Category: космос

Category was added automatically. Read all entries about "космос".

la

Парад планет

На длинные выходные праздника 4-го июля ездили со старыми друзьями на море на Кейп Код. Погода была не очень солнечная, но хороша для всяческих прогулок и катания на великах.

На самой живописной велосипедной дорожке Кейп Кода, от Вудс Хола до Борна, несколько лет назад разместили довольно познавательные с научно-популярной точки зрения знаки на табличках. В начале пути - знак Солнца, в самом конце - знак Плутона. Между ними таблички со знаками всех планет с краткой информацией о них, на расстоянии пропорциональном их средней орбите от Солнца. Ну вся эта информация известна и легко находится в сети, но здесь - весьма наглядно, дает представление о масштабах солнечной системы.

Вся дорожка около 18 км длины, проезжается неспешно за час в один конец. В начале, от Солнца, за первые две минуты проезжаешь мимо всех ближних планет, от Меркурия до Марса. Ещё через несколько минут - Юпитер, где-то на 14% пути, и вскоре Сатурн около 26% пути. Потом, очень долго - Уран, около 56% длины, Нептун - около 75% длины, и в самом конце Плутон. В общем, Солнечная система - это несколько мелких камней на ближних орбитах, две серьёзные планеты (Юпитер и Сатурн) и затем какие-то огромные пустынные ебеня с парочкой завалявшихся газовых гигантов и всяким мусором, Плутонами, кометами, и прочими Куиперами.

Останавливались в небольшом тихом пансионе (Bed and Breakfast) которых там много. Все забито, несмотря на погоду, вирус - ну на 4-е илюля всегда все забито и дикие цены, в среднем ощущение что процентов 60 от обычного количества народа в это время. Ноцью в три часа проснулись от жуткого грохота. Оказалось, зеркало в ванной отклеилось от стены и свалилось на пол - всеь пол ванны в стеклянных обломках. Первых раз видел такую халатность в недешевом месте. Не знаю, какая примета, но не слишком приятно. Все oстальное было хорошо.
la

Луна и конспирологии

"Были ли американцы на Луне" остается одной из самых "конспирологичных" тем в истории. Пожалуй, другая такая тема сравнимая по масштабам скептицизма и откровенных конспирологий - "заговор 9/11" (Буш/Чейни, ЦРУ, Моссад... добавить по усмотрению).

У этих событий есть определенная схожесть, и у соответствующих конспирологий - рациональное зерно. Сами конспирологи, скорее всего не признают этого зерна и будут нажимать на совершенно другие факторы и инструменты, но на интуитивном, почти подсознательном уровне, именно это зерно обьясняает популярность конспирологий связанных с этими событиями.

Это рациональное зерно можно свести к вопросу - "Почему у них получилось?". Если оглянуться на историю освоения космоса за прошедшие 60+ лет, программа "Аполлонов" - это какая-то невороятная аномалия, гигантской выброс из статистики. Очень большие выбросы из статистики, если случаются, то, как правило, на ограниченных по значимости событиях, а не на сложных цепочках состоящих из множества звеньев. Ну, например, можно представить аномальный успех какого-нибудь марсианского аппарата - в программу никто не верил, деньги дали по остаточному принципу, в пять раз меньше чем на другие аналогичные программы, и вдруг всё прошло безукоризненно, идеальная посадка, все приборы работают, огромный поток ценнейших научных данных, и проработало в три раза дольше установленногф срока. А другой аппарат, на который сделана была основная ставка, где в пять раз больше денег и людей - хрястнулся о поверхность и затих навсегда. Такое бывает.

Но пилотируемая лунная программа - это не разовая ограниченная аномалия, а гигантская программа из множества сложнейших компонент, которые до этого не были опробованы. В ней обязательно что-то должно было "пойти не так". Если рассматривать эту программу с точки зрения управления проектом, то она не имела шансов на успех. Это ясно для каждого кто имел дело хоть с одним сложным многокомпонентным проектом. Что-то должно было обязательно провалиться, скорее всего больше чем одна ключевая компонента.

