Марсианский «Распил» Часть четвёртая

Рассмотрим изменение формы и относительного давления внутри оболочек в различных ситуациях.

Как уже было сказано выше, до момента отделения от посадочной платформы, оболочка максимального объема вакуумирована и весь газ накоплен внутри прочной оболочки аппаратного отсека.
После отделения, мембрана оболочки максимального объема раздувается за счет выпуска в нее газа и модуль, имеющий минимальный удельный вес и максимальную сопротивляемость удару, падает на поверхность.

На поверхности планеты, в зависимости от полученного задания, ветрового потока и рельефа местности, модуль может иметь несколько состояний, меняющихся от максимально компактного до максимального объема и наоборот.
Изменения текущего состояния производится либо через орбитальный ретранслятор, по команде с земли, либо в автоматическом режиме.

Так например -

В случае крайне отрицательных внешних условий: слишком высокая скорость ветра для данного рельефа или принятого задания; пыльная буря или слишком низкая температура, требующая уменьшить потери тепла – насос перекачивает газ в прочную оболочку и модуль переходит в состояние минимального объема.

Если возникла необходимость в повышенной, для данных климатических условий, мобильности или способности преодолевать препятствия – газ перепускается в мембрану оболочки максимального объема и модуль получает дополнительную мобильность за счет увеличения парусности и уменьшения сопротивления движению.

В том случае, когда нужно максимально снизить скорость движения, давление в оболочке максимального объема снижается и, за счет ее повышенной деформации, соответственно снижается скорость перекатывания модуля.


Модуль в состояние повышенного сопротивления перекатыванию

Как дополнительную возможность для управления изменением сопротивления движению, мембрану оболочки максимального объема можно выполнить двухслойной – при вакуумировании промежуточной полости можно резко изменить наружную текстуру и потери на деформацию мембраны, что соответственно изменит сопротивление движению.

В качестве видеорегистраторов используются камеры, с автоматически изменяемым фокусным расстоянием, расположенные на полусферах корпуса минимального объема.
При перекатывании модуля по местности, камеры движутся по сложной траектории, осуществляя сканирование, которое после компьютерной обработки в ЦУПе, способно дать не только панорамную сборку, но и формировать стереопары на основе отдельных кадров, полученных в процессе движения.
Для облегчения формирования изображения, в кадре кодируется позиция камеры по отношению к контрольному положению или к вертикали.

Физико-химический анализ проводится за счет анализа отраженного от почвы излучения изотопной батареи.

Энергия модулю обеспечивается за счет двух независимых источников:

В неподвижном состоянии и дежурном режиме за счет изотопной батареи;
В режиме движения, к мощности батареи добавляется мощность механического генератора, преобразующего в электроэнергию колебания аппаратного блока около точки равновесия.

Такая схема позволяет одновременно увеличить выработку энергии во время максимально активной фазы и дополнительно демпфировать колебания прочной оболочки внутри модуля.

Модуль не требует непрерывного управления процессом движения. Оператор вмешивается только в крайнем случае, давая команду на выбор одной из заранее заложенных программ реакции на внешнюю обстановку.

Модуль не имеет постоянной связи с орбитальным ретранслятором и, соответственно, с ЦУПом.

В процессе движения, прочный корпус колеблется около точки равновесия внутри модуля, и ось главного лепестка антенны сканирует верхнюю полусферу.
Когда орбитальный ретранслятор, совершающий 10 – 16 витков в марсианские сутки оказывается в створе антенны и модуль засекает его сигнал, происходит обмен информацией в режиме уплотнения.

Учитывая угол раскрыва антенны, силу тяжести на поверхности Марса и предполагаемую инерционность прочного ядра модуля, общая длительность сеансов связи в течение суток будет не меньше 20 процентов от их длительности.


Как видите, исследовательский комплекс получается достаточно простой, дешевый и, за счет одновременного использования нескольких десятков модулей, имеющий высокую избыточную надежность получения информации.

Собственно, даже в том, крайне упрощенном варианте, который я здесь описал, площадь исследуемой поверхности и объем передаваемой научной информации у такой концепции исследовательского комплекса превышает аналогичные параметры «curiosity» в сотни раз.
То есть, соответственно, в эти же сотни раз, увеличивается результативная ценность и снижается себестоимость получаемой с Марса информации.



