Témata: Soutěž návrhů Mars Sample Return mise

ales - 23/5/2006 - 11:22

Konsorcium MarsDrive ve spolupráci s Mars Society v březnu 2006 vyhlásilo soutěž na návrh nejlepšího způsobu návratu vzorků z Marsu k Zemi a na výrobu pohonných látek přímo na Marsu (Mars Sample Return and In-situ Propellant Production Design Competition).

Návrhy musí obsahovat popis mise od startu ze Země, přes operace na povrchu Marsu až po návrat na Zemi. Cena navržené mise nesmí přesáhnout 800 mil. USD.

Obsah návrhu má být zaslán vyhlašovatelům v létě 2006, úplný popis pak na podzim 2006. Vítěz bude vyhlášen začátkem roku 2007 a odměnou mu bude 500 USD a plně hrazená účast na konferenci International Space Development Conference 2007.

http://www.spacedaily.com/reports/Group_Seeks_Winning_Mars_Sample_Return_Design.html
http://www.marsdrive.com/
http://www.marssociety.org/
*****

Vzhledem k výšce výhry se domnívám, že jde spíš o hledání nových nápadů než o detailní profi projekty. Jednou z navrhovaných aktivit Kosmo Klubu je i příprava "papírových" kosmonautických projektů. Proto se ptám, zda by se tu našlo pár zájemců o bližší prozkoumání možností MSR a ISPP mise a případně i o zpracování vlastního návrhu pro výše uvedenou soutěž (pokud někdo přijde s originálními nápady). Mě osobně zajímá, jaké jsou hlavní problémy MSR mise, jak je lze řešit a jak daleko lze přitom zajít (jak by mohla vypadat minimální MSR mise). Zajímalo a bavilo by to ještě někoho dalšího?


Archimedes - 23/5/2006 - 11:32

vypada to zajimave...podrobnosti v
http://marsdrive.com/files/MDC_MSR_ISRU.pdf


ales - 25/6/2006 - 21:55

Zdá se, že zájem zdejších čtenářů o prozkoumání Mars Sample Return mise není zatím velký, ale přesto sem dám ještě alespoň pár základních informací a otázek.

Slovník pojmů a zkratek:
MSR - Mars Sample Return (doprava vzorků povrchu z Marsu [k Zemi])
LEO - Low Earth Orbit (nízká oběžná dráha kolem Země)
TMI - Trans Mars Insertion (odlet z LEO k Marsu)
MOI - Mars Orbit Insertion (zachycení na oběžné dráze kolem Marsu [po příletu od Země])
LMO - Low Mars Orbit (nízká oběžná dráha kolem Marsu)
TEI - Trans Earth Insertion (odlet z LMO k Zemi)
MAV - Mars Ascent Vehicle (nosič [raketa] pro start z Marsu na LMO)
MARV - Mars Ascent and Return Vehicle (nosič [raketa] pro start z Marsu přímo k Zemi [včetně TEI])
ERV - Earth Return Vehicle (zařízení pro přelet [dopravu vzorků] od Marsu [z LMO] k Zemi)
ISRU - In-Situ Resource Utilization (využití místních [přírodních] zdrojů)
ISPP - In-Situ Propellant Production (výroba pohonných látek z místních zdrojů [na Marsu])
lander (zařízení pro přistání na povrchu Marsu)
rover (vozidlo pro pohyb na povrchu Marsu)
orbiter (družice [Marsu])

Souhrn projektů, popsaných stručně na stránkách "Romance to Reality":
http://www.marsinstitute.info/rd/faculty/dportree/rtr/
- startovací hmotnost MSR systému kolísá od cca 500 kg (po TMI) až po více než 6000 kg
- hmotnost dopravených vzorků kolísá od cca 0,5 kg až po několik desítek kg
- typická sestava je lander/rover/MAV a relativně samostatný ERV (orbiter)
- ERV v některých projektech letí sám a v jiném startovacím okně k Marsu (než lander/rover/MAV)
- použití MAV + ERV vyžaduje setkání na LMO (použití MARV toto setkání nepotřebuje)
- typický MAV má hmotnost 100 - 500 kg
- existuje ale i projekt na MicroMAV s hmotností jen 20 kg (na TPL a bez pohyblivých dílů!)
- ISRU (přesněji ISPP) je používáno většinou na demonstraci zařízení pro případné pilotované lety
- ISPP snad může trochu snížit startovací hmotnost nebo zvýšit hmotnost dopravených vzorků (nekonkretizováno)
- vzorky většinou přistávají rovnou na Zemi
- pouze jeden projekt uvažuje navedení vzorků zpět na LEO a jejich dopravu na Zemi raketoplánem
- pro přelety z LEO na LMO a z LMO k Zemi je někdy použit iontový pohon (napájený solárními články)
- odhadovaná cena MSR mise bývá 1 - 2 miliardy USD

Otázky které mne zajímají:
Jaké jsou reálné hodnoty delta_V pro TMI, MOI, přistání a start z Marsu, TEI ?
Jak lze tyto hodnoty určit (spočítat, najít)?
Má smysl vozit vzorky z Marsu k Zemi?
Co považujete za hlavní problém mise? (cenu? hmotnost? nespolehlivost? nebezpečnost? složitost? ...?)
Jaký reálný přínos má využití zdrojů Marsu [ISRU, ISPP]? (zlevnění? snížení hmotnosti? zjednodušení? příprava pro lidi?)
Jaké množství vzorků má smysl přivézt? Jaké vzorky by to měly být?
Jak a kde by se měly vzorky zkoumat? (mimo Zemi? (na LEO?, na Měsíci?, na Marsu?), na Zemi?)
Nešlo by vzorky prozkoumat teleprezenčně přímo na Marsu? (přivézt solidní laboratorní vybavení?)

Hlavní otázky vzhledem k soutěži MSR-ISPP:
Znáte nějakou "fintu", která by MSR misi usnadnila (zlevnila, zužitečnila, ozajímavěla, urychlila, ...)?
Jak by mohla vypadat minimální MSR mise? Využije reálně ISPP?

[Mě samozřejmě napadá např. využití sluneční plachetnice pro přelety, ale výhodnost jsem zatím neodhadoval]

Pokud tedy někdo máte zajímavý nápad k MSR misi, nebo znáte odpověď na některou z otázek, napište to sem.


Li-sung - 26/6/2006 - 09:13

Hlavním problémem je jistě to co se zatím moc nedělalo, tady start z cizího tělesa, v tomto případě Marsu. Zaráží mě požadavek postup výroby paliva na Marsu. Ví se obecně nějaké řešení nebo NASA zkouší koupit milionový nápad za pár set babek?


Archimedes - 26/6/2006 - 09:21

Priznavam, ze me ta soutez zaujala Zatim jsem se parkrat pro relaxaci snazil nakousnout prave ty potrebne delta-V a hmotnosti jednotlivych stupnu. Prozatim mi vychazi, ze konstrukcni cislo odletoveho stupne (pri pouziti chemickych pohonu) by melo byt 10-12, pricemz se da cekat (porovnaval jsem to s MERy), ze celkova hmotnost (s pristavacim stupnem) po TMI bude 2x-3x vyssi + nejaka rezerva. Protoze pocitam, ze pristavaci pouzdro bude mit cca 10-20 kg, bude na drahu k Marsu treba navest 200-1000 kg (coz jak koukam odpovida i odhadum jinych lidi). Coz mi ale prijde pomerne malo a tipuju, ze je tam jeste nejaky zakopany pes. Snazil jsem se najit napriklad rozpis hmotnosti jednotlivych komponent navratovych sond Luna (zatim jedine zhruba podobne mise), ale zatim jsem neuspel. Hlavne hmotnost toho navratoveho pouzdra Luna by me zajimala.

Na podrobne rozbory ted bohuzel nemam moc cas, ale myslim si, ze podani konceptu by mohlo byt od osazenstva kosmo.cz docela pekna aktivita


Archimedes - 26/6/2006 - 09:23

Podotykam, ze v tom, co jsem pocital, neni vyroba paliva primo Marsu, odhady vychazeli z klasickych skladovatelnych pohonnych hmot.


Jirka - 26/6/2006 - 13:04

Ja myslim, ze technicky je to uz nyni realizovatelna mise, ale s takovym rizikem a za tolik penez, ze realne to bude mozne az na zaklade zkusenosti z automatickeho navratu vzorku z Mesice.
Nejnarocnejsi bude vzorky dopravit z povrchu Marsu na Zemi. Pokud vezeme v uvahu ze je potreba docela komplexni navigace pro cestu meziplanetarnim prostorem, pak je asi opravdu nezbytne automaticke spojeni na Marsovske orbite. To lze zase nacvicit u Mesice.
Cili me osobne to prijde aktualni nekdy po roce 2020.


J2930 - 26/6/2006 - 13:08

quote:
Má smysl vozit vzorky z Marsu k Zemi?

Stejna otazka jako: Ma smysl pestovat kosmonautiku?
quote:
Co považujete za hlavní problém mise?

Politicke zduvodneni.
quote:
Jaký reálný přínos má využití zdrojů Marsu?

Rekl bych, ze příprava pro lidi je vhodny argument.
quote:
Jaké množství vzorků má smysl přivézt? Jaké vzorky by to měly být?

Maximalní :-) Vzorky by mnely byt z vice mist, materialu, hloubek
quote:
Jak a kde by se měly vzorky zkoumat?

Na Mesici. Dasli duvod proc tam letet s lidma. Mesic v pernamentnim zajmu verejnosti, ...
quote:
Nešlo by vzorky prozkoumat teleprezenčně přímo na Marsu?

Hodnota vzorku na Zemi (po karantene na Mesici) ma mnohem vetsi hodnotu, financni, politickou, muzealni. A navic: lze se k nim stale vracet (za predpokladu dostatecneho mnozstvi) a zkoumat ....a to je dulezite... NOVYMI technologiemi, postupy. Take nezavisle testy v ruznych laboratorich sveta. Atd.

quote:
Mě samozřejmě napadá např. využití sluneční plachetnice pro přelety,

To mne zajima take. Neni nekde seznam :-) jiz pouzitych technologii, postupu....abych nevynalezal vynalezene? Neovazuji se to ani hodit na papir

Tot muj laicky nazor.


Archimedes - 26/6/2006 - 13:34

quote:
e realne to bude mozne az na zaklade zkusenosti z automatickeho navratu vzorku z Mesice.
Tady by se sluselo rict "americkeho" automatickeho navratu - sondy Luna 16, 20 a 24 privezly mesicni vzorky automaticky uz pred vic nez 30 lety (Podle me dnes ponekud nedoceneny husarsky kousek.) Ale uplne primo se ty zkusenosti tak jako tak prenaset nedaji, uz kvuli uplne jinemu typu sestupu na Mesic a na Mars. Podle me to muze NASA zvladnout uz ted, pokud se nebude snazit propasovat do te mise technologickych novinek presprilis.


ales - 26/6/2006 - 14:25

> Neni nekde seznam :-) jiz pouzitych technologii, postupu....abych nevynalezal vynalezene?

Základní "seznam" je na tom odkazu, který jsem dal i do svého včerejšího příspěvku. Prozkoumal jsem jen roky 1990-99 a 2000-09 ( http://www.marsinstitute.info/rd/faculty/dportree/rtr/rtr-90.html , http://www.marsinstitute.info/rd/faculty/dportree/rtr/rtr-00.html ). Je to přehled různých oficiálních projektů a studií o planetárním průzkumu. Použité technologie se z toho musí samozřejmě vytáhnout důkladným prostudováním. Ty hlavní jsem vypsal taky ve svém včerejším příspěvku. V souvislosti s MSR jsem tam o slunečních plachetnicich nic nenašel, ale vím o návrzích na využití slunečních plachetnic pro jiné mise k Marsu (i pilotované -> doprava materiálu před startem lidí).

> Ví se obecně nějaké řešení nebo NASA zkouší koupit milionový nápad za pár set babek?

Minulé návrhy řešení jsou popsány v odkazech výše. Letošní soutěž MSR-ISPP nevyhlašuje NASA, ale nezávislá organizace MarsDrive (a Mars Society). Určitě doufají (stejně jako já) v nalezení "miliónového nápadu za pár babek"
[Upraveno 26.6.2006 poslal ales]


Jirka - 26/6/2006 - 14:27

quote:
Tady by se sluselo rict "americkeho" automatickeho navratu - sondy Luna 16, 20 a 24 privezly mesicni vzorky automaticky uz pred vic nez 30 lety

Rusaky jsem vynechal umyslne, protoze nepouzili automaticke randezvous pri zpatecni ceste od Mesice. Myse na Mars se bez toho zrejme neobejde.


Archimedes - 26/6/2006 - 14:31

quote:
Rusaky jsem vynechal umyslne, protoze nepouzili automaticke randezvous pri zpatecni ceste od Mesice. Myse na Mars se bez toho zrejme neobejde.
Nevidim duvod, bohate by stacila dvoustupnova navratova sekce. Hmotnost navratoveho pouzdra nebude nutne takova, aby pripadne uspory paliva vyvazily vetsi jednoduchost mise s primym navratem.


ales - 26/6/2006 - 14:34

> nepouzili automaticke randezvous pri zpatecni ceste od Mesice. Mise na Mars se bez toho zrejme neobejde.

Proč by se bez toho setkání MSR mise neobešla? Existují samozřejmě i projekty na "Direct Return" viz. např. http://www.marsinstitute.info/rd/faculty/dportree/rtr/0008.html nebo http://www.marsinstitute.info/rd/faculty/dportree/rtr/9110.html .


Jirka - 26/6/2006 - 14:42

Nemam ted cas to studovat, ale hmotnost pri pouziti direct return bude zrejme dost vysoka. Vyzadovalo by to kompletni navigaci pro start a let meziplanetarnim prostorem, startovni stupne, RCS, komunikaci, energie, stit pro navrat vzorku na Zemi, nebo stupen na zachyceni u Zeme, ci v nejakem libracnim bodu (ale to uz jsme opet u randezvous).
Nic levneho ci realneho v pristich 10-15letech. Ale nemam nic proti studiim.


Archimedes - 26/6/2006 - 14:55

Levne to nebude urcite, ale temer vsechny komponenty mise uz byly v te ci one mire vyzkouseny, od automatickeho navedeni k jine planete a pristani na ni, po navrat vzorku z kosmickych sond (Luna, Genesis, Stardust). Osobne vidim jako nejrizikovejsi cast start z Marsu, ale vzhledem k nizsi gravitaci a velmi ridke atmosfere je to podle me cil rozhodne dosazitelny i drive nez za 10-15 let. Tedy alespon technicky...


Jirka - 26/6/2006 - 15:00

quote:
Vyzadovalo by to kompletni navigaci pro start a let meziplanetarnim prostorem, startovni stupne, RCS, komunikaci, energie, stit pro navrat vzorku na Zemi, nebo stupen na zachyceni u Zeme, ci v nejakem libracnim bodu (ale to uz jsme opet u randezvous).


Chci tim rici, ze toto vsechno by muselo pristat na Marsu a zase odtud odstartovat a zustat funkcni po celou dobu nekolika let. To nebylo vyzkouseno a hned tak nebude. O to vic je fascinujici jak to dokazali Rusove na Mesici pred 30 lety. Mate po ruce nejake info na ty navratove casti?


Archimedes - 26/6/2006 - 15:05

Bohuzel, taky jsem ho shanel, ale nasel jsem jen celkove popis


Archimedes - 26/6/2006 - 15:08

Bohuzel, taky jsem ho shanel, ale nasel jsem jen celkovy popis sond Luna (celkem slusne na astronautix.com i na Wikipedii). Snad by se neco dalo dohledat na ruskojazycnych strankach, ale rustinu uz jakz takz zvladam jen pasivne.


Adolf - 26/6/2006 - 15:59

Má smysl vozit vzorky z Marsu k Zemi?
Jaké množství vzorků má smysl přivézt?
Nešlo by vzorky prozkoumat teleprezenčně přímo na Marsu?

Prozkoumat šutr tak, jak to geologové považují za skutečně důkladné, aby z toho dostali veškerou informaci, která by je měla zajímat, může představovat také roky usilovné práce dobře vybavené laboratoře s kvalifikovaným personálem. Vzorky tady na Zemi jsou tedy pro určitou míru zkoumání naprosto nenahraditelné. Mělo by smysl přivézt jakékoliv množství tamních vzorků. Otázkou by spíš asi mělo být jak předběžně přezkoumávat a k odvezení vybírat to maličko, co je možné odvézt z toho, co je k dispozici. Vytvořit takovou metodiku aspoň rámcově musí být nesmírně těžké i pro odborníky. Pochopitelně to závisí na tom, co je pro misi dosažitelné – kde je umístěna, jaké má možnosti vrtat a brousit. Normálně se kameny zkoumají jako výbrusy úplně slaboučkých plátků. Optimální by bylo, kdyby mise přivezla z větší části výbrusy z toho nejzajímavějšího, co předběžně přezkoumala s přesnou dokumentací, z čeho byl výbrus proveden. To by byl asi největší poměr užitečné informace na kilogram vzorků. To by ale pro mise zařízení s nějakým takovým příkonem jako mají současné rovery bylo nemyslitelné.

Některé kameny mají však velice zajímavou morfologii, kterou by asi nebylo dobré vždy zničit výbrusem. K takovým kamenům patří také případné fosílie či stopy aktivity místních organismů. Vědátoři, kteří doufají, že naleznou stopy minulého marsího života případně i život současný, se shodují v tom, že fosílii nelze pozitivně rozpoznat jinak než jejím přezkoumáním v pozemské laboratoři. I kdyby tam byl trilobit jak noha, tak dokud je sem nepřivezou, nebudeme to vědět. Tím spíš to platí o reálně nalezitelných mikrofosíliích či dokonce žijících mikroorganismech. Tohle nebývá vždy snadné a levné zjistit tady na Zemi, proto se o tom do přivezení vzorků nic skutečného nedozvíme.

Jak a kde by se měly vzorky zkoumat? (mimo Zemi? (na LEO?, na Měsíci?, na Marsu?), na Zemi?)

Jelikož je možno vzorky plnocenně zkoumat jen v dobře vybaveném a personálně obsazeném pracovišti jako dlouhodobý úkol, je jejich zkoumání kdekoliv jinde než na Zemi v současné době neefektivním plýtváním, při kterém získáme málo muziky za hodně peněz. I v případě, že by vzorky obsahovaly nějaké organismy, přivezl bych je přímo na Zem. Nějaké ničivé zamoření našeho ekosystému zavlečenými organismy nucenými konkurovat na zdejší prostředí adaptovaným formám života je krajně nepravděpodobné i v případě, že by z toho něco uteklo. Úplně do říše fantazie bych odkázal případné zamoření země patogenními organismy schopnými infekce. Vývoj patogenu představuje vždy dlouhodobou koexistenci s hostitelem, během níž se patogenita v dosti dlouhé evoluci vyvíjí, případně nalezení velmi podobného hostitele jako je ten, na kterém se patogen původně uchytil.

Také je tu ten efekt, že když po půl roce zkoumání marsích vzorků zjistí, že jsou v nich kamenožrouti, tak celkem snadno všechny už přesvědčí, že vše je v pohodě a lze zkoumat dál či dokonce vozit další horniny s kamenožravými marťany. Když na přijdou někde na ISS na Měsíci či čert ví kde, hrozí nebezpečí, že to sem bakteriofobové nepustí a těžko to tedy důkladně prozkoumáme.

Jak by mohly vypadat zajímavé kameny z Marsu, které by nesly stopy či dokonce přítomnost toho nejzajímavějšího, co by tam snad šlo najít – života viz:

http://www.osel.cz/index.php?clanek=1901


ales - 27/6/2006 - 15:43

Díky za názory a odpovědi.

Vysvětlili jste mi, že smyslem MSR je dostat vzorky povrchu Marsu do dobře vybavených laboratoří na Zemi. Potenciální nebezpečí zavlečení případných agresivních organismů z Marsu na Zemi považuje přinejmenším Adolf za nízké, nebo zvládnutelné (doufám, že by to podepsal i kdyby toto rozhodnutí záviselo jen na něm). Množství vzorků by mělo být samozřejmě maximální možné a maximálně různorodé, případně by vzorky mohly být ještě na Marsu "předzpracovány". Hlavním technickým problémem mise je zřejmě návrat z povrchu Marsu k Zemi. Využití místních zdrojů pro ISPP je důležité spíš pro budoucí mise než přímo pro MSR. Za minimum pro návrat vzorků považuju 1 kg.

Myslím, že rámec mise je celkem jasný a můžeme zkusit přejít k diskusi o možném technickém řešení.

Nejpodstatnější otázka zní:
- Znáte nějakou "fintu" která by MSR misi usnadnila (zlevnila, zužitečnila, ozajímavěla, urychlila, ...)?

Bez podobného nápadu nemá podle mne smysl se zúčastňovat výše uvedené soutěže (ale samozřejmě lze MSR misi dále zkoumat ze studijních důvodů). Příkladem takových námětů z minulosti je pro mne "MicroMAV" nebo využití iontového pohonu pro přelety mezi planetami.

Další technické otázky:
- Jaké jsou reálné hodnoty delta_V pro TMI, MOI, přistání a start z Marsu, TEI ?
- Jak lze tyto hodnoty určit (spočítat, najít)?
- Jak celou misi uspořádat? Odvodit ji z předchozích projektů nebo se pokusit to udělat zcela jinak?
- Jaké technologie zvolit pro jednotlivé prvky mise?
- Jak zjistit parametry použitelných technologí (např. pro ISPP)?
- Jak by mohla vypadat minimální MSR mise (pro návrat 1 kg vzorků)?
- ... ?

