неделя, 16 септември 2007 г.

Изследване на Луната или новата космическа надпревара

Напоследък не се случваше нищо интересно в областта на космическите технологии, като изключим облитането на Япет от Касини. Но вчера нещата се промениха. Вчера започна една нова космическа надпревара. Всички знаем за космическата надпревара между САЩ и СССР, която завърши с кацанията на Луната. Но сега космическата надпревара започва отново - кой ще е следващият, който ще кацне на Луната. Този път е по-интересно, защото освен НАСА и Роскосмос, в надпреварата участват и ДЖАКСА (Японската космическа агенция), ЕСА (Европейската космическа агенция), ИСРО (Индийската космическа агенция), както и Китайската космическа агенция.

Естествено, преди пилотиран полет до Луната, са нужни редица мисии, които да помогнат за разработването на нужната технология и очертаване на научните цели. Вчера беше изстреляна първата такава мисия - Кагуя, която преди беше позната като SELENE.




Изстрелването на Кагуя.

Кагуя е втората японска мисия до Луната. Тя най-амбициозният апарат, който ще изследва Луната от програмата Аполо насам. В момента апарата е "паркиран" в земна орбита. Апарата ще направи три орбити около Земята, през което време ще набере достатъчно скорост да се откъсне от гравитацията на Земята. Следва кратко пътешествие до Луната и влизане в орбита около нея на трети октомври. Орбитата ще бъде полярна силно елиптична с височина 120 x 13 000 км. Кагуя ще се снижава до лунната повърхност и когато достигне орбита 100 x 2400 км на 9 октомври ще освободи малък телекомуникационен сателит. На 14 октомври ще бъде освободен друга малък научен сателит в орбита 100 x 800 км. Накрая, на 21 октомври Кагуя ще снижи орбитата си до 100 х 100 км. Предполага се, че мисията ще продължи една година.


Кагуя. Снимка: JAXA.

Какво представлява Кагуя? Мисията Кагуя се състои от три отделни космически апарата: главен апарат, малък радиокомуникационен сателит и малък научен сателит:

  1. Главен апарат - масата му е 2914 кг, размерите му са 2,1 х 2,1 х 4,8 метра, генерира 3,5 kW електроенергия.
  2. Малкият комуникационен сателит е във формата на осмоъгълна призма. Той ще предава информацията от и до главния апарат, когато той е в сянката на Луната. Има маса 53 кг, размерите му са 1,0 х 1,0 х 0,65 метра, генерира 70 W електроенергия.
  3. Малкият научен сателит има същите характеристики като комуникационния сателит, но ще бъде използван и за провеждането на експерименти, които е невъзможно да се направят само с един космически апарат в орбита около Луната.
Кагуя разполага със следните научни инструменти: камера за заснемане повърхността, рентгенов флуоресцентен спектрометър, магнитометър, инструмент за спектрални измервания, мултиспектрална камера, HDTV видео камера, лазерен алтиметър, радар за изследване на повърхността и 100 км слой под повърхността, гамалъчев спектрометър, спектрометър за заредени частици, инструмент за анализиране на плазма, камера за изследване на горната атмосфера и плазмата (на Земята) и научен пакет за изследване на Луната чрез радио вълни. Освен това на борда на апарата има и списък с имената на 412 627 души (включително и моето), които са разпечатани на специален лист хартия, като всяка буква е с размер 70 микрометра.

След края на мисията, ДЖАКСА ще опита да приземи един от модулите на главния апарат на Кагуя, за да демонстрира меко кацане на Луната.

Другите мисии до Луната! От "първи кръг" следва още да видим по ред на изстрелване:

  1. Чанг'е 1 - Китай - изстрелване на 1 октомври 2007 година
  2. Шандраян - Индия (включва и научни инструменти от ЕСА, НАСА и България) - изстрелване през април 2008
  3. Лунар Риконисънс Орбитър и Лакрос - САЩ - изстрелване през октомври 2008
  4. Луна-Глоб - Русия (и вероятно Япония) - изстрелване през 2012
  5. Лео - Германия - изстрелване през 2012
Забележка: ЕСА вече имаше мисия до Луната - Смарт 1. Апарата беше изстрелян на 27 септември 2003 година и нарочно беше блъснат в Луната на 3 октомври 2006 година. Не съм го включил в космическата надпревара, понеже по времето на апарата, надпреварата още не беше започнала.

събота, 1 септември 2007 г.

