Яхта летит, пора фрегаты строить.
Успех миссии LightSail 2: «солнечный парусник» движется без включения мотора
На днях, 31 июля, научная организация Planetary Society объявила об успехе миссии LightSail 2 – космического аппарата размером примерно с булку хлеба, который был снаряжен на собранные с населения пожертвования – поскольку аппарат смог подняться на более высокую орбиту без включения двигателей, движимый лишь фотонами солнечного света.
«Сегодня мы провозглашаем успех миссии – мы перешли на более высокую орбиту без использования ракетного топлива, применяя для разгона лишь импульс фотонов солнечного света», - сказал исполнительный директор организации Planetary Society Билл Най на пресс-конференции.
«Это очень волнительный день для нас и для меня лично, - сказал Най на этой конференции. – Сама идея о том, что космический аппарат может перемещаться в пространстве без двигателя, в потоках солнечного света, представляется невероятно романтичной!»
После того как спутник LightSail 2 успешно развернул свой солнечный парус на прошлой неделе, менеджеры миссии оптимизировали ориентацию космического аппарата. После этих небольших корректировок аппарат начал восходить на более высокую орбиту над поверхностью нашей планеты. На протяжении четырех суток спутник поднял апогей (высшую точку) орбиты примерно на 2 километра. Команда миссии подтвердила, что этот маневр был проделан исключительно за счет энергии фотонов солнечного света, передаваемой аппарату через солнечный парус.
Теперь, после выполнения данного маневра, спутник LightSail 2 стал первым космическим аппаратом, движимым под действием солнечного света на околоземной орбите; первым небольшим космическим аппаратом, приводимым в движение солнечным светом; вторым в мире космическим аппаратом, после японского аппарата IKAROS, показавшим возможность успешного использования солнечного паруса для перемещения в космосе, рассказали члены научной команды проекта LightSail 2.
(Добавил: Hot Temp)
Смысл прошлой статьи в общем-то приняли, как увеличение орбитальной скорости, а не поднятие апогея. Я бы назвал всю эту затею "самый курьёзный, на данное время, способ перемещения в космосе". А чем ещё полезным, кроме фотокамеры, можно оснастить сие устройство? Хотя бы парус окупить.
Все на апогей напирают, но про перигей молчок. А он уменьшился несколько больше, чем увеличился апогей. Орбита стала более эллиптической -- вот и все достижение. Это ничего не говорит об увеличении орбитальной скорости, скорее наоборот -- она уменьшилась.
"На протяжении четырех суток ... примерно на 2 километра." Хи-хи-хи. Ох, господа, ну, все - лучшие юмористы отдыхают.
Dr_ovosek, почему должен перигей снизиться? КА поднялся, т. е. набрал скорость за счёт с-ветра, а не за счёт падения с апогея в перигей. Скорость выше, значит и А и П выше.
dengess1, вы ошибаетесь :-(
Чем выше апогей, тем больше сумма кинетической и потенциальной энергии аппарата не зависимо от значения перигея.
Радиус орбиты с момента разворачивания паруса из-за трения об остатки атмосферы Земли начал заметно уменьшаться и если бы не давление света, уменьшался и апогей.
На всякий случай цифры:
Перед разворачиванием паруса 23.07.2019 перигей 708.95 км, апогей 725.64 км.
После поднятия паруса на день 30.07.2019 перигей 707,01 км, апогей 727.47 км
Леонид, ОК. Согласен со снижением перигея из-за трения. Но скорость КА неизбежно стала выше за счёт солнечного давления на парус. Да же преодолевая трение.
Это главное в эксперименте, а не эллиптичность орбиты.
Я просто пренебрег трением и прочими факторами. Исключительно по скорости рассуждал. Если скорость КА стала выше, то в среднем и орбита станет выше. Разве нет?
А если этот парусник подымается за счет движения фотонов, то я ему присваиваю термин: - "ФОТОНОЛЕТ". Вот только скорость, с которой он подымается, сильно смущает. Ведь фотонолет должен быть самым скоростным аппаратом. Он, этот фотонолет уже, как минимум должен долетать до границы Солнечной системы, а он все на орбите земли барахтается.
dengess1, Ну какая это массивность? Парусник, величиной с булку хлеба, тем более в невесомости.
Гравитон, Масса есть масса. Даже в невесомости. Её нужно разгонять. А на это нужно тратить время. Парусник тратит время на накопление энергии импульса. И чем дальше от солнца, тем меньше энергии он получает.