Pokud budete mít vhodné náměty, nápady a informace (nebo i otázky), tak sem s nimi.


Jirka - 27/6/2006 - 16:41

Mel jsem takovy napad jak by bylo mozne provest randezvous na obezne draze pri doprave vzorku zpet na Zemi.
Napad je zalozen na tom, ze bychom meli orbitalni cast, pristavaci cast a navratovou cast.
Orbitalni cast by zabezpecovala navedeni pristavaci(+navratove) casti na Mars. Tam by pristavaci(+navratova) cast pristala, odebrala a vzorky by byly v navratove casti vyneseny zpet na Marsovskou orbitu. Zde by vzorky byly zachyceny opet orbitalni casti a dopraveny smerem k Zemi. Jestli by pristaly primo na Zemi, ci byly prozkoumany treba na stanici v libracnim bode nebo na orbite kolem Zeme zatim neresim.
Dulezite zrejme bude jak provest jednoduse start z Marsu na Marsovskou orbitu.
Napadlo me, jestli by k tomu neslo pouzit navigacni signal z orbiteru. Navratova cast se vzorky by pak startovala z Marsu presne v momente, kdy by orbiter preletaval nad mistem pristani a nasledovala by jeho navigacni signal az do vycerpani paliva. Pak by navratova cast presla do pasivniho letu, kdy byl funkcni pouze radiomajak zasobeny jednoduchymi solarnimi clanky.
Orbitalni casti by pak pripadl ukol vyzvednout navratovou cast na orbite a prevezt ji k Zemi.
Myslm ze DARPA dela pokusy s takovymto zachytavanim pasivnich satelitu a s iontovym motorem by se to dalo zvladnout.
Vyhoda by byla, ze navratovy stupen by mohl byt vcelku jednoduchy. Otazka je jaka by mela byt draha orbitalni casti, aby mohla navigovat navratovou cast pri startu na orbitu a jestli by to vubec fungovalo.




Jirka - 27/6/2006 - 16:45

Vubec klicova vyhoda je, ze komplikovany orbiter zustava na orbite a je usetren negativnich vlivu. Navratova cast tak muze byt maximalne primitivni, jednoducha a lehka.


Jirka - 27/6/2006 - 16:51

Samotnou navigaci navratove casti na orbitu Marsu bych si idealne predstavoval tak, ze by byla pohanena motorem na thp a smerovym prijimacem signalu z orbiteru. Navratova cast by v idealnim pripade byla smerovana primo na signal z orbiteru. Otazka je jestli je mozne nalezt takovou drahu a takovy profil letu navratove casti pro ktery by se navratova cast dostala na stabilni obeznou drahu kolem Marsu.


J2930 - 27/6/2006 - 16:57

quote:
....do dobře vybavených laboratoří na Zemi. Potenciální nebezpečí zavlečení případných agresivních organismů z Marsu na Zemi považuje přinejmenším Adolf za nízké, nebo zvládnutelné.....


i jedno vymrele vedecke mestecko tady na Zemi ucini politicky STOP vsem dalsim vypravam na dalsi planety s cilem dovest na Zemi vzorky. Navic se pripadny nalez vojenskeho vyznamu muze utajit (mozna ne, mozna ano). To na Mesici je relativne bezpecno, je to duvod tam budovat nejen tezebni (daleka budoucnost), ale predevsim vedecke laboratore jakehokoliv druhu...a muze to byt i v soucasne dobe argument proc se vratit na Mesic. Navic rebel kosmonaut na Mesici treba nic tajit nebude. Uz z hlediska slavy. Privezt vzorky na Zem je bombasticke pro ted. Nic to neprinasi do budouciho osidlovani vesmiru...a to musime, jak ted uz vsichni vime

Cili, na Mars musime jeste vic nez na Mesic. Ale musime se na to dobre pripravit. Jinak dopadnem jak raketoplany u ... Az neco najdeme, nepredpokladam, ze to bude: Hura na Mars za dalsimi objevy! Nebudou prachy...

Privezt to na Zem je dle meho senzace. Privez to primarne na Mesic je strategie. A muze tam byt Zoo kamenozroutu - cil moderni vesmirne turistiky....


Jirka - 27/6/2006 - 17:12

quote:

i jedno vymrele vedecke mestecko tady na Zemi ucini politicky STOP vsem dalsim vypravam

No jak rikal Adolf film Vetrelec je blabol. Pravdepodobnost ze pripadny (a stale velice nepravdepodobny) zivot z Marsu muze pusobit patogenne na Zemsky zivot je myslim nulova (tim nechci rici, ze vdechovani Martanskeho ci Mesicniho regolitu je zdravi prospesne). Spise bych se obaval mikroorganismu zamrzlych kdesi v antarktide, ktere mohou po ozivnuti po milionech let zpusobit epidemicke rozsireni vyrazky u populace tucnaku.


Wartex - 28/6/2006 - 07:44

quote:
... epidemicke rozsireni vyrazky u populace tucnaku.


Staci, abyste nemel pravdu a my vsichni smulu jen jednou.


Jirka - 28/6/2006 - 11:08

Chtel jsem jen prezentovat nazor, ze pokud se zivot na Marsu do te doby nepotvrdi, tak neni duvod nedovezt vzorky z Marsu na Zemi za podminky dodrzeni vsech dostupnych karantenich prostredku. To je vsechno.


J2930 - 28/6/2006 - 11:36

quote:
No jak rikal Adolf film Vetrelec je blabol. Pravdepodobnost ze pripadny (a stale velice nepravdepodobny) zivot z Marsu muze pusobit patogenne na Zemsky zivot je myslim nulova.....


Kdo mluvi pouze o patogennim zpusobu likvidace pozemskeho zivota? Staci se podivat napr. na Austalii a kraliky. A je mnohem vice mnohem horsich prikladu... Stacilo by kdyby to dostalo zalusk treba na plankton ve vyzivnejsim, domovskemu prostredi nepodobnemu svetu.

A kdyz to mozna zere kameny...sezere to treba...Parlament..bu bu bu


J2930 - 28/6/2006 - 11:50

quote:
Chtel jsem jen prezentovat nazor, ze pokud se zivot na Marsu do te doby nepotvrdi, tak neni duvod nedovezt vzorky z Marsu na Zemi za podminky dodrzeni vsech dostupnych karantenich prostredku. To je vsechno.


Byl to jen jeden clovek, Bille. Coze? Jakej AIDS? To zvladnem, je to jen lokalni zalezitost...


ales - 29/6/2006 - 15:31

Díky Jirkovi za konkrétní návrh technického řešení. Navádění MAVu orbiterem (ERV) určitě stojí za další prozkoumání.

Problém potenciálního biologického ohrožení Země případným životem z Marsu asi budeme muset vzít v úvahu, ale navrhuju se jím prozatím nezabývat a zahrnout ho do "zadání".

Myslím, že v této diskusi nám nic nebrání se trochu "uvolnit" a na téma MSR si třeba i myšlenkově "pohrát". Vyzkoušejme třeba jeden z obecných postupů pro řešení technických problémů.

Můj oblíbený postup je tento:
1. Co nejpřesněji definovat cíl
2. Stanovit "ideální řešení" (i nerealistické)
3. Pokusit se co nejvíc přiblížit "ideálnímu řešení"

Navrhuju definovat tento cíl:
- navrhnout systém pro návrat min. 1 kg vzorků z Marsu k Zemi
- systém sestavit z dnes dostupných technologií
- systém udělat co nejjednodušší a nejlevnější (nejefektivnější)
- vzorky přepravit "šetrně", tedy v "marsovském" prostředí (teplota, tlak, složení atmosféry)
- minimalizovat nebezpečí ohrožení života na Zemi případným životem z Marsu (a naopak)
- (ISPP uvažovat zatím jen jako jednu z nepovinných možností)

Pro stanovení "ideálního řešení" i pro prvotní návrhy možného reálného řešení navrhuju využít "brainstorming" a především jeho zásadu, že je možno navrhovat i zdánlivě "nesmyslná" nebo "nerealistická" řešení. Teprve později se musí zhodnotit, "přebrat" a "zreálnit".

Můj návrh "ideálního řešení" (co nejúčinnější řešení):
- systém "sám" odebere vzorky a dopraví je k Zemi bez potřeby dodatečné dodávky energie a bez potřeby interakce s lidmi

Moje příklady návrhů "radikálních" řešení (někdy jen částečných):
- najít a prozkoumat meteorit z Marsu, dopadlý na Zemi (to už se děje, ale nesplňuje to požadavek "šetrnosti" dopravy)
- vzorky odebrat rovnou při přistání (dopadu) na povrch Marsu
- pro odběr vzorků nepřistávat na Marsu (ale spustit na povrch např. velmi dlouhé lano - tether)
- pro přelety mezi planetami využít pohon bez spotřeby paliva (např. sluneční plachtu)
- MSR misi vyslat jako "přívažek" většího orbiteru, landeru nebo roveru
- pro MSR využít nějak energii a zdroje Fobosu a Deimosu (měsíce Marsu)

Zkusíte se někdo přidat? Máte připomínky k definici cíle? Umíte popsat jiné "ideální řešení"? Dokážete navrhnout ještě "šílenější" možná řešení? Pokud ano, napište to sem.

Pokuste se zatím nehodnotit návrhy, nekritizovat a nezavrhovat je. Na to bude čas později. Soustřeďte se na to "jak to udělat, aby šlo dosáhnout cíle".
[Upraveno 29.6.2006 poslal ales]


martalien - 29/6/2006 - 18:34

A co cil pro zacatek trochu zjednodusit?
Nepristat az na povrchu ale jenom protnout atmosferu, snizit trenim rychlost vztlakoveho telesa az na takovou aby se daly odebrat neporusene-neznehodnocene vzorky atmosfery a pak to nakopnout smerem domu.


random - 29/6/2006 - 19:06

no ja sa pridem ..kedysi ked som prvy krat pocul o doprave vzoriek pody z marsu som premyslal nad tym ako sa to asi bude realizovat ...
.. neviem v akom stave je dneska teoria o vyrobe CH4 z martanskej pody a ako dlho by sa vyrabalo dostatocne mnozstvo palyva ale isto by to nebolo casove nenarocne ... preto by som skor sa na tuto moznost nespoliehal ...
poprve moja vizia MSR by spocivala v niekolkych misiach ktore by boli posielane na povrch marsu v urcitom obdoby ... boli by to iba doplnkove zariadeniena k inym misiam .. naprikladt ku Scouttovi alebo MRL ... samozrejme ze je nutne si uvedomit ze kazde s tychto zariadeni by malo istu vahu co by si vyziadalo zmenu v konstrukcii sondy danej misie ... odhadujem ze take zariadenie ktore by dokazalo odobrat a dopravit niekolko 100g horniny na kruhovu drahu by vazilo cca 50-100kg... je to dost ale mozno by to bolo rentabilne ... takze moj navrh je asi takyto :
na pasinu konstrukciu sondy by bola upennena vrtna suprava alebo v pripade MRL by bola tato sucastou robora ... konstrukcia navratoveho modulu by bola jednoducha ... 2stupnova raketa prvy stupen by bol na TPH a mal by za ulohu dopravu vzoriek az na takmer kruhovu drahu ... druhy stupen s kontajnerom na vzorky a slnecnymi panelmi by ma l za ulohu robit manevri na LMO tak aby sa vsetky kontajnery dostali na zhruba rovnaku obeznu drahu ... medzi tym by zo zeme odstartovala MRSV nejakou silnou raketou v podstate by to bol iba nejaky super lahky zasobnik na kontajnery a Star48B stupen .. toto vsetko by sa dopravilo k marsu na kruhovu drahu s parametrami podobnymi tym ktore maju kontajnery .. postupne by sa tento kolos k jednotlivym kontajnerom priblizil a tie by do neho "naskakali" ... potom by stacilo iba nastartovat tahac Star48B a pod ho home k maticke zemjli ... samozrejme zariadenie v ktorom by boli kontajneri ulozene by malo tepelny stit na prienik cez zemsku atmosferu a padaky ...

... no je to v podstate jednoduchy system .. sice samotne zberove zariadenia by boli relativne zlozite ale bolo by ich "vela" takze az take drahe by neboli ... usetrenie hmotnosti by sa dalo zabaspecit pomocou lietajucej startovacej rampy ... nejaka smiesna konstrukcia zavesena na balone ale to uz je prilis scifi


ales - 30/6/2006 - 15:42

Díky randomovi za náměty. Při čtení o množství vzorků postupně dopravovaných na LMO mne napadlo, že na Marsu by možná mělo smysl uvažovat o střílení nákladů (vzorků) "dělem" na oběžnou dráhu a možná i přímo k Zemi (protože úniková rychlost z Marsu je cca 5 km/s).


Adolf - 1/7/2006 - 16:29

quote:
Při čtení o množství vzorků postupně dopravovaných na LMO mne napadlo, že na Marsu by možná mělo smysl uvažovat o střílení nákladů (vzorků) "dělem" na oběžnou dráhu a možná i přímo k Zemi (protože úniková rychlost z Marsu je cca 5 km/s).


Jelikož jsi navrhl princip - skládat řešení z již vyvinutých technologií - asi doufáš, že by v krátké perspektivě něco takového mohlo vzniknout. Připojuji odkaz, kam je možno se na nějaké zajímavosti kolem toho dočíst.

http://www.defensetech.org/archives/002387.html


Archimedes - 1/7/2006 - 17:01

Pridal bych jeste jeden pozadavek - mise by mela byt v principu schopna odebrat vzorky odkudkoliv z povrchu Marsu, coz ovlivnuje pozadavky na zpusob pristani a potrebna deltaV preletoveho i navratoveho stupne.

Muze to ale jit proti pozadavku daneho soutezi, aby alespon cast pohonnych hmot byla vyrobena s pomoci mistinich zdroju. Asi by to znamenalo zamerit se na plyny v atmosfere, ta je k dispozici kdekoliv. Tam pak prichazi v uvahu ziskat kyslik-vodik nebo kyslik-metan, kysliku je celkem dost, vodik se da ziskat z vodnich par, metanu je malo, ale zas ho neni potreba tolik chladit (nejsem si jisty, jak by dopadla kombinace LOX-plynny vodik).

Podle me je ovsem ten pozadavek na vyrobu pohonnych hmot na miste zaroven s navratem vzorku neprimerene tvrdy. Pokud uz, navrhoval bych do konceptu samotne mise zaradit "predmisi", kdy by alespon jedna z techto komponent v nejake odlehcene variante letela jako experiment na jine misi (napr. jako drobny privazek k nejakemu roveru) - asi spis ta cast vyroby paliva.


martalien - 2/7/2006 - 08:34

quote:


Podle me je ovsem ten pozadavek na vyrobu pohonnych hmot na miste zaroven s navratem vzorku neprimerene tvrdy.

A co kdyby se vyuzilo toho ze na Marsu je mensi pritazlivost a pouzila se pro start z povrchu elektricka raketa. Tedy na povrch by pristal stupen s kompresorem a s navratovou sekci s prazdnyma (mozna nafukovacima)nadrzema a s akumulatorem. Pro start by se do nadrzi stlacila marsovska atmosfera a plyn by se pak v tryskach ohrival elektrickym obloukem. Nebo by se stlaceni do nadrzi provedlo uz pri sestupu atmosferou na povrch.....


Adolf - 2/7/2006 - 10:39

Při brain stormingu bychom neměli kritizovat návrhy na řešení. Ovšem návrh na zpřísnění podmínek vlastního zadání je návrhem jiného druhu. Ten si dovolím kritizovat. Není to dávno, co tu byla diskuse o tom, že při současných misích je jen velice omezené množství míst, kde je možno přistát. Je to tak proto kvůli slunečními příkonu i kvůli spolehlivému dostatku placu, kde je možno přistát bez obav z terénu. Zvýšit přesnost přistání je drahé a naráží to na problémy s technickou proveditelností. Dosah zařízení k odebrání vzorků je problém, který znamená náklady a hmotnost, která si konkuruje s jiným nákladem, který je pro zadání potřebná. Myslím naopak, že je nutno se spokojit s nemnohými oblastmi bezpečného přistání s maximálními podmínkami pro misi a ne si zadání ještě ztěžovat, jako by i tak nebylo dost strašné.

Ze všeho nejstrašnější je ta výroba paliva. Nevím, mělo-li by se jednat o palivo pro raketu nebo by stačilo palivo pro pohon jiných zařízení. Jelikož kosmicky využitelnou jadernou elektrárnu nemáme, o geotermálním zdroji nevíme, tak by to znamenalo spokojit se jen s tím hrozným marťanským sluníčkem, co sotva utáhne Spirita a Opportunity. Přepočítat si místní využitelný světelný příkon od Slunce, kolik by s příkonem na metr čtvereční bylo teoreticky možno za sol rozštěpit molů vody na vodík a kyslík, to by asi byla neradostná čísla. Kolik kilogramů zařízení bychom potřebovali, aby nám to tak dva roky zachycovalo z nějakých čtverečních metrů sluneční příkon a transformovalo ho do chemického potenciálu paliva a okysličovadla? Protože nejde jen o pouhé zachycení a transformaci energie ale o chemické štěpení a možná i syntézu následnou rafinací produktů či i meziproduktů, je to dost velký problém, pokud tedy nebudeme považovat nabytí elektrolytické baterky za výrobu paliva, což v čistě abstraktním smyslu myslím také je. Když budeme požadovat takovýto energeticko-chemický řetězec světlo-palivo tak absolutně nejvyšších jednotkových výkonů na kilogram instalované kapacity dosáhnou biotechnologické postupy – třeba pěstování fotosyntetizujících řas s jejich následnou transformací na metan aj. pomocí anaerobního kvašení.

Produkty takovýchto procesů by asi utáhly palivové články něčeho, co sbírá vzorky, ale připadá mi absurdní, aby se na to odletělo z Marsu. Jelikož jde o dovoz pozemského života na Mars, je tu dost velké riziko. Je-li život na Marsu a život na Zemi, je při jejich vzájemném střetu ohroženější ten marťanský. My jsme zdroj těch děsivých Vetřelců pro Mars daleko víc než Mars pro nás. Je to spojeno se spoustou biologických, biotechnologických aj. problémů, které většina z nás asi nejsou moc vlastní.

Když chceme všechno minimalizovat, jsme nuceni u řady věcí nešetřit, např. záležitosti nosičů aj. musíme asi minimalizovat záležitosti týkající se odběru vzorků. Žádná krásná daleko se hýbající vozítka, spokojit se s tím, co je na místě. Přistát zase někde na kdysi vodnaté planině, kde je to i relativně bezpečné a kde jsou usazeniny a vzorky pro nás tak trochu nasbírala voda, kde jsou též předpoklady nalezení stop biotických procesů.

Kdybychom měli spoustu energie třebas z toho, co by nám nasmrděly baktérie z kompostu řas, mohli bychom možná vrtat a brousit, což je dost energeticky náročné, asi by ale nebyly kilogramy dopravených nákladů nazbyt, abychom měli něco, co bude někam jezdit. Optimalizace vzorků by možná měla k dispozici dost velký výkon, ale asi ne dopravní kapacitu. Mohli bychom tedy asi vrtnout do hloubky, což by se kromě získávání vzorků mohlo hodit i pro získávání vody z permafrostu pro tu chemickou či možná biochemickou výrobu. Mohli bychom optimalizovat vypovídací schopnost vzorků na kilogram tím, že bychom částečně vzali výbrusy, ale asi ne cestováním do zajímavějších lokalit, než je ta, kde jsme zrovna přistáli.

Současná vozítka používají k průniku k zájmové ploše v hornině vrták. My bychom ale z velké části potřebovali přivézt vzorky jen jako vybroušené destičky, abychom tak zvedli informační hodnotu kilogramu vzorku. Asi bychom ty kameny tedy měli opracovávat něčím, co se sice zavrtá jako vrták, jinak ale bude pracovat hlavně jako fréza. Mezi zajímavé plošky by nepatřily jen ty vnitřní ale i povrchové – viz článek o pouštním laku na Životě na Marsu.

Vzorky s možným životem z Marsu jsou nebezpečné, ačkoliv daleko méně nebezpečné než vzorky Země na Marsu s možným zdejším životem, který bude nejspíš daleko agresivnější než cokoliv, co má za sebou marťanskou historii. Na Zemi se s tím setkáváme velice často. Setká se složitý ve vysoce konkurenčních podmínkách žijící život z kontinentu s životem ostrova a začne ho devastovat a nahrazovat. Podobné je to při setkání kontinentů, z nichž jeden hostí život v dosti stabilních podmínkách s životem ve velice dynamickém prostředí. Klasické je setkání života obou amerických kontinentů po vzniku Panamské šíje. Úder vetřelců z ledovými dobami a jinou dynamikou trýzněného kontinentu nevyhnutelně skočil dominancí vetřelců ze severu na jihu. Vyhynuli při tom skoro všichni vačnatci a velcí zemní ptáci. Ovšem přes převahu těch dravějších jsou vždy „zpětné odrazy“. Světlo také zákonitě prochází sklem, ale trocha se ho odrazí. Severské agresivní druhy z dynamického prostředí s velkou mezidruhovou konkurencí vyhubily do velké míry ty jižní. Pravěká vačice oposum ale spokojeně ignorovala osud svých ostatních vačnatých příbuzných a naopak se rozšířila na sever, kde je nezničitelným agresivním živočišným plevelem.

