Экстремально низкий космический полёт

Полл> В первую очередь -

мм?

Bredonosec> мм?
Тему про электроракетный двигатель на атмосферном газе для таких КА ты пропустил.
Если эта разработка срастется, такие спутники будут существовать достаточно долго.

Полл>> На гелиоцентрической орбите Солнце освещает КА как раз "сбоку" относительно направления полета.
Bredonosec> хм.. ну, согласен, гелиосинхронная вариант..

Во-первых, не любая, а только утренняя, а, во-вторых, обычно она имеет высоту 500-800 км, так что, абсолютно не вариант.

Полл>> К примеру - измерение гравитационного поля Земли.
Bredonosec> но это на один аппарат... а еще? Я так понял, исследования ради достаточно большой серии делаются..

Исследования чего? Нет, аппаратов, летавших подолгу на низких орбитах за счёт непрерывных коррекций, было не так много, если не считать фоторазведчики прошлого века. Ну, у них "подолгу" весьма условное.
Вообще, изучение солнечно-земных связей как раз и требует полёта по границе атмосферы, чтоб измерять, как она "дышит", как вспухает от солнечных вспышек и т.д.
Про изучение гравитационного поля (=форма Земли) уже писали.

Б.г.> Во-первых, не любая, а только утренняя, а, во-вторых, обычно она имеет высоту 500-800 км, так что, абсолютно не вариант.
Да, понятно, что проходящая по терминатору. Но почему только 500-800?
Мы же обсуждаем сверхнизкие орбиты. Почему ограничение?

Б.г.> Исследования чего?
я собсно об исследованиях возможности орбитальных длительных полетов на этой высоте.
Навряд ли на это отрядили б деньги ради пары аппаратов.

Б.г.> Вообще, изучение солнечно-земных связей как раз и требует полёта по границе атмосферы, чтоб измерять, как она "дышит", как вспухает от солнечных вспышек и т.д.
Б.г.> Про изучение гравитационного поля (=форма Земли) уже писали.
Но это достаточная массовость аппаратов для оправданности идеи?

Б.г.>> Во-первых, не любая, а только утренняя, а, во-вторых, обычно она имеет высоту 500-800 км, так что, абсолютно не вариант.
Bredonosec> Да, понятно, что проходящая по терминатору. Но почему только 500-800?

Скорость прецессии ССО строго фиксирована - чуть меньше градуса в сутки, оборот за тропический год.

Скорость прецессии определяется величиной сжатия Земли, наклонением орбиты и её высотой. Чтобы прецессия была в нужную сторону, орбита должна быть ретроградной, то есть, против вращения Земли. Но совсем немного. Для высот 500-800 она должна быть 97-98 градусов, т.е. 7-8 градусов против вращения Земли. Чем выше орбита, тем меньше влияние сжатия Земли, и тем больше надо "против". Чем ниже - тем, соответственно, меньше.
Bredonosec> Мы же обсуждаем сверхнизкие орбиты. Почему ограничение?

Полярная ночь. Чем ниже орбита, тем длиннее тень. Только во время равноденствия на утренней ССО спутник будет освещён круглые сутки. Это первое ограничение.
А второе - требуемая точность. Малые изменения периода обращения будут приводит к большим изменениям скорости прецессии орбиты.

Б.г.>> Исследования чего?
Bredonosec> я собсно об исследованиях возможности орбитальных длительных полетов на этой высоте.

А тут нечего исследовать. Это возможно, т.е. ионнику ТАКОЕ давление не мешает, было б от чего его запитать. Исследовать надо то, что вокруг аппарата.

Bredonosec> Навряд ли на это отрядили б деньги ради пары аппаратов.
Б.г.>> Вообще, изучение солнечно-земных связей как раз и требует полёта по границе атмосферы, чтоб измерять, как она "дышит", как вспухает от солнечных вспышек и т.д.
Б.г.>> Про изучение гравитационного поля (=форма Земли) уже писали.
Bredonosec> Но это достаточная массовость аппаратов для оправданности идеи?

