NASA chce serwisować satelity
Gdy w satelita zepsuje się lub skończy mu się paliwo, staje się on kolejnym kosmicznym śmieciem krążącym wokół naszej planety. NASA ma zamiar to zmienić. Benjamin Reed, zastępca dyrektora Satellite Servicing Capabilities Office, stanął na czele zespołu, którego zadaniem jest opracowanie systemu pozwalającego na tankowanie i naprawianie satelitów w przestrzeni okołoziemskiej.
Mediana kosztów współczesnego satelity to około 250 milionów dolarów. Do tego należy doliczyć około 120 milionów na jego wystrzelenie. Przy tak olbrzymich kosztach nie może dziwić, że każdy satelita jest bardzo starannie projektowany i budowany, w nadziei, że będzie pracował jak najdłużej. Prace nad tego typu urządzeniami trwają całe lata. Każdy satelita już w momencie wystrzelenia jest urządzeniem przestarzałym. Sposób, w jaki budujemy satelity jest determinowany przez sposób, w jaki podróżujemy w kosmos - mówi Reed.
Dotychczas jedynym satelitą, który został zbudowany z myślą o jego serwisowaniu w przestrzeni kosmicznej jest Teleskop Hubble'a. Dzięki temu już trzy lata po jego wystrzeleniu astronauci mogli dokonać napraw lustra i zainstalować nowe przyrządy. To właśnie sukces misji Hubble'a skłonił NASA do powołaniu zespołu Reeda, którego zadaniem jest opracowanie robotów zdolnych do serwisowania innych satelitów. Reed i jego ludzie pracują obecnie nad technologią pozwalającą na przedłużenie życia satelitów, ich rozbudowę i składanie w przestrzeni kosmicznej.
Efektem prac zespołu Reeda jest planowana na 2019 rok Restore-L, automatyczna misja serwisowa. W jej ramach powstaje pojazd zdolny do tankowania i serwisowania satelitów, nawet tych, których nie budowano z myślą o tego typu działaniach. Pojazd Restore-L ma przechwycić, zatankować i zmienić pozycję satelity. Zostanie wyposażony też w dwa ramiona, za pomocą których możliwe będzie wykonanie czynności serwisowych. Oczywiście będzie serwisował satelity należące do rządu USA. Doświadczenia zdobyte podczas Restore-L posłużą do udoskonalenia programu i zwiększenia jego możliwości. NASA zapowiada też, że przekaże sektorowi prywatnemu technologie wykorzystane w Restore-L, by w ten sposób umożliwić powstanie prywatnego przemysłu obsługi satelitów.
Celem misji Restore-L będzie satelita Landsat 7. Landsatowi 7 kończy się paliwo i może nie doczekać do czasu wystrzelenia Landsata 9, dlatego też zdecydowaliśmy, że to ten satelita będzie celem pierwszej misji serwisowej - mówi Reed.
Komentarze (68)
tempik, 20 kwietnia 2016, 21:15
w końcu ekologiczne podejście. już zaczyna robić się śmietnik na orbicie. a jak do tego można zarobić,dać pracę innym,zaoszczędzić na kosztach to chyba dobry kierunek.
thikim, 20 kwietnia 2016, 22:24
Ekologia tu ma najmniej do rzeczy. To jest biznes. Jeśli za 1 mld zbudujesz coś takiego i uda się uruchomić 10 satelitów to jesteś 1,5 mld do przodu.
tempik, 21 kwietnia 2016, 07:41
oczywista oczywistość że motorem dla twórców jest na 1 miejscu biznes. ale dla osoby z boku(dla mnie) nie mój biznes nie ma znaczenia. jak by ktoś chciał budować w moim mieście elektrownie to raczej bym obstawał przy farmie słonecznej mimo że to bez sensu i drozsze od kopciucha na węgiel brunatny
radar, 21 kwietnia 2016, 23:54
@NASA - what took you so long!?!
thikim, 22 kwietnia 2016, 00:17
Bo widzisz - napisałeś " w końcu ekologiczne podejście" a zatem pisałeś o twórcach a nie o sobie
Twórcy na pewno nie mieli ekologicznego podejścia. Ty możesz mieć jak najbardziej.
