К списку форумов К списку тем
Регистрация    Правила    Главная форума    Поиск   
Имя: Пароль:
Рекомендовать в новости

После 37 лет спячки двигатели Voyager 1 успешно скорректировали положение зонда

0 - 03.12.2017 - 12:44
После 37 лет спячки двигатели Voyager 1 успешно скорректировали положение зонда

Если вы попытаетесь запустить автомобиль, который десятилетия провел в гараже, логично ожидать, что у вас ничего не получится. Но двигатели на борту космического корабля Voyager 1 успешно запустились 29 ноября 2017 года после 37 лет бездействия.
Voyager 1, самый дальний и быстрый космический аппарат, и он является единственным зондом, покинувшим пределы Солнечной системы. Уже 40 лет для ориентации в пространстве первопроходец полагается на небольшие двигатели. Они производят миллисекундные импульсы, аккуратно вращающие зонд, чтобы его антенна указывала в сторону Земли. И вот, ученым довелось использовать набор из четырех резервных двигателей, спящих с 1980 года.
«С двигателями, которые все еще функционируют после 37 лет простоя, мы продлим срок службы Voyager 1 на два-три года», – говорит Сюзанна Додд, руководитель проекта Voyager в Лаборатории реактивного движения NASA.
После 37 лет спячки двигатели Voyager 1 успешно скорректировали положение зонда Voyager, Voyager 1, космос, длиннопост
В 2014 году инженеры заметили, что двигатели управления ориентацией деградируют. Со временем им требуется больше импульсов, чтобы выделять необходимое количество энергии, но на расстоянии 21 миллиарда километров от Земли нет мастерской для их настройки.
Команда миссии собрала группу экспертов JPL для изучения проблемы. Крис Джонс, Роберт Шотвелл, Карл Гернси и Тодд Барбер проанализировали варианты и предсказали поведение зонда в различных сценариях. Они пришли к необычному решению: дать задание зонду ориентироваться за счет набора подруливающих устройств, которые спали 37 лет. Команда Voyager подняла архивные данные и изучила программное обеспечение, выполненное на устаревшем языке ассемблер, чтобы эксперты могли безопасно протестировать двигатели.
После 37 лет спячки двигатели Voyager 1 успешно скорректировали положение зонда Voyager, Voyager 1, космос, длиннопост
Изначально, когда Voyager 1 облетал газовые гиганты Солнечной системы, для обеспечения точности полета и направления приборов зонда на цель инженеры использовали «маневр коррекции траектории» (TCM), набор двигателей идентичных по размеру и функциональности двигателям управления ориентацией. Но поскольку последней планетарной целью Voyager 1 был Сатурн, эти двигатели не использовались с 1980 года.
Во вторник, 28 ноября 2017 года, инженеры Voyager впервые за 37 лет запустили четыре подруливающих устройства TCM и испытали их способность ориентировать космический аппарат с использованием импульсов длительностью 10 миллисекунд. В течение 19 часов 35 минут команда с нетерпением ждала, когда результаты испытаний дойдут через космическое пространство до антенны в Голдстоуне (США), которая является частью сети NASA Deep Space Network.
В среду, 29 ноября, они узнали, что двигатели TCM отлично работают и управляют движением!
Испытание двигателей прошло настолько успешно, что команда в будущем проведет аналогичный тест для Voyager 2. В настоящее время двигатели управления ориентацией, используемые вторым зондом, еще не деградировали. Voyager 2 также держит курс в межзвездное пространство, и достигнет его в течение нескольких лет.

А где он сейчас, так и не выяснили, вышел за пределы?



