новости космоса
3371 42
27 марта 2020 02:00:32

Ионный двигатель аппарата DART будет использоваться для отклонения астероида

Несмотря на нынешнюю борьбу человечества с новым коронавирусом и несмотря на то, что он занимает большую часть нашего внимания, другие угрозы все еще существуют. Самая реальная угроза - это возможность столкновения астероида с Землей. В настоящее время эта угроза занимает заднее сиденье, но она все еще в машине.

Хотя удар астероида сейчас кажется эфемерным, это реальная угроза, и та, которая, в отличие от коронавируса, может покончить с человечеством. Такие агентства, как НАСА и ЕКА, все еще работают над своими планами по защите нас от этой угрозы.

Миссия НАСА по испытанию перенаправления двойного астероида запланирована на 22 июля 2021 года. Это демонстрационная миссия по изучению использования кинетического удара для отклонения астероида. Аппарат направится к крошечной двойной системе астероидов под названием Didymos (или 65803 Didymos). Изначально эта двойная система астероидов не представляет угрозы для Земли.

Больший из этой пары называется Didymos A и имеет диаметр около 780 метров, в то время как меньший Didymos B, имеет диаметр всего около 160 метров. DART будет врезаться в Didymos B, близкому по размеру к типичному астероиду, который может угрожать Земле.

DART имеет много времени, чтобы долететь к Didymos. После запуска в июле 2021 года он достигнет своей цели 22 сентября. В это время двойной астероид будет находиться в пределах 11 миллионов км от Земли (почти 37 световых секунд). И чтобы попасть туда, он будет опираться на мощный ионный двигатель под названием Evolutionary Xenon Thruster-Commercial (NEXT-C) от НАСА.

Двигатель состоит из двух основных компонентов: двигателя и силовой установки (PPU). NEXT-C готовится к миссии с серией испытаний, как эксплуатационных, так и экологических. Двигатель прошел испытания на вибрацию, термический вакуум и эксплуатационные характеристики, а затем был интегрирован в ППУ. Он также подвергался моделированию условий космического полета: сильной вибрации во время запуска и сильного холода космоса.

NEXT-C - мощный двигатель. Это не ракета, которая требует огромной тяги, чтобы оторваться от гравитации Земли. Но с точки зрения ионных двигателей, это очень мощное устройство. Он примерно в три раза мощнее ионных двигателей NSTAR на космических кораблях НАСА DAWN и Deep Space One.

NEXT может дать мощность тяги 6,9 кВт и тягу 236 мН. Двигатель произвел наибольший суммарный импульс среди всех ионных двигателей: 17 МН · с.

У него также есть определенный импульс, который является мерой того, насколько эффективно он использует топливо, 4190 секунд по сравнению с 3120 NSTAR.

Ионные двигатели не сжигают топливо, как ракета, хотя они используют топливо. Как правило, пропеллентом является ксенон, как в NEXT-C. Ионный двигатель NEXT-C представляет собой систему с двумя решетками.

Ксенон подается в камеру, где он сталкивается с первой решеткой. Солнечные батареи обеспечивают двигатель электричеством, а первая сетка заряжена положительно. Когда ионы ксенона проходят через верхнюю сетку, они заряжаются положительно. Это притягивает их ко второй или ускоряющей сетке, которая заряжена отрицательно. Это выталкивает их из двигателя, обеспечивая тягу. Тяга равна силе между входящими ионами и решеткой ускорителя.

Когда аппарат достигнет бинарного астероида Didymos, у него появится компания. Итальянское космическое агентство предоставляет аппарат LICIA (Light Italian CubeSat для получения изображений астероидов) для этой миссии. LICIA - это 6 кубсатов, которые отделятся от DART до столкновения с Didymos B. Они будет делать снимки удара и обломков, выброшенных в результате столкновения, и передавать их обратно на Землю.

Ожидается, что удар изменит орбитальную скорость Didymos B примерно на полмиллиметра в секунду. Это изменит период его вращения на достаточно большую величину, чтобы наземные телескопы могли это обнаружить. Удар также оставит кратер на поверхности - предположительно около 20 метров в ширину.

Несмотря на то, что DART будет уничтожен при ударе, ЕКА планирует последующую миссию. Она будет называться Гера и её планируется запустить в 2024 году. Гера будет изучать не только влияние удара аппарата DART, но и будет иметь набор инструментов, чтобы узнать больше о бинарных астероидах и о внутренней части этого астероида.

комментарии
1
MP144 · 27-03-2020

Хороший двигатель для хорошей миссии)

2
misli_iz_fut20 · 27-03-2020

Делаем аппарат на солнечных батареях, который будет собирать грунт на астероиде а затем катапультировать его в нужное время в нужном месте, и все, не надо никаких двигателей с микротягой. По третьему закону Ньютона можно регулировать траекторию астероида. Так же не надо будет беспокоиться что закончится топливо.