Ale pisanie o sobie samym "w końcu ekologiczne podejście" byłoby lekko dziwne
Ja jednak już rzucałem pomysł ze można by te resztki gromadzić i zacząć budować olbrzymią stację kosmiczną.
Krzychoo, 22 kwietnia 2016, 06:16
To propozycja trochę sf. Jak z tych resztek mieli by budować stację? Przetapiać metal na orbicie? Czy też satelity miałyby być projektowane z myślą o drugim życiu?
thikim, 22 kwietnia 2016, 07:45
Najlepiej gdyby były projektowane w sposób umożliwiający takie wykorzystanie.
Z przetapianiem? To tylko problem energii. Da się rozwiązać. Ale nawet nie przetapiając zawsze coś można wykorzystać
MrVocabulary (WhizzKid), 22 kwietnia 2016, 13:46
W sumie ciekawa by była stacja kosmiczna z 253 przekaźnikami i zerem modułów podtrzymywania życia
Mariusz Błoński, 22 kwietnia 2016, 14:16
Skoro znaleźli się chętni na Mars One (http://kopalniawiedzy.pl/Mars-One-Mars-kolonizacja,21254) to i zgłosiliby się ochotnicy do zamieszkania i na takiej stacji kosmicznej
thikim, 22 kwietnia 2016, 15:30
Moduł już przecież jest
W miarę rośnięcia - na tej stacji wszystko by się znalazło.
Gość Astro, 22 kwietnia 2016, 17:01
Kosmiczni piraci?
Może warto podrzucić NASA pomysł na budowę nowych satelitów z czegoś w rodzaju klocków LEGO?
No a poważniej, skoro o ekologii była mowa, to już dawno słyszałem o pomysłach na wyłapywanie kosmicznych śmieci (kto wie, może jesteśmy o przysłowiowy włos od efektu Kesslera?). Wszystko do dziś to ciekawe pomysły na papierze…
dexx, 22 kwietnia 2016, 17:38
Skoro taka satelita naprawcza będzie potrafiła "zadokować" do i zatankować innego satelitę, to równie dobrze będzie mogła złapać i zdeorbitować innego satelitę, który nie koniecznie jest własnością USA
Wiec pytanie, jakie technologie udostępnią sektorowi prywatnemu.
pogo, 22 kwietnia 2016, 20:48
Misja sabotażowa w celu deorbitacji satelity konkurencji raczej nie jest opłacalna.
Podejrzewam, że za łatwo wykryć kto to zrobił, a nawet gdyby to się nie udało, to raczej będą to zyski mniejsze od kosztów.