  • Олег Апарцев  24 августа, 14:39
    Дождался четвертой серии. По моему предложен очень интересный метод исследования. Он и интегральный, он и локальный.
    К предложенному хочется предложить несколько «рюшечек и бантиков»:
    1. Предусмотреть возможность использования каждого устройства в качестве геодезического радиомаяка для любого спускаемого аппарата. Минусы, конечно, есть: большая часть аппаратов не будут занимать верхние точки рельефа.
    Но представьте, спускаемый аппарат и через несколько лет может сесть не по визуальной картинке!
    2. Организовать в оболочке несколько газовых камер (сосудов) с перепускными клапанами между ними для организации передвижения при больших градиентах температур на внешней стороне устройства и в его тени.
    При этом внутренний источник энергии используется только для управления клапанами. Такой «самоизвлекатель» может позволить сделать многое.
    3. Любые эластичные пузыри являются хорошими аккустическими резонаторами. Я бы обязательно использовал акустические датчики не только для записи «шума ветра» но и для количественных оценок пылевых бурь.
    Хотя хочется услышать крик марсианского попугая.
    4. Необходимо, по моему, добавить «усы». Усы — вибриссы могут позволить достаточно качественно измерить скорость ветра и, дополнительно, зафиксировать любые быстрые изменения в конфигурации предметов в непосредственной близости от устройства, например для видеосъемки процесса.
    ОтветитьНравится
  • Григорий Коганицкий  24 августа, 17:36
    -- О. Апарцев 24 ав-
    ....
    1. ...использования каждого устройства в качестве геодезического радиомаяка ... --

    /// Оно так и есть, идет непрерывная привязка местоположения к карте спутником ретранслятором и кроме того, рано или поздно модули «завязнут» на местности а ресурс передатчика и батареи — десятки лет...


    -- 2. ...в оболочке несколько газовых камер (сосудов) с перепускными клапанами между ними для организации передвижения ...-

    /// слишком сложно и медленно, проще добавить на эту весовую разницу еще один модуль.

    ...

    -- 3. ...пузыри являются хорошими аккустическими резонаторами. ....

    /// очень интересно — я не подумал.

    -- 4. Необходимо, по моему, добавить «усы». ...

    /// Это не очень нужное усложнение...

    ОтветитьНравится
  • Олег Апарцев  26 августа, 07:08
    Согласен со 2-м отрицанием, конечно же , это — техническое «извращение» с весьма спорной применимостью.
    Не согласен с 4-м отрицанием:
    Обработка сигналов такого типа датчиков не сложнее чем содержание простейшего фотоаппарата без автофокусировки с матрицей около 200х200 и не требует больших затрат энергии. При этом мониторинг ветровой нагрузки, потоков жидкостей мимо аппарата, а так же локальные подвижки грунта будут регистрироваться с необходимой частотой во взаимодействии с датчиками движения в самом аппарате.
    Более того, в вибриссах могут быть смонтированы выносные датчики температуры, напряженности полей, проводимости окружающих сред и т.п. При этом они практически не будут помехой для перемещения.
    ОтветитьНравится
  • Григорий Коганицкий  26 августа, 14:21
    -- Олег Апарцев 26 ав-
    ....
    -- Не согласен с 4-м отрицанием:
    Обработка сигналов такого типа датчиков не сложнее ... не требует больших затрат энергии. При этом мониторинг ветровой нагрузки, потоков жидкостей мимо аппарата, ...
    Более того, в вибриссах могут быть смонтированы выносные датчики температуры, напряженности полей, проводимости окружающих сред и т.п. При этом они практически не будут помехой для перемещения...-

    ///Вы попадаете в ту же ловушку что и НАСАовцы

    Не ломается только то устройство/датчик, которого нет (нет снаружи)
    Все что вы перечислили можно получить опосредственно из фоторяда и особенностей перемещения
    Кстати и простейший аккустический сенсор внутри баллона/модуля способного изменять объем.своей внешней мембраны тоже может многое сказать.
    А усы снаружи — серьезная проблема движению с нулевой надежностью — снесет при приземлении и первом же быстром движении по каменной осыпи

