Молодёжная лаборатория "Космические Технологии" — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
(Новая страница: «ЦНТМ > '''Сателлит Политех''' <HR> Фа…»)
 
 
(не показано 18 промежуточных версий 1 участника)
Строка 1: Строка 1:
 +
[[en:Satellite Polytech]]
 
[[Центр научно-технического творчества молодёжи (ЦНТМ)|ЦНТМ]] > '''Сателлит Политех''' <HR>
 
[[Центр научно-технического творчества молодёжи (ЦНТМ)|ЦНТМ]] > '''Сателлит Политех''' <HR>
−
[[Файл: Polysat.jpg|400px|thumb|]]
+
[[Файл: Firefly.jpg|400px|thumb|]]
  
−
=== Краткая аннотация===
+
Молодёжная лаборатория "Космические Технолгии" является частью [[Центр научно-технического творчества молодёжи (ЦНТМ)| Центра научно-технического творчества молодёжи]]. Основная задача --- вовлечение студентов в самостоятельную проектную работу, преемничество опыта и знаний между школьниками, студентами, действующими инженерами и научными работниками, создание экспериментальных, научных и опытных аппаратов, машин и роботов. Руководитель лаборатории [[Мурачёв Андрей]]
−
Молодёжная лаборатория "Космические Технолгии" является частью [[Центр научно-технического творчества молодёжи (ЦНТМ)| Центра научно-технического творчества молодёжи]]. Основная задача КБ - вовлечение студентов в самостоятельную проектную работу, преемничество опыта и знаний между школьниками, студентами, действующими инженерами и научными работниками, создание экспериментальных, научных и опытных аппаратов, машин и роботов.
+
 
 +
Лаборатория "Космические Технолгии"  совместно с физико-математическим лицеем №239, КБ «Арсенал» и заводом «Арсенал» создаёт малый космический аппарат (КА) для проведения ряда научных и инженерных экспериментов на орбите Земли.
 +
 
 +
Космический аппарат состоит из двух разделяемых модулей, соединённых проводящим тросом, длиной 1 — 30 км; Модули оснащены плазменными коннектороми, что позволяет замкнуть электрическую цепь через атмосферные токи. Полезная нагрузка распределена по модулям.  Материал троса выполнен из композитного материала на основе углеволокна. При диаметре нити — 0.1 мм, масса 20-километрового троса составит около 1 кг. Первоначально модули соединены друг с другом. Трос используется для генерации постоянного ускорения, а также для прямого контроля за расстоянием между спутниками в эксперименте измерения параметров околоземной плазмы.
 +
После отстыковки от носителя система стабилизации КА гасит остаточные ускорения аппарата. Разделение модулей происходит по прошествии некоторого времени, достаточного для того, чтобы КА отнесло на безопасное расстояние и после принятия необходимого пространственного положения.  
  
−
Лаборатория "Космические Технолгии"  совместно с физико-математическим лицеем №239, КБ «Арсенал» и заводом «Арсенал» предлагается создать малый космический аппарат (КА) для проведения ряда научных и инженерных экспериментов на орбите Земли.
 
−
Космический аппарат состоит из двух разделяемых модулей: лабораторного и буксирного. Буксирный модуль оснащен солнечным парусом и тросом; лабораторный модуль оснащен полезной нагрузкой в виде необходимого оборудования для целей миссии; трос проводящий, покрыт изоляционной оболочкой, длиной 10 — 100 км. Материал троса выполнен из композитного материала на основе углеволокна. При диаметре нити — 0.1 мм, масса 20-километрового троса составит около 1 кг. Первоначально модули соединены друг с другом. Трос используется для генерации ЭДС, а также для прямого контроля за расстоянием между спутниками в эксперименте измерения параметров околоземной плазмы.
 
−
После отстыковки от носителя система стабилизации КА гасит остаточные ускорения аппарата, а также стабилизирует аппарат в положении, при котором модуль с парусом располагается выше лабораторного. Разделение модулей происходит по прошествии некоторого времени, достаточного для того, чтобы КА отнесло на безопасное расстояние и после принятия необходимого пространственного положения.
 