Myslím, že po setkání životů Rudé a Modré planety je ostrovem či příliš klidným kontinentem ta planeta Rudá a vetřelci z agresivního prostředí s vysokou konkurencí různých forem života jsme my. Nějaký ten oposum nás ale na oplátku zamoří také. Zabráníme tomu stejně účinně jako špatným kamarádům našich dětí ve škole či nekontrolovatelnému průběhu výletu, na který odjela dospívající dcera. Když to přišlo, že jsme na ten Mars doletěli, tak to musíme přežít. V barácích, ve kterých bydlíme nám za čas kromě našich vlastních kamenožroutů, o kterých ani pořádně nic nevíme, budou hlodat zdivo i ti marťanští. My si toho nejspíš nějakou dobu ani nevšimneme, protože dosud se nám běžně stává, že nás v 21. století překvapí objev baktérie, která v moři přetvoří látky o hmotnosti tak Himaalájů na jiné látky. Většina pozemského života jsou baktérie; baobaby, střevlíci, velryby a lidé jsou jen příměsná okrajovka. Většinu těch nejvýznamnějších bakterií kolem nás neznáme, protože ty, které nedovedeme vypěstovat samostatně na výživném agaru, svou současnou metodikou neodhalíme. Většina jich ale závisí na svých partnerech v bakteriálních společenstvech natolik, že se nám to nepodaří. Stane-li se součástí takovýchto společenství nějaký Marťan, ani to nemůžeme poznat. Můžeme se pak divit jen některým překvapivým skutečnostem.

My moc nerozumíme rovnováhám ani v dost našim výzkumům dosažitelnějších systémech. Starší jedinci si vzpomenou, že nejběžnějších a nejplevelnějším ptákem kolem lidských sídel donedávna býval vrabec obecný. Nikoho by donedávna nenapadlo, že z tohoto plevelu se náhle stane ohrožený druh. Je to tak a nikdo neví proč. Stejně významnou změnu v bakteriálním prostředí – tedy daleko závažnější, vůbec nepostřehneme. Když by vrabce nahradila zelená monstříčka, možná bychom si i všimli, o něco důležitější náhrady v bakteriálním světa, ale asi ne, ač by nás spíš překvapily doprovodné skutečnosti. Ty bychom ale svedli na industriální aktivitu a zahrnuli do Kjóta nějaký nový nesmysl. Prostě si s tím neporadíme, ale jestli je na Marsu život, tak to přežijeme jako nekontrolované děti ve svůdném světě a musíme, když je Mars tak blízko. O válkách kamenožroutů o kus minerálního žvance po našimi nohami nic moc nevíme. Když se do toho přidá nějaký kamenožravý Marťan, tak to nejspíš ani nepostřehneme. Extrémně složité vztahy s vyššími formami života, jaké se vyvíjí po miliony let, než začnou fungovat, jako je patogenita, bych ale z možných nebezpečí hrozících z Marsu vyloučil. Také si myslím, že konkurenceschopnost Marťanů na Zemi by neměla být moc vysoká v oblasti zemského povrchu zamořeného tím strašlivým kyslíkem ani v klasické půdě. Viděl bych je jako konkurenceschopné jako obyvatele nebioticky přepracovaných hornin. Vzácný zdroj, o jaký vedou pozemské bakteriální koalice v půdě a horninách prvořadý boj, je železo. Potvory ze světa natolik nasyceného železem, že dalo barvu celé planetě, budou asi v na železo chudých zemských horninách proti železo-lačným pozemským mikrobům dost znevýhodněné.

Byly tu zmínky o tučňácích, s těmi fakt problémy typu střet životních forem z různých prostředí jsou. Extrémním podmínkám Antarktidy přizpůsobený život zatím nečelí invazím ptáků a savců z jiných světů. Agresivita těchto světu si tam ale vybírá svou daň. Tučňáci nejsou ohroženi vyrážkou ale slepičím morem, který je nebývale kosí, a dostal se sem s kuřecími konzervami polárníků. Psí spřežení v Antarktidě by bylo těžkých zločinem proti mezinárodnímu právu, přesto tamní tuleni hynou na psinku z oblastí vysoké konkurenci vystaveného života, kterou sem kdysi dnes zakázaní psi přitáhli.

Horší bude invaze našeho života na Mars než Marsího života na Zemi. Musíme to přežít a nic s tím nenaděláme při vzdálenosti v dosahu našich nosičů. Vzorky Země jsme ale na Mars už dávno dopravili. Sice doufám, že se nějak sterilizovaly, ale na stoprocentní účinnost takovýchto opatření bych si nevsadil.

Přesto si myslím bychom s tím mohli něco udělat. V posledním předzemském stupni by vzorky měly po částech být zabaleny do měkkého odolného textilu a pak vstoupit do komory. Tam se na ně pod tlakem vyprskne nějaký gel či pryskyřic, co je zcela obalí. Poté je povrchová vrstva upálena hořákem, co odfoukne zplodiny někam do prostoru. Pryskyřičný obal ochrání okolí vzorku před únikem bakterií před průnikem bakterií a vzorek před ničivou účinností toho hořáku. Na povrchu zůstane jen spečenina, v níž případná bakterie nepřežije. Celkem bych asi pekl někde mimo kosmickou loď a v blízkosti takových povrchů, které jsou samy v blízké budoucnosti určeny ke shoření. Při vložení opálené hroudy pryskyřice někam do prostoru, kde proběhne poslední fáze přepravy, by dovnitř vstoupila zase proti proudu spalin nějakého ven foukajícího hořáku, co by ji ještě malinko opálil ofukujíc spaliny ven. Tyto hroudy by dostaly pozemské laboratoře k přezkoumání. Jak si s tím poradí, to už asi není starost těch, co vezou vzorky, mělo by jít o jiný projekt. Nebylo to součástí zadání.


Jan Skácel - 2/7/2006 - 16:03

Můj návrh vypadá takto:
a) použíl bych nějakou normálně dostupnou raketu např. ariane 5 nebo spíš později vegu.

b) sonda by se skládala z orbiteru a landeru

-orbiter

Sloužil by jako jakési nákladní vozidlo mezi zemí a marsem.Jeho nádrže by při startu byly prázdné ,ty by se naplnily vodíkem z vrchních vrstev atmosféry(150 - 600 km ,použití např.: elektromagnetickéh kolektoru) ,to sice může trvat nějaký čas ,ale zmenší to startovací hmotnost ,pak bych použil nějakou modifikaci iontového pohonu k cestě na mars.

-lander

Rád bych zde použil kombinaci brzdícího padáku a v poslední fázi nějaký druh balónu. Po přistání by se shromáždili vzorky a balón by se opětovně nafoukl. Poté bych použil systém startu ,jaký byl vidět na jednom s návrhů pro x-prize ,tedy start z balónu ,pod kterým je zavěšena část nebo celý lander.

c) při setkání na oběžné dráze bych použil naváděcí systém z ATV (pro ty ,kdo neví co ATV je ,bude to automatická nákladní loď pro zásobování ISS.

d) Orbiter by po příletu na oběžnou dráhu marsu opět magneticky sbíral palivo pro návrat k zemi.

e) Po příletu k zemi by se loď přiblížila k ISS ,odkud by se mohli vzorky dovést na zemi (určitě levnější ,než aby sebou sonda celou cestu brala pouzdro pro návrat na zemi)


Jan Skácel - 2/7/2006 - 16:09

Pozn.: v mém návrhu se nebráním ani výrobě paliva na marsu ,ale nevím ,jak moc je to realizovatelné.
Neví někdo ,co brání použití jakéhokoliv plynu v iontovém motoru ... zajímalo by mě především ,jestli se dá použít vodík jako palivo.
A ještě něco k mému návrhu ... elmag. kolektory jsou realizovatelné jen s relativně velkým množstvím energie. Já bych použil radioizotopové články. Nezná někdo lepší zdroj energie (jaderná se nepočítá).


Adolf - 2/7/2006 - 16:55

quote:

Sloužil by jako jakési nákladní vozidlo mezi zemí a marsem.Jeho nádrže by při startu byly prázdné ,ty by se naplnily vodíkem z vrchních vrstev atmosféry(150 - 600 km ,použití např.: elektromagnetickéh kolektoru) ,to sice může trvat nějaký čas ,ale zmenší to startovací hmotnost ,pak bych použil nějakou modifikaci iontového pohonu k cestě na mars.



To by měl být nějaký Bussardův kolektor či co?


Jan Skácel - 2/7/2006 - 23:34

Přesně. Ale bussardův kolektor je určen pro vesmírnou verzi náporového pohonu ,kde se vodík používá k termonukleární reakci. Já navrhuji použít vodík s vrchních vrstev atmosféry ,kde je hustota relativně velká. Je ale jasné ,že tento plyn se nebude používat a "sbírat" ve stejném okamžiku. Myslím ,že doplnění paliva s místních zdrojů je opravdu velkou úsporou. Bohužel musím přiznat ,že energetické nároky by byly značné. Jde také o to ,kolik paliva by takto šlo získat. Zajímavostí celého mého návrhu je to ,že orbiter by šel použít znovu. Pouze by se mu namontoval nový lander. To by dost ušetřilo při dalších letech.


Adolf - 3/7/2006 - 00:38

To Jan Skácel: Bylo by nekorektní v této fázi podrobovat nápady kritické oponentuře. Není mi ale úplně jasné, nakolik by měl být závazný požadavek využití pouze vyvinutých technologií. Technologie takovýchto kolektorů dosud vyvinuta nebyla. Odhad času a nákladů na její vývoj nelze asi očekávat nějak moc rychle.

Mně se ten požadavek vyvinutých technologií docela líbí. Nejde tu o to, co by v principu šlo, ale o to, co je v reálných možnostech řešení, která lze nějak rozpočtovat a časově odhadovat možné.


lana - 3/7/2006 - 08:07

quote:
Pozn.: v mém návrhu se nebráním ani výrobě paliva na marsu ,ale nevím ,jak moc je to realizovatelné.
Neví někdo ,co brání použití jakéhokoliv plynu v iontovém motoru ... zajímalo by mě především ,jestli se dá použít vodík jako palivo.
A ještě něco k mému návrhu ... elmag. kolektory jsou realizovatelné jen s relativně velkým množstvím energie. Já bych použil radioizotopové články. Nezná někdo lepší zdroj energie (jaderná se nepočítá).


Proč nepočítáš s jadernou...???? je to v součastnosti jediný zdroj energie s nejvyšším kooficientem ( výkon/hmotnost/životnost) který je realizovatelný.... zdroje tzv. studené fůze... či napojením se na energo. siločáry vesmíru....jsou zatím hodně daleko... a opravdu solární články na to nestačí.....lana


Archimedes - 3/7/2006 - 10:14

No, moje návrhy vychází z fyziky a techniky počátku 21. století:)

K tomu požadavku na co nejširší možnosti výběru místa přistání.

Jednou z hlavních výhod robotických misí oproti pilotovaným je jejich principiální obětovatelnost. Selže sonda - škoda za desítky až stovky miliónů dolarů, ale pár lidí nanejvýš přijde o křesla, ne o život. Takže je v zásadě možné posílat sondy i na umírněně riskantní mise, případně za pochodu "vylepšit" program mise (viz např. nakonec úspěšný pokus o přistání na Erosu se sondou NEAR Shoemaker). Když sonda selže, lze poslat jinou (odběr vzorků z Mare Crisium se sondám Luna povedlo až napotřetí). Proto by "moje" mise byla stavěná spíš jako jednoduchý robustní automat zaměřený z 90% čistě na odběr vzorků a zjištění hlavních informací o okolí. Umírněně minimalistická, levná, sériová (alespoň tři sondy), bez velkých technologických experimentů, postavená na ověřených věcech a postupech. Např. bych preferoval už prověřené přistání na airbagy (i za cenu omezení maximální hmotnosti a přesnost "kilometr žádná míra"), žádné čachrování s výrobou pohonných hmot na Marsu, zřejmě by dostal přednost i chemický pohon před iontovým (ta hlavní deltaV - start z Marsu se stejně prakticky jinak udělat nedá).

Upřímně řečeno, začínám mít pocit, že v téhle soutěži jde hlavně o to "In-situ propellant production" a odběr vzorku je jen kvůli tomu, aby se to palivo pak nějak zužitkovalo Jakou cenu ale můžou mít návrhy od lidí, kteří povětšinou nemají ani teoretické zkušenosti se separací plynů, neřkuli chemií marsovské hlíny, si netroufám odhadovat.


Archimedes - 3/7/2006 - 10:28

Dodatek k předposlednímu odstavci:

Taková mise by byla obětovatelná a její obětovatelnosti bych využil právě v tom, že by mohla být poslána kamkoliv, na rovník, na pól... Krátká doba trvání mise (1-2 soly na povrchu, samozřejmě pokud bude sonda fungovat déle, jen dobře) snižuje potřeby úprav pro různé podmínky v různých místech (jeden den vydrží i "na baterky" i na pólu). Když v nevhodném terénu spadne někam do díry, nevadí - prostě pošleme jinou nebo přesměrujeme už letící.


ales - 3/7/2006 - 10:37

Díky za další zajímavé náměty. Ještě chvíli (cca 14 dní) bych je nehodnotil, ale navrhuju je použít jako inspiraci pro případné další návrhy (zatím bez jakýchkoliv omezení).

Za docela inspirativní považuju například pokusy o využití brzdné energie při přistávání nebo při navádění na oběžnou dráhu (při prvotním zachycení po příletu z meziplanetární dráhy) k dalším účelům. Např. pro sběr vzorků, nebo pro "akumulaci" této energie k pozdějšímu využití pro odlet. Ta "akumulace" může být ve formě výroby paliva pro návrat (snad např. vhodnou dynamickou kompresí atmosféry) nebo třeba ve formě "roztočení" dlouhého tetheru ("setrvačník") nebo snad něco jako "stlačení pružiny". Napadá někoho další možnost nebo řešení?

Jinou zajímavou inspirací může být snaha o využití biologických procesů pro výrobu "paliva" nebo snad i pro "sběr vzorků". Možná by se i na Marsu daly lokálně vytvořit takové podmínky, aby i tam fungovaly některé pozemské procesy ("skleník"). Existují podobné možnosti?

Další inspirací by mohla být možnost přistání v polárních oblastech a nějaký způsob využití tamního prostředí (suchého a snad i vodního ledu) místo "tradičního" zpracování řídké atmosféry nebo permafrostu. Šlo by ten "led" nějak využít?

Zkuste si ještě chvíli "myšlenkově pohrát" a napsat sem své další nápady. Třeba se některý z nich "ujme" a bude využit.
[Upraveno 03.7.2006 poslal ales]


Archimedes - 3/7/2006 - 10:56

Při přistání v těch polárních oblastech, kde je led převážně z vody, by se dalo využít průchodem atmosférou rozpáleného tepelného štítu. Sonda by ho neodhazovala, ale přistála přímo na něj a buď nějakými kanálky ve štítu nebo rozhozením nějakého záchytného balónu by rychle najímala velké množství vodních par (které by poté bylo potřeba ještě rozložit na vodík a kyslík), které by jinak musela sbírat pomalu za velikého výdaje energie. Musela by se ale správně spočítat sestupová sekvence, aby stít nebyl ani příliš horký (aby to neprobíhalo příliš explozivně nebo aby se sonda neprotavila dovnitř ledovce :) ) ani moc vychladlý. Možná by se mohlo na chvíli vytvořit i tekuté jezírko, které by se dalo velmi pohodlně nasosat (sonda by musela umět plavat). Sonda by musela být dost robustní, tepelný štít není ideální podvozek.

Jestli by to celé bylo nějak účinnější než prostě se nakrmit ledem lopatičkou, zatím nemám zdání :)


Adolf - 3/7/2006 - 16:04

Buhužel víme strašně málo o dosažitelnosti většího množství v nějaké kondenzované fázi. Marťanský povrch vypadá sice úplně stejně jako zemský permafrost plný ledu, ale i kdyby tomu tak bylo, bylo by nutno se k němu provrtat do hloubky a nějakým dalším energeticky náročným způsobem z toho tu vodu vytěžit. Možná, že na pólu lze někde nabírat dost vody lopatičkou, ale klidně tam možná pak musíme kilometr od místa přistání, abychom si něco nabrali. Je to tak trochu jako muka Tantalova. Voda je tam na dosah, ale ten dosah nám vůbec nemusí vyjít.

Tady na Zemi hojně vychytáváme ze vzduchu vodní páry. Pro naši vzduchotechniku, dýchací přístroje aj. používáme zásadně vysoce vysušený vzduch. Při čemž vzduch sušíme průchodem přes silikagel, který do sebe absorbuje vlhkost. Zahříváním za vysoké teploty silikagelové tablety vysušíme a tuto hmotu takto regenerujeme pro další použití. Nějaká adaptovaná obdoba tohoto procesu by asi šla použít i na Marsu. Při čemž během toho přistání by asi byly jediné okamžiky, kdy bychom měli dostatečný přísun „vzduchu“. Dole by to pak už byl větší problém. Možná, kdybychom z fólie hodně absorbující sluneční svit případně doplněné zrcadly udělali komín, tak bychom si mohli zajistit někde komínovým tahem trochu zaručeného atmosférického proudu, z nějž by šla nějaká vlhkost nachytat, i bez dodatečných energetických nákladů.

Když bychom pracovali vlastně se stabilní základnou a nemuseli to mít mobilní, tak šlo asi využít výhod různých zařízení s velikou plochou, pokus by nás nezastihla prachová bouře. Ta zařízení by snad mohla být jen z nějakých fólií na žebrech. Kromě komínu by jimi mohla být zrcadla. Pomocí zrcadel bychom si mohli seřídit přiměřený příkon pro jakékoliv zařízení využívající sluneční záření – tedy pro solární panely, skleníky aj. – tak, aby byl optimální. Skleníky by tam tedy myslím fungovat mohly. Poměr hmotnost výkon by asi u nich byl pak dost zajímavý. Marsí atmosféra se vyznačuje prakticky 100% relativní vlhkostí. Při poklesu teploty – třebas v noci - se pak jistě na všem vytváří námraza. Ta asi nějak spolupracuje na čištění současných solárních panelů. Ty velké plochy by tedy zároveň byly kolektorem vlhkosti. Chtělo by to ale je nějak aktivně stírat. Setřenina by kromě zdroje vlhkosti byla i zdrojem zajímavých vzorků. Složení polétavého prachu bude pro badatele jistě nesmírně zajímavé. Jelikož absolutního množství vlhkosti bude na kubík „vzduchu“ na Marsu víc na rovníku spolu s větším slunečním příkonem, vypadalo by to zase asi výhodnější přistát na rovníku, když bychom nemohli spoléhat na jinou vodu než atmosférickou.