volfff, 23 kwietnia 2016, 14:24
Mnie woogóle dziwi ze satelity nie są budowanej na zasadzie modułowej tzn jakieś jadro i do tego podłaczone moduły baterii słonecznych anten itp. Przy awarii jednego satelity mozna by uzyc czesci z innego zepsutego, lub co więcej trzeba wprowadzić poprawki w satelicie np. nowe baterie to odłaczasz stare podłaczasz nowe ktorych wyniesienie na orbite taniej wychodzi niż nowego satelity.Miedzynarodowa stacja mogłaby uzyć z popsutych satelitow np bateria słoneczne bo lepiej jest miec wiecej pradu niż mniej zawsze można go efetywniej wykorzystac, tak samo silniczki manewrowe w satelitach czy paliwo z satelitów. Ale Nasa to nie to samo co kiedyś coraz wiecej teoretyków a malo praktyków i jest jak każdy widzi zamiast myśleć o bazie na Księżcu to oni myśla o Marsie mimo ze z Księżyca byłby doskonały punkt odniesienia do podboju układu słonecznego. Baza na księzycu mogłaby zaopatrzec w wode, tlen czy nawet zywność przyszłych pionierów podboju Marsa. Ale oni wolą wywalić kase na badania teoretycznych zagrożeń w kosmosie zamiast stawic im czoła
A tak z innej beczki fizykiem nie jestem i nie potrafiłbym pewnie obliczyć jaka musiałaby być prędkość początkowa 1 tony ładunku aby pokonała opory atmosfery i grawitacji i znalazła się ona na orbicie geostacjonarnej. coś jak strzał z pistoletu z którego kula wchodzi na orbite
Qion, 23 kwietnia 2016, 15:11
Fizykiem też nie jestem, ale chodzi Ci o prędkość końcową, a nie początkową, gdyż satelita wyrzucony np. z działa szynowego, który nie miałby własnego napędu rakietowego po wystrzeleniu z działa z prędkością nawet zbliżoną do I prędkości kosmicznej natychmiast spłonąłby w atmosferze. Natomiast rozpędzając ładunek stopniowo należałoby wyprowadzić zależność na prędkość ze wzoru: G*M*m/(R+h)^2 = m*v^2/(R+h), gdzie G - stała grawitacyjna, M - masa Ziemi, m - masa satelity zbędna w obliczeniach, R - promień Ziemi, h - wysokość od powierzchni Ziemi do orbity geostacjonarnej. Drugim równaniem pomocniczym, gdyż niewiadome są 2 (h,v) jest okres obiegu satelity T równy 1 dobie T=2*π*(R+h)/v
dexx, 23 kwietnia 2016, 17:17
Nie chodziło mi o tajne misje sabotażowe tylko o opracowanie rozwiązań które w przypadku wojny umożliwiło by wyłączenie satelitów przeciwnika. Destrukcyjne metody zwalczania satelit niosą ryzyko że odłamki uszkodzą coś pożytecznego.
Qion, 24 kwietnia 2016, 09:35
@volfff
W przypadku gdyby Ziemia została obdarta z atmosfery to wyrzucanie satelity z działa szynowego stałoby się teoretycznie możliwe. Do wyliczonej energii kinetycznej satelity na.orbicie geostacjonarnej Ek2=m*v2^2/2, gdzie v2=2π*(R+h)/T należy doliczyć przyrost energii potencjalnej, a prędkość po opuszczeniu satelity z działa wylicza się z zasady zachowania energii przyrównując energię w momencie wylotu z działa z energią satelity na orbicie , czyli. m*v1^2/2 = m*v2^2/2 + G*M*m(1/R -1/(R+h))
------------------
Wystrzeliwanie ładunków z działa szynowego w kosmos to melodia przyszłości. Działo musiałoby mieć długość co najmniej kilkudziesięciu km aby astronauci nie doznawali olbrzymich przeciążeń. W przeciwnym razie nie sądzę żeby pomogły nawet specjalne fotele wyposażone w amortyzatory (zderzaki) Łągiewki. Kapsuła w miarę rozpędzania się na wyrzutni powinna być także wyposażona w aktywne ekrany magnetyczne uruchamiane przy prędkości kilku tys. km/h. CERN pracuje już nad podobnymi rozwiązaniami.