3
viktorchibis29 · 27-03-2020

«Изначально эта двойная система астероидов не представляет угрозы для Земли».
.
А что будет потом?

4
nick_s52 · 27-03-2020

viktorchibis (3). "А что будет потом?"
--
А потом этим можно будет управлять. Целенаправленно...

5
graviton17 · 27-03-2020

(3). А потом на Земле будет много - много типов коронавирусов.

6
Bong43 · 27-03-2020

Два момента:
1. для одиночных астероидов, это если выводить на орбиту к нему такой ионный, таким образом формировать двойную и уже имея возможность управлять ионным усиливать или ослабевать колебания по орбите, что бы попытаться свести с нее. Примерно как если качаться на качелях, усилие в нужной точке увеличивает амплитуду.
2. тоже самое если это двойная, с разницей лишь в том, что бы "приземлить" этот ионный, а дальше все тоже самое.
Малая масса ионного для этого? Ну да, малая, но и астероид не планета и если попасть в резонанс............

7
Bong43 · 27-03-2020

Еще можно попробовать придать астероиду осевое вращение, при осевом траектория должна измениться.

8
Bong43 · 27-03-2020

А может и "мусор" с орбиты Земли сводить подобным способом?
Формируешь двойную, тем самым увеличиваешь совокупную массу и.. все. ))

9
Bong43 · 27-03-2020

Тем более что двойные в общем-то весьма устойчивы, как показывают уже и наблюдения, не только умозаключения. :)

10
Kotov0 · 27-03-2020

Я тут прочитал занятную статью о космическом мусоре.
Основная идея - реалистичный подход.
Т.е. сведение и очистка - не реалистично (и я с этим полностью согласен)
А вот получение преимущества за счет того, что у твоей страны есть системы слежения и КА часто уклоняется.
Это уже реалистично.
Тут как раз ионные двигатели очень важны.
А у стран, у которых нет системы слежения и нет мощных ионных двигателей КА будет
жить пару лет и пополнит облако мусора.
Также тяжеленные щиты и бронелисты.
А почему бы и нет?
Прогресс не всегда идет по пути красивых решений....
Да и если бронелисты снаружи раскрасить цветочками то и красиво будет!

11
Bong43 · 27-03-2020

Да есть варианты, есть. Один из таких экзотических, к примеру.
Пролет массивного аппарата в максимальной близости, но на более низкой орбите по отношению к "мусору",
в следствии чего мусор станет снижать свою орбиту.
Летают себе такие массивные "пылесосы"по более низким орбитам, баламутят мусорное "царство".
Понятно что сразу мусор падать не станет, но если в следствии этого вместо 10 лет упадет через два уже прогресс. :))

12
Kotov0 · 27-03-2020

Bong, тут ссылок давать нельзя. А то я бы вам дал ссылку на оригинал этого "предложения"
Там предлагалось вывести около 5000 КА весом в 10 000т (десять тысяч тонн) каждый! на разные орбиты.
И только тогда эффект будет в течение 20-50 лет, не раньше.
Это очень реалистично, как вы думаете?
Дьявол в конкретике!!! В мелочах. В числах. В здравом смысле в конце концов.
А это сложно :)

13
Bong43 · 27-03-2020

Kotov, вы правы. Не имея представления о картине мусора, где, какой, сколько, на каких орбитах определить реалистичность подобных проектов (прожектов?) весьма проблематично. Важнее, как мне кажется, другое - недооцененность слабых грав-взаимодействий при малой массе объектов. Что бы понятней было - изобилие двойных систем, в СС в частности.

14
JamesWebb29 · 27-03-2020

Просто врезаться в астероид? Это неэффективно. Подлететь и толкать надо, а не врезаться и уничтожать аппарат.

15
AlfKorol1 · 27-03-2020

JamesWebb, согласен! Ударить однократно - это как в бильярде (ещё попасть надо), а куда отскочит - вообще фиг поймёшь!
А толкаясь с поверхности, можно направлять в нужную сторону... Например на Марс...

16
AlfKorol1 · 27-03-2020

Kotov, да, реалистичность в том проекте страдает!
1) При выводе 5000 таких тяжелых КА на орбите может появиться мусора больше, чем можно убрать...
2) При неожиданном столкновении чужого КА с мусором может появиться такой рой НОВЫХ обломков, за которым сразу не уследить, поэтому и сложно будет свой КА "уклонить" даже при очень дорогой системе слежения... Ну как в фильме "Гравитация"...

17
BlackHole9 · 27-03-2020

а куда отскочит - вообще фиг поймёшь!
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Вот именно "фиг поймешь", может и прямо по нам, фигам врежется?

