На бомбі до Юпітера

Розпочалися обмеження хімічних ракет. Формула Циолковського безпосередньо говорить про те, що ви можете літати до місяця на звичайних двигунах (починаючи на ракеті тисяч трьох тонн початкової маси і повернення в судно декількох тонн), з великою складністю літати до Марса (з багато разів найгірше співвідношення початкової / кінцевої маси), але ви не можете підкорювати сонячну систему на хімічних ракетах. Таким чином, в середині ХХ ст. почали з'являтися альтернативні проекти, найяскравіші з яких були атомні бомбардувальники (поворотна ракета). У цьому пості ми будемо говорити про його дизайн, історію створення, перспективи в 21 столітті, і полетіти до Юпітера в Орбітері.

Цибуля
Реакції розщеплення атому та атомної фузії давало манкіне джерело великої енергії. Таким чином, це логічно, що розробники атомної зброї вперше вийшли з ідеї використання атомних бомб для руху в космосі. Згідно з Лабораторним документом Лос-Аламоса Станіслав Улам, учасник проекту Манхеттен та співінвентора схеми водневих бомб телят-Улама, запропоновано ідею ядерного ракетного двигуна в 1946 році. Згідно з оригінальною ідеєю, анатомічна бомба була збита з корабля, яка детонувалася і випарувала диск, що скидається після бомби. У 50-х роках ця ідея була розроблена Ted Taylor і Freeman Dyson ( сфера Dyson також його ідея). Отриманий проект:


Питна плита отримала плазмовий удар від ядерної зарядки, а плазмовий пульс через два рівні амортизаторів передається на судно. Для створення спрямованого вибуху використовуються маршувальні заряди, атомні пристрої:


Запечена оболонка оксиду брилію і урану зробила вибух ядерної зарядки, спрямованої, і вольфраму перетворилася в цигарно-подібний промінь плазми, що вдарив штовхач спеки. Відштовхувач перейшов на надзвичайно форвардне положення, а потім, під дією системи знецінення, повернувшись до початкового положення. Цикл повторюється.
77766148

Проект Оріону розпочався в 1958 році. Це було повноцінне інженерне дослідження, хоча, звичайно, дивно в його масштабі - проекти з розробки мали масу 880 тонн для близького космосу до 8,000,000 тонн за "додатковий інтерплант". Для перевірки стійкості рейсу було побудовано масштабні моделі корабля з використанням звичайних вибухових речовин.

Дуже коротке відео одного тесту:


Декласифікований літопис 1958 року, тестування різних моделей:


У 60-х роках проект почав виникати проблеми. Спочатку пристрій виявився великим і дуже дорогим. У пошуках грошей, виявилося, що Оріон зацікавився військовим, але тому було б зробити озброєний корабель. Президент Кеннеді був захоплений, коли він побачив удар ядерної бомби з ядерною зброєю, ракетами та іншими озброєннями, а також шанси на фінансування сантехніки. По-друге, запускає всі види суден, крім найменших, повинні бути зроблені з Землі на атомному двигуні, що означали сотні атомних вибухів в атмосфері, і це не надихало нікому на тлі публічних протестів проти ядерних випробувань. По-третє, випробування корабля захоплювалися 1963 р. ласощі заборонених ядерних випробувань в атмосферу, простір та під водою. Проте, на парі ядерних тестів було випробувано штовхачну плиту, а в складі одиночних вибухів були підтверджені розрахунки. В кінці, незважаючи на те, що в одній точці проекту Оріон був розглянутий як реальна альтернатива ракетам фону Braun і місячній програмі, в результаті Оріон був закритий навколо 1965 року.

Після того, як проект був закритий, розвиток перейшов на теоретичну площину. Атомно-імпульсний привід обіцяв унікальних можливостей, тому на його основі почали розвиватися міжшлункові кораблі. Freeman Dyson створив два проекти для вивчення Альфа-центрурі з небрукінгу траєкторії польоту, один за сто тисяч тонн початкової маси (вартість 0,1 річних ВВП США, час польоту 133 років), інший для десяти мільйонів тонн (вартість 1 річних ВВП США, час польоту 1330 років). Проекти Daedalus і Longshot пов'язані з Orion, хоча вони використовують більш складні і розвантажені двигуни. Проект Medusa також був придуманий, де використовується спеціальна парашутна вітрила замість плити. Незважаючи на те, що ніхто не починає реалізовувати проекти і не дає грошей, групи ентузіастів приходять з новими проектами. Наприклад, в 2007 році стаття була опублікована в описі міні-Маг Оріон, невеликого Оріону, в якому анатомічні заряди були детоновані магнітним полем.

