Российская орбитальная служебная станция РОСС

101> Нет. Шаттл летал с Земли. Я предлагаю этого не делать.

Это детали реализации, а идейно концепция та же.

101> Есть ОС на ней ЗИП, горючка и орбитальный дрон или челнок для людей. Дрон и челнок только для космоса.

ЗИП в готовом виде иметь не получится, спутники (ну, пока что) достаточно разные, а уж поломки тем более.

Всё это думать можно, думалось неоднократно - кажется, крайним был "Паром" (к слову, шёл почти в пакете с "Клипером") - но в общем всё достаточно неоднозначно. Плохо срасталось.

Наиболее разумным предложением выглядела сборка или хотя бы запуск с ОС - идея была в том, что можно избежать рисков повреждения при выводе, где основные перегрузки и вибрации. А тут как бы тестированием на орбите можно - по задумке - часть проблем устранить. И за счёт этого еще сэкономить на наземныой отработке. Но это на словах здорово, а так надо смотреть статистику, какая доля проблем на каком этапе возникает. Еще может тоже не срастётся.

А самая главная проблема при привязке к ОС - это проблема плоскостей. Даже не высот орбит.
В случае спутников на ГСО это хоть как-то можно обойти - держа ОС вблизи экваториальной плоскости, да и в конце концов для высоких орбит проворот плоскости несколько менее дорог, чем для низких - но в общем случае это всё муторно даже при использовании ЭРД-буксиров.

Fakir> Наиболее разумным предложением выглядела сборка или хотя бы запуск с ОС - идея была в том, что можно избежать рисков повреждения при выводе, где основные перегрузки и вибрации. А тут как бы тестированием на орбите можно - по задумке - часть проблем устранить. И за счёт этого еще сэкономить на наземныой отработке.

На одном из сайтов NASA написано, что главное преимущество в том, что можно применять менее вибростойкую электронику. Ну и отработка тоже, да.

Fakir> А самая главная проблема при привязке к ОС - это проблема плоскостей. Даже не высот орбит.
Нет проблемы плоскостей для орбит с одинаковым наклонением к плоскости экватора.

В этой связи представляет интерес проект низкоорбитальной спутниковой системы гонконгской компании Yaliny, имеющей офис в Москве [34, 35]. О проекте известно, что к работе привлекаются российские разработчики. На спутнике используется многолучевая бортовая фазированная антенная решетка, а межспутниковые линии предполагается реализовать в оптическом диапазоне. Проектируемая система Yaliny может быть отнесена к типу систем LEO-HTS. В качестве рабочей орбиты разработчики выбрали ССО наклонением 97,8 град. и высотой 600 км [37]. Орбитальная группировка системы будет включать 9 орбитальных плоскостей по 15 КА в каждой. Всего в ОГ будет 135 КА. Дополнительно в каждой плоскости планируется разместить по одному резервному КА. Угловой разнос между плоскостями - 22 град. (расстановка на дуге 180 град.). Фазовый сдвиг между КА в одной плоскости - 24 град. Фазовый сдвиг между КА в смежных плоскостях составляет 8 град. (рис. 13) и не является регулярным.
В качестве опорной орбиты для развертывания ОГ выбрана орбита высотой 550 км. Скорость взаимного дрейфа плоскостей между КА на рабочей и опорной орбитах в этом случае составит около 0,025 град./сутки. Переход с опорной на рабочую орбиту осуществляется в момент совпадения плоскостей. Это позволяет снизить затраты рабочего тела на компенсацию ошибок выведения. Масса КА – 630 кг. Срок активного существования (САС) – 10 лет.

 

Fakir> А самая главная проблема при привязке к ОС - это проблема плоскостей. Даже не высот орбит.
Fakir> В случае спутников на ГСО это хоть как-то можно обойти - держа ОС вблизи экваториальной плоскости, да и в конце концов для высоких орбит проворот плоскости несколько менее дорог, чем для низких - но в общем случае это всё муторно даже при использовании ЭРД-буксиров.
Вроде уже один раз объяснил почему этой проблемы нет. Склероз?

