе 20-30 лет. Энергоблок АЭС имеет 1 уй за ватт при ресурсе тоже в 30 лет. Причем я не уверен что в стоимости АЭС учтена разборка ее после выведения из эксплуатации.
 

sage

новичок
avmich> А на 10 кг? :) 10 кг - оцениваемая ПН ракеты на Миниморуме.
avmich> Гулять так гулять ;) . Только - при гаражных ценах и технологиях! :) [»]
:) Смотря что понимать под гаражными ценами и технологиями :)
На 10 кг потянет, причем туда кроме движка и солнечных батарей даже бипер какой-нибудь поставить можно будет, чтобы летел и пищал ;)
Только зачем нам тогда Луна? Давайте немного добавим и сразу до Марса :) Это сейчас модно, а разница в скорости, как я понимаю, небольшая.
А если по-серьезному, то по предварительной оценке лететь ему ровно год, а влезет ли по массе - зависит от того, какая масса будет у остальной аппаратуры, у меня по ней данных нет.

 
RU sage #16.02.2005 15:38  @Андрей Суворов#16.02.2005 13:31
+
-
edit
 

sage

новичок
А.С.> Даже если напрямую греть водород солнечным концентратором, и выпускать, как рабочее тело, едва-едва 900 секунд УИ набирается, при довольно малых тягах - больше, чем у ДАС/СПД, но меньше, чем у "химиков". [»]
Пардон, но это чушь какая-то... Скорость истечения у СПД около 8-9 км/с, а у "химиков" потолок - 4 км/с. Или я вас неправильно понял?
Откуда у вас такой расчет?

 
+
-
edit
 

avmich

координатор

"Меньше, чем у химиков" - речь идёт о тяге, а не о УИ. Там сказано чуть раньше "при довольно малых тягах" - вот о них и речь.
 
RU Андрей Суворов #16.02.2005 16:00
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

au> Причём тут температура поверхности Солнца к излучению? Не прикладывать же к нему предлагается... К тому же, в DS-1 температура анода(?) была вроде 5000К, и он считался передовым ксеноновым ионником.
au> Я поглядел сейчас — там будет фотоионизация от УФ, плюс температура... В общем, я не физик (потому и спросил), но процесс ионизации солнечным излучением к температуре поверхности Солнца никаким боком не прислоняется, пардон.

Ещё как прислоняется! Если бы наша звезда была спектрального класса А0, то тогда напрямую её излучением можно было бы ионизировать значительную долю газа, а так - рекомбинация преобладает над ионизацией.

Смысл же вот в чём - неважно, что, во что и как мы преобразуем - у нас получается тепловая машина с нагревателем (солнечным) и холодильником (МГД-генератором). МГД-генератор не в состоянии эффективно охладить поток, т.к. как только ионизация становится пренебрежимо малой, он перестаёт отбирать энергию у потока.

Соответственно, к.п.д. сквозной получается меньше, чем у СБ, а вес - больше.
 
RU Андрей Суворов #16.02.2005 16:09
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

>>Как ни смешно, количество электроэнергии, которое может произвести "за всю жизнь" солнечная батарея - чуть ли не константа.
TEvg> Значит там где ресурс некритичен, режим солнечных батарей можно форсировать. Во сколько раз? в 10 раз можно?

Да, можно и в тысячу. Т.е. в тех опытах, о которых я писал, речь шла о мощностях порядка 1 кВт/дм2

>>И количество это меньше, чем то, что ушло на её изготовление. Причём в разы.
TEvg> Не уверен. Сейчас продаются батареи по 1,4 уя. за ватт, при ресурсе 20-30 лет. Энергоблок АЭС имеет 1 уй за ватт при ресурсе тоже в 30 лет. Причем я не уверен что в стоимости АЭС учтена разборка ее после выведения из эксплуатации.

Дело не в цене. Да и 1,4 уя за ватт - это только в начале эксплуатации. И, опять же, в ясную погоду. И при слежении за Солнцем. А СБ в условиях Земли требуют ещё и защиты (очистки) от пыли, грязи и атмосферных осадков.

