Kosmonautika (úvodní strana)
Kosmonautika@kosmo.cz
  Nepřihlášen (přihlásit)
  Hledat:   
Aktuality Základy Rakety Kosmodromy Tělesa Sondy Pilotované lety V Česku Zájmy Diskuse Odkazy

Obsah > Diskuse > XForum

Fórum
Nejste přihlášen

< Předchozí téma   Další téma ><<  1    2    3    4    5  >>
Téma: CubeSail - sluneční plachta
17.5.2004 - 11:03 - 
No o víkendu jsem nad tím trochu meditoval, a napadlo mi, že jestliže (amatérsky slepená/svařená) nafukovací žebra by vydržela řádově týdny, tak by to snad mohlo stačit, pokud by se to zkombinovala s tenkými pružnými (asi ocelovými) strunami.

Jde o to, že po několika týdnech letu by už neměly na žádnou část konstrukce působit takové síly, které by stačily k ohnutí těchto tenkých ocelových strun. (Představuji si účinky tlaku slunečního záření nějak podobně, jako kdyby v atmosféře za dokonalého bezvětří extrémně lehká konstrukce velmi zvolna konstantní rychlostí klesala... jen to měřítko tlak slunečního záření:tlak vzduchu je stěží představitelné). Je to v podstatě stejná myšlenka, jako těch samovytvrzujících se nosníků - jenom sázím na klasičtější a předvídatelnější materiál.

Co se týče zbytkové rotace způsobené vypuštěním do prostoru, tak jsem toho názoru, že samotné rozbalení plachty tvořící několik desítek procent hmotnosti tělesa do vzdálenosti průměrně několik metrů od těžište samo o sobě výrazně zpomalí rotaci; první několik týdnů letu by pak smyslem manévrů nebylo zvyšování oběžné dráhy, ale právě zastavení rotace. Spoléhal bych přitom trochu i na atmosférické tření - zbytková rotační energie by se postupně na 600km dráze mohla přeměnit v teplo...
 
20.5.2004 - 21:38 - 

Poslední příspěvek možná působil dojmem že jsem zavrhl nafukovací konstrukci, ale stále o ní uvažuji, zvláště v kombinaci s pěnou. Poměr pevnost/hmotnost je docela dobrý, objevil jsem ale další komplikace, především výchozí suroviny mají dost nízkou hustotu takže zabírají hodně místa, dále vysoká viskosita v kombinaci s krátkými vytvrzovacími časy (jen 180-240 s) takže pěna asi nestihne zatéct po celé délce výztuh. Obojí by snad mělo jít nějak upravit, ale s hustotou určitě nic dělat nepůjde. Zatím to vypadá dost složitě.
Jednoduché a elegantní výztuhy na čistě mechanickém principu měla slunečnice z projektu Star of Tolerance. Tyč výztuhy byla tvořena dvěma pruhy kompozitního materiálu po stranách slepeného a vlastní pružností materiálu měla válcový tvar, bylo jí však možné stlačit do rovného pruhu a svinout.
Pokusil jsem se spočítat pevnost, tedy přesněji průhyb, strun použitých jako výztuhy. Při čtvercové plachtě 60m2 úhlopříčka 11m délka nosníku 5,5m průměr 1mm ocelový(6,165g/m , 136g celkem), bude maximální průhyb na konci nosníku asi 234mm. Jedinou silou uvažovanou ve výpočtu je tah plachty, kromě této síly budou konstrukci namáhat ještě síly řízení potřebné k manipulaci s plachtami, klapkami, zátěží a podobně které konstrukci zatěžují více než tah, viz výše. To znamená že průhyb bude několikanásobně větší, těžko říct o kolik, ale síla tahu je opravdu mimořádně malá a snadno jí cokoliv co použijeme k ovládání řídících prvků překoná, takže rozumné by bylo uvažovat alespoň o desetinásobné rezervě. Kromě tuhosti bude problémem také kmitání strun a skladnost, přesto to vypadá jako nadějný směr a rozhodně stojí zato se tímto dále zabývat.
Co se týče změny osy rotace u rotujících těles, nemám žádné pochybnosti o existenci precese ve vesmíru. Ten manévr při kterém je před změnou orientace zastavena rotace a poté je zase obnovena, se takto provádí právě proto aby se zabránilo rozkývání precesní silou. Také je jasné že rotující plachetnice může, nebo spíš musí, manévrovat pouze změnou osy rotace jen mi není jasné jak toho dosáhnou. Bez zastavení otáčení bych si uměl představit změnu orientace osy u pevného tělesa pomocí dvou impulsů, nevím ale kde vzít nějaký impuls právě při této koncepci. Pokud použijeme dvou protiběžných plachet, precesní síly se navzájem vyruší a s takovouto soustavou pak můžeme jednoduše manipulovat, ale sama bez něčeho dalšího manévrovat nebude a také ztratila schopnost stabilizace.
Souhlasím s xChaosem že zbytková rotace nebude velká, kromě této rotace by se mělo vzít v úvahu roztáčení způsobené nerovností plachty, dá se očekávat že každá plachta bude trochu do vrtule. I toto otáčení bude pomalé, ale časem narůstá. Jak tedy zastavit otáčení slunečnice kolem osy kolmé na rovinu plachty(myslím že jí můžeme říkat hlavní osa plachetnice) . Při řízení změnou těžiště to nejde udělat stejnými manévry jakými je řízeno otáčení kolem vedlejších os, ale jde to. Manévr by měl vypadat takto, zátěž se sklání k plachtě a zároveň vykonává kruhoví pohyb ve směru otáčení plachty, kvůli zachování hybnosti může být tento pohyb prováděn jen na úkor otáčení plachty a ta je jím tedy bržděna. Otáčení plachty bylo tedy zastaveno, ale místo ní se pohybuje zátěž, když zátěž vrátíme do výchozí polohy svou hybnost si podrží takže plachetnice se začne otáčet kolem vedlejší osy a toto otáčení už běžným manévrem zastaví. Příliš rychlou rotaci je možné ubrzdit několika menšími manévry.
 