SpaceX и бъдещето на космическите полети

Здравейте пак,
След тежка седмица, много работа, учене и вършене на услуги на приятели пак дойде уикенда. Това съвсем не означава, че ще си мързелувам безгрижно. Днес пак трябва да оправям компютъра на един приятел - запушен радиатор. Гадост! Както и да е, да се върнем на темата на днешната публикация.


SpaceX е космическа компания, собственост на Елън Маск - мултимилионер и основател на PayPal. Как му е хрумнало да се занимава с космически щуротии? Легендата разказва, че Маск искал да изпрати малка частна сонда на Марс, но когато видял колко ще му струва изстрелването (няколко десетки милиона долара) се хванал за главата. Юнакът решил да си построи собствена ракета и да понижи цените на ракетите, за да насърчи изследването на космоса. И когато в банковата ти сметка има над $350 милиона не е проблем да се захванеш с подобно начинание. Определено шансът за развитие на бизнеса и големи печалби е по-голям от шанса бизнеса на бившия ми шеф да просперира.

Първоначалната архитектура и бизнес план включваха разработката на 4 ракети и два двигателя, но в последствие едната ракета отпадна, а двигателите вече са налични в няколко модификации. Първата ракета, предназначена предимно за тестване на технологии и придобиване на ноу-хау е Фалкън 1 (позната още като "Фалкон 1" или "Соколът").


Първата ракета Фалкън 1 на път към стартовата площадка.
Снимка: SpaceX.

Фалкън 1 представлява двустепенна ракета с височина 21.3 метра и диаметър 1,7 метра. Масата й е 38,555 кг, а максималният товар, който може да изведе в ниска земна орбита е 670 кг. Първата степен се задвижва от двигател Мерлин, работещ на супер чист керосин и течен кислород. Втората степен има двигател Кестрел и използва същите горива. Фалкън 1 може да се изстрелва от острова Омелек в Тихия океан, стартова площадка SLC-3W във ВВС базата Вандерберг в Калифорния и от стартова площадка LC-36 в Кейп Каневерал в Калифорния. Цената на едно изстрелване възлиза на $7 милиона, което е сравнително евтино. Конкурентните ракети струват по $10 - $20 милиона.

Фалкън 1 е била изстрелвана два пъти до сега, но за съжаление и двата пъти неуспешно, въпреки, че е постигнат огромен прогрес. Все пак всички ракети се провалят, особено при първите им полети.

Пожар на борда на Фалкън 1. Снимка: SpaceX.

При първия полет (вижте видеото по-долу) имаше теч на гориво и ракетата се запали във въздуха. След около една минута всички в командната зала вече бяха навели глави. Ракетата и тестовият сателит ФалкънСат-2 бяха изгубени. Проблема се състоеше в корозирали компоненти на двигателя. След този полет СпейсЕкс се погрижи повече да не се повтаря инцидент от такъв тип, като подмени компонентите с неръждаеми.




Първия полет на Фалкън 1.

Втория тестов полет се проведе на 21 март 2007 година. На ракетата имаше тестов сателит. Първата степен, която осуети първото изстрелване, работеше много добре, но при отделянето й от втората степен, тя леко удари двигателя Кестрел. Това не е довело до проблеми с двигателя, но по-късно в полета ракетата започна да осцилира и накрая стана неконтролируема. Втората ракета Фалкън 1 достигана космоса, като височината й беше 289 км, а скоростта й 5,1 км/с. Ракетата не достигна орбита, тъй като за това е нужна минимална скорост от 7,5 км/с. От SpaceX съобщиха, че ще оправят проблема, като добавят допълнителни системи за контрол на ракетата.



Втория полет на Фалкън 1.
Фалкън 9

Фалкън 9 е по-голямата сестричка на Фалкън 1. Тя е по-голяма, по-мощна и по-скъпа. Предлага се в две конфигурации: Фалкън 9 и Фалкън 9 Хеви. Възможни са и полети с полупълен резервоар на по-ниска цена за сателити, които попадат в класа между Фалкън 1 и Фалкън 9. Фалкън 9 Хеви представлява нормална ракета Фалкън 9 с още две първи степени прикрепени отстрани.


Фалкон 9 в трите му конфигурации. Средната беше анулирана, а тази от дясно вече се казва Фалкън 9 Хеви. Снимка: SpaceX.