Co se týče použití různých iontových pohonů aj., ty by jistě zkrátily čas, ale zvedly rozpočet a snížily užitečný náklad. Myslím, že cestou by spíš mělo být „kupovat“ si vyšší užitečný náklad a nižší pořizovací náklady za případné prodloužení mise, pokud to je možné. U Marťanské mise by snad nemusel vadit dlouhý aerobreaking aj., pokud to ušetří palivo a zvedne užitečný náklad. Ty iontové pohony a aerobreaking jsem uvedl jako příklad. Jsou to věci o kterých budou kvalifikovaněji uvažovat zdejší znalci technologií kosmické dopravy. Chtěl bych jen navrhnout princip: „kupujme“ užitečný náklad za čas.


martalien - 3/7/2006 - 16:39

Dostupna technologie pro odber vzorku a navrat by mohlabyt tato. Pri pristani by se stlacil plyn(atmosfera) do nadrzi (v horsim pripade po pristani). Po odebrani vzorku (rameno nebo robot) by se premistily do navratoveho stupne. Ten by byl tvoren motorem na TPH a nadrzi se stlacenou atmosferou marsu. Pri startu vzorku by se do trysky motoru na TPH vstrikoval stlaceny plyn pro dosazeni vyssi hodnoty tahu motoru. Motor na TPH by pak mohl mit mensi rozmer a pomalejsi horeni. Pro dosazeni obezne drahy by mozna musela byt pouzita dvojstupnova konstrukce, kde prvni stupen by byl klasicky na TPH a druhy hybrid by si zbytek paliva mohl nasat do nadrzi az pri startu. Na obezne draze by se pak zbytek plynu pouzil pro manevrovani.


random - 3/7/2006 - 17:12

este by som vylepsil svoj navrch ak dovolite .. ide podstate iba o kozmeticku upravu uz navrhnutej schemy tak aby sa pouzili predovsetkym existujuce komponenty ...

ciele:
- doprava vzoriek z Marsu na Zem
- zber vzoriek z viacerych miest na Marse
- inteligentny zber vzoriek

idea
1. rozdelit celu misiu na misiu(e) ktora zabespeci dopravu zariadenia pre zber vzoriek a ich dopravu na LMO a misiu ktora zabespeci prepravu z LMO na Zem s priamim pristatim (pre usporu paliva)

2. Pre zber vzoriek pouzit buduce misie ktore by boli dovybavene zariadenim pre zber a dopravu vzoriek na LMO (nejaka vrtna suprava mechanicka ruka a nosic s "inteligentnym" kontajnerom - vsetko do cca 150kg)
- ruka by mala mat celkovu dlzku 3m a mala by mat bud vrtnu supravu na odvrtanie vzorky v tvare valca alebo lopatku na odber sypkeho materialu a malich kamienkou
- ako tahac by mohla byt pouzita mala takticka raketa s celkovym dV 3,3kmps
- kontajner by bol vybaveny motorom a manevrovacimi triskami na hydrazin (cca 5kg), solarnimi panelmi (dodavka cca 20W) , malymi akumulatormi a pocitacom pre navygovanie na orbite .. celkova zivotnost na orbite cca 300dni na povrchu "neobmedzena" (v hibernovanom stave) ...
hmotnost celeho kontajnera by nemala byt vaszia ako 10kg aj s palyvom)

3. umiestnenie a konstrukcia "Z"ariadenia pre "O"dber a "D"opravu na LM"O" (ZODO :

- v pripade misii nepohyblivych stanic by ZODO nebolo umiestene priamo na tele sondy ale v ochrannom krite (je to jedno ako - nieco by sa vymyslelo).. samozrejme to pre ZODO znamena vyssiu pevnost konstrukcie pretoze havaria ochranneho kritu ktory zostupuje padaku sa deje pri rychlosti od 20 do 100kmph (zalezi od toho aky system sa pouzije a kedy sa odputa sonda od kritu) je to vela ale ked to prezije krit tak to musi prezit aj to zariadenie ktore na taku havariu bude prisposobene ... padak by sa od kritu odstrelil okamzite po dotyku s povrchom aby nedoslo k zakritu ZODO padakom... zariadenie by malo navyse namontovanu kameru zdroj energie na minimalne 2dni (koli vyberu vhodneho objektu pre prieskum a jeho odobratie - mohli by byt aj solarne clanky) a radiove spojenie s materskou sondou ktora by bola o niekolko stoviek .. az km dalej (teda vysielac do 5W) ... ziadna dalsia logika a elektronika ... vsetko by riadila materska sonda

- v pripade roveru s pristavacim zariadenim (zeriav) by bol ZODO (teda tu by bolo uz len ZDO )upevneny bude priamo na tomto zeriave (no mohl by ostat aj na krite ale ten moze dopadnut do velkej vzdialenosti co by mohlo znamenat znacnu stratu casu)... v tomto pripade by roboticka ruka zo sersamom bola priamo na rovery ... ten by pozbieral behom niekokych mesiacov vzorky a dopravil ich ku havarovanemu zeriavu (ten by bolo potrebne zabespacit proti tomu aby sa prevrhol a tak sa znemoznil start ZODO) tam by prelozil vzorky do kontajneru a z bespecnej vzdialenosti sledoval start

4. Start ZODO a doprava na LMO ... uz som to spomenul takze iba v kratkosti .. start by sa mal uskutocnit pomocou nejakej upravenej taktickej rakety s nosnostou 10kg pri dV 3,3kmps ... podohoreti by sa oddelil a na orbytu by pomocou maleho raketoveho motorceka poputoval iba kontajner s asi 200g vzoriek ... celkovu dobu funkcie prveho stupna predpokladam na 150s ... samotny kontajner by sa dopravil na LMO pomocou hydrazinoveho motoru a upravoval by svoju drahu na parametre i=~90deg, a=400km (tato draha je vhodna vo viacerych smeroch - je mimo dosah mesiacikov, priletova trajektoria MRS po MOI bude tiez polarna, je stabilna ... )

5. preprava kontajnerov na Zem ... neviem co by bolo vyhodnejsie ale asi je jedno ci sa kontajnery dopravia na orbitu pred alebo po tom ako prileti MRS probe ... na rozdiel od mojho predosleho navrhu by na prevoz nebol nutny tahac Star48B to bola zla uvaha .. ale podstate by sa oplatil keby ten prilet mal byt skor ako le klasicka doba .. len zasa tu sa naskyta otazka je to potrebne? a co by muselo byt prepracovane? .. isto vstup do atmosfery pri rychlosti nad 12kmps nebol nikdy testovany .. preto by MRS mal mat ionovy a klasicky chemicky motor alebo nejaky stupen .. popripade by mohol byt pouzity BlokD ale neviem ako to je s palyvom .. lebo ked pouziva kriogenne palivo tak to 400-500dni nevidrzi aj ked ma celkom slusky dV ... no asi fakt by bolo lepsie to nechat na klasicky a ionovy motor (klasicky na MOI a ionovy TEI a TTC ... pre usporu pohonnych latok by po MOI bol pouzity aerobraking na dosiahnutie potrebnej drahy kde by uz cakali kontajnery .. po tom ako by zachytili signal s vyselaca (radiomajak - zhruba na vzdialenost 50km) na MRS by sa z nim spojili a po prepocte potrebnych korekcii veducich k spojeniu by sa postupne jeden po druhom zacali priblizovat k MRS ... stale sledujuc signal z majaku by "naskakali" do prepravnika MRS ... po ukotveni (napriklad privareni pomocou termitu) by sa odpojila pohonna jednotka od kontajneru a zacala by brzdit kym by jej nedoslo palivo .. je to koli tomu aby sa znizila hmotnost ale aj aby sa neprepravoval agresivny hydrazin .. a to rovno na zem... takze uspora ale aj bespecie ... po zachyteni vsetkych funkcnych kontajnerov sa pomocou ionoveho motoru dostane na drahu smerom k zemy ... kde pristane priamo z priletovej drhy najlepsie niekde v antarktide

heh neskor ma mozno este nieco napadne tak potom doplnim...


Adolf - 3/7/2006 - 20:59

V zadání – aspoň v tom českém tady – se píše výroba pohonných látek, nikoliv paliva. To by asi znamenalo, že žádné hrůzy se skleníkem aj. bychom nemuseli podstupovat, a stačila by misička nějak ve stylu Randomových návrhů s tím Martalinovským chytáním plynu při přistání (nevím, jestli by to nešlo i při aerobreakingu). Ta komprese bržděním by ale moc CO2 nenasbírala, pokud by tam nebylo chlazení. Během přistávacího manévru nám ale asi nezbude jiná šance na chlazení než fázovým teplem nějakého chladiva – nejlépe asi vody. Musel by se vymyslet chladič s náplní vysoce podchlazeného ledu v nějaké modifikaci s velkým fázovým teplem. Led by měl roztát, voda se odpařit a pára nejspíš vyexpandovat ven. Proud těch tekutých fází by měl jít vhodně proti plynu, aby to fungovalo jako protiproudý výměník. Pak bychom asi na sběr nějakého CO2 měli šanci. Ovšem šlo-li by to řešit tak, aby dodatečná hmotnost zařízení a spotřebovaného ledu umožnila zachytit takové množství CO2, jaké by pomohlo raketě víc než hmotnostní ekvivalent dalšího paliva?


martalien - 4/7/2006 - 01:14

quote:
Ta komprese bržděním by ale moc CO2 nenasbírala, pokud by tam nebylo chlazení.

Na ohrev sem nemyslel.... Mozna by slo pouzit pro sber virovou trubici (nevim jak je presne oznaceni) ale funguje tak,ze do stredu privadite tecne stlaceny plyn a ten je rozdelen uvnitr trubice tak ze z jedne strany odchazi horke molekuly a z druhe studene. Rozdil teplot je 150-200°C. Napor atmosfery pri sestupu by se dal pouzit jak pro vyrobu chladiciho media pomoci trubice tak pro pohon kompresoru.


Adolf - 4/7/2006 - 12:29

quote:
Mozna by slo pouzit pro sber virovou trubici (nevim jak je presne oznaceni) ale funguje tak,ze do stredu privadite tecne stlaceny plyn a ten je rozdelen uvnitr trubice tak ze z jedne strany odchazi horke molekuly a z druhe studene. Rozdil teplot je 150-200°C.


Vím, že tohoto mysteriózně fungujícího zařízení se používá k chlazení oděvů lidí zasahujících ve velmi horkém prostředí. Kdysi jsem někde četl i jak a proč to funguje. Bohužel si to už nepamatuji a nenapadá mě, kde bych na to našel odkaz. Útržkovitě si pamatuji, že tam vzniká nějaká rázová vlna a tak. Mám však hodně silné podezření hraničící s jistotou, že ten chladný proud je spojen s poklesem tlaku. Je to myslím dekomprese za rázovou vlnou. Tudíž bychom to asi zase museli stlačit a tím zase zahřát.

Možná by to šlo použít k chlazení vedle stlačovaného plynu. Čert ví! Každopádně potřebujeme souběh komprese a chlazení.

Úplně nejlepší by bylo, kdyby nám to kondenzovalo. Ale průletový superetandér ..., to by bylo určitě na první cenu.


Anonym - 4/7/2006 - 12:34

quote:


Možná by to šlo použít k chlazení vedle stlačovaného plynu.

Taxem to myslel....


Adolf - 5/7/2006 - 10:59

Kdyby se tou chladící trubicí někdo moc chtěl zabývat:

http://www.spszr.cz/souteze/1technika.htm

http://www.lontech.cz/virove-trubice-vortec-vortex-tube-chladici-trubice-chlazeni-rozvadecu-ejektory-vzduchove-clony-vyfukovaci-trysky.html

http://www.techtydenik.cz/tt1997/tt30/panoram2.html

http://www.visi.com/~darus/hilsch/

http://www.exair.com/vortextube/vt_theory.htm

Nějaký doktorand na ČVUT má na to i grant.


ales - 20/7/2006 - 22:48

S určitým odstupem jsem udělal souhrn návrhů z diskuse v tomto tématu. Mohli bychom v diskusi pokročit hodnocením návrhů a výběrem nejnadějnějších. Na konci je k tomu pár dalších otázek.

Ucelenější návrhy:

random
- několik menších misí na povrch, každá s dopravou menšího množství vzorků na LMO
- MSR zařízení by mohly být doplňkem standardních misí typu lander/rover
- po určité době by speciální ERV posbíral vzorky na LMO a dopravil je naráz k Zemi

Jan Skácel
- orbiter, který by palivo pro přelety získal z horních vrstev atmosféry Země a Marsu (speciálním kolektorem)
- lander s výškovým balónem pro usnadnění startu vzorků na LMO (vzdušný start)
- pro setkání na LMO využít naváděcí systém z ATV
- při návratu navedení na LEO a spojení s ISS

Finty (které by snad mohly být smyslem naší účasti v soutěži MarsDrive):
- "předzpracování" návratových vzorků už na Marsu (např. výbrusy dokumentovaných vzorků)
- orbiter pomáhá navádět lander při přistání a hlavně MAV při startu z povrchu Marsu na LMO
- využít iontový pohon nebo sluneční plachetnici pro meziplanetární přelety (mezi Zemí a Marsem)
- využít aerobraking a hlavně aerocapture pro zachycení u Marsu a případně i zpět u Země
- odebrat jen vzorky atmosféry bez přistání na povrchu
- střílení vzorků z Marsu k Zemi (nebo na LMO) relativně klasickým dělem
- MSR misi vyslat jako "přívažek" většího orbiteru, landeru nebo roveru

Nadhozené možnosti (některé zatím obecnější bez konkrétnější představy o realizaci):
- vzorky odebrat rovnou při přistání (dopadu) na povrch Marsu
- pro odběr vzorků nepřistávat na Marsu (ale spustit na povrch např. velmi dlouhé lano - tether)
- pro start z Marsu použít elektrickou raketu (s el. obloukem)
- pohonné látky pro návrat stlačit do nádrží rovnou při sestupu na přistání na Marsu
- pro MSR využít nějak energii a zdroje Fobosu a Deimosu (měsíce Marsu)
- dokázat nějak "akumulovat" energii z příletu k pozdějšímu využití pro odlet
- využít biologické procesy pro výrobu "paliva" (ISPP) nebo pro "odběr vzorků"
- využít vodní nebo suchý led v polárních čepičkách (místo zpracování atmosféry)
- využít energii rozpáleného tepelného štítu k roztavení polárního ledu a k rozkladu vody (pro ISPP)
- "kupovat" užitečný náklad za čas (delší mise by mohla být efektivnější)
- využít ISPP jen pro jednu (kapalnou) složku hybridního motoru pro návrat
- využít pro ISPP vírovou trubici při sestupu na přistání na Marsu

Který z konceptů vám připadá nejnadějnější (pro realizaci)?
Dokážete popsat možné technické řešení některých jen nadhozených nápadů?
Napadá vás lepší kombinace popsaných možností?
Znáte ještě další výhodné možnosti řešení?
Který z návrhů považujete za nejvhodnější k rozpracování pro soutěž?
Máte někdo dostatečné znalosti pro návrh ISPP (výroby pohonných látek na Marsu)?
Má smysl do soutěže posílat něco bez ISPP?
[Upraveno 24.7.2006 poslal ales]


Adolf - 21/7/2006 - 10:30

Nejdříve k návrhům:

Já tam někde obklopeně dalším textem navrhoval:

• sebrat vzorky i z povrchů (např. při otírání solárních panelů, čímž bychom dostali složení marsího prachu, což by mělo být velice zajímavé, a možná to někdy zalít i do pryskyřice včetně námrazy, čímž bychom získali vzorek prach námraza včetně sublimujících složek, což by mohlo dost pomoci u modelů marsí atmosféry),

• použít k chlazení během přistávacího manévru komprimovaného plynu fázového tepla vodního ledu, který by byl vyfouknut jako pára z protiproudého chladícího výměníku tepla (nutný výpočet, zda by kg ledu způsobil vyšší záchyt atmosférických plynů později přidaných jako pohonná látka při startu tak, aby efekt pro získaný impuls raketě byl vyšší než kg dovezeného paliva).

V případě toho ledu se jednalo stejně jako u vírové trubice o možnost chlazení atmosférického plynu, který by se dal komprimovat za využití energie brzdného manévru. Podmínkou nachytání dostatečné hmotnosti komprimovaných atmosférických plynů je chlazení.

Navrhoval jsem využití biotických procesů pro vytvoření pohonných látek. Bylo to dost ze zoufalství, protože normálně chemicky by poměr hmotnosti získaného paliva, okysličovadla aj. k hmotnosti zařízení, které je k tomu třeba přivézt, byl daleko menší než u biotického řešení. Nicméně i biotické řešení je strašné a osobně bych se mu rád vyhnul např. tím navrhovaným zachycováním atmosféry jako pohonných látek, kde však stěžejní problém vidím v chlazení.

U návrhů by asi byla vhodná inventura: jde o existující technologii, která je přímo použitelná nebo snadno adaptovatelná, případně triviální vývoj, nebo jde o něco vyžadujícího teprve to vyvinout.

Domnívám se, že pokud někdo bude posuzovat řešení, bude je posuzovat v první řadě nebo aspoň ve velice prioritním sledu podle rozpočtovatelnosti návrhu. Pokud bude kterýkoliv návrh obsahovat prvek, kde nelze provést předběžnou nákladovou kalkulaci, jako je to u vývoje příliš nových netriviálních řešení, pak takovýto návrh asi nebude klasifikován, při čemž si myslím, že neklasifikován nebude jen jako jednotlivost, nýbrž celý návrh, který by takový prvek obsahoval.


Jirka - 21/7/2006 - 11:16

quote:

použít k chlazení během přistávacího manévru komprimovaného plynu fázového tepla vodního ledu, který by byl vyfouknut jako pára z protiproudého chladícího výměníku tepla (nutný výpočet, zda by kg ledu způsobil vyšší záchyt atmosférických plynů později přidaných jako pohonná látka při startu tak, aby efekt pro získaný impuls raketě byl vyšší než kg dovezeného paliva).



Jen bych upozornil, ze tepelny stit obvykle sluzi k prevedeni kineticke energie sondy na tepelnou energii okolniho prostredi. Do samotneho telesa pronikne jen velice malo tepla.

Dokazete si alespon zruba predstavit zarizeni slouzici ke stlaceni rychle proudiciho plynu? Relativne vysoky tlak by mohl byt v mezni vrstve pri nadzukovem proudeni kolem prekazky, ale jak ten tlak uskladnit?

quote:

V případě toho ledu se jednalo stejně jako u vírové trubice o možnost chlazení atmosférického plynu, který by se dal komprimovat za využití energie brzdného manévru. Podmínkou nachytání dostatečné hmotnosti komprimovaných atmosférických plynů je chlazení.



Virova trubice neni perpetum mobile, ale zrout draheho vysokotlakeho plynu.
A vubec mi neni zrejme jak lze vyuzit k pohonu stlacenou marsovskou atmosferu.


Jirka - 21/7/2006 - 11:39

quote:

- orbiter pomáhá navádět lander při přistání a hlavně MAV při startu z povrchu Marsu na LMO


Ja jsem si to predstavoval podobne jako dnesni protiletadlove strely navadene radarem. Jen s tim rozdilem ze na orbiteru by byl vysilac radiovych vln a na MAVu jen klasicky prijimac z rizene strely.
MAV by tedy mohl mit modifikovanou avioniku z klasicke protiletadlove strely a podobny pohonny system. Jen rizeni by neprobihalo pomoci kridelek, ale nataceci tryskou.
Ted jen zajisti, aby se takto MAV po spotrebovani paliva dostal na vhodnou drahu, kde muze byt pozdeji zachycen orbiterem.


Daniel Hlávka - 21/7/2006 - 12:07

Material vyvrzeny impaktorem by asi sbirat nesel co?
Hlavne by byl přetavenej dopadem.


random - 21/7/2006 - 13:43

na to aby bola nasa koncepcia schopna konkurencie musi byt lacna, pouzivat uz vyvynute technologie a pripadne aj cele komponenty a musi byt flexibilna. Ak sa budeme zaoberat futuristickymi moznostami zberu energie pre navrat moze to dopadnut tak ze cela konstrukcia by bola prilis draha prilis velka, prilis zlozita, neodskusana a cele by to trebalo este len vyvynut .. takto sa nedostaneme nikam ... co potrebujeme je jedna koncepcia ktora bude viazana na technologie tejto doby a ktora bude jednoducha.
Je treba si uvedomit ze zariadenia na vyrobu palyva su este len buducnost a su priliz tazke. Preto si osobne myslim ze MAV by nemal obsahovat nic zlozite nic co sa moze pokazit (samozrejme ze z mensim poctom casti/mensou zlozitostou stupa fatalita poruch ... je to iste riziko vyvazene vyssou sancou na uspech). Neorientuj me sa preto na to ako vyrobit energiu (pre vzlet) z marsu ale na to ako co najefetivnejsie vyuzit terajsie technologie. Mato svoj vyznam. Z mojich analyz mi vychadza ze hustota atmosferi na marse je natolko nizka ze ani priami start z povrchu nie je natolko neefektivny ze je vyhodnejsie pouzit start z podvesu balona (tu ma napadlo ako by to mohlo byt realizovane - najdi (*)). Takze najvyhodnejsie je dopravit na povrch marsu kompletne zariadenie na odber vzoriek a navrat na LMO .. cena by nebola velka a to zatazenie navyse .. proste by sa pouzil silnejsi nosic...
Ja navrhujem aby sa z MAV vyrobilo viac kusov s tym ze by mohli byt modifikovane (aj na samostatne pristatie). vedie ma ktomu fakt ze aj napriek ich jednoduchosti moze sa stat ze nieco zlyha ak ale bude MAVov viac tak sa ten deficit ani nepostrehne Nemam nic ani proti navrhu jednej mysie napr. s dvoma MAV a jednym orbiterom ale asi by to bolo energeticky narocnejsie.
Z dovodu vyssej pocetnosti MAV som navrhoval MRS orbiter ktory by sa vydal k marsu neskor .. podstate by to mohla byt aj misia s vedeckym zameranim co by prispelo k poznaniu marsu. Navrhoval som tahac Star48B ktory bol pouzity pre misiu NH a myslim ze sa osvecil. ale mozno keby sa vytvoril MRS s dvoma pohonnymi jednotkami (prva ionova a druha na hydrazin).. hydrazinova PJ (pohonna jednotka) by zarucila MOI a mensie korekcie drahy a Ionova PJ by zarucila velke korekcie drahy a TEI ... takze pre hydrazin by bolo dV = asi 1500m/s a pre ion dV = do 3000m/s (to nieje tak vela a ked uvazime ze cela sonda(bez palyva a bez vedeckej aparatury a vzorkov) by mala do 500kg) (ak by sa rozhodlo pouzit sondu aj re vedecke uceli (nejaka kamera ci coja viem co este) tak bedecky aparat by sa zanechal na LMO)...
Jedna z veci ktora sa dneska pouziva uplne bezne je areobreaking ktory byznizil spotrebu pohonnych hmot... inak v ramci koncepcie by som vylucil moznost (v pripade komplexnej MRS - orbiter + MAV (1-2x)) ze by sa MAV oddelil az po MOI ... ale toto by bola dost nebespecna zalezitost tak pre lander ako aj pre orbiter ... takze preto som skor zastanca odelenych misii alebo priveskov pre ine misie

(*) - Balon ktoreho nosnost je asi 100kg by bol nafuknuty heliom zo zasobnika dovezeneho zo zeme (aka hmotnost plynu potrebneho na naplnenie balona ? aka je hmotnost balonu? aka je hmotnost zasobnika a napustacieho aparatu?).. po napnuti zavesneho lana (opevneneho jednym koncom na balon a druhym o hlavicu nosica) by bola zataz uvlnena z parkovacej konstrukcie a nasledne by zacala stupat (aka je max. vyska ktoru by balon dosiahol?) po dosiahnuti max. vysky by balon bud samovolne praskol alebo inym sposobom (koli bespecnosti vzletu). V momente kedy by sa nosic dostal na spiatocnu cestu na povrch by sa zapalil hlavny motor a odstrelil zaves na hlavici ... zvysok je uz kazdemu jasny


Adolf - 22/7/2006 - 11:42

quote:


Dokazete si alespon zruba predstavit zarizeni slouzici ke stlaceni rychle proudiciho plynu? Relativne vysoky tlak by mohl byt v mezni vrstve pri nadzukovem proudeni kolem prekazky, ale jak ten tlak uskladnit?


