Конкурс NASA: как спустить яйца с орбиты (это не шутка!)

Хотите заработать $2000000 (прописью: два миллиона) ?

NASA объявило серию конкурсов, один из них - разработать систему спасения малых грузов с орбиты. Тест системы должен проводиться с 12 яйцами. Приз считается выигранным, если хотя бы половина из них остались целыми.

У кого будут предложения?

НАСА опустилось само с орбиты до уровня плинтуса. Проблемы, которые само оно решать должно (и решало раньше за очень большие деньги) теперь спускаются разным партизанам. Роботы реголит таскать, грузы с орбиты спускать, и всё за копейки (прописью: за кошкины слёзы). А за свои деньги оно шаттлы латает и в "Аполло 40 лет спустя" играет. Предложений им уже накидали, и они только вздохнули, что и следовало ожидать. Два миллиона — это примерно годовая зарплата 10 инженеров, 10 техников и текущие расходы на исследования и разработки. Если они надеятся что студенты без бюджета (деньги до студентов доходят редко) им нечто гениальное отгрохают, то скоро китайцы им дули крутить будут

Вы, au, недооцениваете тот простой факт, что задачка-то в первую очередь поисковая. А в таких задачах тыщща студентов могут оказаться куда эффективнее десятка техников.
Да и почему обязательно студент? Профессиональный инженер с идеей вполне может потянуть начальный этап и найти спонсора на доводку/испытания.

Приз - идеальная форма платежа для таких относительно небольших поисковых работ.

А по делу...

Тут может быть очень эффективной вариация на тему надувных конструкций.

Татарин:

Вы не поняли схему. Приз — это не деньги на R&D. Исследования и разработки авторы должны делать за свой счёт, а потом на "приз" претендовать. Сначала стулья, а потом деньги — может быть, когда нибудь, если повезёт. Задача это не поисковая, иначе бы за её решение два лимона на сторону не давали бы. Задача это инженерная, а вот желающего поработать за собственные средства на НАСА квалифицированного инженера нужно ещё найти, а потом за деньги в цирке показывать Кстати, тем же самым занимается армия с "наземным беспилотной машиной" — за лимон хотят чтобы им решили проблему, которую не готовы решить за бочку лимонов большие конторы, полные классных инженеров, опыта, испытательной базы, патентов, и всего что угодно. Кстати, всё это за деньги спонсоров энтузиастов, и причём нередко (у серьёзных претендентов) большие, чем тот приз.
Вот, например, надувные конструкции. Ну надувные, а дальше что? Нужно провести исследовение условий, материалов, массы вариантов, массы в квадрате проблем с ними — всё это время, деньги на спецов, деньги на лабу, деньги на прототипы, и деньги на демонстрацию. Думаете в два лимона уложится? Скупой платит как минимум дважды, а в данном случае скорее всего ничего не получит, если только не найдётся спонсор, который оплатит всю работу группы ради светлого будущего НАСА.

Татарин:

Вы не поняли схему. Приз — это не деньги на R&D. Исследования и разработки авторы должны делать за свой счёт, а потом на "приз" претендовать. Сначала стулья, а потом деньги — может быть, когда нибудь, если повезёт. Задача это не поисковая, иначе бы за её решение два лимона на сторону не давали бы. Задача это инженерная, а вот желающего поработать за собственные средства на НАСА квалифицированного инженера нужно ещё найти, а потом за деньги в цирке показывать Кстати, тем же самым занимается армия с "наземным беспилотной машиной" — за лимон хотят чтобы им решили проблему, которую не готовы решить за бочку лимонов большие конторы, полные классных инженеров, опыта, испытательной базы, патентов, и всего что угодно. Кстати, всё это за деньги спонсоров энтузиастов, и причём нередко (у серьёзных претендентов) большие, чем тот приз.
Вот, например, надувные конструкции. Ну надувные, а дальше что? Нужно провести исследовение условий, материалов, массы вариантов, массы в квадрате проблем с ними — всё это время, деньги на спецов, деньги на лабу, деньги на прототипы, и деньги на демонстрацию. Думаете в два лимона уложится? Скупой платит как минимум дважды, а в данном случае скорее всего ничего не получит, если только не найдётся спонсор, который оплатит всю работу группы ради светлого будущего НАСА.

 

Да нет... я понял схему.Но Вы её, ИМХО, недооцениваете.
Во-первых, практика (ну, как вот с наземными беспилотниками) показала, что желающих достаточно. Ключевой момент - собственность на технологию остается у изготовителя при том, что спрос на нее НАСА явно выразила. Отличие от лотереи в том, что люди уверены , что их идея - лучшая или одна из лучших (иначе и не участвовали бы, и не вкладывались серьезно), а при таком раскладе шансы отнюдь не 1/количество_команд. И вложения могут быть больше, чем в просто лотерейный билет.
Во-вторых, НАСА при таком раскладе НИЧЕМ не рискует. Ну совсем ничем. Деньги инженерам и техникам реальной фирмы нужно платить реально, а этот приз деньги совершенно виртуальные, которые могут быть выплачены только когда задача решена. При этом есть возможность перепробовать очень много других решений, которые - совершенно на халяву! - будут изобретены, воплощены в железо и опробованы!