Так никто ничего уникального пока и не сделал - разрабатывают малые КА, как и прочие научные малые КА. Ионника, работающего на атмосферном газе, пока никто до лётного железа не довёл. Берут более-менее отработанные узлы и применяют их.

Вон, Гравити проб вообще в единственном экземпляре изготовлен был, и результат дал на грани допустимого, но никто повторять эксперимент не собирается.

carlos> Еще один спутник для особо низких орбит:
carlos> JAXA | Super Low Altitude Test Satellite "TSUBAME" (SLATS)

carlos> Если верить первоначальным планам - как раз примерно сейчас должен начаться этап миссии с включенным ионником. Посмотрим, насколько долго протянет.
Сейчас по heavens-above его средняя высота 265 километров.

При таком соотношении высоты и наклонения орбита не является солнечно-синхронной, т.е. она будет прецессировать быстрее, чем нужно.

Б.г.> Сейчас по heavens-above его средняя высота 265 километров.
Б.г.> https://heavens-above.com/...
Уже на следующие сутки спутник "сел" на орбиту средней высотой по тем же данным 260 км, и третьи сутки успешно её держит. Если считать, что план сидеть на этой орбите 31 сутки, то это до 23 июня.

Б.г.>> Сейчас по heavens-above его средняя высота 265 километров.
Б.г.>> https://heavens-above.com/...
Б.г.> Уже на следующие сутки спутник "сел" на орбиту средней высотой по тем же данным 260 км, и третьи сутки успешно её держит. Если считать, что план сидеть на этой орбите 31 сутки, то это до 23 июня.

Между тем, "решительный этап" близится - ныне спутник на 220-километровой орбите...

Б.г.>>> Сейчас по heavens-above его средняя высота 265 километров.
Б.г.> Б.г.>> https://heavens-above.com/...

Б.г.> Между тем, "решительный этап" близится - ныне спутник на 220-километровой орбите...

Спутник уже больше месяца на 220-километровой орбите, пора б ему начать снижение на 180-километровую, где, по расчётам, тяги ионника уже не будет хватать для компенсации сопротивления атмосферы, и ему придётся помогать гидразиновым двигателем. Ждём-с ©.

Б.г.>>> https://heavens-above.com/...
Б.г.>> Между тем, "решительный этап" близится - ныне спутник на 220-километровой орбите...
Б.г.> пора б ему начать снижение на 180-километровую

Итак, спутник таки начал спускаться на 180-километровую орбиту - где-то за неделю он на неё спустится. Что дальше? Посмотрим!

Б.г.>>>> https://heavens-above.com/...
Б.г.>>> Между тем, "решительный этап" близится - ныне спутник на 220-километровой орбите...
Б.г.>> пора б ему начать снижение на 180-километровую
Б.г.> Итак, спутник таки начал спускаться на 180-километровую орбиту - где-то за неделю он на неё спустится. Что дальше? Посмотрим!

За неделю не спустился, сегодня средняя высота орбиты впервые стала меньше 200 км! Кстати, скорость прецессии избыточна для такой низкой орбиты, и она уже не вполне "терминаторная". В результате, несмотря на близость равноденствия, часть витка оказывается в тени.

Б.г.>> Итак, спутник таки начал спускаться на 180-километровую орбиту - где-то за неделю он на неё спустится. Что дальше? Посмотрим!
Б.г.> За неделю не спустился, сегодня средняя высота орбиты впервые стала меньше 200 км!
На 180-км орбите спутник продержался всего несколько суток. Сегодня вышли новые TLE, и, судя по ним, Высота перигея: 165 km
Высота апогея: 173 km
А период обращения уже меньше 88 минут.

Б.г.>>> Итак, спутник таки начал спускаться на 180-километровую орбиту - где-то за неделю он на неё спустится. Что дальше? Посмотрим!
Б.г.> На 180-км орбите спутник продержался всего несколько суток. Сегодня вышли новые TLE, и, судя по ним, Высота перигея: 165 km
Б.г.> Высота апогея: 173 km
Б.г.> А период обращения уже меньше 88 минут.