Речь идёт о том, что в СБ уходит именно ЭЛЕКТРОэнергия. Например, печь зонной плавки нельзя греть газом, она индукторная. Центрифугу нельзя приводить бензиновым двигателем, она не терпит вибрации. Фоторезист нельзя засвечивать солнечным светом, подавай газоразрядную лампу. И так далее, по пунктам.
 

sage

новичок
au> А.Суворов:
au> Раз уж упомянули концентраторы — у меня вопрос.
au> А что если так. Есть большой концентратор, есть прозрачный сосуд с газом, и магнитная система вокруг сосуда. Фокус оптики — в центре сосуда. Газ в фокусе нагревается, ионизируется, плазма пропускается через МГД, снова превращается газ, и по кругу. Либо не по кругу, а через ускоритель, запитанный от МГД. В первом случае у нас генератор, во втором — движок с высоким импульсом. А обычная СБ рядом висит и запитывает всякие подсистемы этого агрегата :)
au> Прокомментируйте, если можете. [»]
Чувствуется форум теоретиков :) Где еще такие безумства можно обсуждать? :) Это и идеи с ФЭПом касается. Такие вещи всегда красиво выглядят в идеализированном умозрительном эксперименте, в жизни же практически нереализуемы. Хотя порой рассуждать, конечно, полезно :)
Да, зеркало может весить и граммы, но сколько будет весить конструкция, закрепляющая его с ФЭПом? На малых аппаратах такая схема никогда не пройдет. Далее, здесь сказано про магнитную систему. Я не совсем понял, что имелось в виду. МГД? Или система удержания плазмы? Если второе, то положительного кпд не получится. Да и сосуд не идеально прозрачный будет, так что при большой мощности фокусируемого пучка потечет или лопнет. Это все основываясь на современном положении дел, возможно, что с течением времени подобные мысли и реализуются, но не в ближайшие 15-20 лет точно.

 

Wyvern-2

координатор
★★★★★

au>> Прокомментируйте, если можете. [»]
А.С.> Температура Солнца - 6000 градусов. Максимально достижимая температура нагрева, таким образом, не выше. "Плазма" фиговая получается.
А.С.> Даже если напрямую греть водород солнечным концентратором, и выпускать, как рабочее тело, едва-едва 900 секунд УИ набирается, при довольно малых тягах - больше, чем у ДАС/СПД, но меньше, чем у "химиков". [»]

Не "фиговая" :) Читал о таком проекте. Суть в том, что в инертный газ(например, аргон) добавляют чуть щелочного металла, но главное -газ ионизирует не только нагрев от поглотительного элемента, но и собственно солнечное излучение, его УФ-часть. КПД выходит неплохой, подвижный частей нет, кроме турбонасоса.

Ник
P.S.Но нам это не подходит, потому как....
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
...потому как хотелось бы создать настоящего "космического странника" :)
Любительский аппарат способный лететь на "все четыре стороны", хотя бы в пределах орбиты Марса.
На аппарат поставить:
-дистанционно перепрограмируемое БРЭО
-БВМ с элементами ИИ
-хорошую камеру, с хорошей оптикой
-связь возможностью использования по типу РЛС
и главное
-некий движитель, способный худо-бедно не зависеть(или почти не зависеть) от ресурса на борту аппарата.
Такое возможно при использовании именно солнечной энергии и гравитационных маневров.
И всё это поместить в 10-20кг.
Собрать подписку -запустить на эти деньги(надо например при попутном старте около $25-50К), подписчикам дать эксклюзивное право на получение свежей информации с борта через Сеть. А задачи аппарту выбирать путем конкурсов идей*

А? :rolleyes:

Ник
P.S. Понятно, что первой акцией будет пролет на поверхностью Луны, угадайте где? :D
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  

au

   
★★☆
sage> Я не совсем понял, что имелось в виду.

Вот с этого и надо было начать, вместо лирики.
Вопрос можно разделить на части. ПЕРВАЯ — об ионизации газа (ксенон или водород) в фокусе оптики. Я пошуршал: у ксенона ионизационный потенциал около 12.12 эВ, у водорода — 13.6. Это энергия фотонов 102 и 91 нм соответственно... так что вопрос о наличии ионизации в общем-то риторический. Но что будет с плазмой после ионизации, т.к. там полно прочих фотонов, я проанализировать не могу — не мой профиль. Что я хочу узнать: будет ли в фокусе концентратора стабильно образовываться плазма, так чтобы её потом отобрать и пропустить либо через МГД по кругу, либо через ускоритель на выход для создания тяги. Всё это ради того чтобы напрямую использовать энергию солнечного излучения без преобразования.
 

au

   
★★☆
Wyvern-2> ...потому как хотелось бы создать настоящего "космического странника" :)

Я мечту немытыми руками трогать не буду :) Но ссылочку или какую-то гуглопригодную информацию о том проекте всё же хотелось бы...
 