20.5.2004 - 22:21 - 
Uz dlhsiu dobu tiez spekulujem, ako stabilizovat, pripadne riadit slnecnu plachetnicu. Hlavne neviem prist na to, ako po vykonanom manevri (otoceni) plachtu zase zastavit (pri plachte napinanej len rotaciou), kedze bude mat asi tendenciu zotrvacnostou pokracovat v otacani.
Este ma napadlo, ci by sa nedala efektivita plachty zvysit tym, ze reflexna strana (bola by len jedna) by mala vyssi koeficient vyzarovania tepla, ako druha strana plachty. Tym by bolo tepelne ziarenie vyzarovane viac na jednu stranu, co by sa prejavilo v naraste tahu. Nestoji to za uvahu?
 
22.5.2004 - 16:16 - 

Povrchy které dobře pohlcují teplo(světlo) jej i dobře vyzařují a naopak. Proto aby reflexní strana měla lepší poměr vyzařování ztrátového tepla, musela by mít druhá strana vyšší odrazivost a to je proti smyslu sluneční plachetnice.
 
22.5.2004 - 21:57 - 
Tedy, ten manévr zastavení rotace (kolem hlavní osy), jak ho popsal Maša, si nějak nedokážu úplně přesně představit, ale snad to v principu jde (převést rotaci do jiného směru a tam to pak zastavit tlakem světla). Zatím budu předpokládat, že to funguje.

U rotující plachetnice lze změnu rotační osy měnit buď klasickými setrvačníky (gyroskopy), nebo pomocí speciální manévrovací plochy mimo těžiště, která by vůči hvězdám nerotovala (otáčela by se proti směru rotace plachty) a tak by vznikal stálý tah, působící na změnu polohy rotační osy a přitom bez rozkývání precesí.

Přesto se i mne zdá použití pevné výztuhy (stěžňů a ráhen) bez rotace zatím výhodnější (jednodušší, ovladatelnější). Problémem je jen hmotnost, skladnost a rozvinutí výztuže. Pokud se tento problém podaří uspkojivě vyřešit, bude to O.K., pokud ne, můžeme se ještě obrátit k variantám plachetnice bez výztuže :-)

Ještě bych chtěl připomenout, že prakticky všechny koncepce plachetnice mají v sobě zabudován prvek "autostabilizace" (tedy udržování určité polohy i bez aktivního řízení). Jde o to, že konce plachty budou tlakem záření vždy trochu "ohnuty" a plachta tak bude mít mírně kuželovitý tvar. Když se potom vychýlí z přesného směru (vůči Slunci), tak se tyto "ohnuté plošky" nastaví kolměji ke směru záření a budou mít tendenci vrátit plachtu do původní polohy. Stačí pak jen tlumit vzniklé kmity (ani to samozřejmě není úplně jednoduché).

V každém případě se zdá být zřejmé, že i samotná sluneční plachta (aktivně řízená) dokáže v principu sama udržet tříosou stabilizaci celého tělesa. Na tělese tedy nemusí být jiný systém stabilizace. To je docela výhodné pro zjednodušení konstrukce i pro případnou pointaci (směrování) přístrojů (kamer) a antén. Takže to je jeden z dalších důvodů, proč mít plachtu na družici :-)
 
26.5.2004 - 20:58 - 
Dal jsem na PHP projekt námět na spojení tetheru a sluneční plachty. Je to součást souboru Druzice.doc.
Jinak jsem ještě trochu přemýšlel nad možností použít sluneční plachtu ve výškách 500 km a nižších. Plachtu je v takové výšce zřejmě možné použít jen pro změnu sklonu dráhy, pro navedení na vyšší dráhu je to téměř vyloučeno neboť i když bude plachta orientována "hranou" ve směru letu lze tlak slunečnío záření využít jen pro pohyb kolmo ke směru letu. Omlouvám se za dřívější mystifikaci.
 
