Наука в РФ, проблемы и перспективы развития Опции

[VBVB]

Предлагаю в эту тему скидывать интересные новости по состоянию российской науки и разработок разных.

[alex_bykov]

Возвращение ступени на землю - тупик. То, что кто-то из наших конструкторов повёлся на пропаганду от Маска говорит о некомпетентности этого конструктора.

[VBVB]

Возвращение ступени на землю - тупик. То, что кто-то из наших конструкторов повёлся на пропаганду от Маска говорит о некомпетентности этого конструктора.

Это многократное повторение очередной ситуации когда наши "по горячим следам" кидаются повторять очередные технические западные новшества. Причем иногда новшества сомнительной экономической и технологической ценности. Таких примеров куча разных.
Вместо того, чтобы пытаться идти на опережение в разработках и своих ученых оригинальные разработки, кидаются повторять уже пройденное на западе с непременным условием "чтобы как у них".

Вот очередная идея наших повторителей.

Орбитальную систему освещения земной поверхности солнечным светом предлагают реализовать специалисты Ракетно-космической корпорации "Энергия".

"Системы орбитального освещения земной поверхности могут увеличивать продолжительность светового дня и изменять спектр светового потока. Они построены на основе космических аппаратов-рефлекторов с отражателями, находящимися на околоземной орбите", - говорится в докладе специалистов корпорации, который будет представлен на Академических чтениях по космонавтике.

Специалистами в докладе будут рассмотрены проблемы эксплуатации таких спутников, безопасность их функционирования, исследован спектр излучения, отраженного от различных металлических покрытий, которыми предлагается покрывать "зеркало" космического аппарата.

Учитывая, что искусственное освещение в ночное время может нарушать биологические реакции у многих живых организмов, в том числе у людей, сотрудники РКК "Энергия" предлагают при освещении Земли отраженным солнечным светом понижать количество отраженной ультрафиолетовой радиации и синего света.

Только вот зачем эта система искусственного космического освещения Земли нужна при космических по стоимости расходах?
Нам в РФ Солнца что-ли не хватает, или в Москве недостаток электричества для освещения имеется?

Сообщение отредактировал VBVB - 27.1.2017, 15:08

[Татарин]

Только вот зачем эта система искусственного космического освещения Земли нужна при космических по стоимости расходах?
Нам в РФ Солнца что-ли не хватает, или в Москве недостаток электричества для освещения имеется?

А вот я тут с Вами поспорю.
И, наверное, даже сильно.

Вообще-то, в РФ солнца именно не хватает, и да - РФ самая та страна, в которой потребность в освещении высока.

Что касается экономической эффективности солетт - тут, блин, вопрос сложный и интересный... Но, ПМСМ, всё далеко не так однозначно.
1кв.м отражателя даёт 1кВт солнечного света на Земле, световой поток в ~90кЛм (сравнимый с 7кВт галогенкой или 1кВт хорошей светодиодной матрицей). Как заявляется, 1кв.м. отражателя вместе с поворотными силовыми конструкциями можно упихнуть в 100-150г или ~500$/кг, если брать только цену вывода.

Вы будете таки смеяться, но это ДЕШЕВЛЕ, чем светодиодная матрица на ~1кВт.

Не считая опорной мачты освещения, мощности электростанции для этого светодиода, распределительных сетей и прочего-прочего, что требуется светодиоду для работы.
Отражатель же - вещь в себе, сам себе и генерация, и опоры, и способ доставки энергии. Причём с обалденной возможностью почти мгновенного переброса энергии на тысячи, а то и десятки тысяч км. Невозможно (или запредельно дорого) подсветить светодиодами район катастрофы для спасательных работ или военных действий. Солетта же такое в принципе может.
Простаивать она не будет - в России на границе ночи и дня города 11 часов в сутки (а потом есть ещё и другая граница). И подсветка теплиц никогда не бывает лишней - ни ночью, ни днём, ни зимой, ни летом...

...
Главная их проблема, КМК - они принципиально не масштабируются вниз.
Угловой размер солнца - что-то типа 10мрад. Для малых углов sin(x)~=x, то есть, грубо можно считать, что минимальное пятно на земле ~= 1/100 орбиты. То есть, с 500км пятно (идеальное, теоретический минимум миниморум) будет >5км, с геостационара >300км.

Минимально разумный уровень освещённости, хоть сколь-нить приемлимое для работы с цветовым зрением - 50лк (~0.5/м2 для солнечного спектра). Это освещённость, при которой кое-как можно читать.
Значит,
- на орбите 300км минимальный размер солетты (чтоб получить такую освещённость в пятне) - порядка 100м.
- на геостационаре минимальный размер солетты (чтоб получить такую освещённость в пятне) - порядка 5-7км.