Так и не дошло, почему она есть, и вращение узлов не спасает?

S.I.> Нет проблемы плоскостей для орбит с одинаковым наклонением плоскости к экватору.

Ну привет. Это при выведении непосредственно с Земли, а уж если ОС летает - то деваться некуда. Она только в одной плоскости, и иначе не умеет.

Приведенный пример - очень частный, очень специальных орбит, и там дрейф плоскостей используется для прецизионного "добора".

S.I.>> Нет проблемы плоскостей для орбит с одинаковым наклонением плоскости к экватору.
Fakir> Ну привет. Это при выведении непосредственно с Земли, а уж если ОС летает - то деваться некуда. Она только в одной плоскости, и иначе не умеет.
Блин эти плоскости сами ВРАЩАЮТСЯ вокруг земной оси с разной скоростью в зависимости от высоты орбиты. Прецессия плоскости орбиты называется.

Fakir> Приведенный пример - очень частный, очень специальных орбит, и там дрейф плоскостей используется для прецизионного "добора".
Абсолютно общий. Кроме строго полярной и строго экваториальной орбит. Перечитай тему, не позорься. Элементарные же вещи.

Fakir> Так и не дошло, почему она есть, и вращение узлов не спасает?

Нет не дошло. Сможешь объяснить?

Fakir> Идея автоматической заправки муссируется давно, лет 15 самый минимум как рисуют заправщики для ГСО
Так пару штук уже запустили. Правда не заправщик а просто модуль с движком.
Fakir> Приведенный пример - очень частный, очень специальных орбит, и там дрейф плоскостей используется для прецизионного "добора".
Ну какой частный - старлинки так по разным плоскостям разбегаются, их уже полторы тыщи штук.

Да прикинь уже наконец характерное время совпадения плоскостей ЕДИНСТВЕННОЙ станции и целевой орбиты спутника для разных высот!!! Прежде чем букварь мне пересказывать.

Fakir>
Fakir> Да прикинь уже наконец характерное время совпадения плоскостей ЕДИНСТВЕННОЙ станции и целевой орбиты спутника для разных высот!!! Прежде чем букварь мне пересказывать.
Чукча не читатель? Прикинул давно. Опровергай если сможешь.
Для ССО:

Из формулы приведенной в ссылке выше видно, что скорость прецессии круговой орбиты обратно пропорциональна периоду обращения и квадрату радиуса орбиты. А период обращения в свою очередь пропорционален радиусу орбиты в степени 3/2. В итоге скорость прецессии обратно пропорциональна их произведению, т.е. степени 7/2 от радиуса орбиты. Или корню квадратному из радиуса орбиты в 7 степени.
Увеличив высоту орбиты с 300 км до 600 км её радиус увеличится в (6371+600)/(6371+300)=1,045 раз. При этом скорость прецессии уменьшится в 1,166 раз. Смещение долготы восходящего узла за год составит 360-360/1,166=51 градус. ХС для такого манёвра составит примерно 171 м/с. Обратный переход на 300 км орбиту - столько же.

 

Чем давно и успешно пользуются для разных орбит с одинаковым наклонением к экватору:

На этапе развертывания и восполнения ОГ в системе Globalstar в полной мере используется упомянутый выше принцип коррекции одних параметров орбиты путем изменения других. Так, например, анализ баллистических данных показывает, что скорость прецессии линии узлов (дрейф долготы восходящего узла) рабочей орбиты системы Globalstar на высоте 1414 км составляет примерно 3,04 град./сутки. Выведение спутников системы осуществляется, как правило, групповым запуском. Спутники выводятся на опорную орбиту высотой 930 км. Прецессия линии узлов на опорной орбите составляет примерно 3,82 град./сутки. Следовательно, плоскости опорной и рабочей орбит смещаются относительно друг друга с угловой скоростью около 0,8 град./сутки. В этом случае для выведения каждого КА в требуемую плоскость достаточно просто дождаться момента времени, когда плоскости опорной и рабочей орбит совпадут. Затем высоту орбиты повышают до номинальной и устанавливают КА в нужную фазовую позицию внутри орбитальной плоскости.

