Печать

[Lux]

Может ли Starlink стать альтернативой GPS?

SpaceX уже запустила около 1000 спутников Starlink, ещё несколько тысяч будут запущены в ближайшие годы. Их основная цель - предоставить высокоскоростной широкополосный доступ к сети Интернет по всему миру, особенно в удалённых районах, где до сих пор не было надёжной связи.

Исследование, финансируемое военным ведомством США, пришло к выводу, что растущая группировка может быть использована и как недорогая альтернатива GPS. Предполагается, что возможно использовать существующие спутники Starlink на низкой околоземной орбите для предоставления глобальных навигационных услуг по всему миру.


Тодд Хамфрис (Todd Humphreys) и Питер Яннуччи (Peter Iannucci) из Радионавигационной лаборатории Техасского университета в Остине утверждают, что разработали систему, которая использует спутники Starlink, комбинируя сигнал от них с традиционными сигналами GPS, для обеспечения точности определения местоположения до 10 раз лучше, чем только классическая система GPS.

Группировка GPS состоит из 30 спутников, находящихся на высоте 20 000 километров над Землей. Каждый спутник непрерывно передает радиосигнал, содержащий информацию о его местонахождении и точное время определяемое по атомным часам на борту. Наземные приёмники сигнала сравнивают время, необходимое для прибытия сигнала от нескольких спутников, и так вычисляют своё местоположение с точностью до нескольких метров.

Проблема с GPS заключается в том, что эти сигналы становятся чрезвычайно слабы к тому времени, когда достигают Земли, и легко подавляются случайными помехами или радиоэлектронными обманками. Американские военные в значительной степени полагаются на GPS. Их заинтересовал стартап под названием Coherent Navigation (приобретён Apple в 2015 году), он стремится использовать сигналы со спутников Iridium в качестве грубой альтернативы GPS.

"Военные интересуются достижениями SpaceX и компания подписала соглашение о тестировании Starlink в военных сетях в мае этого года. Это дало нам контакт с людьми в SpaceX, которым понравилась наша идея с навигацией, и армия дала нам год, чтобы показать возможности технологии. Также нам было выделено несколько миллионов долларов финансирования", - сказал представитель стартапа.

Концепция использования низкоорбитальных спутников для навигации не является новой. Фактически, некоторые из первых американских космических аппаратов, запущенных в 1960-х годах, были спутниками, вращающимися на высоте 1100 километров, обеспечивая передачу информации о местоположении кораблей и подводных лодок. Преимущество множества спутников на низкой орбите состоит в том, что сигналы могут быть в тысячу раз сильнее, чем у GPS. Недостатком является то, что каждый спутник может обслуживать только небольшую область под ним, так что надёжное глобальное покрытие требует сотен или даже тысяч аппаратов.


Создание совершенно новой группировки спутников со сверхточными часами было бы слишком дорогостоящим делом. Идея Хамфриса и Яннуччи же заключается в том, чтобы провести обновление программного обеспечения, модифицируя спутники Starlink, чтобы они могли предоставлять услуги позиционирования и навигации.

Разработчики утверждают, что их новая система может обеспечить лучшую точность позиционирования для большинства пользователей, чем сама технология GPS. Это возможно, из-за того, что на каждом спутнике Starlink используются алгоритмы, которые могут точно определять местоположение пользователя вплоть до сантиметров. Технология использует физические свойства радиосигнала и его кодирование для повышения точности вычисления местоположения приёмника сигнала.

Спутники Starlink также по существу являются интернет-роутерами в космосе, способными обеспечивать скорость передачи данных абонентам выше 100 Мбит/с. Спутники GPS, обмениваются данными с намного меньшей скоростью:
“Скорость в GPS ограничена, поэтому спутники не могут позволить передавать особо высокоточные данные. Если у вас в миллион раз больше пропускная способность сети, то данные могут быть гораздо более точными”, - говорят разработчики.