Фалкън 9 може да изстреля 9 тона в ниска земна орбита и струва $35 милиона, а тежката версия носи 27,5 тона за $78 милиона. Фалкън 9 ще бъде използвана и за пилотирани полети. НАСА награди SpaceX с $250 милиона да разработи система за придвижване на товари и евентуално хора до Международната космическа станция и за други мисии. За целта SpaceX разработва капсулата Дракон, която може да закара 7 човека в космоса или товар. Капсулата, както и ракетата ще се използват и за построяването и обслужването на първия орбитален хотел.

Програмата на SpaceX (скролирайте надолу. За съжаление софтуера на блога е бъгав и оставя голяма празнина преди таблицата):



















































































КлиентИзстрелванеРакетаКосмодрум
Полет 3Ч1 2008Фалкън 1Омелек
Малайзия: РазаксатЧ1 2008Фалкън 1Омелек
Демонстрационен полет
Ч4 2008
Фалкън 9
Кейп Каневерал
НАСА - демонстрация
Ч4 2008
Фалкън 9
Кейп Каневерал
Канада: корпорация MDA
Ч4 2008
Фалкън 9
Кейп Каневерал
НАСА - демонстрация 2
Ч2 2009
Фалкън 9
Кейп Каневерал
СпейсДев
Ч3 2009
Фалкън 1
Омелек
НАСА - демонстрация 3
Ч3 2009
Фалкън 9
Кейп Каневерал
Канада: корпорация MDAЧ1 2010
Фалкън 1
Омелек
Шведска космическа корпорация
Ч1 2010
Фалкън 1
Омелек
Бигълоу Еъроспейс
Ч1 2010
Фалкън 9
Кейп Каневерал


Успех SpaceX!

вторник, 28 август 2007 г.

Изследване на Марс: MSL

Здравейте отново,
Няма начин да не сте чули за космическата сонда Феникс, която наскоро беше изстреляна към Марс. И докато Феникс лети в междупланетното пространство, инженерите на Земята не бива да остават без работа. Те се концентрират върху следващата мисия до "Червената планета", а именно MSL - Mars Science Laboratory (Марсианска научна лаборатория). Това е нов, единствен по рода си марсоход от последно поколение и представлява една удивителна машина, както сами ще се убедите.

Научната лаборатория ще бъде изстреляна към Марс през 2009 година и ще пристигне на планетата през 2010 година. Тя ще бъде изстреляна на борда на ракетата Атлас V в конфигурация 541. Това е доста мощна ракета, но при масата на лабораторията (3 400 кг) едвам ще бъде постигната скоростта от 11 км/с, което е минимума за преодоляване на земната гравитация. По време на близо едногодишното пътешествие до Марс, екипът на мисията ще провежда тренировки, учения и калибриране на апарата.


Марсианската научна лаборатория на Марс. Снимка: NASA.

Най-критичният момент от мисията е навлизането в марсианската атмосфера и кацането. То започва когато апарата се намира на 125 км от повърхността на Марс. Тогава слънчевите панели и задвижващата степен освобождават предпазната капсула, в която се намира MSL и тя почва да навлиза в атмосферата. Малки двигатели ще насочват капсулата към предварително избраното място на кацане. Температурата отвън капсулата ще надмине стотици градуси. При кацането, продължаващо 6 минути, инженерите няма да имат връзка с апарата - той ще действа автоматично. Когато капсулата пробие атмосферата и температурата спадне, долната й част (която е топлинният щит) ще бъде освободена, а от горната част ще се отвори парашут, който ще забави кацането. Когато капсулата наближи повърхността, ще се запалят двигателите на небесния кран и горната част на капсулата заедно с парашута ще бъде изхвърлена. След това небесният кран ще спусне лабораторията на въже до повърхността. При кацането въжетата ще бъдат прерязани, кранът ще отлети в страни, а лабораторията ще е сигурно кацнала на Марс (виж анимацията по-долу).

Когато лабораторията кацне, теглото й вече ще е само 850 кг. MSL ще има размерите на лек автомобил Фолксваген Бийтъл, но за разлика от него ще може да преодолява препятствия с височина 70 см. Лабораторията, благодарение на своите 6 електрически задвижвани колела, ще развива рекордната за марсоход скорост от 90 метра в час.

За разлика от небезизвестните марсоходи Спирит и Опортюнити, MSL ще бъде задвижван с електричество от RTG (Radioisotop TermoGenerator) - цилиндър, пълен с радиоактивен плутоний, който трансформира радиацията в електроенергия по много елементарен начин. Това ще позволи на MSL да работи по време на пясъчни бури, през зимата и дори през ноща. Вояджърите са оборудвани с подобни устройства, които работят вече 30 години и се очаква да работят така добре поне още 15 години. Електроенергията ще бъде събирана в батерия и когато тя бъде наситена, марсоходът ще може да върши работата си. Според един инженер от НАСА, MSL ще може да работи по 9 часа на денонощие.