1 - 03.12.2017 - 14:39
Цитата:
Сообщение от хряпа Посмотреть сообщение
А где он сейчас, так и не выяснили, вышел за пределы?
Цитата:
Сообщение от хряпа Посмотреть сообщение
и он является единственным зондом, покинувшим пределы Солнечной системы.
Однако потрясающая надежность!
2 - 03.12.2017 - 15:38
В нём печка на PU238 https://ru.wikipedia.org/wiki/Плутоний-238
Так что всегда тёплый и с энергией. Соответственно и двигатели электрические, с малым расходом рабочего тела.
Гость
3 - 04.12.2017 - 06:37
Удивительно, что в нём до сих пор топливо осталось. В смысле, рабочее тело. И что до сих пор исправно работают клапаны подачи этого тела.
4 - 04.12.2017 - 14:25
Там электрический двигатель. НЯП ионный. Удельный импульс очень высокий.
Гость
5 - 04.12.2017 - 16:27
4-x0577216 > Электродвигатель? По принципу маховика или всё-таки ионный, которому нужно рабочее тело (например, газ ксенон) которое ионизируется, а потом ускоряется высоким напряжением?
6 - 04.12.2017 - 20:44
Цитата:
Сообщение от Ректор Посмотреть сообщение
Электродвигатель?
Раз питается от электричества - то он самый.
Цитата:
Сообщение от Ректор Посмотреть сообщение
которому нужно рабочее тело
естественно. как сказано
Цитата:
Сообщение от x0577216 Посмотреть сообщение
Удельный импульс очень высокий.
Сейчас поищу соответствующую книгу.
Глибицкий М.М. Системы питания и управления электрическими ракетными двигателями. 1981.djvu
на techlibrary.ru всем рекомендую это место.
Гость
7 - 05.12.2017 - 08:11
6-x0577216 >

Ну, просто есть ещё вот такие электродвигатели:


Которые питаются электричеством.
8 - 05.12.2017 - 14:13
Цитата:
Сообщение от Ректор Посмотреть сообщение
Ну, просто есть ещё вот такие электродвигатели:
В космосе почти все реактивные. Потому что нет точки опоры.
Гость
9 - 05.12.2017 - 15:25
8-x0577216 > Да, но для ориентации аппарата вполне успешно используются двигатели вращения, которые про принципу маховика разворачивают КА в сторону, противоположную направлению вращения ротора (реактивный момент вращения). Ставят их три штуки во взаимно перпендикулярных осях и получают возможность прекрасно разворачивать КА в любую сторону.
Гость
10 - 05.12.2017 - 15:30
9-Ректор > Соответственно, такой системе ориентации рабочее тело не требуется, а требуется только электричество.

Именно поэтому я удивился, неужели на Вояджерах ещё осталось рабочее тело для электрореактивных двигателей и до сих пор исправна вся запорно-клапанная арматура.
11 - 05.12.2017 - 16:56
Раз шевелится, значит работает. Притереть клапаны к седлу поштучно и с проверкой не сложно. Собственно реактивные двигатели обязательны для изменения траектории. А в таком случае проще добавить еще двигатели ориентации, а не систему гироскопов.
12 - 05.12.2017 - 21:13
Самый главный недостаток гироскопов: они могут изменить ориентацию, но не могут погасить вращение.
Гость
13 - 05.12.2017 - 23:19
12-x0577216 > могут. Для этого соосно ставятся два гироскопа, но механически не связаны и с раздельными приводами. И вращаются в противоположные стороны. Меняч скорость вращения то одного, то другого двигателя можно создавать разнонаправленные моменты вращения. И так по всем трём пространственным осям. там массы гироскопам большие не нужны, ибо в вакууме нет сопротивления воздуха. То же самое как ионный двигатель. Поэтому скорость вращения маховика можно менять довольно быстро и в сторону разгона и в сторону торможения.
Гость
14 - 05.12.2017 - 23:22
https://youtu.be/IA7DXnZdd74