Это не обьясняется количеством вбуханных денег. Бесчисленная масса проектов полностью профукивает немалые деньги, и немало проектов - огромные деньги. Ни количество денег ни людей сами по себе не могут спасти такой сложный проект где неудача в одном звене цепочки ведет к общему провалу.

Предыдущие космические программы, технически менее сложные, требовали гораздо больше итераций, имели большой процент неудач, были намного более инкрементальны и постепенны. И после программы "Аполлон" все "вернулось на круги своя". Уже станция Скайлэб - последний запуск Сатурн-5 - бездарно проболталась в космосе большую часть времени, пока не свалилась на Землю. Программа "шаттлов" проела фантастические суммы, имела огромное число недоработок и переделок которые нужно было исправлять чуть ли не напильником, и так и не достигла запланированных результатов или процента успешности. Телескоп Хаббл - в целом очень успешная программа - имела какой-то совершенно детский факап с главной линзой в начале. И у большинства других программ примерно так же - всё это как раз привычнее с точки зрения управления проектами, а вот "Аполлон" - ничего похожего.

Если посмотреть на нынешние разрекламированные "миллиардерские" космические программы - Маск, Безос, Брэнсон - они даже близко не стоят с лунной программой по замыслу и эффективности. Они, с высоты технологического развития в 50 лет, тем не менее намного медленнее, осторожнее, даже трусливее, чем лунная программа 1960-х, с кучей неудач и весьма скромными результатами.

В СССР сравнимой аномалией была, пожалуй, программа "Венер", особенно Венера 13 и 14 - это простo фантастика, проект такой сложности с советской технической базой не мог быть таким успешным. Тем не менее, он превзошел все ожидания, и никто не может с тех пор его повторить. При том что менее технически сложные советские марсианские зонды проебывались раз за разом.

Аналогичные соображения, кстати, насчёт 9/11. Взорвать бомбу в людном месте не слишком сложно, и получалось у разных не сильно умных террористов множество раз. Но оперция 9/11 - это совершенно другой уровень, на много порядком сложнее. Несколько десятков людей, часто случайных, из разных стран и континентов, некоторые уже заведомо под наблюдением разных разведок, это требовало фантастической координации и секретности, и технической подготовки. Что-то должно было обязательно провалиться. И тем не менее, у них получилось практически на 100%. Ничего подобного никому больше не удалось.

У меня нет обьяснения почему программа "Аполлон" - получилась, но я недостаточно читал на эту тему. Может быть кто-то может обьяснить это без привлечения конспирологий (которые мало чего обьясняют потому что требуют уровня сложности сравнимой с "официальной" версией).
la

Закрытие космической эры - 2

Отличная статья Александра Милицкого (sanches) Кто убил космонавтику?
Краткий ответ на детективный вопрос, убедительно данный в статье - закон Мура. В бОльшей степени чем другой значительный фактор - окончание Холодной войны и развал СССР.

У человечества сейчас нет острой нужды колонизировать Космос. Вместо этого есть интерес к изучению его - как солнечной системы, так и дальних галактик. Это изучение развивается достаточно успешно - марсоходы и межпланетные зонды показавшие в последние годы вблизи кометы, спутники Юпитера, далёкий Плутон. Астрономия переживает бурный расцвет с открытиями тысяч планетных систем, чёрных дыр, новых типов звёзд. Для всего этого присутствие человека в космосе не требуется. Не нужны в коммерческом смысле и мифические полезные ископаемые с астероидов, и вряд ли понадобится гелий-3 из лунных пород. Даже для сугубо земных задач - связь, фотосьёмка земной поверхности - роль космоса, как ни странно, сокращается за последние 10-15 лет с развитием оптоволоконной передачи данных и атмосферных дронов.

Интегральные микросхемы появились в начале 60-х, примерно в одно время с открытием космической эры, а сам закон Мура был сформулирован в 1965-м. В те годы число людей воодушевлённых Космосом скорее всего во много раз превосходило число задумывающихся о микроэлектронике. Но экспоненциальный рост - это такой лом, против которого нет приема, если нет другого лома, то есть другой экспоненты. А в ракетно-космических технологиях экспоненты, подобной закону Мура, не сложилось. Тот факт что сконструированный более полувека назад научно-технический шедевр "Союз" конкурентоспособен до сих пор, в то время как в большинстве других областей полувековой экземпляр представляет лишь музейсный интерес - свидетельствует как раз об этом.