Приподнялся. Видимо, на гидразиновых движках.
Высота перигея: 167 km
Высота апогея: 176 km

Период тоже увеличился, но, по-прежнему, меньше 88 минут.

UPD за 25.09 данные
perigee height: 165 km
apogee height: 176 km

Б.г.>>>> Что дальше? Посмотрим!
Судя по тому, как упорно держится Цубамэ на орбите с перигеем около 165 км и апогеем около 175 км, именно она и является, по модели Земли, которую используют японцы, круговой орбитой высотой 180 км, которую нам обещали поддерживать с точностью ±0,5 км.
Негде оперативно посмотреть, с какой скоростью расходуется гидразин, а это - самое интересное, т.к. по предварительной оценке, перед полётом, на этой высоте тяги ионников не должно было хватать для компенсации торможения.

Б.г.>>>>> Что дальше? Посмотрим!
Б.г.> Судя по тому, как упорно держится Цубамэ на орбите с перигеем около 165 км и апогеем около 175 км, именно она и является, по модели Земли, которую используют японцы, круговой орбитой высотой 180 км, которую нам обещали поддерживать с точностью ±0,5 км.
Б.г.> Негде оперативно посмотреть, с какой скоростью расходуется гидразин, а это - самое интересное, т.к. по предварительной оценке, перед полётом, на этой высоте тяги ионников не должно было хватать для компенсации торможения.

Похоже, гидразин кончился!
По состоянию на (UTC): 30 сентября 2019 г. 16:04:56
Эксцентриситет: 0,0007850
Наклонение: 98,1406°
Высота перигея: 157 km
Высота апогея: 167 km

Период обращения 87 минут 44 секунды!
Хотя, впрочем, до "Фобос-Грунта" ему ещё далеко.

Б.г.> Хотя, впрочем, до "Фобос-Грунта" ему ещё далеко.
Ну так БК у него совсем не как у "Фобос-Грунт", так что скоро будет нырк...

Б.г.>> Хотя, впрочем, до "Фобос-Грунта" ему ещё далеко.
Полл> Ну так БК у него совсем не как у "Фобос-Грунт", так что скоро будет нырк...

Ну так у Фобос-Грунта ионного двигателя для поддержания орбиты не было!
Правда, у Цубамэ тяжёлые времена - плоскость орбиты упрецессировала от терминатора, и появилась полярная ночь - заметную долю витка ЭРД не от чего работать.
Последние доступные TLE такие:
perigee height: 149 km
apogee height: 161 km
revolutions per day: 16.44054241
Т.е. период обращения 87,59 минуты.

UPDATE. Вышли новые TLE, на 6 часов свежее:
perigee height: 142 km
apogee height: 155 km
revolutions per day: 16.46408675

Видимо, это последние!
Я оказался неправ, ещё через 6 часов успели выйти новые TLE!
UTC: 01 October 2019 12:31:26
То есть, это в 15:31 по Москве!

Внимание, смертельный номер!!!
perigee height: 129 km
apogee height: 142 km

revolutions per day: 16.51396404

То есть, период обращения 87,2 минуты, или 87 минут 12 секунд.
Дас ист фантастиш!
Думаю, на 18:05 его уже нет на орбите...

Б.г.>>> Хотя, впрочем, до "Фобос-Грунта" ему ещё далеко.
Позволь сделать неожиданное дополнение темы:

NROL-65 (USA 245)
NORAD ID: 39232
Int'l Code: 2013-043A
Perigee: 272.8 km
Apogee: 1,006.4 km
Inclination: 97.9 °
Period: 97.4 minutes
Semi major axis: 7010 km
______________________________
Интересно, его оптике не вредно в атомарном кислороде на низкой орбите купаться?