Вот здесь очень наглядно показан принцип работы.
15 - 06.12.2017 - 11:41
"https://youtu.be/IA7DXnZdd74"
Юла прекрасно делает это без всяческих ухищрений.
И её продвинутый потомок https://ru.wikipedia.org/wiki/Гировертикаль
Цитата:
Сообщение от Ректор Посмотреть сообщение
Меняч скорость вращения то одного, то другого двигателя можно создавать разнонаправленные моменты
Есть такая штука трение. И законы сохранения.
16 - 07.12.2017 - 21:39
" на устаревшем языке ассемблер"
писсаки, ля )
Гость
17 - 08.12.2017 - 01:42
Ребята, не стоит вскрывать эту тему. Вы молодые, шутливые, вам все легко. Это не то. Это не Чикатило и даже не архивы спецслужб. Сюда лучше не лезть. Серьезно, любой из вас будет жалеть. Лучше закройте тему и забудьте, что тут писалось. Я вполне понимаю, что данным сообщением вызову дополнительный интерес, но хочу сразу предостеречь пытливых - стоп. Остальные просто не найдут.
18 - 14.12.2017 - 22:10
Ректору:
вот правда, занимал этот вопрос. Гироскопами можно ориентировать, Но для этого они должны работать непрерывно. Какой момент передашь маховику, такой и получишь аппарату. По мере затухания вращения этот самый момент у аппарата отберется.
Впрочем, у Вояджера, кажется, обычные реактивники, неважно, ионные или нет.
Но для них нужен двойной импульс: крутнул - остановил :)
Насколько вычитал, Вояджер совершил достаточно сложный и _автономный_ маневр, отуглившись от обычного положения на ~70 градусов.
Потом ему надо было самостоятельно вернуться!
Нет слов.
19 - 15.12.2017 - 12:59
Цитата:
Сообщение от mkl_ Посмотреть сообщение
Гироскопами можно ориентировать, Но для этого они должны работать непрерывно.
Сплошная путаница. Вот простейший пример: станция и гироскопы не крутятся. Подаем кратковременно напряжение -. Гироскоп начинает крутиться против часовой, станция по.
Подаем кратковременно напряжение +. Гироскоп и станция перестают крутиться. Итого изменили ориентацию станции. она повернулась по часовой. Однако помимо прочего есть небольшие возмущающие моменты от давления солнечного света, межпланетного газа и пыли. Такое можно убрать только реактивной тягой.
20 - 15.12.2017 - 19:07
2 18
В старт-стопном режиме гироскопы не работают. Теряется всякий смысл их использования.
Действуют в перпендикулярном направлении, т.е. пытаются повернуть ось вращения и получают при этом поворот не в плоскости действия воздействующей силы.
(ось вращения гироскопа, ось воздействующей силы и ось результирующего поворота образуют тройку векторов, ортогональных, ессно)
Но для того, чтобы это работало, гироскопы должны вращаться.
40 лет? Гм......
Непонятно также, почему моменты от давления солнечного света, газа и пыли можно убрать только реактивной тягой. Для ориентировки достаточно повернуть аппарат, а для этого хватит гироскопов, если, конечно, работают.
21 - 15.12.2017 - 19:42
mkl_, на КА не гироскопы, а гиродины. И работают как раз так, как x0577216 сказал: не кориолисом, а моментом, не перпендикулярно оси, а в плоскости вращения.
Мне тоже насчет только реакивной тяги непонятно. Может он имел в виду разгрузку гиродинов и требующееся для этого включение реактивной тяги?
22 - 15.12.2017 - 20:16
Гироскопы, гиродины... смысл один: чем быстрее раскрутишь, тем чувствительнее, тем больше как бы эквивалентная масса, вернее, момент инерции, потому и говорю, что в старт-стопном менее эффективно.
Согласен насчет разгрузки, но уж больно аптекарская точность нужна.
(нас вообще-то больше на навигацкие системы ориентировали)
23 - 15.12.2017 - 20:57
Вы не правы. Это гироскоп "чувствительней", а точнее, большее усилие на оси создаст. Гиродины могут покоиться и включаться для создания нужного момента, который потом придется гасить обратным вращением и опять остановом. Причем начинать обратное вращение до достижения нужной ориентации, учитывая инерцию, чтобы не попасть в автоколебательный режим.