...В СССР, к счастью, программа "Энергия — Буран" развивалась параллельно с использованием "Союзов", отказываться от которых никто не спешил. Это позволило России не прерывать программу пилотируемых полётов после её закрытия и даже неплохо заработать на космическом извозе. Однако расхожая точка зрения, будто "Буран" был убит в результате разрухи и бардака начала 90-х, имеет мало общего с реальностью. Эта программа всё равно неизбежно была бы закрыта. Для сверхтяжёлых носителей масштаба "Энергии" и огромных космических челноков в результате развития электроники просто не осталось задач.

А что же с экспедицией к Марсу, базами на Луне и городами на орбите? Практической необходимости в таких проектах сегодня нет: необходимые исследования с успехом проводятся небольшими и недорогими автоматическими аппаратами, отлично справляющимися с теми задачами, решение которых в 60-х гг. было совершенно невозможно без участия человека. Поэтому, скорее всего, ни пилотируемой экспедиции на Марс, ни баз на Луне мы в ближайшие десятилетия так и не увидим...


Тех кто дрочит на Маска почти наверняка ожидает разочарование. По самым оптимистическим прогнозам (в которых я очень сильно сомневаюсь) развитие технологий многоразовых спуменей может удешевить вывод груза на орбиту в полтора-два раза. Но для освоения космоса на новом уровне (в том смысле как это люди понимали в 60-х - с целыми орбитальными городами, колониями на других планетах) - нужно удешевление в десятки и сотни раз. А это пока не предвидится.

Напомню в этой связи мою рецензию на фильм "Гравитация" - "Закрытие космической эры".
la

Карточные шулеры

В сегодняшних новостях был свежий снимок строительства керченского моста с орбитальной станции, сделанный российским комсонавтом Олегом Новицким.
http://shurigin.livejournal.com/790046.html

Ради интереса решил посмотреть как это место выглядит на спутниковых картах основных поисковиков.

Вот Гугл:

На нём ни следа строительства какого-то моста, даже временного технологического. Мир Гугла застрял где-то в... 2013 году.

Вот карта микрософтовского Бинга. Примерно с той же степенью достоверности:


Примерно такой же достоверностью обладают не только карты, но и все новости основных западных каналов пропаганды.

И только я картах Яндекса можно заметить структуры похожие на свежие фотографии из космоса: Collapse )
la

Ко дню космонавтики

От космоса я весьма далёк в профессиональной деятельности, хоть и закончил факультет аэрофизики и космических исследований Физтеха. Когда я поступал в иснтитут, космос ещё был в моде - чуть более 20 лет прошло с полёта Гагарина - но уже не вызывал прежнего ажиотажа. Самой престижной группой на нашем факултьтете была "физика моря", в первую очередь потому что на ней была возможность плавать по дальним океанам. Для большинства специальностей на Физтехе возможности зарубежных поездок были закрыты, да и вообще в СССР с этим было невероятно трудно. Кроме того в океанологии и развитие науки шло быстро, а космос, ракетостроение становились рутиной. Именно в группу физики моря я и попал, хотя в момент поступления имел очеь смутное представление об этом.

Сейчас интерес к космосу опять нарастает. Очень серьёзные прорывы происходят в астрономии, главным образом благодаря орбитальным телескопам и дальним зондам, появляются новые технологии в ракетостроении. Я не очень верю в полёты человека на Марс в ближайшие 20 лет, но интересные вещи, конечно, будут происходить.

А вот неплохая статья "Трасса «Земля — Луна»: как Россия будет осваивать космос в XXI веке Сергея Негодяева, нынешнего декана моего факультета. А моё время он был председатателем факультетского комитета комсомола, а я на моём втором и третьем курсе - председателем курсового бюро, от него я, помню, получал выговоры - за проваленную явку на первомайскую демонстрацию и ещё что-то подобное. Последние 20 лет виделся с ним, кажется, пару раз, но мельком.
la

Танцы со швабрами - 2

Мягкая посадка первой ступени ракеты "Фалкон-9" - замечательное техническое достижение, я не ожидал от них этого, по крайней мере так быстро - и был неправ.