Оцінка проектуГідності:

1. «Оріон» реалізується на рівні технології сорок років тому.
2. Унікальний двигун, який поєднує велику тягу і великий специфічний імпульс. Хімічні ракети мають велику тягу, але невеликий імпульс, ЕРД має великий імпульс, але невелику тягу.
3. Можливість міжповерхового подорожі. Ядер "Оріон" теоретично може прискорювати до 3%-5% швидкості світла, термоядерного - 8%-10%, термоядерний привід з анігілаційним каталізом - 10% і анігілація "маттер-антиматтер" - 50%-80%. Рейс A 0.1 до Alpha Centauri займе 44 роки і 36 днів для прискорення / гальмування на 1 г.

Недоліки:

1. Запобігання Землі продуктами ядерних вибухів при відході від Землі та летять в атмосферу.
2. Наявність рухомих частин вимагає безумовної надійності другого амортизатора в умовах тисяч вибухів.
3. Застосування атомних зарядів є проблемою контролю та безпеки.
4. Великий і дорогий. Закрите коло – до тих пір, поки не існує серйозної необхідності ставити тисячі тонн на орбіту, ніхто не дасть грошей для розробки блоку, які ці тисячі тонн можуть принести, а необхідність не з'явиться.

У найближчі десятиліття малоймовірно, що людство почне будувати міжзорі кораблі, якщо, звичайно, трапляються деякі щасливі винаходи. Тому важко розповісти про найбільш застосовну технологію для міжповерхових рейсів. Тим не менш, на поточному технологічному рівні Оріон виглядає досить добре відносно інших методів водіння. Розроблено конкретний імпульс бомбардувальника, згідно з документом НАСА, був в діапазоні 1800-6000 секунд, а в 1980-х роках, з розвитком технології, пообіцяли 10-20 тис. секунд. Що дуже цікаво, аналогічні показники вже досягали електродвигунів струменя (прочитана мука ERD з UI 1600 s, перспективним ERD обіцяє до 20 000 s). Ймовірно, сонячна система підкорить не жорстокого ядерного бомбардувальника, а «культурний» ЕРД. Але без ядерних пристроїв на судах не обійтися — тільки вони можуть забезпечити необхідну кількість енергії для розвідки сонячної системи.

Якщо ви не зацікавлені в переході на Юпітер в бомбі, подивіться це відео прохід до Марса, щоб отримати уявлення про те, що ми будемо робити, і ви можете пропустити інші повідомлення.


На додаток до Orbiter нам буде потрібно тільки один додатковий - Orion 1.22. Припустимо, що у вас не менше читають свої повідомлення на тегі Orbiter і є ідея термінології.

У космічній балістиці є концепція орбіти передачі Hohmann. Це траєкторія найбільш господарської поїздки між орбітами. Він складається з двох імпульсів, перших з яких наводиться в перицентр і піднімає апоцентр на потрібну висоту, а другий наводиться в апоцентр і піднімає перицентр на потрібну висоту. Якщо ми хочемо перейти на нижню орбіту, дія зворотна. Перший – зниження перицентру, другий – зниження апоцентру. Ось картина ілюструє ідею:


Очевидно, якщо ми літаємо, наприклад, до Юпітера, це не завжди буде на протилежній початковій точці орбіти за часом ми прибуваємо там. Таким чином, траєкторія Homan можлива тільки в певних інтервалах часу - від вікон. Зовні пускового вікна, польоти можна, але буде потрібно більше палива і буде складніше.
Також при плануванні нашого рейсу до Юпітера ми проходимо з того, що ми летемо «на очі», вручну, без серйозних балістичних розрахунках або додаткових МФД. Тому наш рейс буде дуже неефективним з точки зору витрат на паливо, але цікавим, і ми приїдемо з відмінною точністю до польоту.

Наш тарифний план складається з наступних етапів:

1. Прискорення з орбіти Землі.
2. Корекція траєкторії після відходу гравітаційної зони Землі.
3. Траєкторна корекція - це поєднання орбітальних нахилів ( орбіта Землі та орбіти Юпітера трохи різних нахилів).
4. При необхідності виправлення траєкторії при підході Юпітера.
5. Перехід на орбіту навколо Юпітера.

Етап 1. Потрібно сценарій Оріон 20м, який відкриває вікно запуску в Юпітер:


Тут можна знайти російську версію пускача.

Перший етап - Трансфер MFD. Переключіть лівий MFD в режим перенесенняЛівий Shift - F1й Лівий Shift - X). Вибираємо Сонце як тіло кровообігу.Лівий Shift - RОбрати Сонячний у меню. Виберіть режим запуску з орбіти іншого скелетного тілаЛівий Shift - SОбрати Земельна). MFD візьмемо наступну форму:

р.

На лівому - оригінальний вид, праворуч - пояснення показань.