18
Bechmet54 · 27-03-2020

Смотрите фильму Валериан и тысячу планет

19
BlackHole9 · 28-03-2020

Я давно прошел возраст смотреть всяких фантасмагории.

20
374 · 28-03-2020

Я щас со смеху помру. Тяга 236 мН. Они этой фиговиной собрались сбить крупный астероид? Если он летит очень далеко, вы просто не сможете предсказать результаты такого мизерного воздействия. Если близко - бесполезно. Там торпеда нужна с большим зарядом, возможно ядерным. Какой ионный двигатель? Пороховой нужен, твердотопливный.

21
JamesWebb29 · 28-03-2020

37, а какая разница какая тяга у двигателя? Это не за счёт силы тяги делается. А за счёт массы корабля. Тяга может быть ещё ниже. Это только увеличит время разгона массы. Точно так же можно сесть на 100 килотонный слиток железа и изо рта дуть воздухом в одном направлении. И за сколько-то тысяч (или миллионов?) лет вы его разгоните до большой скорости и он будет иметь огромную энергию удара при столкновении.
Главная тупость это затеи не тяге двигателя. А в уничтожении оного. Взорвавшийся от удара двигатель не сможет больше давать даже тягу в смешные для вас 236 мН. А он бы мог продолжить работу и общий приложенный импульс был бы больше. Ещё и направление можно контролировать.
Как абсолютно справедливо заметили выше, вектор приложенной силы будет совершенно случайным! Примерно в ту сторону, конечно, но так... +- 10-40 градусов))) Невозможно будет это проконтролировать.
В дешёвых новостях раньше показывали мотивирующие сюжеты, как школьник чего-то там изобрёл. Уровень кретинизма ситуаций в этих сюжетах просто зашкаливал. Вот это как раз из той категории: "Сенсация! Школьник изобрёл способ, как спасти Землю от астероида!" Построить дорогой аппарат с высокотехнологичным ионным двигателем и взорвать его нахрен о большой космический камень! Идея! :D

22
AlfKorol1 · 28-03-2020

BlackHole: ...может и прямо по нам, фигам врежется?
------------------------------------------------------------------
Это вряд ли...
Didymos B имеет размер около 160метров, а старший брат - 780. При одинаковой плотности масса меньшего - около 1% от массы старшего, но всё равно более миллиона тонн. Сравнив массу и импульс врезающегося аппарата, можно понять, что Didymos B лишь изменит параметры орбиты вокруг Didymos А и частоту собственного вращения. Заметно изменить орбиту всей пары астероидов таким ударом - сложно...

23
elena135 · 28-03-2020

Отклонять надо так,чтобы не наносило вреда и будущим домам человечества,а не только Земли.

24
JamesWebb29 · 28-03-2020

elena, все это может оказаться так: какой-нибудь астероид будет пролетать мимо Земли, очень близко, в десятках тысяч километров. Это очень опасно. Его надо будет отклонить. Вот этим вот грубейшим методом его конечно отклонят. В относительно случайном направлении. Он облетит вокруг Солнца и на обратном пути врежется в Землю. Чего бы не сделал, если бы его не трогали. Это вполне реальный, хоть и очень маловероятный вариант развития событий для такого способа. Его придётся отклонять повторно на обратном пути. То есть этот способ даже для сиюминутной ситуации плохо работает. Чего уж там говорить о будущих домах.
А вот прицепить к нему двигательную установку, отклонить как надо, чтобы он сейчас в Землю не врезался, а потом разогнать так, чтобы он вообще улетел из СС - это будет дело! И тут уже он не угроза и Земле и будущей Земле и будущим домам. А NASA фигнёй страдает.

25
AlfKorol1 · 28-03-2020

А NASA фигнёй страдает...
------------------------------------
Или осваивает средства, выделенные целевым образом.
Расшибить аппарат об астероид без катастрофических (для Земли и астероидов) последствий - выполнимая задача ближайших лет, с возможностью увидеть результат и запросить финансирование будущей более сложной миссии.
А вот посадить аппарат на астероид и отклонять его в течение десятилетий - тут есть ряд проблем:
1) Технологии ещё не доросли,
2) Финансирования и терпения (дождаться результата) не хватит,
3) Нет согласия, в какую сторону отклонять, и что делать, если аппарат выйдет из строя в наиболее неподходящий момент (астероид сдвинулся не на столько, как хотелось и теперь точно угрожает Земле).