Virova trubice neni perpetum mobile, ale zrout draheho vysokotlakeho plynu.
A vubec mi neni zrejme jak lze vyuzit k pohonu stlacenou marsovskou atmosferu.




Komprimovat by to šlo za využití kinetické energie letící sondy nejspíš nějakou formou difuzoru, ten komprimuje plyn za využití jeho vlastní kinetické energie. Je to vlastně jen obrácená zpravidla několikastupňová tryska. Podle Benoulliovy rovnice se zabržděný plyn stlačuje. Plyn však prakticky žádný neuskladníme, pokud prakticky všecku kompresní práci neodvedeme chlazením jako odpadní teplo. Chladit je nejlépe mezi kompresními stupni. Proto ty návrhy chladit fázovým teplem ledu nebo vírovou trubicí. Odvedeme-li teplo, je plyn skladovatelný. Tlakové lahve se vzduchem na potápění si také odvezeme od kompresorové stanice díky tomu, že kompresní práce byla uchlazena.

Požadavek vyrobit část hnací látky na místě je děsný. Tohle je asi jeho nejprůchodnější varianta. Vnímám to tak, že hnací látkou nemusí být palivo či okysličovadlo, ale jakýkoliv futr, jehož vyvržení udělí raketě impuls. Ta stlačená marsovská atmosféra by se nastřikovala do spalovací komory nebo do spalin za komorou jako takovýto futr. Tím by raketa dosahovala vyššího impulsu. Připadá mi to jako nejjednodušší možná forma splnění šíleného požadavku na získání části hnací látky na místě. Je to méně šílené než pěstovat řasy, jak jsem ze zoufalství navrhoval. Rád bych se jim ale vyhnul.


Adolf - 22/7/2006 - 22:00

Kdyby se našel nadšenec, co by se v nadzvukových difuzorech rád hlouběji hrabal:

http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-08132003-111548/unrestricted/mthesis.pdf

http://www.eng.fsu.edu/~dommelen/courses/gas/gas02/proj/node2.html


Jirka - 24/7/2006 - 10:49

quote:
Ta komprese bržděním by ale moc CO2 nenasbírala, pokud by tam nebylo chlazení. Během přistávacího manévru nám ale asi nezbude jiná šance na chlazení než fázovým teplem nějakého chladiva – nejlépe asi vody. Musel by se vymyslet chladič s náplní vysoce podchlazeného ledu v nějaké modifikaci s velkým fázovým teplem. Led by měl roztát, voda se odpařit a pára nejspíš vyexpandovat ven. Proud těch tekutých fází by měl jít vhodně proti plynu, aby to fungovalo jako protiproudý výměník.


Pro hrubou predstavu. Nejvetsi teplo pohlti voda pri fazove premene na paru cca 2000kJ/kg (2MJ).
1kg hmoty pri vstupu do atmosfery Marsu musi zpomalit dejme tomu o 6km/s. Tzn. musi se zbavit energie 1/2*m*v^2 to znamena cca 18MJ. To je ekvivalent tepla schopny odparit 9 litru vody.
Tu chladici vodu musite zamozrejme taky zpomalit, takze spotreba vody by byla vyssi.


Jirka - 24/7/2006 - 11:05

quote:
Kdyby se našel nadšenec, co by se v nadzvukových difuzorech rád hlouběji hrabal:

http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-08132003-111548/unrestricted/mthesis.pdf

http://www.eng.fsu.edu/~dommelen/courses/gas/gas02/proj/node2.html


Abych byl uprimny, tak jsem se na ty odkazy nedival, ale nadzvukovy difuzor (napr. tryska raketoveho motoru) slouzi ke zvyseni rychlosti nadkritickeho proudeni plynu a dosahuje toho naopak expanzi (snizeni hustoty a tlaku plynu).
Stlacovani plynu i pri nadzvukovem proudeni (nadkritickem - aby me nekdo nepopotahoval) probiha porad jen ve zuzujici se trysce.
Naopak podzvukove difuzory opravdu slouzi ke zpomaleni plynu a cast jeho dynamickeho tlaku prevedou na staticky tlak.
Jenze podzvukovej difuzor neni zase zadny kouzelny zarizeni. Ucinnost premeny neni nijak zavratna, tipuju 30%.


ales - 24/7/2006 - 18:59

Podle dosavadních ohlasů je zřejmé, že nejreálnější je koncept navržený randomem. Ovšem nevím, jestli přináší něco, s čím má smysl jít do soutěže?

Jeho hlavní myšlenku chápu jako "více MAV na jeden ERV". MAV by měl být relativně malý, lehký a levný (i díky "sériovosti výroby") aby mohl případně letět jako součást misí i s jinými cíli (něco jako "MSR piggyback"). Jinou možností může být větší sonda s několika landery/MAVy naráz a tedy s možností odběru vzorků z různých míst planety. Možná by to pro účast v soutěži mohlo stačit. Zkusíme to rozpracovat? Kdo by na tom mohl a chtěl spolupracovat?

Do takovéto mise by se asi daly (případně) zapracovat i některé z dalších zdejších námětů např. navádění MAVů na orbiter ERV, odběr prachu z povrchů, předzpracování vzorků, snad i hloubkový odběr při přistávacím dopadu (penetrátor) a možná i iontový motor nebo sluneční plachetnice pro přelety (pokud to bude mít smysl).

Naopak to vypadá, že pro ISPP nemáme dostatek znalostí k tomu, abychom byli schopni odhadnout, jestli by naše "futuristické" koncepty mohly vůbec fungovat, natož jak by mohly být efektivní. Obávám se například, že žádný "futr" nám ke zvýšení Isp MAVu nepřispěje (to je myslím principiální omyl) a při ISPP bychom potřebovali vyrobit něco, co dokáže uvolnit velkou energii při startu. I kdyby se nám podařilo při sestupu "vyrobit" z atmosféry kapalný CO2, museli bychom asi nějak zajistit jeho další rozklad třeba pro získání kapalného kyslíku (nebo by CO2 šlo použít i rovnou jako okysličovadlo?).

Problém je v tom, že v zadání soutěže je ISPP výslovně uvedeno. Zkusíme ukázat, že pro co nejefektivnější MSR (co nejvíce a nejlepších vzorků za co nejnižší jednotkové finanční náklady) není ISPP potřeba a možná naopak vadí?

Takže dejte vědět, co si o tom myslíte, případně kdo byste mohl a chtěl spolupracovat na zpracování konceptu pro soutěž MarsDrive?
[Upraveno 24.7.2006 poslal ales]


Adolf - 24/7/2006 - 23:21

On jednoduchý není ani futr nebo surovinu.kompresí kinetickou energií letu, protože budeme mít problémy s chlazením během tak horké operace jako průchod atmosférou. Možná by to šlo už nějak u aerobreakingu, kdy by šlo teplo vyzářit. Fázové teplo odpaření vody je necelou sedminou tepla získaného spálením vodíku za vzniku stejné hmotnosti vody. Získáme tak nějaké CO2, jež by mělo nějak zvednout celkovou energetickou bilanci.

Cokoliv na Marsu má velice nepříjemnou vlastnost, je to oxidované někam na konec řetězce možných reakcí ve velice stabilní sloučenině, jíž je velice pracné rozštěpit. Maličko to asi narušuje ionizující záření, ale ne moc. Když to chceme rozštěpit musíme tomu dodat děsnou aktivační energii, která nakonec bude o dost vyšší než to, co z toho energeticky dostaneme spálením. Na Zemi jsou vypracované technologie, které obsahují jakou svoji součást štěpení CO2 na CO a O2 i vody. Provádí se to nejčastěji při moderních způsobech likvidace odpadů, z nichž nevznikají žádné škodliviny, prakticky veškerý materiál se přemění na hořlaviny nebo kyslík, a je to následně spáleno při získání daleko většího množství energie, než to spotřebuje. Postupně tím asi bude nahrazeno normální spalování odpadů. Jde o technologie plazmového spalování odpadů, kde plazmový hořák má tak 4000 C. Touto technologií bychom mohli vyrobit z marsího CO2 a vody směs CO, H2 a O2. Nenajdeme tam ale asi tu vsázku pneumatik, starých hadrů, plastů, dřeva a shnilého jídla, případně trošku koksu na optimalizaci procesu, aby to mělo kladnou energetickou bilanci jako v pozemském likvidátoru odpadu, z něhož odchází jako hlavní produkt generátorový plyn. Ty plazmové procesy by snad mohla dělat snadněji v tamních řídkých plynech, ale potřebovali bychom levnou energii.

Plazmový hořák i ostatní systémy by chtěly nějakou vzácnou elektrickou energii a nějaký ohřev – brzděním o atmosféru, sluneční pecí s výkonnou fokusující optikou aj. Lepší systémy na Zemi v sobě mají i nějaký katalyzátor, to by pro nás ale asi nebylo nic radostného, protože by to obnášelo další náklad. Produkt se normálně na Zemi čistí. Např. zbytkový CO2 se absorbuje do selektivního rozpustidla – třeba trietanolaminu v absorpční koloně a v regenerační koloně se pak z rozpustidla zase vyvaří ven. Tepelná energie získaná pomocí fokusní optiky by se jistě dala zachycovat s daleko vyšší účinností, než jakou má fotovoltaická výroba elektrické energie. Byla by to ale velká zařízení a musela by pracovat dlouho, aby něco stihla. Pořád je to největší děs v zadání.

Existuje česká firma Solena, která se zabývá řešením těch systémů na bázi štěpení plazmovými hořáky s doprovodnou chemickou technologií. Vymýšlí to pro celý svět, při čemž dodávky strojního řešení pak dodávají firmy jako Westinghouse nebo milovníkům leteckých a kosmických technologií jistě známá Aerospatiale. Kdyby specialisty z takového podniku někdo přesvědčil, že se jim může k reklamním účelům hodit zamyslet se na hodinu nad takovým řešením, mohlo by to mít úplně jinou hodnotu, než když nad tím budeme mudrovat bez takovýchto speciálních znalostí. Já osobně tam bohužel nikoho neznám.

Ovšem myslím si, že nutnost vyrobit nějaké palivo hlavnímu účelu – dovézt co nejvíce co nejlepších vzorků – opravdu spíš vadí.

Také se domnívám, že všelijaké doplňkové vychytávky, jako iontové motory, plachetnice aj. jsou spíš proti principu koupit si za delší čas doplňkovou nosnost a láci, zároveň vnáší riziko nedovyvinutých technologií.


martalien - 25/7/2006 - 08:19

quote:
Plyn však prakticky žádný neuskladníme, pokud prakticky všecku kompresní práci neodvedeme chlazením jako odpadní teplo.



No to je asi nejvetsi problem meho navrhu stlacovani plynu behem sestupu. V praxi by to asi nemohl byt klasicky pristavaci modul ale spis kluzak, ktery by stlaceni plynu provadel az pri snizeni rychlosti pri klouzani atmosferou, kdy by se okolni atmosfera pouzila jako chladici medium. Bohuzel z toho plyne, ze kluzak musi byt hmotny a mnohem vetsi a tezsi nez vlastni navratovy modul, protoze pro stlaceni by se vlastne vyuzila ztrata jeho kineticke energie brzdenim pri stlacovani. Pokud uz teda dopravime k Marsu takove hovado tak by to spis mohl byt vetsi navratovy modul brzdeny klasicky stitem a padakem. Vlastne z toho plyne, ze nedosahnem zadnou vyhodu vyrobou paliva na Marsu - pokud tam nenajdem ropu - a cele zadani je vlastne nesmysl....


Ervé - 25/7/2006 - 08:31

Pokud chceme dostat vzorky z Marsu, pak nejlepším řešením je přistávací modul s dvoustupňovou raketou pro přímý start z povrchu Marsu na dráhu k Zemi bez jakýchkoliv setkávacích manévrů na orbitě Marsu. Vyrábí se dostatek N2O4/MMH motorů s potřebným tahem a výkonem, navíc jsou dostatečně vyzkoušené na geostacionárních družicích. Použití motorů na TPH je taky možné. Pokud ale NASA chce vyrábět už teď palivo na Marsu, tak je to cíl mise bez ohledu na komplikace, nárůst hmotnosti a odklady. Jenomže pak první vzorek z Marsu získá Rusko, ESA nebo Čína.
NASA by měla odložit výrobu paliva na Marsu až po přistání prvních lidí na Marsu. Pro první mise není nic takového potřeba, navíc to zvyšuje riziko neúspěchu.


ales - 25/7/2006 - 09:33

> NASA by měla odložit výrobu paliva na Marsu až po přistání prvních lidí na Marsu ...

Znovu připomínám, že soutěž MarsDrive nemá s NASA bezprostředně nic společného. MarsDrive je nezávislá organizace, stejně jako spolupořádající Mars Society (faktem ale je, že s výrobou pohonných látek na Marsu pro pilotované lety zatím počítá jak koncept Mars Direct od Mars Society, tak koncept referenční mise NASA).

Obávám se že právě ISPP je smyslem soutěže MSR-ISPP od MarsDrive a bez řešení ISPP může být (naše) účast v soutěži problematická. Nemohla by ale být naším důvodem pro účast právě ukázka výhodnosti MSR bez ISPP?


Jirka - 25/7/2006 - 11:08

quote:
Pokud chceme dostat vzorky z Marsu, pak nejlepším řešením je přistávací modul s dvoustupňovou raketou pro přímý start z povrchu Marsu na dráhu k Zemi bez jakýchkoliv setkávacích manévrů na orbitě Marsu. Vyrábí se dostatek N2O4/MMH motorů s potřebným tahem a výkonem, navíc jsou dostatečně vyzkoušené na geostacionárních družicích. Použití motorů na TPH je taky možné.

Problem s primym startem je, ze je nutne navratove pouzdro vybavit tep. stitem, avionikou, navigaci, RCS, zdrojem energie atd. Prelet mezi Marsem a Zemi proste nejde udelat bez korekcnich manevru. To je nemozne. Je nutno si realisticky rici, jakou minimalni hmotnost by mely tyto komponentu pro prelet od Marsu k Zemi. Myslim ze to bude v radech desitek kilogramu. Pokud tato technika ma prezit i pristani, pobyt a vzlet z Marsu, tak pridejme neco navic.
Pro dopraveni a vyzvednuti mozna 100kg zatizeni z Marsu potrebujeme pristavaci hmotnost v radu tun. Riziko bude obrovske.
Proto je lepsi setkani na LMO, kdy z Marsu startuje jen vzorek v ochrannem obalu, jednoducha elektronika a radiomajak sluzici k randezvous s orbitalnim stupnem.
Pristavaci stupen tak bude vyrazne mensi, v radu stovek kilogramu.
Randezvous ve vesmiru neni urcite nic jednoducheho, ale Hyabusa uz vpodstate predvedla podobny manevr.


Jirka - 25/7/2006 - 15:34

Pokud jsem uz ve fazi hodnoceni jednotlivych navrhu, tak zkusim pripominkovat tento:

quote:

poprve moja vizia MSR by spocivala v niekolkych misiach ktore by boli posielane na povrch marsu v urcitom obdoby ... boli by to iba doplnkove zariadeniena k inym misiam .. naprikladt ku Scouttovi alebo MRL ... samozrejme ze je nutne si uvedomit ze kazde s tychto zariadeni by malo istu vahu co by si vyziadalo zmenu v konstrukcii sondy danej misie ... odhadujem ze take zariadenie ktore by dokazalo odobrat a dopravit niekolko 100g horniny na kruhovu drahu by vazilo cca 50-100kg... je to dost ale mozno by to bolo rentabilne ...



Kruhova rychlost kolem Marsu je cca 3500m/s, unikova z povrchu 5500m/s (urcite to muzeme pozdeji upresnit, nyni to beru jako aproximaci)
Pokud predpokladam ze prazdna vaha kompletniho navratoveho stupne bude 60kg a tuhe pohonne hmoty, pak dejme tomu potrebuju 150kg paliva pro dosazeni orbitalni rychlosti a 350kg pro dosazeni unikove rychlosti.(Prosim ostatni o zpresneni ci kontrolu).
Muzu samozrejme pouzit i dvou stupnu, ovsem za cenu mensi spolehlivosti. Dopoprucoval bych ale jen jeden stupen a start na orbitu.

quote:

... konstrukcia navratoveho modulu by bola jednoducha ... 2stupnova raketa prvy stupen by bol na TPH a mal by za ulohu dopravu vzoriek az na takmer kruhovu drahu ... druhy stupen s kontajnerom na vzorky a slnecnymi panelmi by ma l za ulohu robit manevri na LMO tak aby sa vsetky kontajnery dostali na zhruba rovnaku obeznu drahu ...



To ovsem neni jednoducha konstrukce. Navigace u Marsu neni trivialni. Pro manevrovani na orbite je potreba spousta jinych systemu nez jen PV panely.

quote:

medzi tym by zo zeme odstartovala MRSV nejakou silnou raketou v podstate by to bol iba nejaky super lahky zasobnik na kontajnery a Star48B stupen .. toto vsetko by sa dopravilo k marsu na kruhovu drahu s parametrami podobnymi tym ktore maju kontajnery .. postupne by sa tento kolos k jednotlivym kontajnerom priblizil a tie by do neho "naskakali" ... potom by stacilo iba nastartovat tahac Star48B a pod ho home k maticke zemjli ... samozrejme zariadenie v ktorom by boli kontajneri ulozene by malo tepelny stit na prienik cez zemsku atmosferu a padaky ...



Take ne moc jednoduchy system. Vsechny soucasne Marsovske orbitery zatim demonstrovali jen prechod na Orbitu kolem Marsu. Ne cestu nazpet. Nerikam ze Star48B nemuze fungovat, ale nezapominejme na to, ze by byly potreba upravy na dlouhodoby pobyt ve vesmiru a vubec se nejedna o nejaky efektivni stupen.
Take „naskakovani“ vzorku zrejme nebude vubec jednoduche. Pro zachytavani vzorku by to chtelo vymyslet nejaky genialne jednoduchy system jak je lapnout. Traba mit lapacku na principu sucheho zipu, nebo magnetu, aby bylo randezvous co nejjednodussi.

quote:

... no je to v podstate jednoduchy system .. sice samotne zberove zariadenia by boli relativne zlozite ale bolo by ich "vela" takze az take drahe by neboli ... usetrenie hmotnosti by sa dalo zabaspecit pomocou lietajucej startovacej rampy ... nejaka smiesna konstrukcia zavesena na balone ale to uz je prilis scifi


sberace vzorku by naopak nemusely byt slozite: napr. lapac prachovych zrnek, elektrostaticke sberne zarizeni, vystreleni nejakeho lepiveho provazku a srolovani zpet, odpareni, odbrouseni atd.
Co se tyce balonu, tak nesmime zapomenout, ze jeho nosnost by byla velice mala, vzhledem k male hustote atmosfery. Urcite ne dostatecna na vyneseni navratove rakety do vysky, ktera by mela nejaky smysl.


Jirka - 25/7/2006 - 15:56

Navrhuju tedy tento postup. Ze Zeme odstartuje komplet s orbiterem, pristavacim i navratovym stupnem. Orbiter zajistuje energii, navigaci, RCS. Pred priletem k Marsu orbiter vypusti pristavaci pouzdro, ktere nema vlastni schopnost pohybu ci navigace. Orbiter provede brzdici manevr a dale prejde na orbitu pomoci aerobrakingu. Pristavaci pouzdro pristane klasickym zpusobem na Marsu (stit, padaky, airbagy).
Odeberou se vzorky a jsou vyneseny na orbitu raketou na TPH. Raketa je navadena na orbitu orbiterem. Navadena raketa ma nejprimitivnejsi moznou avioniku, navigace je dana pouze okamzikem startu a smerem signalniho paprsku z orbiteru.
Orbiter se priblizi k obihajici rakete pomoci jejiho radiomajaku. Raketa by mohla mit trivialni PV clanky po obvodu zasobujici radiomajak.
Vzorky nachazejici se v kontejneru ve spici rakety nafouknou balon ktery ma na povrchu „suchy zip“. Orbiter s vlastni placackou se suchym zipem zachyti kontejner. Zbytek nyni nepotrebne rakety se odpoji.
Kontejner se vzorky je umisten do navratoveho pouzdra a Orbiter se vyda k Zemi.
Orbiter u Zeme nasmeruje vzorky do atmosfery a odebere se do vecnych lovist.


Jirka - 25/7/2006 - 16:01

Muj navrh predpoklada pokrocily Orbiter, vcelku standardni pristavaci stupen (na urovni MERu) a navratovy stupen na urovni klasicke radarem rizene rakety.
Predpokladam ze v dobe realizace by jiz takovy Orbiter mohl byt ralizovatelny. Samozrejme ze si musime uvedomit, ze to bude stale mnohem komplikovanejsi roboticka mise, nez jsou nyni bezne porvadeny.