27.5.2004 - 21:01 - 

Pročítám Návrh družice od Mariana Vany a jsem ohromen množstvím práce které už bylo na projektu odvedeno, nemůžu se ale zbavit dojmu, že to měl být původně pouze tether a nápad s plachtou vznikl nějak dodatečně a že bez ní by to fungovalo lépe. Ve výškách kolem 500km se sice nepočítá s využitím tahu plachty, ale s rozvinutím ano protože sama plachta tvoří tether. V této výšce asi nehrozí že by plachta vlála za družicí, ale ke komplikacím s rozvinutím a udržováním tvaru dojít může. Mimo to se zdá že konstrukce je zcela závislá na magnetickém poli planety, pokud jsem to správně pochopil, tak je využíváno k rozvinutí plachty/tetheru a ke stabilizaci družice pomocí cívek. U tetheru to samozřejmě vůbec nevadí, avšak s plachtou se počítá pro výšky na které tether nestačí. Udrží si plachta tvar i ve velkých výškách? Jak bude stabilizována a orientována?
 
28.5.2004 - 13:17 - 
Těším se na zítřejší sraz. Díky za výpočet ohybu a hmotnosti 1 mm ocelových strun - počítal jsem myslím i se strunami tenčími než 1 mm, a příjemně mě překvapila hmotnost.

Co se týče regulace rotace, tak já počítám právě se "stavitelnou vrtulovitostí" plochy. Změnu úhlu potřebujeme právdět právě 2x během každého oběhu plachty kolem Země, ale kvůli efektivitě využití dopadajícího světla by to chtělo přestavět úhel plachty asi během třeba 10ti minut - tzn. použijeme např. miniaturní krokové motorky (např. z HDD či z disketové mechaniky pro notebooky), a provedeme sérii krokových "škubnutí", které nezpůsobí okamžitý ohyb, ale pouze rozvibrování výztuže ?

Mám ještě jedno rejpnutí: setrvačníky jsou možné u nějaké velké budoucí vyspělé konstrukce, ale ne u našeho pilotního projektu. Osobně jsem přemýšlel o "zpětném rázu" (otáčíme přece něčím, co má vlastní setrvačnou hmotnost!), a napadá mi jediné řešení: otáčet vždy oběma dlčími plachtami (už jsem uvedl, že bez dvou plachet se neobejdeme) současně, a vždy protiběžně.
 
31.5.2004 - 19:24 - 
quote:

Mimo to se zdá že konstrukce je zcela závislá na magnetickém poli planety, pokud jsem to správně pochopil, tak je využíváno k rozvinutí plachty/tetheru a ke stabilizaci družice pomocí cívek. U tetheru to samozřejmě vůbec nevadí, avšak s plachtou se počítá pro výšky na které tether nestačí. Udrží si plachta tvar i ve velkých výškách? Jak bude stabilizována a orientována?



Konstrukce je závislá na magn. poli planety je-li tether(plachta) ve výškách cca do 60 tis. km nad Zemským povrchem, ve větších výškách je konstrukce již spíše závislá na magnetickém poli slunečního větru (cca 5 nT). Plachta je stabilizována a orientována tak, že není-li přiváděn proud do cívek je kolmá k magnetickým siločarám, je-li proud v cívkách je svou kratší stranou rovnoběžná se siločarami, při střídavě přiváděném proudu do cívek je v mezipoloze. Ke kmitům téměř nedochází neboť silové působení mag. pole je tlumí.
Je pravda že tether bez plachty by byl mnohem účinnější. Měl jsem ale návrhem na mysli spíše test různých pohonů. Čím více nad tím ale přemýšlím připadá mi má-li test plachty vůbec smysl. Má smysl zkoušet a dokazovat něco co již bylo stokrát vyzkoušeno? Např. jako stabilizace geosynchr. satelitu OTS, sond Mariner apod. Všichni víme že tlak slunečního záření je 4,5uN na metr čtverečný a že tento pohon je tak málo účinný že praktické aplikace jsou velmi omezené. Oproti tomu mi tether připadá mnohonásobně perspektivnější, i když mnohem náročnější a riskantnější na vývoj.
Takže nejlepší se mi teď jeví varianta s ještě menším tetherem než na PHP projektu, bez sluneční plachty, ale zato s čidly napětí, proudu, teploty apod. signalizujícími funkci pohonu v jeho jednotlivých částech.
 
01.6.2004 - 09:23 - 
Pokud je samotný tether účinnější, než ve spojení se sluneční plachtou, tak to samozřejmě (zase) oddělme. Navrhuju tether probírat v samostatném (novém) tématu a tady pokračovat v diskusi čistě o sluneční plachtě (jako o pohonu, který je technologicky docela dostupný a teoreticky i docela použitelný.

Na setkání v Bohdanči jsme si vzájemně trochu ujasnili (podrobněji vysvětlili) svoje představy. Už dříve jsme se tu také rozhodli navrhnout (a diskutovat) jen takové varianty sluneční plachty, které mají šanci pohon nejen testovat, ale skutečně využít (tedy s poměrem plocha/hmotnost alespoň 50/1).