Анимцаия на мисията на MSL.

MSL ще бъде най-добре екипирания апарат, който някога е бил пращан на Марс. Той ще има четири категории инструменти: камери, спектрометри, радиационни детектори и сензори за околната среда. Да ги разгледаме по отделно:

- MSL има три камери:
  1. Мачтова камера - състои се от система от две камери, монтирани на мачтата на лабораторията. Системата ще прави цветни и триизмерни снимки, както и цветно видео. Камерата разполага с обектив, позволяващ 10-кратно увеличение, както и множество филтри.
  2. Геоложка камера - тя е монтирана на ръката на лабораторията и може да различава обекти с размер 12,5 микро метра - по-малки от човешки косъм. Камерата служи за идентифициране на минерали.
  3. Приземителна камера - тя ще снима право надолу по време на кацане и ще записва филм. След кацането ще изпрати видеото на Земята за точно определяне местоположението на лабораторията и идентифициране интересни обекти за изследване в областта на лабораторията.
- Лабораторията разполага и с 4 спектрометъра:
  1. Алфа и рентгенов спектрометър - финансиран е от Канадската космическа агенция и ще бъде използван за измерване разпространението на химическите елементи. Той ще работи както в самата лаборатория, така и на роботизираната ръка.
  2. Лазер и камера - лазера ще изпарява материал от скали, който от разстояние ще бъде анализиран от спектрограф. Камерата ще бъде използвана и за получаване на изключително детайлни изображения. Лазера ще се използва и за очистване повърхността на скали. Камерата може да различава обекти 5-10 пъти по-малки, от тези, разграничаеми с камерите на марсоходите Спирит и Опортчнити. Инструментът ще бъде инсталиран на борда в две конфигурации - една на мачтата за анализ на скали от разстояние и другата в корпуса на марсохода, заедно с три спектрографа, за анализ на придобит материал (показано е на видеото по-горе).
  3. Химическият, минерален и рентгенов изследовател ще сондира скали, събира ситния прах от сондажа, ще го отсява и ще го събира в контейнер за изследване. А за събиране на почва ще използва лопатка. Събраният материал ще бъде облъчен с рентгенови лъчи и така ще може да се определи веществото, от което е изградена изследваната скала или пясък.
  4. Комплект за анализ на проби - комплектът съдържа повече от половината от научното оборудване на MSL. Предназначен е да изследва съединенията на въглерода. Всъщност комплект от три инструмента, включващ масов спектрометър, газов хроматограф и нагласяем лазерен спектрометър, ще изследват и други леки елементи като въглерод, кислород и азот. Масовият спектрометър ще разделя изследвания материал в зависимост от масата на съставните му вещества. Газовият хроматограф ще изпарява и разделя различните газове, а лазерният спектрометър ще изследва разпространението на различните изотопи, изграждащи живите организми.
- MSL разполага с два радиационни детектора:
  1. Детектор за характеризиране на радиацията - това е първият инструмент, специално разработен за подготовката на изследването на Марс от хора. Той ще измерва радиационния фон и ще засича високоенергийни протони, йони, неутрони и гама лъчи.
  2. Неутронен детектор - Руската космическа агенция предоставя инструмент за засичане на неутрони с необичайна скорост. Тези неутрони са следствие на контакт на космически лъчи с вода. Инструментът на практика ще засича наличието на вода или воден лед под повърхността на Марс.
- Детектори и сензори за околната среда:
  1. Станция за мониторинг на средата около марсохода - испанският комплект инструменти всекидневно ще измерва атмосферното налягане, влажността на въздуха, ултравиолетовата радиация, скоростта и посоката на вятъра и температурата на терена около марсохода.
Освен всичките тези системи и инструменти, на борда на марсохода ще има и инструмент за дълбаене на скали, магнити за изследване на намагнетизирани минерали, панорамни камери, микроскоп за изследване на скали, миниатюрен термален спектрометър, мосбауер спектрометър и две инженерни камери за навигация.

MSL си е истинска лаборатория - и то на Марс. Но си има своята цена - $1,5 милиарда. И докато инженерите работят над проекта, аз ще отивам да спя, защото сутринта съм на работа, а после на курс.