volfff, 24 kwietnia 2016, 13:32
Ja myślałem nad działem w kształcie okręgu gdzie dopiero po rozpędzeniu się do prędkości pozwalającej wejście na orbitę opuszcza okręg i i jest wyrzucane w przestrzeń. W wypadku ładunków ( wystrzeliwywanych na orbitę geostacjonarna) odpada połowa problemów. Cern rozpędza cząstki to predkości swiatła wiec i na podobnej zasadzie można rozpędzać większe ciała i myslę ze wystarczyłaby predkość 1/1000 predkośći światła.To może być klucz do taniego dostarczania wody zywności paliwa a nawet cześći na orbite. Ale czas pokażę czy ludzkość wróci do średniowiecza dzięki ekspansji muzułmańskiej czy zacznie faktycznie podbijać kosmos idąc drogą postępu
Qion, 24 kwietnia 2016, 15:44
Kluczowe będzie także stworzenie napędu MHD samolotów kosmicznych, którego zasada działania byłaby bardzo podobna do napędu MHD łodzi eksperymentalnych. Napęd MHD działałby tylko w atmosferze ziemskiej i przyspieszałby z boku kadłuba zjonizowaną plazmę powietrzną. Z przodu pojazdu znajdowałaby się lanca (elektroda), na której powstawałby łuk elektryczny jonizujący powietrze. MHD rozwiązałby problemy zwiazane z erozją termiczną, gdyż zaden materiał nie wytrzymałby tarcia przy prędkości 300 km/s. Z prawa Bernouliego wiadomo, że tarcie wzrasta proporcjonalnie do kwadratu prędkości i maleje proporcjonalnie do gęstości plynu. Otrzymujemy zatem F=ro(h)*v^2/2 = m*dv/dt, gdzie : ro - zmienna gęstość powietrza od wysokości, v-prędkośc chwilowa pojazdu, m-masa pojazdu, dv/dt - opóźnienie pojazdu w wyniku tarcia. Zakładając, że znamy zależność ro(h) należałoby się starać uprościć r-nie różniczkowe, aby wyliczony czas t przedstawic w funkcji h, a następnie dla h=0 wyznaczyć prędkość początkową pojazdu po opuszczeniu wyrzutni elektromagnetycznej. Powyzej atmosfery należałoby korzystać z zależnosci podanej w poprzednim poście.
------
Oczywiście to ciśnienie jest p=ro*v*v/2, czyli trzeba znać jeszcze powierzchię, aby wyliczyć siłę. Wykorzystując szpiczasty kształt pojazdu można zredukować siłę tarcia, ale nie na tyle, aby pojazd nie spłonął przy ogromnej szybkości
pogo, 24 kwietnia 2016, 16:23
@@volfff,
Liczyłeś jaką średnicę musi mieć Twój pierścień by przy 300km/s siła odśrodkowa nie zmiażdżyła ładunku? Jeśli chcesz wystrzeliwywać stalowe pręty, to rzeczywiście nie ma problemu, ale jak ma to być żywność i elektronika, to problem wraca.
No i wciąż trzeba się przebić przez atmosferę, o czym już wspomniał Qion.
ex nihilo, 24 kwietnia 2016, 16:45
Durny pomysł mi do łba przyszedł: kanał z rozrzedzonej plazmy.
thikim, 24 kwietnia 2016, 19:19
Można by jednak zastosować kombinację kilku tych pomysłów. Czyli wielka na 1 km armata wystrzeliwująca satelitę na wysokość na jaką atmosfera pozwoli bez uszkodzenia, a następnie z tej powiedzmy 30 km wysokości gdzie już opory są bardzo małe - odpalenie dodatkowych silników.
Jajcenty, 24 kwietnia 2016, 21:06
Na szczycie ośmiotysięcznika. Trochę zaoszczędzimy na rzadkości
volfff, 24 kwietnia 2016, 21:06
Wysyłanie wody czy niektórych substancji chemicznych do jej uzdatniania raczej byłoby możliwe, paliwo raczej tez podobnie z jak sam pisałeś konstrukcje z twardych stopów metali. Już teraz promy wchodzą w atmosferę z olbrzymia prędkością i płytki ceramiczne wytrzymują wiec czemu nie pomyśleć o tym ? Aby zmniejszyć siłę odśrodkowa rozciągnijmy rakiete w ten sposób siła bedzię działała na większą powierzchnie.Dłuższa rakieta (tak jakby) może mieć czoło z materiału któremu pozwolimy się stopić przy przechodzeniu z atmosfery w przestrzeń itp itp