Мой скептицизм по поводу "Фалкона" и вертикальной посадки первой ступени, тем не менее, полностью сохраняется. Принципиальная возможность такой посадки успешно подтверждена - но я её и не отрицал в посте по ссылке. Что намного труднее - это добиться такой посадки с высокой надёжностью, в том числе при неидеальных погодных условиях, с конкурентоспособной (а не символической, как в полёте 21 декабря) полезной нагрузкой, и с повторной отправкой первой ступени обратно в космос, (а не в музей в качестве трофея). "Спэйс Шаттл", как мы знаем, как правило летал и приземлялся. Вот только небольшой процент случаев когда он не долетал до космоса или не приземлялся - стал одним из ключевых факторов того что в целом программа "челноков" стала экономически провальной.

Основной скептицизм у меня по поводу экономической оправданности многоразовой первой ступени, а не по поводу её технической возможности. Даже если стоимость первой ступени амортизируется на много запусков (сколько в реальности - 3, 5, 10?), в её концепции есть несколько удорожающих факторов:
1. Избыточность ресурсов, по сравнению с одноразовой ракетой. Я видел оценки что этой ракете нужно примерно на 30% больше взлётной массы к полезной нагрузке по сравнению с одноразовой. Это очень существенно. В полёте 21 декабря полезная нагрузка была крошечной - менее 2 тонн, фактически по физическим параметрам этот полёт почти не отличался от "холостого". Для конкурентоспособности ракете с таким взлётным весом нужно выводить полезную нагрузку, сравнимую с "Протоном" - 10-15 тонн. Стоимость ракеты и двигателей растёт очень нелинейно с ростом веса и тяги, т.е. избыточный ресурс в 30% даёт значительно бОльший процент избыточной стоимости.
2. Расходы на ремонт и переоборудование (refurbishing) ракеты для следующего пуска. Оценки которые я видел на эту тему представляются мне очень оптимистичными. По-моему эти расходы будут составлять немалую часть стоимости новой ракеты. Здесь действуют те же факторы которые делают ремонт, скажем, бытовой техники, зачастую невыгодным. Это происходит не из-за стоимости запасных деталей. А потому что каждый нетривиальный ремонт - уникален, а производство нового изделия - поточно. Каждое успешное приземление первой ступени потребует её транспортитовки в ремонтный цех, тщательного анализа и замены некотоых деталей, разных от одного полёта к другому - всё это будет стоить миллионы долларов.
3. Расходы на "уборку мусора" в случае неудачной посадки, а какой-то процент их будет всегда. Это удаление последствий жёсткой посадки, ремонт посадочной платформы, а так же страхование рисков, потому что ракета падает не в безбрежный океан или бескрайнюю степь, а на территорию с людьми и инфраструктурой.

У Витуса несколько постов на тему экономики "Фалкона" (1, 2), с дальнейшими ссылками. В этих дискуссиях даже самые скептические комментарии представляются мне слишком оптимистичными. В лучшем случае "Фалкон" станет конкурентоспособным носителем на рынке запусков, но ни к какому обвалу цен не приведёт.

А тем временем намного менее гламурная, одноразовая ракета "Atlas 5" остаётся самым надёжным американским носителем в истории. Да, та самая которая с российскими двигателями РД-180 на первой ступени.
la

Танцы со швабрами

Несколько дней назад в очередной раз наебнулся носитель Фалькон компании SpaceX в попытке достичь его "многоразовости" и посадить в целости на плавучую платформу.

Я уже писал что очень скептически отношусь к этому направлению космичесой индустрии. Я закончил Факультет Аэрофизики и Космических исследований МФТИ, но вовсе не считаю себя знатоком ракетной техники - уже более 25 лет я не имею к этому никакого отношения. И всё же берусь утверждать то что я написал выше.