До другия път!

неделя, 26 август 2007 г.

Началото

Неделя, почивен ден, скука, писнало ми е от всичко, няма нищо ново в "мрежата", Лени - обичната ми приятелка - е на 3000 км от мен, стоя си в къщи и се чудя какво да правя. Мързи ме е да изляза навън и реших да си направя блог за космически, пък и за други, неща.

Кой съм аз? Обитателите на българското уеб пространство ме познават под различни имена. Във форума на БГ Наука ми викат Spirit, във форума на Звездно общество ми викат Dorian Gray, във форума на Космос БГ съм известен като Kryptonite, пък на останалите места в Млечния път и в някой от сателитните му галактики (като Малкия магеланов облак) ми казват просто Наско.

Днес се поразходих из Интернет и открих някои готини неща за Меркурий. Планетата имала частично разтопено ядро от желязо и никел. И докато космическият апарат MESSENGER на НАСА е на път към Първото парче скала (прозвище на Меркурий, често употребявано в космическия ъндърграунд, произлизащо от факта, че е първата планета в Слънчевата система), то БепиКоломбо - сондата на Европейската космическа агенция, предназначена да изследва Меркурий ще бъде изстреляна две години по-късно от първоначално планираното (чак през 2013 година) и освен това по проекта ще се охарчат €200 милиона повече. Крайната сума възлиза на €650 милиона ако няма нови непредвидени разходи.

Иначе MESSENGER наближава Меркурий. През януари 2008 година ще бъде първото облитане на планетата. Ще последват още две, които ще намалят скоростта на апарата до такава степен, че той вече ще може да влезе в орбита около Първата скала. Това ще стане през далечната 2011 година, ако всичко върви по план.


MESSENGER на път към Меркурий. Снимка: NASA

БепиКоломбо може да има проблеми с датата на изстрелване и джобните, но пък е доста по-интереса и авангардна мисия. Най-якото е, че ще има електрически двигател. Да, точно така - слънчевите му панели ще генерират електричество и двигателят му ще генерира тяга (макар и слаба) в следствие на високия специфичен импулс. За всеки случай апарата ще има и традиционния за локалната ни група галактики химически двигател. С други думи, кораба ще се задвижва и с хипер токсичния монометил хидразин.

БепиКоломбо на Меркурий. Снимка: ESA.

БепиКоломбо всъщност представлява 4 отделни космически кораба:

    • Кораб майка, познат още като Меркуриански трансферен модул. Точно на него ще бъдат монтирани главните двигатели. Към него ще бъдат прикрепени и останалите три кораба, които след пристигане на Меркурий ще се отделят и всеки ще си поеме по своя път.
    • Меркуриянският орбитален апарат ще тежи 357 кг и ще има формата на плоска призма с ъгъл 20 градуса. Апарата ще бъде покрит със слънчеви панели, които ще генерират 420 W електричество (достатъчно да захранят 4-6 крушки). Този кораб ще бъде оборудван с широкоъгълна камера, тесноъгълна камера, инфрачервен, ултравиолетов, гама, рентгенов и неутронен спектрометри, лазерен алтиметър, телескоп и детектор за близки астероиди и инструменти за радио експерименти. Сериозно оборудване, а? Забравих да спомена и радиатора, с площ 1,5 квадратни метра, както и антената за връзка със Земята с диаметър 1,5 метра.
    • Меркуриянският магнитосферен орбитален апарат ще представлява плосък цилиндър с тегло 165 кг. Той ще се върти с 15 оборота в минута. Дъното и тавана на цилиндъра действат като радиатори. Страните са покрити със слънчеви панели, генериращи 185 W електричество (колкото за две крушки). Апарата разполага с еднометрова антена и две по-малки антенки. Годишно ще бъдат трансферирани 160 GB данни при скорост 5 kb/s. Магнитосферният космически апарат ще бъде оборудван с магнитометри, детектори на заредени частици, вълневи приемници, положителен йонен емитер и снимачна система. Чак да ти настръхне кожата.
    • Меркурианският повърхностен елемент щеше да е спускаем апарат ако мисията не беше вече €200 милиона вътре. Компонента беше анулиран. При желание на читателите (дано се намерят такива) ще пиша за него.
Ами за сега май е това. Днес съм на вълна Меркурий. До другия път.

ПП До читателите от планетната система Гилезе: не забравяйте да ми пратите ония снимки на транзита, дето обещахте!