August 30th, 2012

тайконавт

 Как делать КСЭС будем – по дедовски, подороже или по новаторски, дешевле?

14:48, 28 августа 2012

Эксперт: Россия не должна отстать от США по запуску КСЭС


Эксперт: Россия не должна отстать от США по запуску КСЭС

В России проектируется демонстрационный прототип космической солнечной электростанции (КСЭС) мощностью 100 кВт, который необходимо запустить до 2016 года, чтобы не отстать от США, заявил во вторник на Международном аэрокосмическом конгрессе представитель ЦНИИ машиностроения Виталий Мельников. Подробнее…

все новости

«В настоящее время интенсивно формируется рынок космического электричества», - напомнил он. «США хотят запустить КСЭС к 2016 году, Япония - к 2025 году. По данным японцев, вырабатываемое на КСЭС электричество будет в шесть раз дешевле, чем электричество, производимое на Земле», - сказал Мельников, слова которого приводит «Интерфакс».

 «Россия не должна потерять рынок космического электричества. Если американцы сделают КСЭС к 2016 году, а мы только начнем работать над ней, будет поздно», - полагает эксперт.

По его мнению, если Россия опоздает с развертыванием КСЭС, а в космосе появятся зарубежные электростанции, то «Россию ждет обесценивание ее ресурсов». «Поэтому надо успеть занять свое место на рынке космического электричества», - полагает Мельников.

По его словам, принцип работы КСЭС следующий: на геостационарной орбите разворачивается сама станция, представляющая собой большую солнечную батарею. Выработанное электричество с нее будет передаваться либо СВЧ, либо лазерной системой на наземные приемники.

Как считает Мельников, создание КСЭС решает проблему глобального энергетического кризиса, проблему экологических и климатических последствий воздействия энергетики на окружающую среду.

По его мнению, «Россия является единственной страной в мире, имеющей опыт создания бескаркасных центробежных космических крупногабаритных конструкций». Мельников напомнил, что в США разработки КСЭС ведутся с 1968 года. К 2016 году они планируют вывести в космос КСЭС гигаваттного класса.

По оценке Мельникова, наиболее рациональным путем передачи энергии из космоса на Землю является использование инфракрасного лазера, который более безопасен, чем СВЧ-система. «Такие разработки ведутся в Ракетно-космической корпорации «Энергия», в НПО имени Лавочкина», - сообщил он.

По словам Мельникова, в России «проектируется демонстрационный прототип КСЭС мощностью 100 киловатт». В этой работе участвует ряд предприятий ракетно-космической отрасли, в том числе РКК «Энергия» и НПО имени Лавочкина.

«В настоящее время мы находимся на этапе становления кластера из заинтересованных предприятий», - сказал Мельников.

Он признал, что КСЭС при желании могут быть использованы в военных целях для поражения объектов на Земле мощными пучками энергии. Чтобы избежать этого, «должны быть приняты какие-то документы, не допускающие военного использования КСЭС», предположил представитель ЦНИИ машиностроения.


pic0.jpg
Реализация этих планов потребует создание сети орбитальных заправочных станций  для дозаправки межорбитальных буксиров  – с низкой опорной орбиты компоненты КСЭС  надо доставить на рабочую геостационарную орбиту, а это несколько тонн топлива на каждую тонну груза выведенного на ГСО. Поэтому, для многократного снижения стоимости транспортных затрат важно использовать новаторские технологии доставки ракетного топлива и сырьевых материалов на орбитальные заправочные и накопительные станции. Здесь вне конкуренции будут космические аппараты-накопители вещества (КАН), как атмосферного, так и доставляемого в зону перехвата с Земли недорогими многоразовыми суборбитальными ракетами. А это значит, что наряду с демонстрационным вариантом КСЭС надо делать и испытывать демонстрационный КАН.
Проект КА-накопителей еще мало известен и, надо полагать, придется приложить значительные усилия, что бы проект был реализован, до того как естественным образом вымрут его оппоненты. Впрочем, поддержка проекта за рубежом, у конкурентов так сказать, будет способствовать быстрому протрезвлению консерваторов от космонавтики. ;-)

Принципиальная схема работы КА-накопителя с ЭДТС:

01-760.jpgКосмический аппарат-накопитель с тросовой электродинамической системой


Collapse )

Фазы процесса

1. Старт суборбитального челнока с грузом для КАН. После окончания работы двигателей при полёте по инерции в разреженных слоях атмосферы (выше 60–80 км) груз дробными частями начинает равномерно выбрасываться из челнока в направлении, параллельном поверхности планеты в плоскости орбиты КАН. Образовавшийся трек поднимается синхронно с челноком на высоту орбиты КАН (100–300 км).