Проблема не в том что у Фалькона плохие двигатели - они там очень современные и качественные. Дело совсем в другом. Мягкая посадка на платформу - это проблема не столько двигателей, сколько контроля, чувствительности к небольшим флуктуациям, колебательных мод и т.п.. Для обывателя такие мелочи могут вызывать зевоту, по сравнению с возбуждающим фонтаном реактивной струи. Но именно эти скучные инженерные и математические проблемы, скорее всего, и станут камнем преткновения для настоящей многоразовости Фалькона.

Вот тут есть видео приземления нoсителя и анализ его траектории. Многие комментаторы восторженно утверждали что приземление "почти удалось", ракета даже несколько секунд вроде бы стояла почти прямо - по сравнению с предыдущей попыткой, когда она рухнула на палубу баржи под косым углом.

На самом деле уже за 6-7 секунд до приземления очевидно что у ракеты нет шансов. Из анализа в ссылке выше видно что в последние секунды полёта угол оси ракеты к вертикали меняется в диапазоне 10-12 градусов. Это ОЧЕНЬ много. Для устойчивой посадки ей, по-видимому, нужно махимум наклона менее 1 градуса. Но дело не только в наклоне. Фактически ей нужен очень узкий диапазон отклонений по 6 координатам (пространственным и угловым) и 6 скоростям. По вертикали ей нужно достичь почти нулевой скорости (менее примерно 2 м/сек) в координате z=0 в диапазоне около одного метра. По координатам x, y диапазон побольше - пусть даже несколко десятков метров на стационарной площадке, но скорости должны быть не более десятков сантиметров в секунду. Угловые диапазоны и скорости - требования, пожалуй, ещё более жёсткие. Это ещё осложняется тем что ракета - не идеально твёрдое тело. Почти пустая ракета, с небольшими остатками топлива и поддутая как воздушный шарик в форме длиннющей сигары, неизбежно имеет поперечные моды колебаний с частотой в считанные герцы - и это ещё сильнее осложняет контроль. Даже идеально приземлившаяся ракета по всем 12 твёрдотельным координатам и скоростям может потерять устойчивость из-за колебательных мод. То что ракета несколько секунд "почти стояла" на барже мало что доказывает - в основно это следствие её огромного размера, чтобы упасть плашмя ей требуется значительное время.

Для контроля этих 12 твердотельных компонент и собственных автоколебаний у ракеты немного контролирующих поверхностей и осей. Главный из них - маршевый двигатель контроль по которому неустойчив в ляпуновском смысле, и к тому же с очень маленьким плечом и огромной чувствительностью плеча к углу наклона. Ещё есть слабые направляющие двигатели в верхней части, гидравлические рули и т.д. Но всего этого будет недостаточно для очень точного контроля за доли секунды в момент приземления.

Этот пост не ставит задачи численного анализа. Но интитивно в мягкую посадку Фалькона я не верю. Не ислючено что среди многих попыток случится чудо и один раз ракета всё же сядет на землю не кувыркнувшись набок. Это позволит Маску доить НАСА, инвесторов и обычную публику ещё несколко лет. Но дааже это невероятно
далеко от экономически оправданного многоразового использования носителя.
la

Закрытие космической эры

Фильм Gravity дословно переводится как "Гравитация", хотя есть важные различия в употреблении этого слова в английском и русском языках. В русском "гравитация" несёт только естественно-научный, эмоционально нейтральный смысл. В английском gravity часто означает тяжесть, серьёзность, опасность ситуации, и в название фильма смысловую нагрузку несут оба эти значения. Ближе по смыслу фильма перевод его названия на русском звучал бы как "Притяжение Земли". К нему можно было бы добавить неполиткорректный эпиграф - "Рождённый ползать летать не может" - довольно точно передающий его настроение и относящийся ко всему человечеству. Не случайно единственная оставшаяся в живых героиня фильма, которую играет Сандра Буллок, в последних кадрах буквально выползает на болотистый берег озера, куда приводнилась её спускаемая капсула, и только неуверенно встав на твёрдую землю, она ощущает спокойствие и счастье. Она, наконец, дома.