Pojďme v tom pokračovat i za cenu, že se to nevejde do naší první "kostky" CubeSatu. Může se to použít na některém z dalších exemplářů, nebo jako nezávislá část (doplněk) u první "kostky".

Zkusme nyní matematicky (numericky) a později případně i experimentálně (na Zemi) prověřit možnosti a vlastnosti alespoň tří základních koncepcí, které jsme zatím navrhli (a nakreslili si je v Bohdanči):
1) vyztužená plná plachta řízená změnou polohy těžiště [Maša]
2) vyztužené otočné plné listy (minimálně dva) [xChaos]
3) rotující varianta s nezávislým napínáním několika "listů" [Aleš + Archimedes]

Potřebujeme modelovat nejméně dvě věci:
a) namáhání a chování konstrukce při manévrování
b) vliv různých způsobů manévrování na efektivitu změn dráhy

Znáte někdo vhodný (free) modelovací nástroj? Možná už takové modely a výsledky existují. Nevíte o nich někdo?

Zatím to tu dávám jako výzvu pro Mašu, xChaose a případné další zájemce (fyziky, matematiky). Já se k tomu dostanu nejdřív až za týden.
 
04.6.2004 - 21:50 - 

Ze srazu v Bohdanči mám dobrý dojem, s družicí to vypadá dobře, ale plachetnice to nejspíš nebude. Do "jednokostky" se asi nedá dostat plnohodnotná plachetnice a zároveň pohon který by jí dostal na vyšší dráhu a s přímím vynesením se nedá příliš počítat. Jestliže se nepodaří zajistit vypuštění něčeho většího rozhodně bych se přimlouval za čistý tether než za hybridní s plachtou. Už samotné praktické použití tetheru by bylo průkopnickým činem a jeho sloučení s plachtou, jak se zdá, přináší spíše komplikace které by mohli ohrožovat úspěch pokusu. Je tu také možnost testovat slunečnici v malé výšce, myslím že ale takový pokus toho moc nového nepřinese a co do atraktivnosti a smysluplnosti experimentu s tetherem moc konkurovat nemůže a tak bych to viděl jen jako nouzový plán.
Doufejme ale raději v lepší možnost a to že se podaří zajistit vypuštění "dvojkostky". Pokud vynesení do větší výšky bude zajišťovat tether, nejspíš by k požadavkům na plachtu měla přibýt i dostatečná životnost ve složeném stavu. Ne že by let do potřebné výšky trval nějak dlouho, ale asi bude dobré ponechat pohon nějakou dobu v provozu, aby se mohly sledovat jeho vlastnosti. Před rozvinutím plachty zřejmě bude nutné tether odhodit a tak k pozdějším pokusům s ním už nebude příležitost ani když experiment s plachetnicí selže. U čistě mechanických konstrukcích to s životností ve složeném stavu nemusí být jednoduché.

Plnohodnotnou plachetnici bych viděl jako takovou která především dokáže spolehlivě rozvinout plachty a dokonale manévrovat. Nevázal bych to zatím na poměr oplachtění. Poměr 1/50 je totiž už tak velký, že slunečnice by po ročním urychlování dosáhla únikové rychlosti, plachta tedy určitě je hodnotným pohonem.Ve výpočtu u Návrhu družice byl zaměněn maximální teoretický tah plachty za prostý tlak slunečního záření takže hodnoty je nutné násobit dvěmi a časy budou úměrně kratší.

Tepelná bilance byla opomíjenou věcí, jak vyplynulo z diskuse hrozí plachtě přehřátí, ale zdá se že je to řešitelný problém. Bohužel se také ukázalo že údajům dodavatele o vlastnostech fólie nelze příliš věřit takže se asi musí změřit a nespoléhat jen na ně.

Dobrý počítačový model plachetnice by byl určitě užitečný, ale jak už tu dříve někdo napsal, jednoduché to nebude. Ideální by byla kompletní simulace včetně pohybu po oběžné dráze(gravitační vlivy a podobně) s možností připojit a testovat skutečný řídící systém. Model který by simuloval jen silové namáhání a základní manévry je trochu zbytečný protože na podobné výsledky stačí tužka a papír, pokud by se ale nemusel dělat úplně od nuly smysl by měl i tak. S výpočty na papír zatím vystačíme, všechny jsou jen ve všeobecné rovině protože není jistá velikost, poměr oplachtění ani způsob vyztužení. Velikost - soustředit se jen na "dvojkostku" nebo počítat i s menšími variantami? Poměr oplachtění - kolik toho po plachetnici budeme chtít? Způsob vyztužení - dát dohromady pevnost, hmotnost a skladnost je kapitola sama pro sebe. Tu přepjatou pružinu co jsem předváděl v Bohdanči se snažím dopracovat v něco skutečně použitelného.

Možná by bylo dobré uvažovat ještě o nějakém dalším pohonu který by nás dostal o těch 500 kilometrů výš. Sraz byl svolán dost na rychlo a očekává se že se ještě připojí další zájemci, snad někoho z nich právě tento obor zajímá. Může to ale také být jen tříštění sil.