Виберіть Юпітер як ціль.Лівий Shift - TОбрати Юнікейс у меню. Увімкніть режим HTO (алетон) ХТО на MFD, перемістіть початкову точку трохи вперед з нашого розташуванняЛівий Shift - >) і встановити обчислену швидкість на орбіті Юпітера з ключами Лівий Shift - ±й В результаті буде:



Невелика невідповідність точки дотику орбіти і позиція Юпітера не страшна, ми виправимо її пізніше.
Для прискорення нам необхідно два параметри:
Максимальна швидкість Розрахунковано як поточна орбітальна швидкість ОС + підвищення швидкості dV. Обидва параметри виділяються на скріншоті. Розрахунок: OS + dV = 7.558 к +8.839 к = 16.397 к, тобто 16.4 км/с. У зв'язку з тим, що ми переведемо з Землі з кожним другим, і наша швидкість знизиться, вона краще, як кінцева швидкість, щоб взяти швидкість 1-2 км / с менше, тобто наша кінцева швидкість буде становитися 15 км/сЗакріплюємо її пізніше.
Напрямок прискорення векторай З точки зору балістики буде потрібно нульовий крок - зменшення нахилу орбіти або корекції нахилу орбіти під час прискорення. На щастя, в сценарії нахил початкової орбіти недбалий. Включає режим положення автопідтримки на орбітальному векторі швидкості (проград, ... й Зачекайте, поки ми на орбіті на лінії Sun-Earth ззовні (в тіні), в якому точка короткого показника утворює пряму лінію з лінії Sun-Earth:



У цей момент ми стабілізуємо судно з режимом KillRot.Нам 5). Прискорюємо на наступному кроці. Двигун Orion є дуже потужним, тому ми починаємо прискорення при орбітальному векторі швидкості 8-10 градусів:



Красивий:
479850р.

При досягненні необхідної швидкості відключіть двигун. На право МФД є гіперболічною атакою втечу.
р.

Довгий шлях, так ось на дорозі:


Етап 2. Прискорення часу прикриття рейсу до впливу Землі (Г на дно правого МФД) менше 0,05. Вимкніть лівий MFD для відстеження нас, а не ЗемліЛівий Shift - Sй Ім'яВведіть ім'я судна Леся.).



Ми дуже швидко. Отже, перш за все, ми повинні уповільнити.

р.

Наступною проблемою є те, що незважаючи на наші зусилля, Юпітер буде за нами, коли ми орбітуємо його. Так нам потрібно перенести орбіту годинниковою стрілкою. Для цього ми займаємо позицію під кутом 90 градусів до орбітальної швидкості вектора, вручну, немає такої речі, як автопілот.



Візьміть необхідну позицію і ввімкніть двигун. Суд на 90-му курсі повинен бути проведений вручну, таким чином, не складний. З точки зору балістики цей маневр є барбариком, але, тим не менш, він працює:


Увімкніть праву MFD в режимі об'єднання нахилів орбітиПраво Шиф - Ф1й Электронная пошта: sales@amki.comВиберіть ціль для Юпітера ()Права Shift - Tвиберіть Юпітер з меню.



Наступний вузол ми внизу (Descending Node), тому корекція повинна бути «до» з площини польоту. Ігнорувати натяки, прибрати час на спусковий вузол.

Етап 3. Реакція траєкторії є поєднання орбітальних нахилів.


Виявляється, що Земля сповільнила нас трохи. Таким чином, крім об'єднання орбіт, ми також виконуємо траєкторію. Хіт: корабель має дуже потужні орієнтаційні двигуни, невеликі зміщення можна надати їм в лінійному режимі.



Виготовлено грубу корекцію. Ми зробимо точну корекцію. Перемикач правого MFD до режиму синхронізаціїПраво Шиф - Ф1й ручний Shift - Я, підібрати потрібну ціль Шифт - Т, виберіть Юпітер і, пам'ятаючи повідомлення про докінг, маневрування, зменшення параметра DTmin до значення близько до нуля.



Щось таке. Це нормально. Тепер ми починаємо прискорення, перш ніж потрапити до Юпітера, і ми довго чекаємо.

Етап 4. Робимо гарну корекцію, тому цей етап не потрібно. Але якщо ваш DTmin виріс на мільйоні, або є інші ознаки необхідності виправлення, ви можете зробити це на підході до Юпітера. Але не намагайтеся отримати DTmin до нуля, інакше вам доведеться евадати Юпітера, щоб потрапити на орбіту, а не збиток в неї.

Крок 5: Перехід на орбіту навколо Юпітера.
Політаючи до Юпітера, перенесіть лівий MFD в режим Orbit.Лівий Shift - F1й лівий Shift - ОМи обираємо тіло кровообігу. лівий Shift - Рй Юнікейс). Давайте подивимося, якщо ми літаємо минулу планету замість того, щоб її захопити. У Орбітері Юпітер дуже красивий, показує ефект обертальної атмосфери. Ми чекаємо на перицентр, перетворимо судно на орбітальний вектор швидкості, і починаємо гальмування.



Ми тут!



Висновок російської мови.
Для навігації: повідомлення на тегі "Орбітер".

Джерело: habrahabr.ru/post/225549/