Adolf - 25/7/2006 - 16:57

quote:
Muj navrh predpoklada pokrocily Orbiter, vcelku standardni pristavaci stupen (na urovni MERu) a navratovy stupen na urovni klasicke radarem rizene rakety.
Predpokladam ze v dobe realizace by jiz takovy Orbiter mohl byt ralizovatelny. Samozrejme ze si musime uvedomit, ze to bude stale mnohem komplikovanejsi roboticka mise, nez jsou nyni bezne porvadeny.



Jako vše, co je hezké, logické, nekomplikované a levné to nesplňuje tu sadistickou podmínku jak z pohádky (ty jsou standardně horory): výrobu paliva. Je nutno to palivo vyrábět pro raketu nebo by stačilo, aby pohánělo třebas palivový článek?


Jirka - 25/7/2006 - 17:09

quote:

Jako vše, co je hezké, logické, nekomplikované a levné to nesplňuje tu sadistickou podmínku jak z pohádky (ty jsou standardně horory): výrobu paliva. Je nutno to palivo vyrábět pro raketu nebo by stačilo, aby pohánělo třebas palivový článek?


Je ta vyroba paliva opravdu nutnosti? Ja myslim ze to nemysli vazne. Budto chci navrat nejakeho oduvodneneho mnoztvi vzorku v rozumne kvalite, nebo chci neco jineho.
To uz by mohli rovnou vyhlasit pozadavek, aby soucasti mise byl i robot, ktery by se umel postavit na hlavu.
Nebylo by rozumejsi, kdyby byla vyroba paliva na Marsu nejdriv demonstrovana na Zemi, pak primo na miste na Marsu a pak teprve muzeme poslat misi, ktera ty paliva bude vyuzivat?
Jeden muj starsi kolega inzenyr vzdy rikaval: "To ze zakaznik neco chce, jeste neznamena ze to dostane. Leckdy ani sam poradne nevi co chce a od nas jen ceka az mu to rekneme."


Jirka - 25/7/2006 - 17:32

Jeste bych dodal, ze se zde pravdepodobne vubec neuvazuje o tom, ze by sebranka "amateru" byla schopna se nejak na teto misi podilet. Spis by to mohla byt jakasi studnice napadu, ovsem realizovatelnych. Mohli bychom tedy dat dohromady nejakou kostru mise a zamerit se na sbirku nejakych napadu treba pri sberu vzorku, ci zachytavani pouzdra se vzorky na obezne draze.
Vyroba paliva je zalezitos spis pro chemiky, kteri musi mit ovsem v ruce presny rozbor dostupnych surovin. Predstava ze amater od stolu navrhne reseni pouzitelne pro prostredi o nemz toho moc nevime je absurdni.


ales - 25/7/2006 - 20:15

Jirka> Mohli bychom tedy dat dohromady nejakou kostru mise a zamerit se na sbirku nejakych napadu treba pri sberu vzorku, ci zachytavani pouzdra se vzorky na obezne draze.

Jirka tu ve svých předchozích příspěvcích popsal klasický koncept MSR mise (lander/MAV + orbiter ERV se setkáním na LMO), který byl použit u většiny studií a projektů uvedených např. na stránkách "Romance to Reality" ( http://www.marsinstitute.info/rd/faculty/dportree/rtr/ ).

Pokud to dobře chápu, Jirko, tak navrhuješ nechat tento klasický základní koncept beze změny a zkusit ho vylepšit sbírkou nápadů k některým částem mise (já takovým nápadům říkám "finty").

Je pro ostatní tento postup přijatelnější a zajímavější (k účasti na rozpracování)?

Myslím ale, že randomův návrh, který osobně navrhuji k rozpracování (stejnými "fintami" jak navrhuje Jirka), se vlastně od toho klasického konceptu liší jen v tom, že uvažuje "více landerů/MAVů na jeden ERV". Jinak lze využít stejných principů, zařízení a vybavení, jako u odzkoušených věcí nebo kompetentních projektů. Nemohl by to být další kousek k tomu, jak se v našem návrhu odlišit od ostatních a udělat ho efektivnější?

Při podrobnějším rozpracování klasického konceptu stejně asi budeme muset prověřit i variantu s přímým návratem (která se sice Jirkovi jeví neefektivní, ale je třeba to prokázat). Osobně si například dovedu představit suchou hmotnost MAV/ERV do 20 kg a pak už by asi ta Jirkova čísla nevycházela tak hrozivě. Uvidíme.

ISPP budeme ve svých úvahách asi muset úplně pominout, případně prostě převzít některou z dříve publikovaných variant (např. ve studiích a projektech NASA).

Za nejzajímavější možnost pokračování diskuse pro tuto chvíli považuju zhodnocení, výběr a upřesnění vhodných "fint" ke zvýšení efektivity MSR mise.

"Finty" které zatím považuju za vhodné ke zhodnocení (ostatní jsem už pro sebe "odmítl" ale možná předčasně):
- speciální způsoby sběru vzorků (prach z povrchů, předzpracování)
- vzorky odebrat rovnou při přistání (dopadu) na povrch Marsu (penetrátor)
- navádění MAVu orbiterem (na orbiter) ERV při startu z povrchu Marsu na LMO
- metody usnadňující setkání a spojení na LMO (suchý zip, magnet)
- MSR misi uvažovat jako "přívažek" většího orbiteru, landeru nebo roveru
- přímý start MAV/ERV z povrchu Marsu k Zemi (eliminace setkání na LMO)
- iontový pohon pro ERV (větší deltaV pro setkávací manévry na LMO)

Pusťme se do hodnocení a výběru.
[Upraveno 26.7.2006 poslal ales]


Jirka - 25/7/2006 - 22:22

quote:

Pokud to dobře chápu, Jirko, tak navrhuješ nechat tento klasický základní koncept beze změny a zkusit ho vylepšit sbírkou nápadů k některým částem mise (já takovým nápadům říkám "finty").



Nikdy jsem se o mise k Marsu moc nezajimal, takze nevim jaky koncept je klasicky (treba se k tomu nekdy dostanu).
Asi by bylo vhodne si dat nejake mantinely. Jak moc musi byt mise realisticka, jake jsou asi zdroje atd. Vymyslet muzeme vskutku ledacos. Napriklad muzeme zkusit pouzit nektere komponenty z VSE, vyuzit suroviny z Mesice, nebo hypotetickou zakladnu v L1 Mesic-Zeme.


random - 25/7/2006 - 23:44

hlopi (= vychodnarsky chlapi) .. neblaznite .. kym ja stihnem nejaky zaklad prispevku sformulovat tak sa posuniete v debate o taky kus ze som z toho na vetvi ...
.. vypracuvavam nejaku studiu dopravy z povrchu na LMO ale potrebujem si to premysliet ...
.. myslim si ze ako sutazny navrh by sme mohli prejist ak bude nase riesenie vyrane technologicky a financne menej narocne ako ostatnych (co moze byt problem) ...
.. co by sa mi pozdavalo dat dohromady moje a Jirkove navrhy a nieco z nich vypocitat ... takto by sme sa pohli v pred (ja sice pocitam nejaku koncepciu ale potrebujem pomoc hlavne aby ma niekto korigoval co najblizsie k realite - lebo sice ja nieco prerachujem ale ci je to technologicky mozne je otazka na telo)
.. vyroba PH z martanskych zdrojov si vyzaduje mnoho usilia pri hladani toho spravneho vyrobneho procesu (zariadenie nakoniec nemusi byt nakoniec neunosne tazke ale ci bude dostatocne efektivne)... pri vyrobe paliva bude nutne separovat martanske materialy .. pretoze ak treba vyrobit nejake mnozstvo PH za urcitu dobu tak ta cistosst materialov na vyrobu musi byt velmi velmi vysoka... zatial tolko .. zajtra skusim poslat nejake prepocty pojde o moj klasicky koncept s tym ze ho trosku obohatim o nejake drobnosti .. teda budem sa snazit


Ervé - 26/7/2006 - 09:03

Pokud vím, v plánech z 80.let se počítalo s využitím rozkladu atmosférického CO2 na CO a O2, které by se potom spalovaly jako sice nevýživné, ale použitelné palivo. Nevíte jaká je energetická náročnost rozkladu a Isp při použití takového paliva ? Jinak jde použít H2O a rozkládat ho na H2 a O2, což je jednak energeticky náročné, jednak se vodík špatně skladuje, jednak potřebujete vodu. Všechny způsoby jsou ale energeticky náročné, takže bez jaderného zdroje nelze vyrobit palivo v jiném než pokusném množství, tedy naprosto nedostatečné. Zkrátka potřebujeme přibližně přesná čísla.


random - 26/7/2006 - 10:03

neviem ale ak chceme vyrobit nejake palyvo na marse tak to musi byt velmi efektivna vyroba teda pomocou nejakeho katalizatora a za vyuzitia iba malej energie ...mozno by slo urobit nejaky cyklus ktory by vyprodukoval dostatok skladovatelnych pohonnych hmot ... pripadne otocit celu kartu a palivo si dopravit na povrch a nenarocnym sposobom vyrobyt okyslicovadlo co by bolo realnejsie kedze na marse je zlucenin s vodikom uboho malo ... toto by mozno bolo riesenie


Jirka - 26/7/2006 - 12:45

quote:
Pokud vím, v plánech z 80.let se počítalo s využitím rozkladu atmosférického CO2 na CO a O2, které by se potom spalovaly jako sice nevýživné, ale použitelné palivo. Nevíte jaká je energetická náročnost rozkladu a Isp při použití takového paliva ? Jinak jde použít H2O a rozkládat ho na H2 a O2, což je jednak energeticky náročné, jednak se vodík špatně skladuje, jednak potřebujete vodu. Všechny způsoby jsou ale energeticky náročné, takže bez jaderného zdroje nelze vyrobit palivo v jiném než pokusném množství, tedy naprosto nedostatečné. Zkrátka potřebujeme přibližně přesná čísla.


Udelal jsem jednoduche vypocty zalozene na "heat of formation" jednotlivych komponent. Jelikoz nejsem chemik a pouzity postup je hodne zjednoduseny, tak predokladam, ze ty vysledky jsou jen pro hrubou predstavu.

podle rovnice 2H2 + O2 -> 2 H2O vznikne 13.4 MJ tepla na 1kg vysledneho produktu

rovnice 2CO + O2 -> 2 CO2 uvolni 6.4 MJ tepla na 1kg vysledneho produktu

Z toho bohuzel nevyplyva ze i pro opacny dej a vyrobu O2 by rozklad CO2 mel byt vyhodnejsi, protoze dej je sice energeticky mene narocny, ale zase vyrobime mene kysliku. Jedinou vyhodou by mohlo pripadne byt, ze CO2 neni nutno nijak narocne tezit, ale proste jen vzit z atmosfery.
Bohuzel i v idealnim svete by vyroba 1kg kysliku trvala s 1kW prikonem asi 750dni. To nemluvim o ucinnosti zarizeni a kvalite surovin ci produktu.


random - 26/7/2006 - 14:18

quote:
quote:
Pokud vím, v plánech z 80.let se počítalo s využitím rozkladu atmosférického CO2 na CO a O2, které by se potom spalovaly jako sice nevýživné, ale použitelné palivo. Nevíte jaká je energetická náročnost rozkladu a Isp při použití takového paliva ? Jinak jde použít H2O a rozkládat ho na H2 a O2, což je jednak energeticky náročné, jednak se vodík špatně skladuje, jednak potřebujete vodu. Všechny způsoby jsou ale energeticky náročné, takže bez jaderného zdroje nelze vyrobit palivo v jiném než pokusném množství, tedy naprosto nedostatečné. Zkrátka potřebujeme přibližně přesná čísla.


Udelal jsem jednoduche vypocty zalozene na "heat of formation" jednotlivych komponent. Jelikoz nejsem chemik a pouzity postup je hodne zjednoduseny, tak predokladam, ze ty vysledky jsou jen pro hrubou predstavu.

podle rovnice 2H2 + O2 -> 2 H2O vznikne 13.4 MJ tepla na 1kg vysledneho produktu

rovnice 2CO + O2 -> 2 CO2 uvolni 6.4 MJ tepla na 1kg vysledneho produktu

Z toho bohuzel nevyplyva ze i pro opacny dej a vyrobu O2 by rozklad CO2 mel byt vyhodnejsi, protoze dej je sice energeticky mene narocny, ale zase vyrobime mene kysliku. Jedinou vyhodou by mohlo pripadne byt, ze CO2 neni nutno nijak narocne tezit, ale proste jen vzit z atmosfery.
Bohuzel i v idealnim svete by vyroba 1kg kysliku trvala s 1kW prikonem asi 750dni. To nemluvim o ucinnosti zarizeni a kvalite surovin ci produktu.


tu je zrejme ze ak sa nevymysli nejaka velmi efektivna a lacna metoda pre vyrobu pohonnych latok tak je to setko na nic ... inak mozno by sa dal pouzit martansky FeO3 a Fe204 ale tu je zasa iny problem ako roboticky vyrobit (naplnit) nosnu raketu na TPH !


ales - 26/7/2006 - 14:31

Jirka> Bohuzel i v idealnim svete by vyroba 1kg kysliku trvala s 1kW prikonem asi 750dni.

Nechápu, z čeho tento "odhad" vychází? Obávám se, že toto nejsou ani "přibližně přesná čísla".

Základní informace o ISPP jsou např. na http://www.aa.washington.edu/research/ISRU/ARES/ares.htm a vychází to tam o hodně lépe (o několik řádů lépe). [např. "produces 4.2 kg CO/day with an overall plant mass of 8 kg and a power input of 500 W"]

Jak už jsem psal, ISPP zařízení nemusíme nutně vymýšlet "od píky", ale snad by šlo prostě využít už hotových výsledků z dřívějších studií.

P.S.: Zjistil jsem bohužel, že autor už stránky "Romance to Reality" zrušil, takže informace budeme muset hledat jinde.


Jirka - 26/7/2006 - 15:12

quote:
Jirka> Bohuzel i v idealnim svete by vyroba 1kg kysliku trvala s 1kW prikonem asi 750dni.

Nechápu, z čeho tento "odhad" vychází? Obávám se, že toto nejsou ani "přibližně přesná čísla".

Základní informace o ISPP jsou např. na http://www.aa.washington.edu/research/ISRU/ARES/ares.htm a vychází to tam o hodně lépe (o několik řádů lépe). [např. "produces 4.2 kg CO/day with an overall plant mass of 8 kg and a power input of 500 W"]

Jak už jsem psal, ISPP zařízení nemusíme nutně vymýšlet "od píky", ale snad by šlo prostě využít už hotových výsledků z dřívějších studií.

P.S.: Zjistil jsem bohužel, že autor už stránky "Romance to Reality" zrušil, takže informace budeme muset hledat jinde.


Diky za opravu. Skutecne jsem si popletl hrusky a jablka a zamotal jsem se v jednotkach. Principialne byl vypocet spravny ovsem vysledek naprosto spatny.
S vykonem 0.5kW lze teoreticky vyrobit 4.3kg CO/den.


Jirka - 26/7/2006 - 15:20

Heat of formation:

CO: -26.416 kcal/mol
CO2: -94.052 kcal/mol
O2: 0

reakce:

2CO + 02 + energie -> 2 CO2
2 x -26.416 + 0 + energie -> 2 x -94.052
energie = 135.272 kcal = 566 kJ

reakce v kilogramech

0.64kg CO + 0.35kg O2 - 6.432MJ energie = 1kg CO2

a zde prisel spatny prepocet MJ na kW a produkci


random - 26/7/2006 - 17:00

no tak som si to trochu prepocital .. a poviem vam je to horsie ako zle
pre vypocty som pouzil nasledovne vychodzie parametre :
zakladne martanske konstanty:
grav. zrychlenie na marse g_m=3.69ms^-2
kruhova rychlost (pre r=300km) v_1=3450ms^-1
unikova rychlost v_2=5000ms^1
rotacna rychlost marsu na rovniku v_r=240ms^-1
tlak atmosfery na povrchu p_a=0.7-0.9kPa
vyska drahy nad povrchom r = cca 300km
potrebne dV pre dosiahnutie drahy dV=cca 4100ms^-1

predpoklad pre uzitocny naklad
hmotnost m_0 = 15kg
hmotnost paliva m = 6kg
celkova dV = 700 ms^-1
palivo : hydrazin (Isp = 230, F_t=90N, doba funkcie T=100s)
hmotnost pohonnej jednotky (aj s nadrzou) m_p = 3kg

predpoklad pre nosnu raketu pre dopravu nakladu na LMO
celkova dV = max 3500ms^-1
tah F = min 2x G (kde G je tiaz celeho kompletu nosic-uzitocny naklad na marse)
palivo: dvojzloskove dhodobo skladovatelne (Isp = 260-300) alebo tuhe (Isp = 250) , doba funkcie T = cca 300s

vychadza mi ze ak bude vzletova hmotnost celeho kompletu nieco okolo 135kg (z toho pripada na vsetko palivo 106kg a pre cistu hmotu kontajnera s pohonnou jednotokou cca 9kg - z tojo hlavny motor zhruba .5kg a korekcne trysky este menej) (pozeral som hydrazinove motorceky rady MR a su celkom dobre ale maju dost vysoku spotrebu co ale by zabespecila bateria) je to celkom realne dostat na LMO a dokazat s tym aj nejak manevrovat.

nehovorim ze moja koncepcia je spravna ale mam snahu dat dohromady nieco co by sa realne dalo postavit a donieslo by to aj viac uzitku ako len niekolko mikrogramov "mozno" martanskeho prachu z atmosfery.
Ano moj navrh pokulhava ale nemyslim si ze je to take vazne ako by sa to mohlo na prvy pohlad zdat ... 15kg na konstrukciu maleho nopredsa je to dost aby sa do tych 15kg vymestil motor na hydrazin + 8-12 mensich trisiek pre manevrovanie, nadrz pre 6kg hydrazinu .. termoska pre He na tlakovanie nadrze s hydrazinom, jednoducha avionika (iba vykonne casti s velmi jednoduchym pocitacom), akumulator, slnecny panel (max 20W), radio modem (s majakom 5W) a kontajnerom na vzorky s nejakym uchytnym zariadenim.
co sa tyka startovacieho stupna ten ma praznu hmotnost 20kg - co nieje tak malo - iba jednoducha avionika (mozno z tejto hmotnosti treba odratat asi 2kg na hydrazinovy korekcny system - bez neho to nepojde), prepojeny by bol priamo na kontajner ktory by sprostredkuval poveli pre vzlet, nadrze by mohli byt z kompozitneho materialu ak v nich nebude hydrazin (co by som nevylucoval ale potom nadrz by bola iba jedna a z titanu - velmi draha srandicka ) (mam taky napad ze okyslicovadlo a PL by mohmi byt uz zmiesane v nadrzi ale to by asi prinieslo zvysenie rizika), doprava palyva do motora by bola iba pomocou tlakovania nadrzi heliom (je mozne pouzit aj heliovu termosku z kontajnera aby sa usetrilo par gramov)...
pre vzlet by bola potrebna suhra pozemnej stanice a ERV... tu ale nastava dalsia otazka na aku drahu treba vyniest kontajner .... su 3 moznosti
1.polarna
2.s vysokym sklonom
3.rovnikova
(vsetky su takmer kruhove)
ak sa vybere polarna je to najbespecnejsia draha ale potom nieje mozne vyuzit dodatocny impulz rotazie marsu (nejakych smiesnych 240ms^-1 na rovniku) a skor sa musi kompenzovat aby nedochadzalo k aberacii roviny drahy takze teda k celkovemu dV +240ms^-1
ak sa vybere draha s vyssim sklonom nieje mozne pristat na poloch ale len v pripolarnych oblastiach (povedzme pri sklone drahy 60deg to bude max do 55deg martanskej sirky) ale bude mozne pouzit aj impulz od marsu (v pripade polarneho startu ~80deg by bolo potrebne vykonat korekciu sklonu drahy co by bolo zhruba 300ms^-1 naviac ... teoreticky je to mozne)
ak sa vybere rovnikova draha tak energia potrebna z akehokolvek miesta na povrchu (okrem rovnika) bude znacne energeticky narocna takze tato draha je asi uplne vylucena z boja

start MAVu a jeho spojenie s ERV by sa rozdelil na 7 faz:
1. vypocet a urcenie presneho casu startu
2. vzlet - horenie startovacieho stupna 400-500s (po 150s postupne znizovanie vykonu motora az na 1/5 nominalneho)
3. po dohoreni startovacieho stupna (~3450ms^-1) sa tento pomocou pyro patronov oddeli a dopadne na povrch pre oddelenie a vylucenie zrasky sa zapali hydrazinovi motorcek na kontajnery na dobu 15s pri tahu 5N
4. po 40-50s od oddelenia (dosiahne sa takmer vystupna vyska balistickej zlosky zrychlenia (cca 150km)) sa zazehne hznovu hydrazinovy motor tak aby pretazenie nepresiahlo 5G
5. po spotrebovani zhruba 4kg paliva by mal byt kontajner na takmer kruhovej drahe vo vyske 250-300km a za ERV by sa mal opozdovat asi o 800km co ale vzhladom na nizzsiu drahu by znamenalo ze do 3-5 obehov by mal tuto stratu vyrovnat
6. pri prvom priblizeni by sa prepol hydrazinovy motor do pulzneho modu a vyrovnal by drahu na kruhovu vo vyske 300-350km (zalezi od konecneho navrhu) vzajomna rychlost MAV a ERV by sa tym znizila zo zhruba 60-100ms^-1 na menej ako 5ms^-1 (setko by zabespecil hytrazinovy motor a korekcne motorceky na kontajnery)
7. spojenie by prebehlo po fazach kedy by sa najprv znizila vzdialenost medzi MAV a ERV na menej ako 1000m a postupne zrovnavala rychlost (sledovanie radiomajaku) ; znizenie vzdialenosti na 300m a rychlosti na 1ms^-1; pod 50m a <0.3ms^-1
8. spojenie za pomoci uz aj motorov ERV

po spojeni (mozno nejaky elektormagneticky sysyem) a zaisteni spojok by doslo k uvolneniu servisnej casti od kontajneru (znizi sa tym hmotnost na 1/3 asi) a manevrami by sa znizila vyska tak aby pri dalsich manevroch nemohlo dojist ku kontaktu

takto by to prebiehalo u vsetkych MAVov


ales - 27/7/2006 - 15:13

> no tak som si to trochu prepocital .. a poviem vam je to horsie ako zle ...