 
07.6.2004 - 11:52 - 
quote:

Ve výpočtu u Návrhu družice byl zaměněn maximální teoretický tah plachty za prostý tlak slunečního záření takže hodnoty je nutné násobit dvěmi a časy budou úměrně kratší.



Je vidět že sluneční plachta není můj obor. Velmi se omlouvám za tu chybu.
 
08.6.2004 - 12:42 - 
Po krátkém průzkumu Internetu si myslím, že lze sehnat celou řadu podkladů a informací o slunečních plachetnicích, takže spíš, než samostatné počítačové simulace, asi budeme muset zpracovat a pochopit už hotové reporty a informace použít při návrhu a pozemních experimentech. Soustřeďme se na návrh samostatné plachetnice (samostatné "kostky" CubeSatu). Třeba by se tam vešla i nějaká elektronika (navržená pro první "kostku") a pak by plachetnice mohla operovat samostatně :-)

Jako příklad sem dávám odkaz na zajímavý dokument z ASU:
Dynamic Modeling and Attitude Control of Solar Sail Spacecraft (PDF, 2.10 MB)
Jsou tam právě obsaženy výsledky simulace chování plachetnice (např. rychlost manévrování).
 
08.6.2004 - 17:12 - 
quote:

Jako příklad sem dávám odkaz na zajímavý dokument z ASU:
Dynamic Modeling and Attitude Control of Solar Sail Spacecraft (PDF, 2.10 MB)
Jsou tam právě obsaženy výsledky simulace chování plachetnice (např. rychlost manévrování).


V tom i zmínky o reálných zkoušenostech s využitím tlaku slunečního záření pro orientaci např. geostacionárních družic, Marineru 10, apod.

Zajímavé je, že se často využíval třeba jen rozdílný úhel natočení solárních panelů.

Jinak dokument je plný matematiky, někdo si dal práci spočítat věci, o kterých jsme mluvili. Je tam jasná zmínka, že

"ideálním manévrem pro maximální zvýšení oběžné dráhy jsou dvě otočky o 90 stupňů během jednoho obletu Země, které ale nejsou proveditelné kvůli absenci torzních sil (tlaku slunečního záření) ve vhodných bodech dráhy - takže se místo nich provedou dvě otočky o 50 stupňů perigeu a apogeu".

Přesně jak jsme se bavili, ke zvyšování oběžné dráhy stačí bohatě schopnost "svěsit plachtu" ve vhodně určeném bodě a dostatečně rychle. Přínos sofistikovanějších drah je prý minimální.


 
09.6.2004 - 19:43 - 
Pokusím se připojit.....do debaty
Svěšení plachty? Jak si představuješ svěšení.Pokud myslím to samé co ty,pak bych ale měl námitku,že půjde o docela problém po stránce energetické náročnosti. Myslím li tedy svěšení a opětovné vytažení do efektívní polohy. Řekl bych ,že totéž se dosáhne krokovými motorky a to ve smyslu vhodného natoření v podélné ose. Vždy tedy tak aby plachta pokud bych chtěl učinit patřičný manévr byla dle potřeby otočena ke slunci největší plochou a nebo nejmenší plochou.Podle mne se tak docílí téhož ,ale jak jsem již napsal s menší energo-náročností na palubní zdroj Cubesatu.
Dále hodně jsem přemýšlel podle toho co jsem slyšel v Bohdaneči od Aleše: pro efektívntah připadá poměr 1kg už. yařízení na nějakých 50m čtverečních pro plachtu. Rozhodli jste se jaký tvar bude plachta mít ??? Je to dost důležité pro to ,abz se s plachtou dalo docela rychle a účinně manipulovat. Dále by mne zajímalo zda se již někdo zajímal jak takouvou plochu na orbitě rozbalit a držet stále napnutou,jinak je plachta jen nepotřebný balast ? A to ještě pokud nepočítám stabilizaci a rozbalení za pomocí rotace. Píše se (Xchaos) ,že na odkazu v PDF formátu je mnoho výpočtů a rozumných údajů. Nejsem v angličtině sběhlý a nezvažujete to dát k dispozici,ale v češtině ?
Tolik vše
zatím Daniel
 
13.6.2004 - 20:00 - 
Pokusím se odpovědět, Dane.

"Svěšení" plachet lze udělat i pomocí "lan" (tenoučkých vlasců) mezi rohy plachty a centrálním tělesem. Otočení částí plachty kolem osy je možná energeticky méně náročné, ale vyžaduje pevnou výztuž ("ráhno"). Svěšení pomocí vlasců pevnou výztuž v principu nevyžaduje a ani energeticky to nemusí být příliš náročné (stačí minimální síly).

Samozřejmě, že způsoby rozbalení a vyztužení plachty se už zabývala řada lidí před námi. My jsme si udělali nějaké předběžné názory (což je dobře) a teď se pokusíme si je zkontrolovat a upřesnit vyhledáním a studiem materiálů, dostupných na Internetu. Pak to zkusíme nějak shrnout (teprve to shrnutí bude v češtině) a zařídit se podle toho ve svých dalších úvahách.