Время, время, время!
Для чистоты эксперимента следовало всё же предусмотреть возможность ориентации паруса по отношению к ветру.
"..Если скорость КА стала выше, то в среднем и орбита станет выше. Разве нет?.." (с)dengess1
Скорость МКС на круговой орбите на высоте ~400 км -- ~7.6 км/сек
Скорость стационарного спутника на высоте~36000 км - ~3 км/сек
:-)
dilettant, парус регулируется и меняет свою ориентацию в зависимости от направления движения относительно Солнышка, иначе был бы только тормозом.
.
Коллеги, у этой команды есть сайт, там все данные, в т. ч. и текущие: координаты, скорость, высота. Период ~98 минут -- полтора часа с карандашиком и всё как на ладони :-)))
Тогда все заявления о том, что только при помощи паруса можно поднять орбиту не совсем корректны. Изменить элептичность у них получилось, спору нет, но вот если бы этот парусник остался на круговой орбите, подняв её высоту на сколько-нибудь заметную величину, тог да бы был безоговорочный успех.
А так, как говорят в одной известной передаче на нашем ТВ - нет, НЕ ЧУДО!
Leonid3, я знаю, что почти полтора века тому назад Лебедев доказал, что свет давит на преграду, но вот на сайте проекта нет данных как раз о приращении скорости "буханки", и никакие расчеты тут не помогут. Кстати, слишком низкая у нее орбита, чтобы можно было надежно исключить из факторов атмосферу Земли. В общем, эксперимент любопытен, но некорректен.
Leinid© "Скорость МКС на круговой орбите на высоте ~400 км -- ~7.6 км/сек
Скорость стационарного спутника на высоте~36000 км - ~3 км/сек"
Леонид, вы издеваетесь?
При чем тут 36000 км? Очевидно что на такой высоте гравитация намного слабее, значит скорость требуется меньше. Но мы же говорим о незначительно подъёме на пару км! Тут как раз нужна именно скорость. Прыжёк чуть-чуть выше. Парусник подогнал ветер, его швырнул выше. Там пусть и летит неспеша.
Или вы считаете, что для небольшого подъёмы, например с 400км до 402км нужно замедлиться?
"...для небольшого подъёмы, например с 400км до 402км нужно замедлиться?" Если вы хотите, чтобы при этом эпицентры орбиты не изменились, то да, в конце маневра придется тормозить до скорости ниже первоначальной.
dr_ovosek, dengess1, ну обозначил же "полтора часа с карандашиком" и все вопросы снимутся :-)
.
В т. ч. и для dilettant-а: парусник может пользоваться парусом для увеличения скорости только половину витка в лучшем случае, а именно -- когда составляющая его скорости направлена ОТ солнца и если это происходит в перигее, то высота перигея НЕ изменится, а апогей увеличится.
.
На высоте 402 км гравитация тоже слабее, чем на высоте 400 км. Нужно запомнить, что ОРБИТА потому так и называется, что спутник повторяет её на каждом обороте и изменяется лишь при включении "двигателя" любого рода и когда двигатель выключается, то новая орбита всегда будет проходить через эту точку выключения двигателя.
Чтобы "поднять" орбиту, надо ускориться,и это приращение скорости будет съедено на преодоление гравитации с лихвой и на более высокой орбите скорость окажется МЕНЬШЕ, чем на низкой.
Дровосек, Я с самого начала хотел вам сказать лишь простую вещь. Если КА получил солнечный пинок, то он подпрыгнет чуток и в среднем будет выше. Только это и было суть моего сказания. Не то что он будет на новой орбите быстрее, чем на прежней. Не это.
На достигнутой высоте можно будет говорить о стабилизации орбиты уменьшением скорости до расчётной. Но это уже следующий этап.
Во всяком случаи когда мкс замедляется из-за атмосферы, станция начинает постепенно подать до 380км. Её специально разгоняет для подъёма на 420км примерно. Это факт.
Леонид, я же как раз и говорил о этапе прирощения для перехода на большую высоту. А то что скорость потом упадёт, это уже следующий этап, о котором я не говорю в данный момент.
Просто мы о разных моментах говорили. Возможно я где то не точно выразился. От сюда и недопонимание.
Парусник, пока движется от Солнца, разгоняется. Когда движется к Солнцу - тормозится. Однако, даже на такой высокой орбите, как раз из-за парусности он сильно тормозит об атмосферу. И в среднем, что необычно для такой высокой (относительно МКС, например) довольно быстро падает.