26
JamesWebb29 · 28-03-2020

AlfKorol, ой да ладно) Какие там технологии. Технологии 70х для этого подойдут.
По п.3: Ракета-камикадзе из новости тоже может сломаться. Что об этом говорить? Любой аппарат может сломаться.
Камикадзе не сломался, а астероид всё равно после него может угрожать Земле. А двигательная установка не сломается и астероид никому угрожать не будет. Очевидный выбор, на мой взгляд.
"Осваивает средства" - это в точку сказано. Это лучше всего подходит. В основном этим NASA и занимается.

27
AlfKorol1 · 28-03-2020

Даже в технологиях 1970-х можно сделать ошибку. В расчётах, в программе, ещё в сотнях мест...
Астероид размером 160 метров, скорость сближения - несколько километров в секунду, прохождение радиосигнала туда обратно - более минуты, так что промазать по движущейся мелкой цели в десяти миллионах километрах от Земли - легче, чем попасть...
Мне тоже больше нравится идея сесть и отклонять включением двигателя.
Но в этот раз другая концепция. Осталось наблюдать...

28
Pourquoi8 · 28-03-2020

Хотелось бы отметить еще одну сложность при использовании "прицепившегося" аппарата для изменении орбиты. Большинство небесных тел вращаются вокруг собственной оси и в связи с этим в идеале нужно регулировать тягу двигателя во времени.На больших расстояниях, или когда аппарат на "ночной" стороне астероида эта задача будет не из простых, а вот долбануть это запросто!

29
Leonid3128 · 28-03-2020

Pourquoi, упускаете что год-то 2020, все аппараты достаточно автономны и имеют на борту "интеллект" :-)

30
dengess184 · 28-03-2020

..."интеллект" размером с ноготь.

31
dilettant116 · 28-03-2020

Жалко двигатель-то! Может есть возможность не жертвовать двигателем?

32
Pourquoi8 · 28-03-2020

Уважаемый Leonid3! Буду только рад, если я ошибаюсь, но при больших скоростях вращения добиться эффективного использования тяги, мне кажется будет непросто (ИМХО)

33
MP144 · 28-03-2020

JamesWebb, а как он будет тормозить, чтобы использовать свой двигатель ) Это дополнительный двигатель нужен для торможения, а это вес.

34
Leonid3128 · 28-03-2020

Pourquoi, какие там скорости вращения, у этих малюток! При расстоянии в пару км друг от друга (точное расстояние не знаю, а искать нет желания) скорость на орбите не более 4 мм/сек (15 метров/час) и период 40 суток. Двигатель, о котором идёт речь, нужен лишь для точного прицеливания, а остаток топлива для набора скорости перед ударом.

35
MP144 · 28-03-2020

Leonid3, спутник вращается вокруг основного астероида по орбите радиусом 1,1 км с периодом всего в 11,9 часа.

36
JamesWebb29 · 29-03-2020

MP, кто должен тормозить? аппарат перед стыковкой с астероидом? Ну да. у него должно быть много маленьких двигателей. Маневровые так скажем. Ведь надо же ещё удержать астероид от того чтобы он не раскрутился. Это конечно можно сделать и меняя угол основного двигателя, но специально направленные для этого двигатели будут эффективнее. Ну и тормозные конечно. Тоже маленькие.

37
Pourquoi8 · 29-03-2020

Уважаемый Leonid3! Я имею в виду вращение астероида вокруг собственной оси (см. к.28)

38
Leonid3128 · 29-03-2020

MP, ой, и правда, забыл тонны перевести в кг, на три порядка ошибся, спасибо за поправку !
Скорость 16 см/сек :-))
.
Pourquoi, для удара вращение вокруг собственной оси не принципиально.

39
Pourquoi8 · 29-03-2020

Уважаемый Leonid3! я как раз не имел ввиду удар, но буксировку аппаратом (см. к.28)

40
Leonid3128 · 29-03-2020

Pourquoi, вы мне про Фому, а я вам про Ерёму, да ещё и с ошибками :-(
Как бы этот обломок ни вращался, почти половину времени закреплённый на нём "толкач" будет смотреть в нужном направлении, в это время и включать тягу. Предварительно несколькими пробными толчками рассчитать и направить вектор тяги через центр масс.
Полагаю, что с такой задачей справится даже Ардуинка на батарейке Дюраселл :-)))

41
Pourquoi8 · 30-03-2020

Уважаемый Leonid3! Извините за назойливость , но я видимо не могу понять простой вещи, как через две точки (указанный Вами центр масс и точкой приложения силы - координата аппарата) провести множество прямых (вектор тяги), потому как одна , непрерывно вращающаяся прямая не способна Эффективно толкать астероид в выбранном направлении (ИМХО), о чем я и вел речь в к.32

42
Leonid3128 · 30-03-2020

Pourquoi, задача-то поставлена "СПАСТИ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО", а не минимизировать затраты, ни копейки, ни миллиарды не считаем :-)))

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!