Pro praktické experimenty a případnou stavbu by to chtělo nějakého šikovného a zkušeného modeláře. Neznáte někdo někoho dostatečně šíleného (aby se chtěl zabývat sluneční plachetnicí)?
 
14.6.2004 - 10:16 - 
Zdá se, že první opravdovou sluneční plachetnicí nebude Cosmos Sail 1, ani ta naše :-), ale ruská družice AKS-1, která by měla být vypuštěna raketou Dněpr už 29.6.2004 (už za dva týdny!).

Měla by mít vynikající poměr plocha/hmotnost hodně přes 50 (průměr 30m [plocha cca 700 m2] a hmotnost cca 12 kg). Zdá se, že to bude rotující verze zcela bez výztuže. Přesto se bude pokoušet i o manévrování. Počáteční dráha bude ve výši kolem 800 km. Kromě toho bude družice zkoušet i další technologie, použitelné i pro naši družici (lehké sluneční články, bezpalivovou stabilizaci a jakýsi pulzní komunikační systém).

Jsem opravdu zvědav na detaily a výsledky. Může to být pro nás velmi poučné :-)

Viz. např.:
http://cruiser.ru/eng/testprg.php
http://www.skyrocket.de/space/index_frame.htm?http://www.skyrocket.de/space/doc_sdat/aks-1.htm
http://www.kosmotras.ru/20002.htm
[Upraveno 14.6.2004 poslal ales]
 
15.6.2004 - 19:22 - 
Jestli že se uvažuje o svěšení plachet....taky jsem došel ke stejnému závěru a mám představu i jak by vše mohlo vypadat,ale stále se mi to zdá docela komplikované a energ. náročné. Pokud si představím,že plachta se při svěšování bude někde kumulovat rest. natáčet a nebo snad i nějak balit-nebude to rozhodně záležitost 5ti minut,ale podstatně delší-beru li v úvahu že chci ovlivnit jakýsi tah plachty pro záměr manévru. Představím li si Cube ve velikosti,kterou přinesl do Bohdaneče p. Váňa pak jaký poměr skládaných výstuh na tuto konstrukci připadá. Myslím si ,že by na palubě Cube nebylo nic jiného než plachty a yařízení pro ovládání. Bude -li Cube uprostřed pak jaký bude efekt. výkon slunečních článků na palubě ??? Horoval bych pro větší rozměr CUBE. Představoval bych si 30x30cm ,ale je to samozřejmě jen můj pohled.
Dan
 
16.6.2004 - 15:36 - 
To "svěšení" si musíš představit spíš jako "vyvlátí" kusu plachty "do praporu" (tlakem záření) a ne jako "skasání" k ráhnu. Zkusím to někdy zkruba nakreslit a dát to sem (kreslení mi ale moc nejde).

Je zřejmé, že pro plachtu o ploše nad 50 m2 bude třeba objem zhruba na úrovni celé kostky CubeSatu. Proto také v takovém případě vždy mluvím o "samostatné kostce" (nebo "dvojkostce") tedy jedna kostka pro "družici" a druhá (připojená) kostka pro "plachtu" (CubeSat připouští i takovouto konstrukci). Také si myslím, že rozměr by neměl být tak svazující, ale zatím prostě počítejme s CubeSatem :-)

Důležité pro další úvahy bude i to, jak dopadne AKS-1 (viz. můj příspěvek z 14.6.2004).
 
17.6.2004 - 17:30 - 
quote:
Představoval bych si 30x30cm ,ale je to samozřejmě jen můj pohled.


Mě se krychle nelíbí vůbec, pro pravdě. Jde čistě jen o to, že CubeSAT je existující projekt, kdy už někdo jiný stanovil pravidla.

To s tou ruskou solární plachtou je vcelku překvapivé. Není to uvedeno v rámci launch schedule na Spaceflightnow.com...
 
17.6.2004 - 19:00 - 
S Alešem jsem na Bohdaneči hovořil také i o samotném tvaru CUBE. Zastávám stanoviště,že CUBE tedy kostka na svém povrchu bude mít asi sol.panely-bloky. Tvar kostky není tak ideální pro rovnoměrné a efektívní nasvětlení a tudíž i výtěžek - osvitu potřebný pro max.zisk elektrické energie. Trochu jsem se slovně zamotal,ale snad mi tady rozumíte. Horoval bych pro několikastěn-představím li si Mimosu pak to by byl ideální tvar,kde plocha bude efektívní pro již zmíněný efektívní zisk.
Daniel
 
28.6.2004 - 20:07 - 
Do projektu jsem umístil zip o manévrování změnou těžiště, není to ale kompletní.

Nemáte někdo L+K 2000/č.21, má tam být dokončení článku o slunečních plachetnicích, nemůžu to nikde sehnat. Jestli to někdo máte mohli byste tu prosím zveřejnit první tři body z použité literatury včetně toho číslování?
 