 

Для ГЛОНАСС:

В данном случае важно то, что:
1. Средняя скорость прецессии орбитальных плоскостей равна (- 0,00059251) радиан/сутки.
2. Высота орбиты - 19100 км
Скорость прецессии плоскости орбиты обратно пропорциональна её радиусу в степени 7/2.
Тогда для орбиты с таким же наклонением и высотой, к примеру 400 км, она составит
-0,00059251*((6371+19100)/(6371+400))^(7/2)=-0.039 радиан/сутки.
Т.е. разворот узла орбиты по долготе на 2пи радиан (360 градусов) для спутников ГЛОНАС произойдёт за 29 лет.
А для ОС на высоте 400 км с таким же наклонением орбиты к экватору за 161 сутки.
Т.е. практически каждые полгода эти плоскости будут совпадать вообще без затрат энергии на поворот.

 

Какая на хрен проблема плоскостей?

Fakir> Так и не дошло, почему она есть, и вращение узлов не спасает?

Извини, до меня тоже не дошло. Ведь факт, что, например, Planet так формирует всю группировку в нескольких плоскостях. Я читал их доклад. Пожалуйста поясни, что я упускаю из виду, ведь у мужиков всё работает. Может быть проблема с вышедшими из строя и потерявшими управление спутниками?

Update (в другом сообщении):

Fakir> Да прикинь уже наконец характерное время совпадения плоскостей ЕДИНСТВЕННОЙ станции и целевой орбиты спутника для разных высот!!! Прежде чем букварь мне пересказывать.

Действительно, отправлять целую станцию с космонавтами в погоню за мусоросатами нерационально, да ещё и опасно. Нужно иметь несколько буксиров, которые будут заняты этой работай. В случае с Planet уходило месяц-два.

zaitcev> Действительно, отправлять целую станцию с космонавтами в погоню за мусоросатами нерационально, да ещё и опасно. Нужно иметь несколько буксиров, которые будут заняты этой работай. В случае с Planet уходило месяц-два.
Естественно гонять станцию по высоте смысла нет. Гонять надо буксиры. Но на ССО довольно узкий сектор расположения интересных восходящих узлов спутников ДЗЗ. А на ССО в основном ДЗЗ и военные пасутся. Для РЛС - вблизи терминатора чтобы СБ максимально были освещены. Для оптических - наилучшее время наблюдения в районе 10 часов утра по местному времени. Т.е. в секторе ~60 градусов восходящие узлы должны быть в основном.

zaitcev> Извини, до меня тоже не дошло. Ведь факт, что, например, Planet так формирует всю группировку в нескольких плоскостях. Я читал их доклад.

Ну во-первых, всё с земли. Вращается целевая плоскость, но сама Земля вращается куда быстрее.
Запустив станцию, ты отвязываешься от вращения Земли, но теперь следует учесть вращение плоскости самой станции. И важна уже разность скоростей вращения плоскостей станции и целевой орбиты.

Опять же, это всё годится (даже если кто-то готов столько ждать!!) только для орбит одного наклонения. С другими наклонениями всё вообще грустно. Не, чего-то можно сэкономить всякими хитрыми передами, там, с проворотом через очень высокую орбиту... высокие в этом плане даже чуть лучше. Но всё равно "дорогие" по ХС манёвры.
И даже не очень представляю, что тут можно наиграть высокоимпульсными ЭРД, и как это вообще... что-то не припомню таких работ, хотя они скорее всего должны быть. Почти наверняка баллистики ради диссеров хотя бы игрались и с хитрыми межплоскостными переходами. Если только им сложность задачи процессоры не пожгла

Fakir> Опять же, это всё годится (даже если кто-то готов столько ждать!!) только для орбит одного наклонения. С другими наклонениями всё вообще грустно.
Наклонений вообще не много:

S.I.> Чукча не читатель? Прикинул давно. Опровергай если сможешь.
S.I.> Для ССО:
S.I.> Какая на хрен проблема плоскостей?