Что же касается исследований, прототипов, демонстрации и пр.. Есть такие люди - энтузиасты. И в частном порядке они иногда делают гораздо дешевле, быстрее и лучше то, что серьезные фирмы делают "на постоянной основе".

В общем, давайте посмотрим, чем это закончится...
В любом случае, я не вижу причин, по которым эту задачу здесь бы не обсудить. Вон, народ, движок на тонну делает... мало ли, наклюнется идея и группа, которая возьмет приз?

НТУ, однозначно.

Хотя конечно элемент лохотрона со стороны НАСА присутствует

Засунуть яйцо в прочный аквариум, который опускать обычными методами. Где деньги получать?

Татарин:
Отвечаю по порядку, потому слегка сумбурно Беспилотники — не аналог, т.к. беспилотников армия США покупает горы, и всё ей мало. К тому же затраты несколько иные. Насчёт уверенности людей — этого добра всегда хватает. На первое ралли беспилотных машин выставили даже мотоцикл(!), и это то что прошло предварительную фильтрацию. Так что кто-то был уверен что мотоцикл(!) может быть выбором армии на роль беспилотного грузовика... Наса-то ничем не рискует, а вот шансы на успешное решение задачи равны нулю именно потому что деньги на исследования и разработки нужны реальные, а никто их на насу тратить не будет — тоже мне клиент мечты. Насчёт энтузиастов — а с какого горя энтузиасты бросятся решать частную проблему насы за свои деньги? У энтузиастов своих идей обычно достаточно — за сотню тысяч можно построить и запустить микроспутник, например. Энтузиаста скорее это заинтересует, чем связываться с насовской бюрократией. Посмотреть-то мы посмотрим, но по-моему всё это началось с икспрайза, а сравнивать интерес энтузиастов к независимому от государств полету в космос (и спонсор нашёлся) с решением задачи спуска насовских яиц с орбиты не корретно. Наверное это наса ещё не поняла, либо ставит себя в ряд с армией (и её астрономическим бюджетом) — армия типа бросила клич порешать за неё проблемы, но у неё решение означает выплаты, а вот с насой облом, денег не хватает ей на жизнь.
Насчёт решения этой задачи — зачем решать за насу её проблему? Люди тот движок на тонну делают не потому что кто-то конкурс объявил, а потому что им интересно. Наса вот робота для таскания реголита таким же макаром восхотела, только за 250к. Это, кстати, цена пары серийных армейских пакботов или очень скромного БЛА. Я считаю что сумма отражает важность задачи, и тут она считай на уровне нуля. То же самое, хоть и чуть выше нуля, со спуском с орбиты. На Марс вот роверы спустились, задачу решили. А тут фокусы эти — это ловля рыбы в унитазе: легко и просто, но совершенно безнадёжно.

А как на счет полных условий конкурса. Кто-нить может перевод кинуть?

Засунуть яйцо в прочный аквариум, который опускать обычными методами. Где деньги получать?

 

Нет, яйца лучше всего спускать с орбиты в штанах...

А если амортизация гелеево-газовой средой, облегающей означенные эггсы?! Не смесью, а именно разделенной средой. Шар из геля, внутри которого яйца, плавает в газе под определенным давлением. Или яйца должны примыкать друг к другу?

кальций из скорлупы удалить ... ;D ;D ;D

Вот такие вот условия:
Окружающие Условия{Состояния} - температурный диапазон между 40 - 50 градусами Фаренгейт (4,4 ^о С - 10 ^о С) , относительная влажность 70 - 85 процентов, давление располагается между одной атмосферой ±1 фунт в квадратный дюйм, и линейное или вращательное ускорение (в или вокруг любой оси) ±1 g.
Кроме того:
- ВА должен быть расчитан на минимум 1,5 кг полезной нагрузки. (12 eggs весят 0,75 кг. Проверено 8) );
- ВА необходимо "уронить" в область радиусом 4 км вокруг назначенной точки приземления.

В связи с этим возникает вопрос: Что такого нежного NASA собирается возить с орбиты? И какой смысл в ограничении на 1g, если старт ракет идет, как минимум, при 3g?

На AROCKET по поводу ограничения на 1g возник интересный вопрос: а возможно ли вообще спустить что-то с орбиты при таком ограничении?

Правила ещё не окончательные и обсуждаются.

Спустить возможно, только траектория спуска при этом слишком длинная получится. Наши "Союзы" при 3g спускаются (в штатной ситуации) и то над средиземномрьем в атмосферу входят. А тут через всю Россию лететь придется (или Тихий океан, если садиться в Штатах).
Хотя, вероятно, - это ограничение, чтобы деньги не платить.

А я-то думал, почему в Клиппере экипаж 6 человек....