28.6.2004 - 22:44 - 
quote:
Do projektu jsem umístil zip o manévrování změnou těžiště, není to ale kompletní.

Nemáte někdo L+K 2000/č.21, má tam být dokončení článku o slunečních plachetnicích, nemůžu to nikde sehnat. Jestli to někdo máte mohli byste tu prosím zveřejnit první tři body z použité literatury včetně toho číslování?



Myslím že jsem ho viděl v knihovně, zítra se ti tam mrknu.
 
29.6.2004 - 19:33 - 
quote:
quote:
Do projektu jsem umístil zip o manévrování změnou těžiště, není to ale kompletní.

Nemáte někdo L+K 2000/č.21, má tam být dokončení článku o slunečních plachetnicích, nemůžu to nikde sehnat. Jestli to někdo máte mohli byste tu prosím zveřejnit první tři body z použité literatury včetně toho číslování?



Myslím že jsem ho viděl v knihovně, zítra se ti tam mrknu.


Bohužel jem toto číslo nenašel a to nikde. Je mi líto.
 
29.6.2004 - 21:11 - 
quote:
Do projektu jsem umístil zip o manévrování změnou těžiště, není to ale kompletní.


Jak může vypadat skutečná konstrukce kloubu spojujícího zátěž s plachtou? Bude asi třeba použít krokové motorky.
U manévrování změnou rotace mi to připadá, že na konci manévru se nebude plachetnice otáčet kolem osy kolmé na X, ale kolem osy Xp.
 
30.6.2004 - 07:22 - 
Nemáte někdo L+K 2000/č.21, má tam být dokončení článku o slunečních plachetnicích, nemůžu to nikde sehnat. Jestli to někdo máte mohli byste tu prosím zveřejnit první tři body z použité literatury včetně toho číslování?

Ten článek od p.Lejčka je na těchto stránkách sice bez obrázků, ale již delší dobu od 12.12.2002 v ,,základech kosmonautiky,,:

http://www.kosmo.cz/modules.php?op=modload&name=kosmo&file=index&fil=/m/zaklady/rakety/solsail.htm

Na knihovny moc nespoléhejte. Většinou nemají prostory na skladování, takže po roce až dvou časopisy likvidují. Pokud je mezitím někdo nezcizil. Vyjímkou bývala OK K.Vary, kde měli L+K asi 15 let zpátky, ale to bylo tak před 10 lety. V Praze nebo v Č.Budějovicích ve SVK mívali starší LK, ale místy dost poškozené....

M.F.
 
30.6.2004 - 07:36 - 
quote:
Nemáte někdo L+K 2000/č.21, má tam být dokončení článku o slunečních plachetnicích, nemůžu to nikde sehnat. Jestli to někdo máte mohli byste tu prosím zveřejnit první tři body z použité literatury včetně toho číslování?

Ten článek od p.Lejčka je na těchto stránkách sice bez obrázků, ale již delší dobu od 12.12.2002 v ,,základech kosmonautiky,,:

http://www.kosmo.cz/modules.php?op=modload&name=kosmo&file=index&fil=/m/zaklady/rakety/solsail.htm

Na knihovny moc nespoléhejte. Většinou nemají prostory na skladování, takže po roce až dvou časopisy likvidují. Pokud je mezitím někdo nezcizil. Vyjímkou bývala OK K.Vary, kde měli L+K asi 15 let zpátky, ale to bylo tak před 10 lety. V Praze nebo v Č.Budějovicích ve SVK mívali starší LK, ale místy dost poškozené....

M.F.

Kdyz to nebude vadit, tak se pres vikend na to podivam doma - mel bych to cislo mit.
 
30.6.2004 - 10:12 - 
Ahoj,
Spis na to odskouseni Solar sail-u by ste potrebovali suborbitalni prostredek a'la Shtil - dopravu do cca 1000km vysky. Odskouset rozevreni plachty, atd.Mozna by to bylo realnejsi, jak vyneseni druzice.Nebo spis, mohl by to byt predstupen k vyvinuti maleho nosice...
Co vy na to?
 
30.6.2004 - 20:28 - 


> U manévrování změnou rotace mi to připadá, že na konci manévru se nebude plachetnice otáčet kolem osy kolmé na X, ale kolem osy Xp. <

Omlouvám se za tu chybu, máte pravdu, opravdu se to bude otáčet kolem osy Xp. Když mě ten manévr napadl, představoval jsem si pro jednoduchost že je zátěž sklopená úplně k plachtě a pak jsem to nějak moc zevšeobecnil. Takže to co je napsáno v "manévru změnou rotace" o rotaci kolem osy kolmé na X, platí jen pokud se fí rovná 90 stupňů, potom se osa Xp odkloní také o 90 stupňů a stane se tak kolmou na X. Pokud bude fí menší ale změna úhlu osy Xp zůstane 90 stupňů, mělo by se to taky začít otáčet kolmo na X, jen místo toho aby na konci manévru zátěž zastavila elegantně uprostřed plachty, zůstane skloněna někde nad plachtou.