Действительно ли они покоятся после разгрузки или вращаются - не знаю. В установившемся режиме это не важно. И не знаю, как борятся в остаточным трением, если в установившемся режиме маховики вращаются. Может постоянным малым подтормаживанием. Или ставят пару маховиков, вращающихся в разные стороны.
24 - 15.12.2017 - 21:02
Кстати, а как вы раскрученным гироскопом ориентацию менять собираетесь? Проворачивать отдельным мотором рамку с подвесом, соединенную с корпусом КА, чтобы получить момент на оси?
25 - 15.12.2017 - 21:21
Вот Вы задаёте очень интересные вопросы :)
Конечно! Проворачивать отдельным мотором рамку. Только не в том направлении :) Но тут же сразу возникают отдельные вопросы о тормозных моментах. И о компенсации торможения вращения...
В общем, находка гироскопов - гениальна. И основной смысл её - именно в перемене осей вращения собственно маховика и его оси. Усилитель поворота, тскать. Было бы странно не использовать это в силовых стабилизаторах - гиродинах.
26 - 15.12.2017 - 21:44
... я вот всё Маха вспоминаю с его принципом...
Гость
27 - 15.12.2017 - 21:56
В старт-стопном режиме гироскопы не работают.возникает смысл их использования.
Действуют в перпендикулярно-параллельно направлении, т.е. пытаются повернуть ось вращения и получают при этом поворот не в плоскости действия воздействующей силы,но в видимом горизонте
(ось вращения гироскопа, ось воздействующей силы и ось результирующего поворота образуют тройку векторов, ортогональных, ессно)
Но для того, чтобы это работало, гироскопы должны вращаться.
5 лет? Гм......
Понятно тоже, почему моменты от давления солнечного света, газа и пыли можно убрать не только реактивной тягой. Для ориентировки недостаточно повернуть аппарат, а для этого хватит двигателей ориентации, если, конечно, работают.
28 - 15.12.2017 - 22:46
Цитата:
mkl_
В общем, находка гироскопов - гениальна. И основной смысл её - именно в перемене осей вращения собственно маховика и его оси.
Это (гироскоп, волчок) хорошо на велосипеде для устойчивости. Или для стабилизации положения свободного подвеса. Или для смены времен года. Но не для изменения ориентации. Прецессия, нутация, тирьямпампация... :)
29 - 16.12.2017 - 23:46
28
Можно подумать, движки лучше для ориентации :)
На умирающие маховики ещё можно опираться.
А вот без рабочего тела - труба.
30 - 17.12.2017 - 01:05
Первый оперативный российский геостационарный гидрометеорологический КА «Электро» (ГОМС) был выведен на орбиту 1.01.1994 г. ракетоносителем «Протон» с разгонным блоком и успешно функционировал в течение почти четырех лет. ..система коррекции и разгрузки с использованием специальных электронагревных реактивных двигателей, работающих на аммиаке с тягой 15 г для начального успокоения и коррекции орбиты с целью приведения КА в заданный долготно-широтный диапазон и удержания в нем в процессе всего срока функционирования;
Расчетный запас рабочего тела для двигателей коррекции и разгрузки оказался достаточным, что позволяет уверенно планировать расход рабочего тела для требуемых перспективных сроков функционирования 7-10 и более лет.
Цитата:
Сообщение от mkl_ Посмотреть сообщение
Можно подумать, движки лучше для ориентации :)
Если подумать, то станет ясно, что небольшой импульс двигателя придаст станции медленное вращение. Подождав, надо дать импульс в другую сторону. Так что затраты рабочего тела могут быть весьма малы.
31 - 17.12.2017 - 02:04
нашёл на techlibrare.ru про ракетные двигатели
Морозов А.И., Шубин А.П. Космические электрореактивные двигатели. 1975.djvu
Горшков О.А., Муравлёв В.А., Шагайда А.А. Холловские и ионные плазменные двигатели для космических аппаратов. 2008.djvu
32 - 12.07.2019 - 19:12
Спустя 42 года после запуска в НАСА придумали, как продлить миссию "Вояджер-2" ещё на шесть лет.