У тебя калькулятор за долги забрали?
Вот возьми эти процитированные тобой же данные, и посчитай характерное время совпадения плоскости станции с плоскостью спутников для разных орбит. В явном виде. ЦИФИРЬ.

Сам-то вдумайся! Даже с очень высокими орбитами ГЛОНАССов (с к-ми и без того можно иначе выйти из положения) получается в лучшем случае величина порядка года (пока совпало, чтобы снять, время ушло на починку, надо ждать, пока совпадёт, чтобы запустить; и не надо тянуть на то, что запустить потом можно и в другую плоскость - это за уши).

А если орбита ниже - то характерные времена совпадения РАСТУТ (ну, очевидно же, из предельного случая - при равных высотах орбиты станции и спутника их плоскости не совпадут никогда). Получишь уже не порядка года, а двух и более.

Глобалстар тут не пример. Во-первых, у них 8 плоскостей, вполне можно запустить в 2-3 близлежащие плоскости при относительно разумных временах ожидания. Едва ли они пускают одним пуском сразу во все или в далеко отстоящие. А во-вторых, им деваться некуда, спутники лёгкие.

S.I.> Наклонений вообще не много:

А станция - ОДНА.

zaitcev> На одном из сайтов NASA написано, что главное преимущество в том, что можно применять менее вибростойкую электронику.

В такой формулировке для меня мысль звучит странно. Я понимаю, когда говорят, что собранная на орбите конструкция в целом не нуждается в той вибростойкости.
Но именно электроника как таковая...? С чего бы ей быть менее вибростойкой, раз она всё равно летит с Земли?

S.I.>> Наклонений вообще не много:
Fakir> А станция - ОДНА.
А подходящих наклонений для обслуживания - ДВА.
ССО и ГЛОНАСС-Молния.

Fakir> Сам-то вдумайся! Даже с очень высокими орбитами ГЛОНАССов (с к-ми и без того можно иначе выйти из положения) получается в лучшем случае величина порядка года (пока совпало, чтобы снять, время ушло на починку, надо ждать, пока совпадёт, чтобы запустить; и не надо тянуть на то, что запустить потом можно и в другую плоскость - это за уши).
Ну и хорошо. Чем год не устраивает при нормальном планировании операций? Изготовить новый спутник дольше.
Да и зачем именно снятый запускать? Сняли на станции нужные самые дорогие компоненты и отправили на Землю для анализа и повторного использование. Железки скинули в атмосферу с "Прогрессом".
В результате на Земле есть постоянный запас компонентов.

Fakir> Но именно электроника как таковая...? С чего бы ей быть менее вибростойкой, раз она всё равно летит с Земли?
Дык поролончиком платы переложить - и никакие вибрации до них не дойдут.

Fakir> Это детали реализации, а идейно концепция та же.

Нет, концепция вообще другая.

Fakir> ЗИП в готовом виде иметь не получится, спутники (ну, пока что) достаточно разные, а уж поломки тем более.

Совершенно верно, поэтому тут и облик спутников нужно менять в сторону унификации. Делать единую платформу. Силовая установка, источник питания, связь можно унифицировать. Целевое оборудование, Ясен пень, будет какое-то свое.


Fakir> Всё это думать можно, думалось неоднократно - кажется, крайним был "Паром" (к слову, шёл почти в пакете с "Клипером") - но в общем всё достаточно неоднозначно. Плохо срасталось.

Плохо срасталось потому что предполагалось каждый раз с земли летать и тратить ракету.

Fakir> В случае спутников на ГСО это хоть как-то можно обойти - держа ОС вблизи экваториальной плоскости, да и в конце концов для высоких орбит проворот плоскости несколько менее дорог, чем для низких - но в общем случае это всё муторно даже при использовании ЭРД-буксиров.