Парусность у такой фиговины будет обалденная. Управлять ей наверняка будет очень сложно.
Но получить энергию в нужной точке уже в свете и по цене единиц $ заготовый к употреблению килолюмен...
Всё-таки, это кажется привлекательным.

Можно ли это реализовать на практике так, чтобы оно привлекательным не только бы казалось... Не знаю.
Но выглядит - определённо заманчиво.

[VBVB]

Угловой размер солнца - что-то типа 10мрад. Для малых углов sin(x)~=x, то есть, грубо можно считать, что минимальное пятно на земле ~= 1/100 орбиты. То есть, с 500км пятно (идеальное, теоретический минимум миниморум) будет >5км, с геостационара >300км.

Минимально разумный уровень освещённости, хоть сколь-нить приемлимое для работы с цветовым зрением - 50лк (~0.5/м2 для солнечного спектра). Это освещённость, при которой кое-как можно читать.
Значит,
- на орбите 300км минимальный размер солетты (чтоб получить такую освещённость в пятне) - порядка 100м.
- на геостационаре минимальный размер солетты (чтоб получить такую освещённость в пятне) - порядка 5-7км.

Парусность у такой фиговины будет обалденная. Управлять ей наверняка будет очень сложно.

Если выводим спутник-зеркало на низкую геосинхронную орбиту, то имеем наименьшие затраты, реальный размер паруса-зеркала, но проблема с постоянной коррекцией орбиты будет. Необходим постоянный запас топлива, чтобы высоту орбиты поднимать/корректировать. Плюс из-за ухода спутника в тень Земли, добавочное освещение будет меньше часа.

Если выводим спутник-зеркало на геостационарную орбиту, то имеем огромные затраты, в 6-7 раз меньше выводимый вес спутника, и нереальный необходимый размер паруса-зеркала. Добавочное низкоинтенсивное освещение будет самый максимум 2-2.5 часа. Единственный плюс сильно снижена проблема коррекции орбиты. Необходимый запас топлива по ксенону для коррекции орбиты вполне небольшой получается.

Если выводим спутник-зеркало на солнечно-синхронную орбиту в плоскости терминатора, то имеем средние затраты и разумный необходимый размер паруса. Однако, опять проблема, что освещание добавочное будет всего час максимум, но света будет достаточно. Проблема с коррекцией орбиты также остаются как и в первом случае.

В итоге - эти небольшие плюсы по удлинению светового дня стоят того гемора и мегафинансов, которые заведомо огромны и предполагается для создания таких систем?

Сообщение отредактировал VBVB - 27.1.2017, 16:22

[Татарин]

Если выводим спутник-зеркало на низкую геосинхронную орбиту,
Если выводим спутник-зеркало на геостационарную орбиту, то имеем огромные затраты,
Если выводим спутник-зеркало на солнечно-синхронную орбиту в плоскости терминатора,
...
В итоге - эти небольшие плюсы по удлинению светового дня стоят того гемора и мегафинансов, которые заведомо огромны и предполагается для создания таких систем?

Это, конечно, дело спецов - детальные расчёты, но чисто как игра ума...

Есть более простой вариант - вывод зеркала на полярную орбиту с периодом обращения 12 часов. Спутник будет проходить над страной дважды в сутки - утром и вечером и "висеть" над ней бОльшую часть времени, оставаясь действующим и полезным для страны 8-16 часов (последнее - в случае сильно эллиптической орбиты) в сутки.

Что касается затрат... неверно пугать себя абсолютными цифрами капитальных затрат. Как понятный тут всем пример: стоимость блока АЭС - десятки миллиардов рублей, а стоимость солнечной панели - десятки тысяч. Однако энергия атома дешевле энергии солнца.
Важны удельные характеристики, важна окупаемость...
А с ними - см. выше - всё может быть очень даже неплохо: даже пара тысяч долларов за 1кВт с КИУМ 50% - это прекрасная цена за комплект "бестопливная генерация с высочайшей автоматизацией + глобальное распределение энергии этой мощности с околонулевыми потерями + освещение".

И бонусом - совершенно уникальные, качественно новые возможности по решению (в том числе внезапно возникших) проблем.
У нас за полярным кругом есть большие и ценные для нас города, где живут люди. Живут в том числе - полярной ночью. Устроить им солнечный свет зимой за цену одного московского небоскрёба? Хм. Почему нет?