"Вояджеры" – единственные космические аппараты, передавшие данные из межзвёздного пространства.
Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.

Аппараты-близнецы "Вояджер-1" и "Вояджер-2" были запущены в космос почти 42 года назад. Это единственные зонды, находящиеся за границами гелиосферы и передающие оттуда научные данные. Но у них иссякает энергия, и инженерам приходится решать, как продлить жизнь самым далёким посланцам Земли. Недавно специалисты NASA утвердили новый план, который должен обеспечить бесперебойную работу "Вояджера-2" ещё в течение нескольких лет.
Отметим, что внести любые коррективы в работу аппаратов, запущенных в 1977 году и сегодня находящихся более чем в 120 раз дальше от Солнца, чем Земля, довольно сложно. Однако всем астрономам и даже простым людям очень хочется, чтобы "Вояджер-1", который покинул гелиосферу и вышел в межзвёздное пространство в 2012 году, и "Вояджер-2", повторивший подвиг собрата в 2018 году, работали максимально долго. Никакая другая миссия не забиралась так далеко, сохраняя при этом столь важную для науки и человечества связь с Землёй.
"Оба зонда "Вояджер" исследуют регионы, которые никогда прежде не посещались, поэтому каждый день – это день новых открытий", – констатирует участник проекта Эдвард Стоун (Edward Stone) из Калифорнийского технологического института.
Поясним, что каждый из аппаратов имеет три источника питания, основанных на распаде плутония-238. Но запасы этого элемента уменьшаются, да и генераторы со временем деградируют. В итоге мощность питания падает на четыре ватта в год. Это значит, что сегодня каждый "Вояджер" получает примерно на 40% меньше энергии, чем сразу после запуска.
Между тем электричество необходимо не только бортовым приборам, но и обогревателям, которые поддерживают электронику в работоспособном состоянии и не дают замёрзнуть топливу.
Напомним, что аппараты пользуются двигателями на жидком горючем, чтобы сохранять антенны направленными на Землю. Если прервётся связь, для землян это будет равносильно гибели зондов: что толку от собранных уникальных данных, если человечество их никогда не получит?
Чтобы как можно дольше сохранить самые необходимые системы, инженеры шаг за шагом отключают менее важные устройства. Например, давно не функционируют фотокамеры, с помощью которых "Вояджеры" снимали планеты и спутники в Солнечной системе.
В итоге сегодня на борту "Вояджера-1" функционирует четыре прибора. Это магнитометр, прибор для изучения плазмы и два прибора для изучения космических лучей: регистратор низкоэнергетических заряженных частиц и подсистема [для изучения] космических лучей, или cosmic ray subsystem (CRS).
У "Вояджера-2", который представляет собой точную копию своего собрата, действуют те же приборы плюс ещё одна система для изучения плазмы.
Однако последнему аппарату уже не хватает энергии, чтобы питать все эти приборы и их обогреватели. В связи с этим по новому плану недавно был отключён обогреватель CRS.
Почему рок пал именно на эту систему? Дело в том, что устройство может принимать космические лучи лишь с определённых направлений. Поэтому на данный момент оно менее полезно, чем другие приборы.
Заметим, что именно данные CRS сыграли решающую роль в обнаружении того факта, что "Вояджер-2" вышел в межзвёздное пространство. Но, как некогда заметили братья Стругацкие, будущее создаётся тобой, но не для тебя.
Впрочем, отключение обогревателя ещё не означает, что сам прибор выйдет из строя. На данный момент CRS продолжает функционировать, хотя его температура уже опустилась ниже -59 °C. Это на десять градусов ниже, чем предельная температура, при которой систему тестировали на Земле.
Ещё одна проблема возникла у "Вояджера-2" с двигателями для ориентации. Напомним, что они необходимы зонду, чтобы поддерживать нужное направление антенны и, следовательно, связь с Землёй.
В 2017 году подобные трудности возникли и у "Вояджера-1". Тогда специалисты нашли выход, впервые за 37 лет включив главные двигатели аппарата. Теперь подобная операция предстоит и "Вояджеру-2", не запускавшему главные двигатели с 1989 года.
В НАСА надеются, что эти решения продлят работу аппарата ещё на несколько лет. Как уточняет издание New Atlas, полное истощение источников питания ожидается примерно в 2025 году.
"Невероятно, что приборы "Вояджеров" оказались настолько живучими, – признаётся руководитель проекта Сюзанна Додд (Suzanne Dodd) из Лаборатории реактивного движения НАСА. – Мы гордимся тем, что они выдержали испытание временем. [Неожиданно] долгий срок службы космического корабля означает, что мы имеем дело со сценариями, с которыми мы никогда не думали столкнуться. Мы будем продолжать исследовать все имеющиеся у нас варианты, чтобы сохранить для "Вояджеров" [возможность] получать лучшие возможные научные данные".

50 лет протянут?


К списку вопросов
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск




Copyright ©, Все права защищены