Proč je to špatné? Tvoje výsledky mi připadají normální, správné a daly se očekávat.

> ... vychadza mi ze ak bude vzletova hmotnost celeho kompletu nieco okolo 135kg (z toho pripada na vsetko palivo 106kg a pre cistu hmotu kontajnera s pohonnou jednotokou cca 9kg) ... a dokazat s tym aj nejak manevrovat

A co se to pokusit trochu obrátit a udělat "kontejner" pro LMO co nejmenší a manévrovatelnost "dohnat" dokonalejším ERV?

Vychází mi, že když by "kontejner" na vzorky měl hmotnost cca 2 kg (včetně až 1 kg vzorků), tak startovací hmotnost dvojstupňového MAVu by mohla být klidně i pod 50 kg. To už je věc, která by se snad dala používat jako "piggyback / přívažek" větších landerů a roverů. Přitom "kontejner" (i ve spojení s vyhořelým druhým stupněm MAVu) už by sice nemanévroval, ale mohl by asi nést solárně napájený radiomaják.

Takovéto "minikontejnery" by pokročilejší ERV (např. s iontovými motory) s větší zásobou deltaV pro manévry na LMO, mohl postupně "sbírat" i po delší době, takže by mohl být vypuštěn třeba až poté, co bude jasné, že několik kontejnerů se úspěšně dostalo se vzorky na LMO (na podobné dráhy s malými rozdíly roviny dráhy). ERV by tak mohl "posbírat" třeba i víc než 10 kontejnerů a dopravit k Zemi přes 10 kg vzorků naráz (a přitom z různých míst Marsu). Šlo by to?


NasaCZ - 27/7/2006 - 16:38

Zdravím,
koukal jsem, že v předchozích článcích se řeší energetická náročnost
pro výrobu paliva, jeho cena a váha.
Co s týče výroby, měl bych návrh.
Nějaká nosná raketa (DELTA 2, ...) vyšle na oběžnou dráhu ISS družici pro cestu na MARS.
Tu družici bude možno ovládat z ISS (brzdící trysky).
Astronaut sídlící na ISS vystoupí do volnéhé prostoru a ze stanice napustí palivo H2+O2. Energie na ISS je přeci ze solárních panelů (zadarmo). Bude potřeba pouze voda.
Co si o tom myslíte?
[Upraveno 27.7.2006 poslal ales]


ales - 27/7/2006 - 17:11

> ... v předchozích článcích se řeší energetická náročnost
pro výrobu paliva, jeho cena a váha. ...
> Astronaut sídlící na ISS vystoupí do volnéhé prostoru a ze stanice napustí palivo H2+O2. Energie na ISS je přeci ze solárních panelů (zadarmo). Bude potřeba pouze voda.

Odpovím zatím stručně, co si o tom myslím:
1. řeší se výroba paliva NA MARSU pro start z povrchu MARSU
2. cena dopravy a rozkladu vody na ISS bude asi vyšší než výroba H2+O2 na Zemi a start rovnou se sondou k Marsu


random - 28/7/2006 - 14:43

>Proč je to špatné? Tvoje výsledky mi připadají normální, správné a daly se očekávat.

no bol tam smail - no nepodareny zart

> A co se to pokusit trochu obrátit a udělat "kontejner" pro LMO co nejmenší a manévrovatelnost "dohnat" dokonalejším ERV?

no ano to ma napadlo ako prve ale stale sa tu zabuda na jednu vec ze ten kontajner musi byt schopny sa dostat na drahu s nejakymi parametrami a musi to urobit kazdy z tych kontajnerov ... takze ak ich nebudeme vediet ovladat tak by to mohlo dopadnut zle ... samozrejme ze ten stretavaci menever by nakoniec mohol urobit ERV ale aj keby to zarucoval ERV tak by spotreboval omnoho viac paliva ako MAV (o toto mi presne slo - usporit palivo a teda i hmotnost) - nebral by som inteligentnejsie (podstate na ERV by boli iba vykonne zariadenia ktore su nutne pre ovladanie ale nie pocitac ktory je velmi narocny na spotrebu a drahy! - ten by bol iba jeden a bol by na ERV)
... na timeline sa mozeme pobavit neskor nevidim v tom velky problem kedy maju startovat MAVi a kedy ma priletiet ERV samozrejme potom sa meni aj situacia s pocitacom ale budem sa snazit vas presvecit ze koncepciu ktoru navrhujem je mozne s mnozstvom dalsich napadov a pripomienok dostat do pouzivatelneho stavu


ales - 28/7/2006 - 15:52

> ... o toto mi presne slo - usporit palivo a teda i hmotnost ...

Jenže nestačí počítat jen "palivo" pro manévry na LMO. Větší a složitější "kontejner" potřebuje o tolik víc "paliva" pro start z Marsu (pro MAV), že by to celkově (za více MAVů) bylo možná víc (podle mne určitě a o hodně), než by na LMO spotřeboval těžší a složitější ERV (počítám s hmotností ERV cca 100 kg [z toho cca 50 kg "paliva"]). Pořád počítám s tím, že těch MAVů by mělo být víc a ERV jen jeden. V takovém případě bych se snažil to, čeho je víc (MAVy a "kontejnery"), udělat co nejlehčí, nejmenší a nejlevnější a ten jeden kus (ERV) pak už snad může být i větší, těžší a dražší. Celková cena i hmotnost by v takovém případě měla být výhodnější (nižší). Budeme to prostě muset oboje číselně propočítat (odhadnout) a porovnat.


random - 29/7/2006 - 12:09

ano ale treba ratat ze ten ERV treba dostat na spravnu drahu a nestaci presnost +/- 10deg v sklone roviny drahy a +/-50km vo vyske .. to je prilis vela ale to by sa dalo dosiahnut s MAVom ktory by mal dohromady tych 50kg ... ale potom ERV by musel mat dV aspon 5000ms^-1 co je uz dost ale ani to nieje este nemozne.. no skusim si to premysliet


random - 31/7/2006 - 12:00

cafte .. mam v umysle trosku prerobit koncepciu startu - ma napadla jedna kacirska myslienka ... co ak by sa pouzil miesto 1.stupna 0.5ty stupen? v praxi by to vyzeralo tak ze horny stupen na KPH by mal o dost vacsiu nadrz (alebo by boli dve - zalezi na pomere zlozitost/efektivnost) na KPH a symetricky rozlozene trysky (2,3,4) po obvode (tu ale nastava problem ako zabranit splodinam z horena aby neohrozovali 0.5 stupen) .. 0.5 stupen by bol na TPH s tym ze funkcia 0.5 a 1. stupna by bola spolocna ... po vyhoreti 0.5 stupna by 1. stupen pokracoval vo funkcii s jednym restartom (po dohoreti 0.5 stupna by motory 1. stupna fungovali este cca 10sec - a po asi dalsich 30sec by doslo k opetovnemu restartu) celkova doba horenia 0.5 stupna by bola asi 180sec a 1.stupna 300-400sec
riesenie toho usporiadania moze byt este take ze sa pouziju 2-3-4 startovacie stupne (0.5 stupen) na TPH a 1.stupen bude mat iba jeden vacsi a efektivnejsi motor ... no este ma zaujima (ak to vie niekto zistit) ako je na tom dvojzloskove palivo - oplati sa ho vymenit za hydrazin? alebo je lepsi hydrazinovy motor (hydrazin by bolo mozne pouzit aj do korekcnych motorcekov - ale su dostatocne male aj korekcne motorceky na dvojzlozkove KPH?)


Adolf - 6/8/2006 - 16:21

Na místě je extrémní skepse k domněnce, že by nějaké zařízení dovezené ze Země mohlo vyprodukovat tolik energie z potenciálu paliv či okysličovadel vytvořených z marsích surovin, aby se ho vyplatilo vozit na krátkou expedici pro vzorky. Nicméně tonoucí se stébla chytá. Článek, na který jsem dal před několika dny odkaz na Život na Marsu, tvrdí, že s největší pravděpodobností během prachových bouří a v prachových ďáblech vzniká spousta statické elektřiny, která nejenže může nepříznivě ovlivnit chod našich zařízení, ale také nejspíš štěpí přítomné CO2 a vodu za vzniku ozónu a peroxidu vodíku, které se pak poměrně hojně ukládají do marsího prachu. Tato skutečnost by mohla vyložit i přítomnost metanu zjištěného v marsí atmosféře, který byl dosud hypoteticky připisován buď vulkanismu nebo životu. Dále samozřejmě výrazně determinuje možnosti existence života v povrchových vrstvách Marsu.

Nicméně mělo by to důležité důsledky pro misi s návratem vzorků. Jak jsem uváděl, vzorky marsího prachu, pokud možno včetně prchavých složek, tak nabývají na ještě větší důležitosti. Dále pak je tu jistá naděje, že zmíněné oxidanty – ozón a peroxid vodíku – by bylo možno na Marsu z jeho prachu vypéct. Mám však obavy, že by to vyžadovalo nějaké monstrum, co žere vagóny marsího prachu, aby to navařilo pár bandasek peroxidu, při čemž by mělo děsnou hmotnost a pro svůj provoz by vyžadovalo značný příkon. Také nevíme nic o tom, kolik těch okysličovadel v onom prachu můžeme očekávat. Možná by to ale mohlo přimět tvůrce programu současných roverů, aby udělali nějaké experimenty s prachem, při nichž to zkusí spektrometricky změřit. Zajímavé ovšem je, že určitá měření obsahu těchto oxidantů v marsím prachu asi proběhla už před 30 lety. Tehdejší Vikingy dělaly pokusy s možností marsího života. Do vzorků půdy přidaly nějaké živiny, které by mohly hypotetickým mikrobům z rudé planety chutnat, a čekali na projevy jejich chemické degradace. Skutečně se jí u některých vzorků dočkali, ale jen po omezenou dobu, po niž došlo k jakémusi nasycení a zastavení procesu jejich rozkladu. Tento výsledek od té doby budí značné rozpaky při jeho výkladu. Ve světle dosti silně podpořené hypotézy vzniku oxidantů ukládaných do prachu se však nabízí vysvětlení, že šlo o proces nastartování oxidace živin těmito látkami, který se zastavil, když byly oxidanty spotřebovány. Ovšem v tom případě to můžeme považovat za zatím jediné měření jejich obsahu. Kdyby někdo znal tento výsledek, mohlo by se snad trochu uvažovat o možnosti těžit tato okysličovadla z místního prachu.


martalien - 7/8/2006 - 08:23

Jen me tak napadlo - kdyz tam fouka - nebylo by mozno pro vyrobu elektriny pouzit na roveru vetrnou elektrarnu?


Adolf - 7/8/2006 - 17:35

quote:
Jen me tak napadlo - kdyz tam fouka - nebylo by mozno pro vyrobu elektriny pouzit na roveru vetrnou elektrarnu?


Ten požadavek na palivo vymyslel nějaký poťouchlý misantrop a perverzní intelektuální sadista.


ales - 9/8/2006 - 22:00

S určitým odstupem a nadhledem mi jako nejzajímavější "kompilát" zdejších námětů vychází myšlenka, kterou by snad šlo nazvat "MSR piggyback" (tedy něco jako "baťůžek pro návrat vzorků z Marsu").

Principy konceptu "MSR piggyback":
- celé základní MSR vybavení má při startu ze Země hmotnost do 50 kg
- může (a musí) tak být součástí ("přívažkem") větších landerů a roverů s jinými primárními cíli
- "MSR piggyback" využívá pro přelet k Marsu i k přistání na povrchu Marsu mateřský lander/rover
- také při sběru vzorků "MSR piggyback" spoléhá na vybavení a možnosti mateřského landeru/roveru
- celý "MSR piggyback" je tak vlastně jen miniMAV s lehkým pouzdrem (nemanévrujícím, jen s radiomajákem) pro dopravu cca 1 kg vzorků na LMO
- cena miniMAVu by snad mohla být nižší než 50 mil. USD
- (v tomto konceptu se tedy vůbec nemusíme zabývat systémy pro přistání na Marsu ani pro sběr vzorků)
- pro dopravu pouzdra se vzorky k Zemi tento koncept počítá se speciálním miniERV orbiterem o hmotnosti cca 100 kg (na LMO)
- také "ERV orbiter" může být "přívažkem" většího orbiteru s jiným hlavním úkolem
- cena miniERV by snad mohla být nižší než 100 mil. USD
- "ERV orbiter" může na LMO zachytit (a pak dopravit k Zemi) i několik pouzder se vzorky naráz

Další poznámky:
- výše uvedený základní koncept může být obohacen o speciální "finty" při odběru vzorků a při spojování na LMO
- koncept nepotřebuje ISPP zařízení, ale lze ho nést jako demo experiment do 10 kg hmotnosti (prostá zmenšenina fungujících prototypů)
- s využitím výše uvedených komponent (miniMAV, miniERV) je možno navrhnout malou samostatnou "multi" MSR misi, např.:
--- "sonda" bude obsahovat 3 malé landery s miniMAV a jeden miniERV (s MOI stupněm navíc)
--- celková startovací hmotnost "sondy" po TMI do 500 kg (3 x 100 kg lander/miniMAV + 200 kg miniERV/MOIstupeň)
--- každý lander s miniMAV přistane v jiné oblasti Marsu a umístí vzorky (cca 1 kg) do pouzdra miniMAVu
--- miniERV s pomocí MOI stupně přejde na vyčkávací LMO
--- všechny miniMAVy dopraví pouzdra se vzorky na LMO s podobnými parametry jako má miniERV
--- miniERV se postupně setká se všemi pouzdry a připojí je k sobě (umístí je do návratového modulu)
--- miniERV provede TEI a dopraví vzorky k Zemi (předpokládá se přímé přistání návratového modulu s pouzdry se vzorky)
--- celková cena takovéto multiMSR mise by snad mohla být nižší, než 800 mil. USD (což je jeden z požadavků soutěže MarsDrive)

Co si myslíte o takto pojatém konceptu?
Zapojíte se někdo do zpracování takovéhoto konceptu pro soutěž MarsDrive?


Jirka - 10/8/2006 - 11:24

quote:

S určitým odstupem a nadhledem mi jako nejzajímavější "kompilát" zdejších námětů vychází myšlenka, kterou by snad šlo nazvat "MSR piggyback" (tedy něco jako "baťůžek pro návrat vzorků z Marsu").



Za nejvetsi problem piggybacku povazuju zavislost na mnozstvi nezavislych sond. Jakakoliv z techto sond muze mit svoje vlastni problemy technickeho, rozpoctoveho ci casoveho razu.
Vzhledem k tomu ze se k Marsu leta ve vlnach po dvou letech, tak to muze zpusobit znacne komplikace. K sekundarnim nakladum se take casto lide chovaji dost macessky.
Nerikam ze to ma jen nevyhody, ale mnozstvi expedic, ktere by piggyback vzali vidim jako dost male (v radu jednotek za dekadu).

quote:

Principy konceptu "MSR piggyback":



Pokud by piggyback nebyl piggyback, ale plnohodnotny lander s miniMAVem, tak by treba slo vyuzit technologie pathfinder-sujourner/MER, ktera je vyzkousena a zrejme vcelku spolehliva.
Pro sber vzorku by byla vyuzita roboticka ruka, nebo vozitko sujourner.

quote:

-celý "MSR piggyback" je tak vlastně jen miniMAV s lehkým pouzdrem (nemanévrujícím, jen s radiomajákem) pro dopravu cca 1 kg vzorků na LMO
- cena miniMAVu by snad mohla být nižší než 50 mil. USD



miniMAV se mi libi

quote:

- (v tomto konceptu se tedy vůbec nemusíme zabývat systémy pro přistání na
Marsu ani pro sběr vzorků)



To by mela zajistit v konceptu specializovaneho MSR technologie pathfinder/MER. Cili naklady na vyvoj by byly minimalizovane.

quote:

- pro dopravu pouzdra se vzorky k Zemi tento koncept počítá se speciálním miniERV orbiterem o hmotnosti cca 100 kg (na LMO)



Myslim ze komplet cely hardware by se mel vlezt do jedne Delty II, nebo nejakeho levnejsiho Atlasu.
Pak by se mise skladala z ekvivalentu jednoho MAVu, pathfinderu, sojourneru, hyabusy, nosice, urychlovaciho stupne pro odlet od Zeme a urychlovaciho stupne pro odlet od Marsu
quote:

Další poznámky:
--- všechny miniMAVy dopraví pouzdra se vzorky na LMO s podobnými parametry jako má miniERV
--- miniERV se postupně setká se všemi pouzdry a připojí je k sobě (umístí je do návratového modulu)



Kdyz jsem dostal napad, aby ERV navadel MAV na nejakou vhodnou orbitu a tam ho nabral, tak jsem mel na mysli vystredni orbitu kolem Marsu, neco jako pocatecni orbitu MRO. Prechod na tuto drahu neni tak energeticky narocny, neni zapotrebi cirkularizace a odlet je take mene energeticky narocny. Nevyhodou je, ze vhodnych prolezitosti k navadeni MAVu na tuto orbitu bude asi dost malo (moje spekulace – prosim o kritiku). Take kazde randezvous bude nesmirne komplikovane a energeticky narocne. Proto si nedokazu moc predstavit jak by tento manevr byl proveden s vice MAVy.

Vubec se ale nebranim tomu pokud by na Marsu pristal zalozni MAV, ktery by byl k dispozici pokud by neco selhalo, nebo mise fungovala vyjimecne dobre.

quote:

Zapojíte se někdo do zpracování takovéhoto konceptu pro soutěž MarsDrive?


No ja uz jsem se vpodstate zapojil.


ales - 11/8/2006 - 09:30

Jirka> Za nejvetsi problem piggybacku povazuju zavislost na mnozstvi nezavislych sond.

Ano, to je "daň" za to, aby "piggyback" mohl být jen levný "miniMAV", který se nemusí starat o to, jak se dostane na povrch Marsu a jak se do něho dostanou vzorky. Jediným úkolem "miniMAVu" tak je dostat pouzdro se vzorky na LMO (stabilní, kruhovou [pro snazší setkání s orbiterem]).

Vždycky samozřejmě existuje možnost použít "miniMAV" jako součást větší mise i s landerem/roverem (jak jsem popsal např. v "multiMSR" misi, nebo jak ty navrhuješ kombinaci miniMAV/Pathfinder/Sojourner/Hayabusa/urychlovací_stupně). Raději bych se ovšem vyhnul možným problémům s návrhem a popisem landeru/roveru a dalších dílů komplexní mise.

Jirka> Kdyz jsem dostal napad, aby ERV navadel MAV na nejakou vhodnou orbitu a tam ho nabral, tak jsem mel na mysli vystredni orbitu kolem Marsu, neco jako pocatecni orbitu MRO.

Tohle by kladlo o dost vyšší nároky na potřebné dV MAVu, což může být problém, ale asi by to mohlo být zvládnutelné.

AH>> Zapojíte se někdo do zpracování takovéhoto konceptu pro soutěž MarsDrive?
Jirka> No ja uz jsem se vpodstate zapojil.

Měl jsem na mysli spíš rozsáhlejší spolupráci, než občasné a v podstatě nezávazné poznámky. Ale samozřejmě díky ti za ně.

Počkám do konce příštího týdne (do 20.8.2006) a pak se rozhodnu, jestli do soutěže MarsDrive půjdu, nebo ne (abstrakt se má poslat do konce září 2006).


ales - 23/8/2006 - 10:28

Přestože odezva na toto téma (MSR/ISPP) je zde v poslední době nulová, rozhodl jsem se přece jen zkusit zúčastnit soutěže MarsDrive (hlavně ze studijních důvodů), tedy připravit abstrakt s návrhy a pak případně i text s dalšími detaily konceptu.

Chtěl bych do soutěže jít se dvěma hlavními myšlenkami (odvozenými ze zdejší diskuse):
1. lehký miniMAV (použitelný jako "MSR piggyback") pro dopravu min. 1 kg vzorků z povrchu Marsu na LMO v minimalizovaném pouzdře
2. obratný ERV pro zachycení několika pouzder se vzorky na LMO a jejich dopravu na Zemi naráz

Věřím, že nemá smysl, aby amatéři rozpracovávali jemné technické detaily MSR systému, které stejně musí být nakonec prověřeny a upřesněny profesionálními odborníky. Proto se chci v soutěžním návrhu soustředit jen na hlavní myšlenky konceptu.

Rozhodně uvítám, pokud se mnou někdo budete chtít spolupracovat na konkrétní přípravě konceptu pro soutěž MarsDrive a stát se tak jeho spoluautorem.