    ОтветитьНравится
  • Владимир Винецкий  28 августа, 14:58
    Самое главное — чтобы из марсохода вылез палец и нацарапал на песке «здесь был я». Остальное — от Лукавого!
    ОтветитьНравится
  • Владимир Винецкий  28 августа, 15:10
    Не очень понятно, какой смысл экономить на возможности высунуть камеру, и как на штативе сфотографировать выбранный ракурс, все таки, в процессе качения фотографии будут размываться, что бы там не говорили. Ну и копать, бурить, это вообще самое главное. Можно даже произвести взрывные работы, заложив мину и отъехав на сотню метров. Потом обратно- и копайся в миллиардах лет.
    А такой, Вами предлагаемый мячик — закатится через полчаса в лунку и будет фотографировать один и тот же пейзаж на протяжении десяти лет. И что мы сэкономим?
    ОтветитьНравится
  • Григорий Коганицкий  28 августа, 20:14
    --- Вл. Винецкий 28 ав--.
    — ...и как на штативе сфотографировать выбранный ракурс, все таки, в процессе качения фотографии будут размываться,...

    /// нет — Скорость перекатывания сопостовима со скоростью ходьбы для современной съемки это не проблема

    -- ...А такой, Вами предлагаемый мячик — закатится через полчаса в лунку и будет фотографировать один и тот же пейзаж на протяжении десяти лет. ..--

    /// Возьмите надувной шарик и попробуйте закатить его в лунку...при ветре ...!?

    Для марсианского тяготения; макс диаметра баллона 2м и веса 6кг это соизмеримо...

    ОтветитьНравится
  • Владимир Винецкий  28 августа, 23:13
    Нет, я конечно, не против, идея хорошая, но все-таки это шаг назад, нужен робот- гуманоид, чтобы шлялся по Марсу, лучше с лопатой, ну в крайнем случае — робот собака, порылся, отметился, побежал дальше. У мериканского марсохода еще лазер имеется, испаряет породу и тут же на расстояни определяет каким-то чудным образом хим состав. А  в 6 кг — только фотоаппарат и можно засунуть...
    ОтветитьНравится
  • Григорий Коганицкий  29 августа, 00:26
    --- Вл. Винецкий 28 авг--
    --...... А  в 6 кг — только фотоаппарат и можно засунуть.....

    /// . Ну плюс еще и нейтронный спектометр, анализатор механических свойств грунта, погодную станцию и как не странно, в принципе достаточно.

    Кроме того, таких комплектов как минимум одновременно будет работать двадцать и перемещаются они в 100 раз быстрей штатовского трактора.

    Почему достаточно!?

    Есть такое правило, что бы правильно задать вопрос, нужно на 70% знать ответ.

    Посылать сейчас сложный робот как это делают американци копаться на 10и км пятачке это все равно что делать заключение о Земле приземлившись на техногенном болоте в тундре...

    Сначала набирается максимально подробная статистика а потом и робот может отработать конкретные точки.

    Только робот нужен не такой безграмотный....

    Кстати, уменя по снимкам создалось впечатление, что точка приземления этой тележки вполне возможно и есть соленое болота в тундре.
    Вот хохма будет, если он сразу встанет/завязнет и потом это будут преподносить как достижение — Ну как же БОЛОТО нашли....!!!
    ..

    ОтветитьНравится
  • Врэж Багратуни  24 октября, 08:34
    Мне нравится идея. Приблизительно так я мыслил исследование лун внешних планет нашей солнечной системы.
    Газом заполняющий шар может быть водород, который и сможет совсем облегчить шар. Шар может быть прозрачным. Внутрений корпус может быть из напылёных фотоэлементов, с рефлектором концентрирующим слабые лучи Солнца. Лишняя энергия не помешает.
    А такой ход мысли как вам. Из шара выстреливается нечто типа якоря. А потом аппарат подтягивается к якорю. Потом пальцы якоря убираются и сново выстреливаются в нужную сторону и сново подтигивается шар.
    А вообще мне нравится прыгающая конструкция. Типа блохи или кузнечика.
    ОтветитьНравится
  • Врэж Багратуни  24 октября, 08:36
    Я не удивлюсь, если ваши наработки завтра вы прочтёте в американском или израильском журнале с другим названием и другим автором.Насчёт своей ирикративной теории я жду такого же воровства. Учёные, обычно с лёгким сердцем воруют у коллег идеи.
    ОтветитьНравится