Б.г.>>>> Хотя, впрочем, до "Фобос-Грунта" ему ещё далеко.
Полл> Позволь сделать неожиданное дополнение темы:
Полл> NROL-65 (USA 245)
Полл> Int'l Code: 2013-043A
Полл> Perigee: 272.8 km
Полл> Apogee: 1,006.4 km
Полл> Интересно, его оптике не вредно в атомарном кислороде на низкой орбите купаться?

Разве ж это низкая орбита? "Союз" выводится на куда более низкую. Влияние атмосферного атомарного кислорода на оптику у него меньше, чем влияние выхлопа его собственных двигателей для поддержания орбиты.
Ниже 300 км он находится лишь малую часть витка, да и на 300 не так уж много воздуха.
Может, за 10 лет на органике сказалось бы. Но в оптике-то космической, в основном, неорганика используется.

Плотность атмосферы на высоте 100 км в миллион (ну, грубо) раз меньше, чем у поверхности моря, на высоте 150 км - в миллиард, на высоте в 200 км - в триллион, а 250 - в квадриллион раз меньше. Табличка простая, её легко держать в уме для оценки скорости окисления возможной органики.

Салюты летали заметно ниже, чем сейчас летает МКС, и их ЭВТИ (вот она, в основном, из органики) от микрометеоритов страдала примерно в той же степени, что и от окисления. И вместе эти два явления порождали НЛО, о которых рассказывал по телеящику покойный Гречко.

Б.г.> Может, за 10 лет на органике сказалось бы.
Ну тут ты не прав. Атомарный кислород жутко агрессивная вещь, и ЭВТИ появилась как способ защищать металл корпуса КА от него.
Вот о воздействии его на оптику не знаю, будет интересно узнать.

Б.г.>> Может, за 10 лет на органике сказалось бы.
Полл> Ну тут ты не прав. Атомарный кислород жутко агрессивная вещь,

Да, но сколько его?

Полл> и ЭВТИ появилась как способ защищать металл корпуса КА от него.

Ты бредишь, извини. ЭВТИ появилась, как способ сохранения теплового режима. Металлу корпуса от атомарного кислорода ни холодно, ни жарко. Потому что для металлической связи неважно, есть в данном конкретном узле решётки атом, или нет. Другое дело - полимеры - окислив связь в одном месте, мы рвём одну большую молекулу на два более мелких фрагмента, и один может сразу улететь. А с течением времени полимер теряет структуру и прочность.

Полл> Вот о воздействии его на оптику не знаю, будет интересно узнать.

Ну как может атомарный кислород влиять на оксид? оптика состоит - ты будешь смеяться - из уже окисленных веществ. Оксид кремния - это кварц, оксид алюминия - это корунд.

Б.г.> Ну как может атомарный кислород влиять на оксид? оптика состоит - ты будешь смеяться - из уже окисленных веществ. Оксид кремния - это кварц, оксид алюминия - это корунд.

Ну, занудства ради - может. Хоть по типу ионной имплантации с нарушением стехиометрии состава. Даже для таких стабильных веществ как корунд это возможно. Итогом будет помутнение или изменение цвета. Но процесс это небыстрый.

Б.г.>> Ну как может атомарный кислород влиять на оксид? оптика состоит - ты будешь смеяться - из уже окисленных веществ. Оксид кремния - это кварц, оксид алюминия - это корунд.
Naib> Ну, занудства ради - может. Хоть по типу ионной имплантации с нарушением стехиометрии состава. Даже для таких стабильных веществ как корунд это возможно. Итогом будет помутнение или изменение цвета. Но процесс это небыстрый.

Ну, по типу ионной имплантации - это может быть необязательно кислород. И, если честно, там обычно есть металлический слой, и, да, ради стойкости к атомарному кислороду, это не алюминий, а золото, или, если важна плоская в видимом диапазоне характеристика, то родий.
У KH-11 нет оптического окна, там за блендой сразу зеркало, как и у "Хаббла". Так что помутнение не грозит. Грозит снижение отражающей способности, но и с этим можно бороться, защищая зеркало интерференционным диэлектрическим покрытием - фторид циркония, например. Очень стойкое к окислению покрытие.