"Гравитация" - глубоко пессимистический фильм. Он выглядит полной противоположностью классике научной фантастики, достигшей расцвета в 1950-70 годах. В нём нет никакой космической романтики космической классики. Вселенную не бороздят корабли разных стран и инопланетных цивилизаций с экипажами из исследователей, десантников, купцов. Там нет места для флагманского крейсера "Энтерпрайз", с его миссией "...изучать загадочные новые миры, искать новые формы жизни и новые цивилизации, смело идти туда где никто раньше не был". Нет там и следа приключенческой романтики "Звёздных войн", ни даже остросюжетных опасностей от взбунтовавшихся разумных компьютеров до неопознанных природных явлений на других планетах.

Космос в этом фильме - пустая, холодная, враждебная среда. В ней отдельными фонариками торчат космические станции, как опорные пункты, укреплённые форты неуверенных в себе колонистов на незнакомой земле. А вокруг форта - всё чужое: непроходимые леса или безводные пустыни, дикие звери и воинственные племена дикарей. Только в крепости можно найти какую-то безопасность, и выходить за её пределы можно недалеко и ненадолго, и только по крайней нужде.

Человек присутствует в Космосе только близко к Земле и с чисто утилитарной целью - починить какую-нибудь железяку, полезную для земного хозяйства, например телекоммуникационный спутник, или в лучшем случае орбитальный телескоп, управление которым ведётся опять же с Земли, с безопасного расстояния. Одно из основных реальных применений космических аппаратов - наблюдения за Землёй, с их камерами направленными вниз, а не вверх и в даль. Когда герой, которого играет Клуни, упоминает прекрасные виды (одна из причин почему он стал астронавтом), его взгляд опять же направлен вниз на Землю, а не на сверкающее звёздное небо, незамутнённое атмосферой.

Там, на космических станциях - неуютно, тесно, темно и холодно. Там опасность на каждом шагу, и само присутствие человека добавляет к этой опасности. Самое лучшее что могут сделать колонисты в коце своего пребывания в этом враждебном окружении - собрать из обломков полусгоревшего форта утлый плотик, и уплыть обратно домой. Если очень повезёт, доплывут живыми.

Фактически фильм "Гравитация" подводит черту под культурным осмыслением космической эры в том виде в котором она существовала с конца 1950-х. Мы больше не стремимся к звёздам. Пусть в дальний космос иногда летают умные железки, авось повезёт и они проработают много лет, и передадут на Землю какие-нибудь полезные данные. Возможно, через несколько деятков лет появятся технологии которые позволят начать серьёзное и массовое освоение Солнечной системы. Тогда эта тема возникнет опять, на новом уровне, А пока - жмёмся к Земле, за щитом атмосферы, подальше от бескрайней и холодной пустоты Космоса. Ничего там хорошего нет.
la

Я видел секретные карты / я знаю куда мы плывём

via ygam, интересная развёрнутая статья 1980 года о программе шаттлов, тогда только разворачивающейся, ещё до первого полёта: Beam Me Out Of This Death Trap, Scotty ("Beam me up, Scotty" - "Телепортируй меня отсюда, Скотти" - популярная фраза из сериала "Звёздный путь").

В статье очень скептически оценивается техническая состоятельность шаттлов, в частности, проблема с очень хрупкими теплозащитными плитками:
...The external fuel tank, for instance, is full of oxygen and hydrogen cooled to -400°F. to make the gases flow as liquids. Ice will form on the tank. When Columbia's tiles started popping off in a stiff breeze, it occurred to engineers that ice chunks from the tank would crash into the tiles during the sonic chaos of launch: Goodbye, Columbia.
Как точно автор предсказал что случится с "Колумбией" 25 лет спустя.

С точки зреня финансовой состоятельности проекта, автор предсказывал что цена килограмма полезной нагрузки у шаттлов будет не выше чем у существующих одноразовых ракет (резкое уменьшение цены полезной нагрузки изначально было главным аргументом программы шаттлов). У автора это был скептический или даже пессимистический прогноз. В реальности оказалось намного хуже чем самые пессимистические оценки автора: цена за килограмм у шатлов была намного выше чем у обычных ракет.