Hodila by se mi tato pomoc:
- diskuse a výpočty pro ověření celého konceptu a jeho technického řešení
- oponentura návrhu abstraktu pro soutěž MarsDrive
- překlad textu abstraktu do angličtiny
- nakreslení doprovodných obrázků (grafik, nebo raději malíř, umělec)

V případě zájmu o spolupráci se ozvěte na můj e-mail aholub@centrum.cz nebo přímo sem do fóra.


random - 23/8/2006 - 18:16

quote:

Hodila by se mi tato pomoc:
- diskuse a výpočty pro ověření celého konceptu a jeho technického řešení
- oponentura návrhu abstraktu pro soutěž MarsDrive
- překlad textu abstraktu do angličtiny
- nakreslení doprovodných obrázků (grafik, nebo raději malíř, umělec)



no ja by som do toho isiel ... no uz som na tom stravil ne jednu hodinu (aj ked nie s ocakavanymi vysledkami) ale mam niekolko vyhrad voci koncepcii ktoru navrhujes ...
1. miniMAV s minimalistickym kontajnerom nieje prave najidealnejsim riesenim pretoze dostat nieco na uz len pribliznu drahu z povrchu planety (Marsu) nieje iba o tom aku dV treba tomu kontajneru udelit ... nieje to sice tak narocne ako v pripade Zeme ale nieje to trivialne ... podla mna by mal kontajner sa vediet uriadit pri vzostupe .. ci uz sa usetri na PH a nebude dalej manevrovat (co by ale v konecnom dosledku znamenalo vyssiu hmotnost pre ERV) alebo bude aktivny az do spojenia je v podstate jedno ale treba to este poriadne analizovat.
2. MAV by sme nemali navrhovat len ako piggibag ale ako univerzalnu jednotku/modul pre dopravu z povrchu Marsu na LMO ... dalej by v navrhu nemalo chybat aj zariadenie ktore by prebralo takmer vsetky casti z MER (cely aparat pre preleta pristatie) s tym ze by v module bol nas MAV a zariadenie ktre odobere vzorky az na vzdialenost povedzme 5m s vrtackou a takymi somarinami... takto by sme dodali komplexne riesenie pre odber vzorkov a nevynechali by sme ziadnu !dolezitu cast
3. co sa tyka ERV tak som ochotny urobit ustupky ale podla mojho nazoru by mal obsahovat dve nezavysle pohonne jednotky (hydrazin + ION) ktore by boli urcene pre dosiahnutie urcitych drah v roznych castiach misie (TM, MOI a TEI )

cim mozem prispiet :
1. vypoctami
2. technickymi navrhmi riesenia
(do nejakych futreart sa mi pustat nece)

ak som presiel sitom pre ucast tak tu je moj email ... random.true@gmail.com


random - 24/8/2006 - 08:24

... snazil som sa preopocitat (numericky aj analyticky) moznost dopravy z povrchu na orbitu za pomoci 1,5stupnovej rakety (iba vseobecne - tak aby som urcil jej vyhodnost voci 2stupnovej) .. no ale narazil som na x problemov a v prvom rade ako bude vyzerat ciolkovskeho rovnica pre takyto system... nieco mi vyslo po integrovani a nieco ho som sa doratal numerickou inkrementacnou metodou ale obe hodnoty su natolko rozdielne ze isto mam niekde chybu ... mozno je problem iba v tom ze nemam teraz vela casu (menim flek a ucenie sa do novej prace ma totalne zabija a vecer sa mi nad tym uz nechce premyslat - no kto vie ... takze poprosim o radu v tomto ... d~


ales - 24/8/2006 - 08:45

> 1. miniMAV s minimalistickym kontajnerom nieje prave najidealnejsim riesenim ...

To si právě ještě budeme muset upřesnit ale zatím vycházím z přesvědčení, že návrhů na MAV s hmotností nad 100 kg už bylo mnoho a nemá smysl navrhovat znovu totéž. Chtěl bych prostě zkusit trochu jiný přístup k řešení MAVu.

> 2. MAV by sme nemali navrhovat len ako piggibag ale ako univerzalnu jednotku/modul pre dopravu z povrchu Marsu na LMO ...

Samozřejmě, využití jako "piggyback" je jen jednou z možností použití miniMAVu.

> ... dalej by v navrhu nemalo chybat aj zariadenie ktore by prebralo takmer vsetky casti z MER (cely aparat pre preleta pristatie) ...

To je právě věc, kterou bych v návrhu nechtěl moc rozebírat. Nic nového v tom není a stačí to snad jen obecně zmínit (jako příklad).

> 3. co sa tyka ERV tak som ochotny urobit ustupky ale podla mojho nazoru by mal obsahovat dve nezavysle pohonne jednotky (hydrazin + ION) ...

Mám zhruba stejnou představu, ale i toto bychom měli ještě upřesnit a ověřit výpočty.

random> ak som presiel sitom pre ucast tak tu je moj email ...

Žádné "síto" u mne neexistuje, záleží jen na zájmu a možnostech zapojení do spolupráce. Zapojit se může každý, kdo má co nabídnout. Ozvu se přímo e-mailem a domluvíme se na detailech a třeba i na tom, jestli budeme pokračovat veřejně tady na fóru, nebo mimo fórum.

> ... moznost dopravy z povrchu na orbitu za pomoci 1,5stupnovej rakety (iba vseobecne - tak aby som urcil jej vyhodnost voci 2stupnovej) ...

Takovéto porovnání není jednoduché udělat. Osobně pro orientační výpočty (spíš odhady) používám svou javascriptovou stránku s možností modelování parametrů raket - http://mek.kosmo.cz/zaklady/vypocty.htm#nosnost (na konci stránky). Lze měnit požadovanou chrakteristickou rychlost rakety a hrát si s parametry jednotlivých stupňů, včetně překrývání chodu prvního a druhého stupně. Základní představu si z toho snad lze udělat.


random - 24/8/2006 - 10:22

ales to som prave potreboval ... d~ ... no mam v plane napisat soft (alebo vyuzit uz existujuci nastroj v linuxe je nieco ale musim sa s tym naucit pracovat) ktory bude nie len prepocitavat vysledne hodnoty ale bude vediet aj iterovat a vypluvat okamzite hodnoty ... no nieco som testoval v oo.org ale to je slaby odvar ... no najprv ale nech sa mi ukludnia veci v praci (este nejaky tyzden) ...


Jirka - 24/8/2006 - 15:14

quote:

> 2. MAV by sme nemali navrhovat len ako piggibag ale ako univerzalnu jednotku/modul pre dopravu z povrchu Marsu na LMO ...

Samozřejmě, využití jako "piggyback" je jen jednou z možností použití miniMAVu.

> ... dalej by v navrhu nemalo chybat aj zariadenie ktore by prebralo takmer vsetky casti z MER (cely aparat pre preleta pristatie) ...

To je právě věc, kterou bych v návrhu nechtěl moc rozebírat. Nic nového v tom není a stačí to snad jen obecně zmínit (jako příklad).



Myslim ze je ten napad s piggybackem je asi nakonec nejlepsi.
Dava moznost volby zda miniMAV poslat jako soucast mise s primarne jinym zamerenim, nebo jako primarni naklad. Vzdycky bude mozne k tomuhle balicku pridat dalsi zarizeni a o samotny zpusob pristani se v tuto chvili nemusime prilis starat. Muze to byt vpodstate cokoliv.

quote:

> 3. co sa tyka ERV tak som ochotny urobit ustupky ale podla mojho nazoru by mal obsahovat dve nezavysle pohonne jednotky (hydrazin + ION) ...

Mám zhruba stejnou představu, ale i toto bychom měli ještě upřesnit a ověřit výpočty.



Proc ne, cim komplikovanejsi ERV bude, tim vetsi ulohu prevezme pri sbirani miniMAVu. To jsem navrhoval uz od pocatku.

quote:

> ... moznost dopravy z povrchu na orbitu za pomoci 1,5stupnovej rakety (iba vseobecne - tak aby som urcil jej vyhodnost voci 2stupnovej) ...

Takovéto porovnání není jednoduché udělat. Osobně pro orientační výpočty (spíš odhady) používám svou javascriptovou stránku s možností modelování parametrů raket - http://mek.kosmo.cz/zaklady/vypocty.htm#nosnost (na konci stránky). Lze měnit požadovanou chrakteristickou rychlost rakety a hrát si s parametry jednotlivých stupňů, včetně překrývání chodu prvního a druhého stupně. Základní představu si z toho snad lze udělat.


Vzdycky jsem chtel naprogramovat nejaky programek vyuzivajici numericky vypocet pro start na orbitu.
Vypocet by postupoval v nejakem casovem kroku (numericka integrace) a v kazdem cas. elementu by se vypocitolo zakladni silove pusobeni (gravitace, tah, odpor - to by pro zacatek asi stacilo) a podle vysledku by se upravily zakladni stavove hodnoty rakety (souradnice, isp, tah, angle of attack, rychlost, zbyvajici palivo ve stupni, sucha hmotnost atd.).
Pocatecni a okrajove podminky by byla konfigurace rakety (pocet stupnu, motoru, hmotnost paliva, isp + tah v zavislosti na vysce), pocatecni rychlost a souradnice, angle of attack v zavisloti na souradnicich, hustota vzduchu v zavislosti na vysce atd.
Kostra programu nemusi byt slozita a postupne by se to dalo zpresnovat.

Na tohle ale bohuzel nemam cas. Pomoct bych mohl s prekladem do AJ (abstrakt si predstavuju do dvou stran A4) a oponenturou.


random - 24/8/2006 - 17:22

Jirka s tym numerickuym modelmom si nelam hlavu .. ja somuz nieco navrhol len to musim overit ci to dava spravne vysledky a potom cely algoritmus (teraz to nieje ani algoritmus v podstate len nejaka iteracia okamzitych hodnot vypocitanych pre nejaky casovi element - prva casova derivacia) a cele to mienim prepisat do octave alebo niecoho podobneho s cim sa bude dat dobre pracovat a bude to flexibilne ...


Arx - 24/8/2006 - 17:23

quote:

Vzdycky jsem chtel naprogramovat nejaky programek vyuzivajici numericky vypocet pro start na orbitu.
Vypocet by postupoval v nejakem casovem kroku (numericka integrace) a v kazdem cas. elementu by se vypocitolo zakladni silove pusobeni (gravitace, tah, odpor - to by pro zacatek asi stacilo) a podle vysledku by se upravily zakladni stavove hodnoty rakety (souradnice, isp, tah, angle of attack, rychlost, zbyvajici palivo ve stupni, sucha hmotnost atd.).
Pocatecni a okrajove podminky by byla konfigurace rakety (pocet stupnu, motoru, hmotnost paliva, isp + tah v zavislosti na vysce), pocatecni rychlost a souradnice, angle of attack v zavisloti na souradnicich, hustota vzduchu v zavislosti na vysce atd.
Kostra programu nemusi byt slozita a postupne by se to dalo zpresnovat.

Na tohle ale bohuzel nemam cas. Pomoct bych mohl "prekladem do AJ (abstrakt si predstavuju do dvou stran A4) a oponenturou.



Tak ted jste mi pripomel ze jsem si kdysi davno presne toto programoval pro simulovani pristavaci a navratove faze sond LUNA. Opravdu to nebylo to nic sloziteho. Programek uz jsem spoustu let nevidel, ale zkusim se po nem podivat


ales - 11/9/2006 - 19:52

Jirka> Pomoct bych mohl s prekladem do AJ (abstrakt si predstavuju do dvou stran A4) a oponenturou.

Jirko, jak bych tě mohl přímo kontaktovat? Zkusil jsem ti před časem poslat svůj návrh textu na adresu na seznam.cz , kterou jsem u tebe někde našel, ale nevím, jestli to k tobě dorazilo. Pomoc s překladem do angličtiny by se mi moc hodila. Abstrakt má mít 300 - 500 slov takže předpokládám, že to bude i míň než jedna strana A4.


Jirka - 11/9/2006 - 22:15

quote:
Jirka> Pomoct bych mohl s prekladem do AJ (abstrakt si predstavuju do dvou stran A4) a oponenturou.

Jirko, jak bych tě mohl přímo kontaktovat? Zkusil jsem ti před časem poslat svůj návrh textu na adresu na seznam.cz , kterou jsem u tebe někde našel, ale nevím, jestli to k tobě dorazilo. Pomoc s překladem do angličtiny by se mi moc hodila. Abstrakt má mít 300 - 500 slov takže předpokládám, že to bude i míň než jedna strana A4.


Byl jsem na navsteve v CR a stahoval jsem si postu do jineho pocitace. Ten tvuj mail musel zustat tam. Posli mi to prosimte jeste jednou na j.salek@seznam.cz. Rovnou bych zkusil prelozit nejaky odstavec a poslu to zpet abysme vedeli jak na tom jsme.


ales - 12/9/2006 - 11:55

Jirka> ... Posli mi to prosimte jeste jednou ... . Rovnou bych zkusil prelozit nejaky odstavec a poslu to zpet abysme vedeli jak na tom jsme.

Dnes jsem ti poslal aktualni verzi textu (tuto zpravu ber jako "oznameni o doruceni").


csaba - 3/4/2008 - 08:21

Ahoj,

tady je můj předělaný projekt v souěži MSR Contest na marsdrive.com:

http://beem.to/?id=aygcyzb6e

Vsechny zdravím,

Csaba


martalien - 3/4/2008 - 09:00

quote:
Ahoj,

tady je můj předělaný projekt v souěži MSR Contest



No to vypada dost dobre....


martinjediny - 4/4/2008 - 13:29

quote:
Ahoj,

tady je můj předělaný projekt v souěži MSR Contest na marsdrive.com:

http://beem.to/?id=aygcyzb6e

Vsechny zdravím,

Csaba



Vystup vyzera fakt dobre. Mna by k tomu zaujimali tie vstupy...
Kolko vas na tom robilo, resp. kolko to trvalo?


csaba - 4/4/2008 - 13:35


Vystup vyzera fakt dobre. Mna by k tomu zaujimali tie vstupy...
Kolko vas na tom robilo, resp. kolko to trvalo?




Ahoj,

trvalo mi to samotnému zhruba 3 mesiace - prakticky pôvodný projekt som úplne prerobil... A nakoniec mi pomohol jeden velmi šikovný kolega s rendrovaním 3D modelov v 3DMAX Studio.

cs


Jirka - 4/4/2008 - 14:46

quote:

Vystup vyzera fakt dobre. Mna by k tomu zaujimali tie vstupy...
Kolko vas na tom robilo, resp. kolko to trvalo?


Ahoj,

trvalo mi to samotnému zhruba 3 mesiace - prakticky pôvodný projekt som úplne prerobil... A nakoniec mi pomohol jeden velmi šikovný kolega s rendrovaním 3D modelov v 3DMAX Studio.

cs


Bohuzel mistahovani bezi rychlosti 277 bytu/s a pochybuju ze to dobehne do konce. Muzete mi prosim preposlat ten soubor na j.salek@seznam.cz.


Jirka - 4/4/2008 - 17:42

quote:

Vystup vyzera fakt dobre. Mna by k tomu zaujimali tie vstupy...
Kolko vas na tom robilo, resp. kolko to trvalo?


Ahoj,

trvalo mi to samotnému zhruba 3 mesiace - prakticky pôvodný projekt som úplne prerobil... A nakoniec mi pomohol jeden velmi šikovný kolega s rendrovaním 3D modelov v 3DMAX Studio.

cs


Mel bych dotaz na zvlastni jednotky pro "launch energy" (km2/s2) v Tab. 1. Taky web odkaz v Reference 1 nefunguje.


csaba - 7/4/2008 - 13:08


Mel bych dotaz na zvlastni jednotky pro "launch energy" (km2/s2) v Tab. 1. Taky web odkaz v Reference 1 nefunguje.




trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/19496/1/98-0906.pdf


csaba - 7/4/2008 - 13:16

quote:

Mel bych dotaz na zvlastni jednotky pro "launch energy" (km2/s2) v Tab. 1. Taky web odkaz v Reference 1 nefunguje.


Teda pardon:

http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/19496/1/98-0906.pdf


pospa - 23/6/2008 - 16:13

Do soutěže Mars Sample Return Design Contest přišlo celkem 5 návrhů.
Po 18 měsících porota 3.5.2008 vyhlásila vítězný projekt:
"Rigel:Mars Sample Return" autora Kenta Nebergalla.

Na druhém místě :
"Mars Challenger" od Terry Wilsona

Došlé návrhy ke stažení zde:
http://marsdrive.com/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=44&Itemid=93&limit=5&limitstart=0&order=date&dir=DESC

Csabův ani Alešův návrh se bohužel neumístili, ale patří jim velký díky za solidní reprezentaci ČR-SR! [Upraveno 23.6.2008 poslal pospa]


Csaba - 23/6/2008 - 17:25

quote:
Do soutěže Mars Sample Return Design Contest přišlo celkem 5 návrhů.
Po 18 měsících porota 3.5.2008 vyhlásila vítězný projekt:
"Rigel:Mars Sample Return" autora Kenta Nebergalla.

Na druhém místě :
"Mars Challenger" od Terry Wilsona

Došlé návrhy ke stažení zde:
http://marsdrive.com/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=44&Itemid=93&limit=5&limitstart=0&order=date&dir=DESC

Csabův ani Alešův návrh se bohužel neumístili, ale patří jim velký díky za solidní reprezentaci ČR-SR! [Upraveno 23.6.2008 poslal pospa]


"Mars Challenger II" - poslední jeho verze:
http://www.aftercolumbia.tripod.com/final0710.pdf

a moje(již jsem to tady uváděl):
http://beem.to/?id=aygcyzb6e

Ostatní nevím, akorát je mi divné, proč tam nemají naše nejnovější verze pro stažení - když jsem se s tím už tolik babral, tak to tam aspoň měli upgradovat...

Csaba


pospa - 24/6/2008 - 22:22

quote:
... akorát je mi divné, proč tam nemají naše nejnovější verze pro stažení - když jsem se s tím už tolik babral, tak to tam aspoň měli upgradovat...
Csaba


Ty, Csabo, a posuzovali vůbec tvůj finální návrh, když ho tam neinzerují?
Mně se tvůj Gullyver zdá super. Já bych ho určitě vybral, minimálně na 2. příčku.


Csaba - 25/6/2008 - 07:51

quote:
quote:
... akorát je mi divné, proč tam nemají naše nejnovější verze pro stažení - když jsem se s tím už tolik babral, tak to tam aspoň měli upgradovat...
Csaba


Ty, Csabo, a posuzovali vůbec tvůj finální návrh, když ho tam neinzerují?
Mně se tvůj Gullyver zdá super. Já bych ho určitě vybral, minimálně na 2. příčku.


Ahoj,
taky jsem na to myslel...ale napr. II. místo(Mars Challenger) má taky na té stránce starou verzi...
A druhé místo jsem taky doufal!
Jinak když se na to dívám více objektivně, tak si myslím, že ja jsem povymýšlel tady hodně šíleností , takže je to těžké ověřit a tím pádem takový borec, jako Lou Friedman a McKay nemůžou riskovat své renomé kvůli mě...
Jinak si myslím, že tyto "papírové" mise(A.Holub) by měli být o nových nápadech, i když "šílených" a ne omílání starých nápadů!
Napr. mise Rigel(Kent Nebergall)vlastně opakuje staré věci(na několik výjimek).
Jinak já tam mám několik chyb, ale dělal jsem to vlastně sám(vyjma visualisace pohledů) a pod časovým tlakem(prakticky jsem udělal 2 návrhy místo jednoho).
No nic, doufám, že ty "šílenosti" si budu moct v budoucnu ověřit a dokázat, že to může fungovat..!
cs

Cs


Kent Nebergall - 1/7/2008 - 22:07

If it's worth anything to you, I am 1/4 Czech.
I think I won the Mars Sample Return not by innovation with new ideas, but by demonstrating it is possible with a Flagship budget - that alone could get the mission off the ground much sooner than NASA has envisioned (2020). Even NASA agencies have insisted new Entry Descent and Landing technology was needed, and I demonstrated they were wrong (the fact that the ones who insisted this develop EDL technologies I think had something to do with their conclusion).

I loved your design, but almost everything in it was new technology, and new technology in aerospace costs 10 times more. My innovation was simplicity and reliability. I designed it like I was paying for it, because as a US taxpayer I will be. All the same, I hope your probe will gather samples on Europa or Titan, and I appreciate the vision you showed in designing something that forward-looking. You help us touch the future with your work.
- Kent Nebergall


Csaba - 8/7/2008 - 10:11

Hi Kent,

At first, Congratulations!

Thank you for your letter, I am very surprised that you come partly from Czech! Likewise, initially I was a Czechoslovak, than Slovak citizen, but I am a member of Hungarian national minority (South of Slovakia) and I obtained my first degree in Aerospace Engineering in Czech Republic.

In retrospective, I think I focused more on my new ideas in my work to the prejudice of mission cost - but this is my personality... On the other hand, hybrid rocket propulsion is my hobby and the same time this one is my thesis, too.

Once more, thanks for your help and effort,(I hope we will have some collaboration in any future project...)! If you need something from me, or if you would have any further queries, please do not hesitate to contact me.

Yours faithfully,

Csaba


Toto téma přichází z:
http://www.kosmo.cz

Url tohoto webu:
http://www.kosmo.cz/modules.php?op=modload&name=XForum&file=print&fid=6&tid=924