Нужно эффективное маневрирование парусом - взять на гитовы при движении к Солнцу и поставить стаксель в обратном случае.
В циферки всмотритесь, в апогее прирост в 2 км, а в перегее снижение на те же 2 км, где увеличение высоты орбиты???!!! Изменение элептичности или эксентрисетета - да, это есть, но где подъём орбиты, как в случае с той же МКС?
Миш, давление света слишком маленькое, чтобы километрами мерить прирост в орбите. Там скорее миллиметры будут в лучшем случаи.Хотя это вопрос времени. Ну и сопротивление атмосферы и обратный путь против света, как верно заметил Тедди, играют на снижение скорости.
Нужно разгонять до галактической скорости (вдогонку Вояджерам) и мерить разницу начальной и промежуточной скоростей на пути хотя бы от внутренних областей СС до койпера (побольше бы расстояние) Вот тогда, по-моему, и можно измерять прирост скорости в ощутимых масштабах, без лишних помех типа атмосферы.
Вторая космическая это уже явно эксперименты для будущих КА. По мне так сущность данного проекта (буханки как тут кто то окрестил) в акцентировании внимания на технологии, для дальнейшего его развития.
Самое интересно будет, когда кто нибудь парус побольше и по сложнее будет вокруг солнца по орбите гонять. Вот там должны быть скорости что надо)
На движение парусника оказывают влияние многие факторы. Кроме давления света торможение об атмосферу, движение проводящего паруса (напыление электропроводное) в магнитном поле в условиях налипания заряженных частиц, неизвестные факторы - полеты ведь первые. Поэтому, кроме теории, нужны эксперименты. Искажение орбиты вполне измеримое при нынешних технологиях позиционирования даже на протяжении пол-витка. Поэтому этот полет дает много в науку космополётов.
Я восхищаюсь этой работой добровольцев, если не сказать дилетантов.
Единственно корректный эксперимент по фото-разгону -- вывести в дальний космос два агрегата: маленькую "буханку" с парусом (на траекторию ухода из солнечной системы) и тяжеленную лазерную установку с питанием от солнечных батарей и/или от мощного РИТЭГа (на солнечную орбиту). И пусть вторая постоянно подсвечивает вслед первой.
Ребята просто принцип работы паруса пока не понимают.
Сейчас "буханка" начала просто испытывать - колебания.
В одну сторону её - тянет в другую, отталкивает.
Для прироста скорости необходима синхронизация положения паруса относительно скорости вращения Земли по отношению к Солнцу.
В итоге необходимый импульс может быть получен в идеале на 1/4-й или на 1/3-й длины его орбиты.
Затраты энергии на маневрирование больше прироста кинетической энергии от света Солнца.
У них там аккумуляторы и солнечные элементы, энергия бесплатная :-))
Вот данные через двое суток -- удельная энергия (сумма кинетической и потенциальной) в апогее и перигее (в СИ):
.......Дата............. Высота Скорость..Энергия
04.08.2019 13:00 726470 7010.00 30963661
04.08.2019 13:41 709260 7040.00 31038104
06.08.2019 14:10 706960 7050.00 31090288
06.08.2019 14:51 726580 7020.00 31034680
Скорость они в трёх значащих цифрах выкладывают, за двое суток точность не достаточна :-(
Не поленился, сложил и разделил на калькуляторе. Выходит, что если не врут, то эксцентриситет орбиты вырос на 0,34 %, средняя скорость -- на 0,285 %, а энергия увеличилась на 0,2 % от первоначальных значений всего за двое суток. Похоже, что ребята лихо на орбите парусом управляют, и солнечный свет помог им получить заметную прибавку, несмотря на сопротивление остаточных следов атмосферы на этих высотах.
Leonid3, представленные Вами цифры больше вводят в заблуждение, чем что-то проясняют. Нужен массив данных за период обращения. А вырванные спорадически данные создают впечатление хаотического движения.
Люди вон в панике за калькулятор хватаются и делают выводы, какие им нравится, а не какие на самом деле.
Teddy, так с четвёртого числа решил понаблюдать, а не вешают-ли мне лапшу :-)
Хотя пользуюсь их текущими данными, так что про лапшу узнать не смогу :-))
Ну это так, шутка, чтобы не шутить, придётся сделать программку для записи их данных и через месяц посмотрим, если парус столько продержится.