Возможно соединение фрагментов груза единой нитью, на концах которой установлены управляемые микроракеты. Это упрощает извлечение (вытягивание) фрагментов груза из челнока, формирование трека частиц и позиционирование трека относительно КАН перед захватом.

2. Развёртывание дорожки из частиц груза на линии, совпадающей с траекторией полёта КАН. (При вертикальном размере ловушки 5 м время относительного зависания трека – около 2 с, что позволяет использовать треки длиной до 16 км). Отход суборбитального челнока, пролёт КАН по линии трека, захват вещества, рассредоточенного перед ним вдоль его траектории.

3. Возвращение суборбитального челнока.

Снижение скорости при вхождении в плотные слои атмосферы. Посадка с использованием двигателей в зоне старта.

4. КАН начинает подготовку к захвату очередного потока фрагментов груза. Свёртывание лент СБ и троса ЭДТС для предотвращения деформаций оборудования от перегрузок (1-2 g) во время захвата.

5. КАН в момент захвата трека вещества. Все протяжённые элементы свёрнуты.

6. КАН в процессе компенсации потери импульса от захвата груза. Развёртываются бобины СБ и ЭДТС, энергия СБ используется тросовым электродвигателем для создания тяги и ускорения КАН до достижения прежней скорости. Для создания ускоряющей силы также используются ЭРД.

7. Передача накопленных грузов в орбитальное хранилище.


АНИМАЦИЯ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАБОТЫ КА-НАКОПИТЕЛЯ С ЭДТС ЗДЕСЬ 

АНИМАЦИЯ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАБОТЫ КА-НАКОПИТЕЛЯ С ЭРД ЗДЕСЬ

тайконавт

КА-накопитель сырья + космический 3D-принтер = индустриализация космоса



Успехи в развитии  трехмерной печати столь хороши, что вскоре произойдет коренное изменение в технологии проведения экспедиций в дальний космос. Вместо того, что бы делать на Земле автоматические межпланетные станции, которые после пуска к Юпитеру, Сатурну и т.д. годами будут лететь и морально устаревать, теперь можно будет выводить на орбиты исследуемых планет платформы с 3D-принтерами, запасами сырья и роботами-сборщиками. Возможно, потребуется ещё некоторый запас прецензионных деталей, наиболее типичных, но надо полагать только на первое время работы таких инопланетных орбитальных станций. Тогда, планы по исследованию, например, спутников Нептуна, реализовывались бы относительно мгновенно – ЦУП посылает на борт программу изготовления соответствующего оборудования и спускаемых аппаратов. Изготовление займет существенно меньшее время, чем отправка с Земли аналогичных аппаратов. Возможно, какое-то время с Земли будут отправляться недорогие грузовые межпланетные КА с сырьём для космических 3D-принтеров, но однозначно, что в последующем произойдет переход на местные ресурсы.

Очевидно, что до того как первый межпланетный аппарат с 3D-принтером выйдет на орбиту какой-либо планеты, такие же принтеры объемной печати заработают на околоземных орбитах. И здесь, возможность КА-накопителей поставлять сырье на орбитальные станции по цене порядка 100 долл./кг, сыграет свою революционную роль в индустриализации околоземного космического пространства, не когда-нибудь там в отдаленном светлом будущем наших потомков, а здесь и сейчас.

Collapse )

Принтер размером со спальню, который использует металл вместо чернил.

Он печатает металлические объекты слоями, сами объекты проектируются на компьютере. Он может производить комплексные формы из стали, хрома или кобальта.

Профессор Сид Масуд разработал технику, которая кардинально повышает скорость печати металлических изделий.

Профессор Масуд экспериментировал с металлами и инструментами, которые производители используют в автомобилестроении. В итоге ему удалось добиться остывания расплавленного металла в гораздо более короткое время чем обычно. Это сокращает время между периодами производства разных металлических частей.

"Это означает, что производство может переместитться из обычных мест в гаражи домовладений, дворы и вообще туда, где вы хотели бы быстро произвести что-то за короткое время" - говорит он - "Любая геометрия, не имеет значения, на сколько она сложна, может быть воссоздана слой за слоем".

3д-принтер использует лазер, чтобы расплавить метал (в виде порошка) типа титана или никеля и придать им определённую форму, выдавливая его через печатную иглу на стальную основу.