А почему нет?
Равномерно за один заход затормозить не получится. 32 МДж/кг... Такая мелочь успеет сгореть. Но если время спуска не ограничено, то несколькими нырками можно. Попасть в 4 км без аэродинамических маневров не выйдет, но зато и не война, в смысле GPS доступен. А с крыльями можно и в 4 метра. В этом плане ничего непреодолимого.

Температура торможения как таковая смысла не имеет. Важен баланс, пришло-ушло в Дж. Время не лимитировано, значит состояние "ушло" (излучением, вне атмосферы) может быть достаточно длительным. "Пришло" зависит от температуры и плотности. А на 80-100 км хоть температура и выходит большая, но плотность никакая.
Единственное, в чем важна сама по себе температура - в окислении материалов кислородом воздуха. Но это вроде бы и не проблема - передние и нижние поверхности крылышек, носика и хвостика делаем металлокерамическими, просто чтобы не могли окисляться. Крылья с изменяемой стреловидностью и углом атаки, чтобы во всем диапазоне летело не как кирпич. В начале и одного хвоста хватит, потом на крыльях. Кстати, может крылья можно и только из металла - тоньше, легче.

В общем я понял - ребята хотят доказать, что маневрирующую БЧ им. Путина может сделать любой студент

А почему нет?
Равномерно за один заход затормозить не получится. 32 МДж/кг... Такая мелочь успеет сгореть.

 

С чего это вдруг? А теплозащита на что? При максимальном ускорении торможения в 1g (по условию конкурса) и температура будет значительно ниже, чем у ВА "Союза".

Но если время спуска не ограничено, то несколькими нырками можно.

 

И какой тогда ЦУП надо для такой мелочи городить? Ведь придется делать траекторные измерения после каждого нырка.

А с крыльями можно и в 4 метра. В этом плане ничего непреодолимого.

 

Угу.

Крылья с изменяемой стреловидностью и углом атаки, чтобы во всем диапазоне летело не как кирпич.

 

И сколко будет весить эта бандура для посадки килограмма груза? ::) А самое главное, где взять такой институт разработчиков от авиакосмопрома, который согласится разработать все это за 2M$?

>При максимальном ускорении торможения в 1g (по условию конкурса) и температура будет значительно ниже, чем у ВА "Союза".

И жарить будет значительно дольше.

И какой тогда ЦУП надо для такой мелочи городить? Ведь придется делать траекторные измерения после каждого нырка.

 

Оно само свою траекторию померяет. Через GPS.

Теплозащита это масса. Собственно на ней и предполагается скроить... Ну и опять же, закон сохранения энергии предполагает, что 32 МДж/кг надо куда-то деть Вот и возникла мысль максимально тормозить в верхних слоях, где есть возможность периодически выключать нагрев.
Масса аппарата маленькая, перегрузка маленькая по определению - значит усилия в рулевых механизмах тоже маленькие. И сами механизмы мелкие, и кушать будут мало. В конце концов, можно шизовать до конца;) В хвосте поставить маааленькую турбинку (и стабилизирующую лопасть) - пускай само себе вырабатывает электричество. На входе рулить еще незачем - заряжаемся. Потом поворачиваем рули, вылетаем в космос, а по дороге снова заряжаемся. А батарейка только на питание мозгов. Но ИМХО смысла нет.
В плане отдельного ЦУПа - не надо. По большому счету, оптимальную траекторию эта штука может считать сама, исходя из текущих скорости и т-ры. И траектория будет ± повторяемой - условия на высоте 100 км не меняются, разве что день-ночь. Штук 10 пусков в разных условиях и уже ± понятно где отстреливать изделие, чтобы ему в конце рулить надо было поменьше...

Долго тормозить нельзя потому что температура будет МЕНЬШЕ.

Как правильно отметили, дело в энергетическом балансе, а теплоотвод (который возможен по большому счету - только излучением) зависит от температуры в четвертой степени. А передача тепла через теплозащиту - пропорциональна первой степени
Соответственно, "тянуть кота за хвост" и понижать температуру на поверхности тормоза - невыгодно, это потребует лучшей теплозащиты.

И что-то мне подсказывает, что при таком раскладе придется входить в плотные слои по более крутой траектории - то есть, с бОльшими перегрузками. А с перегрузками выгоднее наоборот - растянуть удовольствие.

Экономии не будет.

ИМХО, никакой.

Да не "по большому счету", а только излучением. Но спускаемый вес слишком маленький, чтобы можно было просто так наращивать толщину (и массу) теплозащиты - кирпичи на орбиту возить дорого... А тонкий слой - большая теплопроводность. Значит вся конструкция будет греться, что плохо. Значит надо на самом верху, и как можно медленнее, прерывисто... По уму конечно считать надо, как там с плотностью в плане подъемной силы и теплопередачи...
Хотя вот Демонстратор вообще надувной... Правда ни разу и не приземлился, но наверное считали как там что будет с температурами и ускорениями

Да не "по большому счету", а только излучением.

 

или веществом.