 
Разделение происходит пружинами, «отстреливающими» модули один от другого. Первоначального импульса должно хватить для того, чтобы модули разлетелись на расстояние длины троса. Трос первоначально собран в катушку с равномерной укладкой нить к нити. На выходе катушки размещается электрический размотчик с зажимным устройством, регулируемой механической подачей и датчиком натяжения. Для обеспечения натяжения в момент разделения электрический размотчик отдаёт трос со скоростью, соответствующей скорости разлёта аппаратов, а также постепенно демпфирует подачу троса для гашения скорости, во избежание отскока модулей. Вследствие неоднородности гравитационного поля, модули по прошествии некоторого времени выстроятся в радиальном направлении.  
 
Разделение происходит пружинами, «отстреливающими» модули один от другого. Первоначального импульса должно хватить для того, чтобы модули разлетелись на расстояние длины троса. Трос первоначально собран в катушку с равномерной укладкой нить к нити. На выходе катушки размещается электрический размотчик с зажимным устройством, регулируемой механической подачей и датчиком натяжения. Для обеспечения натяжения в момент разделения электрический размотчик отдаёт трос со скоростью, соответствующей скорости разлёта аппаратов, а также постепенно демпфирует подачу троса для гашения скорости, во избежание отскока модулей. Вследствие неоднородности гравитационного поля, модули по прошествии некоторого времени выстроятся в радиальном направлении.  
−
По завершении экспериментов на лабораторном модуле, он вместе с тросом отстёгивается, после чего происходит повышение орбиты буксирного модуля. В дальнейшем раскрывается солнечный парус, для тестирования возможности перевода его на максимально высокую орбиту без использования топлива.
+
 
 +
Последним из экспериментов данной миссии планируется демонстрация возможности возвращение одного из модулей на Землю.
 +
 
 +
=== Космические тросовые системы===
 +
Космические тросовые системы могут использоваться для выполнения транспортных операций в космосе в качестве альтернативы реактивным системам. На проводящий трос между двумя спутниками, движущейся в магнитном поле Земли действует сила, направление которой зависит от направления тока в проводнике. Если по тросу течёт ток в направлении градиента гравитационного поля, то направление электродинамической силы сонаправлено вектору скорости. Возникающая ускоряющая сила может перевести спутник на более высокую орбиту.
 +
 
 +
==Нерешённые вопросы==
 +
Недостаточно исследованы вопросы определения условий устойчивости ЭДКТС на орбите
 +
(при взаимодействии ЭДКТС с магнитным полем Земли при определенных условиях может
 +
возникнуть опрокидывающий момент).
 +
 
 +
Модели взаимодействия тросов с ионосферной плазмой разработаны недостаточно. Так, величина тока, полученного в эксперименте TSS-1R, значительно превосходила расчетную.
 +
 
 +
Есть проблема отвода избыточного тепла в условиях вакуума, поэтому не исключена возможность повреждения тросов из-за перегрева.
 +
 
 +
===Работы выполненные в рамках проекта===
 +
*Магистерская работа [[Буй Ван Шань|Буй Ван Шаня]]: [[Разработка системы ориентации и стабилизации малых космических аппаратов]].
  
 
===Литература, статьи, полезные ссылки===
 
===Литература, статьи, полезные ссылки===
Строка 23: Строка 41:
 
* [http://php.scripts.psu.edu/dept/sspl/index.php?/categories/8-OSIRIS-CubeSat Orisus cubesat from the Student Space Programs Laboratory (SSPL) at the Pennsylvania State University]
 
* [http://php.scripts.psu.edu/dept/sspl/index.php?/categories/8-OSIRIS-CubeSat Orisus cubesat from the Student Space Programs Laboratory (SSPL) at the Pennsylvania State University]
 
* [http://www.raumfahrt.fh-aachen.de/compass-1/publications.htm Compass Cubesat]
 