> Jak může vypadat skutečná konstrukce kloubu spojujícího zátěž s plachtou? Bude asi třeba použít krokové motorky. <

Pohonu v kloubu bych se chtěl vyhnout, zatím se ještě držím nápadu se třemi lanky na navijácích, ovládání zátěže by tak tvořilo kompaktní celek s družicí a odpadnou tak problémy s propojením. Síly pohybující se zátěží by měli být v nějakém poměru s tahem plachty, tedy dost malé, takže na výkon motorů se žádné velké nároky nekladou, u poháněného kloubu je ale potřeba dost velký kroutící moment který se bez převodů asi neobejde, naviják by mohl být bez převodovky. Ty lanka, aby se nemohli na bubnu zamotat, si představuji spíše jako pásky možná s perforací jakou u filmového pásu, nebo se značkami čárového kódu, nebo obojím k určení pozice. Jinak kloub, ať už poháněný nebo nepoháněný, musí být kardan protože se může pohybovat pouze kolem dvou os a ty osy by se měli protínat(pravý kardan), nějaké pružné vlákno nebo něco podobného určitě stačit nebude ani u nepoháněné varianty.

> Je zřejmé, že pro plachtu o ploše nad 50 m2 bude třeba objem zhruba na úrovni celé kostky CubeSatu <

Mylar má hustotu asi 1,4g/cm^3 při gramáži 4g/m^2 vychází 2,85cm^3/m^2 takže na těch 50 m^2 je potřeba minimálně 142,5cm^3. Pokud máme k dispozici asi 1000cm^3 je to necelých 15% objemu. Když to vynásobíme nějaký rozumným "balícím" koeficientem, řek bych že není důvod si myslet že by měl být větší než 2, vyjde nám méně než 1/3 objemu jednokostky. Balení se ale bez vývěvy asi neobejde.

Děkuji za odkaz na ten článek, seznam literatury je tam kompletní.
 
02.7.2004 - 17:29 - 
Osobně bych se snažil u plachty vyhnout použití Mylaru. Jeho použití je limitováno pro teploty do cca 120°C, a hlavně při osvícení UV rychle degraduje. Jeho absorptivita (pro pohliníkovaný Mylar) pro sl. záření je 0,16, emisivita pro tepelné záření 0,33, takže u oboustranně pokovené folie jeho teplota určitě vystoupá na 120°C a u jednostranně pokovené folie to nebude o moc lepší. Určitě mnohem vhodnější je třeba Kapton, jednak má mnohem vyšší teplotu tání a hlavně je s UV zářením kompatibilní, tj. stabilní. Dal jsem do PHP projektu nějaké info o tenkých vrstvách (foliích).
Snažil bych se udělat pohon u první družice co nejmenší, tedy i plachtu. Podle mne postačí pro první pokus plachta i několikanásobně menší než 50m*2. Pak je šance že se vejde do jedné kostky i s tetherem. Pro prvotní otestování funkce řízení tetheru a plachty je to myslím dostatečné.
Zajímalo by mne jak by měl vypadat vypouštěcí (uvolňovací) mechanismus pro plachtu. Třeba podobný jako ten pro tether s tím že by byly dva za sebou?
Výhodu menší plachty vidím i v menší šanci že se něco "zašmodrchá" nebo že se třeba plachta omotá okolo antény. To by byl zřejmě konec s komunikací.
Osobně vidím šance družice, pokud bude obsahovat experimentální tether a sl.plachtu o skutečně minimálních rozměrech, asi takto:
1/ odpoutání od nosného tělesa, stabilizace družice a navázání prvního spojení... 50%
2/ udržování komunikace s družicí po dobu tak 2 měsíců, tj. všechny hlavní systémy (stabilizace, radio, napájení,termoregulace) funkční ... 75%
3/ vypuštění a rozvinutí tetheru ... 75%
4/ uvedení tetheru v činnost ("zapálení elektrického oblouku")... 50%
5/ vystoupání tetheru o 500km... 50%
7/ odhození tetheru a jeho vypouštěcího mechanismu ... 75%
6/ vypuštění plachty a její uvedení v provoz .... 50%(??)
Tj. v nejlepším případě se dostaneme u první družice tak na 3% pravděpodobnost téměř úplného úspěchu mise. To je samozřejmě jen můj velmi hrubý pohled na věc.
Proto bych dal přednost variantě více po sobě následujících startů (s odstupem cca 1-2roky) 1kg družic. Určitě se hned na první družici spoustu věcí nepovede a bude se nutné učit z chyb.Vzpomeňme pro porovnání třeba na měsiční program Ranger. Ten byl poměrně skromný (fotografování povrchu Měsíce před dopadem na něj) a přesto myslím až nějaký šestý nebo sedmý pokus byl úspěšný. A to byla mocná NASA.
 
<<  1    2    3    4    5  >>  


Stránka byla vygenerována za 0.211828 vteřiny.