Если мы планируем осваивать космос, то задача уметь работать в космосе стоит перед нами. А для этого нужна рутинная работа. Только за счет рутины сумели автоматизировать пуски ракет у нас и сделать Союзы надежными.
Поэтому нужна концепция зачем вообще все это нужно. Или вся космонавтика свернется до туризма в верхние слои атмосферы и в спутники с вайфаем.

Fakir>> Это детали реализации, а идейно концепция та же.
101> Нет, концепция вообще другая.

Вдумайся глубже.

101> Совершенно верно, поэтому тут и облик спутников нужно менять в сторону унификации. Делать единую платформу.

Некие движения в эту сторону идут, но не факт, что полная унификация для всех типов спутников возможна - ДЗЗ, связисты, навигаторы и т.п., не говоря о военных, у всех свои массогабариты-требования и пр. На единую едва ли можно посадить без значимых потерь. Впрочем, тут спутникостроителей расспрашивать надо, но подозреваю, что они всё-таки скажут, что так не годится. Но это не точно.

101> Силовая установка, источник питания, связь можно унифицировать. Целевое оборудование, Ясен пень, будет какое-то свое.

Фишка в том, что - кажется, тут не уверен, не изучал глубоко - накрывается чаще всего именно целевое. Как более сложное и нежное, а также менее серийное и вылизанное.

Иллюстрация: на геостационарных связистах обычно стоят в качестве целевой нагрузки десятки "стволов"-усилителей - от 10 до 40 штук. И хотя спутник хороший живёт и работает на благо владельца порой выше 20-ти лет - стволы обычно выходят из строя один за другим. Через 10 лет их уже не полный начальный комплект, через 20 как бы не половина. А борт в целом - вполне рабочий, платформа в порядке.

Fakir>> Всё это думать можно, думалось неоднократно - кажется, крайним был "Паром" (к слову, шёл почти в пакете с "Клипером") - но в общем всё достаточно неоднозначно. Плохо срасталось.
101> Плохо срасталось потому что предполагалось каждый раз с земли летать и тратить ракету.

Нет, ну ты читаешь, что я пишу? Паром - был проект межорбитального буксира.


101> Если мы планируем осваивать космос, то задача уметь работать в космосе стоит перед нами. А для этого нужна рутинная работа. Только за счет рутины сумели автоматизировать пуски ракет у нас и сделать Союзы надежными.

Ну во-первых, мы давно ничего не планируем. Давай уже признаемся в этом хотя бы себе.
Есть организации, которые нужно поддерживать, и есть какие-то привычки у людей (иногда слышать про космонавтов на орбите), есть пилотируемая космонавтика как один из атрибутов свердержавности ("у всех реальных пацанов есть барабан Страдивари").

101> Поэтому нужна концепция зачем вообще все это нужно. Или вся космонавтика свернется до туризма в верхние слои атмосферы и в спутники с вайфаем.

Концепция ради концепции ничем не поможет (именно потому мы в заднице, что уже не первый десяток лет рожают концепции одну бессмысленнее другой, "ну надо же что-то делать, Петька!"). Нужна экономическая оправданность. Либо хотя бы ставить некую сверхзадачу, в которую государство/человечество готово влить сотни миллиардов, "просто так". Ну типа как в астрономию.
А просто летать-чинить ради концепции, если по экономике не завязывается - это путь в никуда, ИБД.

"Свёртывание" до уровня малых посещаемых ОС и спутников, кстати, вполне возможно. Но это будет вовсе не конец, а оперативная пауза - пока с какой-нибудь из сторон мы не дозреем научно и технологически и экономически либо до появления экономически оправданной новой задачи, либо не разбогатеем до готовности вливать сотни миллиардов "ради развития вообще".

S.I.>> Наклонений вообще не много:
Fakir> А станция - ОДНА.

и буксир один.

Спутники "Персона" или подобные им запускаются раз в пятилетку. На каждом спутнике - уникальное примерно полутораметровое зеркало. Стоимость каждого спутника - миллиарды рублей. Думаю, что заправить буксир и поменять наклонение спутника на несколько градусов до совпадения с плоскостью станции а потом обратно выйдет дешевле.