RU Dem_anywhere #17.02.2005 12:42
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал
★☆
AC>Как ни смешно, количество электроэнергии, которое может произвести "за всю жизнь" солнечная батарея - чуть ли не константа.
Вообще логично - вероятность разрушения зависит от количества разрушающих воздействий, а не от их частоты...

AC>И количество это меньше, чем то, что ушло на её изготовление. Причём в разы.
А это - несовершенство технологий. Природа вполне навострилась иметь положительный баланс - значит это возможно...

AC>Ещё как прислоняется! Если бы наша звезда была спектрального класса А0, то тогда напрямую её излучением можно было бы ионизировать значительную долю газа, а так - рекомбинация преобладает над ионизацией.
А фильтр поставить, чтобы только УФ и выше пропускал?
 

au

   
★★☆
А.С.> рекомбинация преобладает над ионизацией.

Я же написал: "магнитная система"...
 
RU CaRRibeaN #17.02.2005 13:49
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>Но что будет с плазмой после ионизации, т.к. там полно прочих фотонов, я проанализировать не могу — не мой профиль.

Плазма будет быстро рекомбинировать. Доля ионизированного газа будет мизерна (максимум - соотвествовать доле жесткого УФ в потоке солнечного света).

Кстати если анод был 5000 К, то из какого он материала был сделан? :))) В ионнике DS-1 ионизация была разрядная вообще-то... а не фотонами.
Shadows of Invasion.  

au

   
★★☆
CaRRibeaN> Кстати если анод был 5000 К, то из какого он материала был сделан? :))) В ионнике DS-1 ионизация была разрядная вообще-то... а не фотонами. [»]

Из плазмы.
 

sage

новичок
sage>> Я не совсем понял, что имелось в виду.
au> Вот с этого и надо было начать, вместо лирики.
Здесь я имел в виду магнитную систему. Что имелось в виду я так и не понял.

au> Вопрос можно разделить на части. ПЕРВАЯ — об ионизации газа (ксенон или водород) в фокусе оптики. Я пошуршал: у ксенона ионизационный потенциал около 12.12 эВ, у водорода — 13.6. Это энергия фотонов 102 и 91 нм соответственно... так что вопрос о наличии ионизации в общем-то риторический. Но что будет с плазмой после ионизации, т.к. там полно прочих фотонов, я проанализировать не могу — не мой профиль. Что я хочу узнать: будет ли в фокусе концентратора стабильно образовываться плазма, так чтобы её потом отобрать и пропустить либо через МГД по кругу, либо через ускоритель на выход для создания тяги. Всё это ради того чтобы напрямую использовать энергию солнечного излучения без преобразования. [»]
Если использовать МГД, то зачем обязательно водород или ксенон?
Далее, непонятен вопрос с образованием плазмы. Разумеется плазма будет образовываться, но при условии закачивания не менее определенного количества энергии, которое определяется исходя из состава газа.
имхо, не стоит на эту тему заморачиваться, потому что такое преобразование технически неоправданно сложно вообще, на малых аппаратах нереализуемо, а на больших существенно менее эффективно, например, ЯЭУ.
 
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
au
А.С.> рекомбинация преобладает над ионизацией.

Я же написал: "магнитная система"...
 


Магнитное поле от рекомбинации не спасает. Тем более при высоких плотностях плазмы.

CaRRibeaN
Плазма будет быстро рекомбинировать. Доля ионизированного газа будет мизерна (максимум - соотвествовать доле жесткого УФ в потоке солнечного света).
 


Скорее всего, доля ионов будет практически такая же, как просто у газа соответствующей температуры - по формуле Саха. Газ все же реденький, объем небольшой, сечения ионизации тоже не ахти - непосредственно фотоионизация погоды не сделает. Чтобы она стала хоть чуть-чуть заметна, нужно будет сильно попотеть - подобрать газовую смесь из атомов/молекул, имеющих большие сечения ионизации и возбуждений на частотах максимума плотности энергии солнечного спектра, подобрать концентрации так, чтобы была велика вероятность доионизации возбужденных атомов при столкновениях, хорошо бы и эффект Пеннинга задействовать... Но все равно грандиозных результатов не получится.
 
Это сообщение редактировалось 17.02.2005 в 20:03
1 2 3 4 5 6 7 8

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