* [http://www.raumfahrt.fh-aachen.de/compass-1/publications.htm Compass Cubesat]
 +
 +
== Электродинамические космические тросовые системы==
 +
ЭДКТС могут использоваться для выполнения транспортных операций в космосе в качестве альтернативы реактивным системам.
 +
 +
* [https://theses.lib.vt.edu/theses/available/etd-05142009-153456/unrestricted/MattBitzerThesisFinal.pdf Расчёт оптимальных манёвров повышения орбиты ЭДКТС.]
 +
 +
* [http://soar.wichita.edu/bitstream/handle/10057/11351/t14078_Sreesawet.pdf?sequence=1 Орбитальные манёвры]

Текущая версия на 18:07, 18 января 2017

ЦНТМ > Сателлит Политех
Firefly.jpg

Молодёжная лаборатория "Космические Технолгии" является частью Центра научно-технического творчества молодёжи. Основная задача --- вовлечение студентов в самостоятельную проектную работу, преемничество опыта и знаний между школьниками, студентами, действующими инженерами и научными работниками, создание экспериментальных, научных и опытных аппаратов, машин и роботов. Руководитель лаборатории Мурачёв Андрей

Лаборатория "Космические Технолгии" совместно с физико-математическим лицеем №239, КБ «Арсенал» и заводом «Арсенал» создаёт малый космический аппарат (КА) для проведения ряда научных и инженерных экспериментов на орбите Земли.

Космический аппарат состоит из двух разделяемых модулей, соединённых проводящим тросом, длиной 1 — 30 км; Модули оснащены плазменными коннектороми, что позволяет замкнуть электрическую цепь через атмосферные токи. Полезная нагрузка распределена по модулям. Материал троса выполнен из композитного материала на основе углеволокна. При диаметре нити — 0.1 мм, масса 20-километрового троса составит около 1 кг. Первоначально модули соединены друг с другом. Трос используется для генерации постоянного ускорения, а также для прямого контроля за расстоянием между спутниками в эксперименте измерения параметров околоземной плазмы. После отстыковки от носителя система стабилизации КА гасит остаточные ускорения аппарата. Разделение модулей происходит по прошествии некоторого времени, достаточного для того, чтобы КА отнесло на безопасное расстояние и после принятия необходимого пространственного положения.

Разделение происходит пружинами, «отстреливающими» модули один от другого. Первоначального импульса должно хватить для того, чтобы модули разлетелись на расстояние длины троса. Трос первоначально собран в катушку с равномерной укладкой нить к нити. На выходе катушки размещается электрический размотчик с зажимным устройством, регулируемой механической подачей и датчиком натяжения. Для обеспечения натяжения в момент разделения электрический размотчик отдаёт трос со скоростью, соответствующей скорости разлёта аппаратов, а также постепенно демпфирует подачу троса для гашения скорости, во избежание отскока модулей. Вследствие неоднородности гравитационного поля, модули по прошествии некоторого времени выстроятся в радиальном направлении.

Последним из экспериментов данной миссии планируется демонстрация возможности возвращение одного из модулей на Землю.

Космические тросовые системы[править]

Космические тросовые системы могут использоваться для выполнения транспортных операций в космосе в качестве альтернативы реактивным системам. На проводящий трос между двумя спутниками, движущейся в магнитном поле Земли действует сила, направление которой зависит от направления тока в проводнике. Если по тросу течёт ток в направлении градиента гравитационного поля, то направление электродинамической силы сонаправлено вектору скорости. Возникающая ускоряющая сила может перевести спутник на более высокую орбиту.

Нерешённые вопросы[править]

Недостаточно исследованы вопросы определения условий устойчивости ЭДКТС на орбите (при взаимодействии ЭДКТС с магнитным полем Земли при определенных условиях может возникнуть опрокидывающий момент).

Модели взаимодействия тросов с ионосферной плазмой разработаны недостаточно. Так, величина тока, полученного в эксперименте TSS-1R, значительно превосходила расчетную.

Есть проблема отвода избыточного тепла в условиях вакуума, поэтому не исключена возможность повреждения тросов из-за перегрева.

Работы выполненные в рамках проекта[править]

Литература, статьи, полезные ссылки[править]

Электродинамические космические тросовые системы[править]

ЭДКТС могут использоваться для выполнения транспортных операций в космосе в качестве альтернативы реактивным системам.

Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Молодёжная_лаборатория_%22Космические_Технологии%22&oldid=45982»