По его оценкам Хамфриса, в случае успеха, технология будет использовать мгновенные вычисления орбиты и времени для определения местонахождения пользователей с точностью до 70 сантиметров. Для сравнения, большинство систем GPS в смартфонах, часах и автомобилях имеют точность до нескольких метров.

Ключевым же преимуществом для военных является то, что такую навигацию будет значительно труднее заблокировать или обмануть. Мало того, что его сигналы намного сильнее, но и антенны для приёма сигнала в 10 раз более направленные, чем антенны GPS. Это означает, что будет легче уловить истинные спутниковые сигналы, чем сигналы-обманки.

Согласно расчетам Хамфриса и Яннуччи, их объединённая навигационная система сможет обеспечить непрерывное обслуживание 99,8% населения мира, используя менее 1% мощности нисходящей линии связи Starlink и менее 0,5% её энергетической ёмкости:
"Я действительно думаю, что это может привести к более надёжному и точному позиционированию, чем GPS. И если вам не нужно физически модифицировать спутники Starlink, это, безусловно, быстрый и простой вариант", - говорит Тодд Уолтер из лаборатории GPS Стэнфордского университета, который не принимал участия в исследовании.



Технология навигации не ограничивается только спутниками SpaceX. OneWeb также может служить в качестве навигационной системы, говорит Яннуччи, хотя Starlink сейчас и находится в более выигрышном положении.

Однако у такой навигации на низкой околоземной орбите есть и свои недостатки. Первоначальная группировка Starlink, как ожидается, не будет работать выше 60° широт, а это означает, что жители северных и южных широт могут не получить её преимущества, как и военные в любых арктических или антарктических регионах. Использование Starlink также означает использование более массивной и дорогой антенны, чем дешёвые чипы GPS, которые могут поместиться в любой смартфон и часы.

По этим причинам не все уверены в том, что группировка спутников на низкой околоземной орбите в скором времени сможет заменить традиционные спутники GPS. Противники новой технологии говорят, что давно рассмотрели этот подход и ни коммерчески, ни технически, это не имело смысла, поэтому они работали над независимой группировкой спутников для навигации и позиционирования.

Однако Яннуччи верит в возможности нового подхода: "В этой технологии есть потенциал, чтобы действительно изменить навигационные услуги во всём мире".

[Владимир211]

Китайский зонд "Чанъэ-5" успешно сел на Луну. Он впервые за 44 года соберет лунный грунт и доставит его на Землю

Китайское национальное космическое управление сообщило, что зонд "Чанъэ-5", который отправился на Луну собрать образцы грунта, успешно сел. Он пробудет на планете 48 часов.

[MaxiMih]

Молодцы Китайцы, без помпы, без крика, спокойно и результативно

[Владимир211]

Молодцы Китайцы, без помпы, без крика, спокойно и результативно

Да, очень серьёзно подошли к вопросу-в результате всё идёт по плану

[Lux]

В ближайшие несколько дней может состоятся испытательный полёт прототипа космического корабля многоразового использования StarShip

Как будет проходить полёт Starship SN8 на 15 км:

После окончательного решения о готовности к испытательному полёту, Starship SN8 будет заправлен жидким кислородом и метаном (в основных баках, как рассказал Илон Маск, будет немного топлива). За 10 минут до старта прозвучит сирена, она предупредит всех в округе, что уже совсем скоро состоится испытательный полёт.



За несколько секунд до отрыва от стартового стола произойдёт зажигание трёх двигателей Raptor, они выйдут на необходимую для взлёта мощность, произойдёт расстыковка разъёмов GSE (через них осуществляется заправка, электропитание и наземная связь с прототипом), после чего удерживающие колодки стартового стола "отпустят" прототип, и он начнёт свой взлёт. Через некоторое время после старта его траектория полёта начнёт отклоняться в сторону залива.

После достижения высоты ~15 км, главные двигатели отключатся, и прототип, достигнув апогея, при поддержке RCS двигателей (двигателей контроля системы ориентации) перейдёт в фазу управляемого полёта (спуска). Во время этого он впервые развернёт свои "крылья" и будет, подобно скайдайверу, управлять ими, тестируя возможность управляемого полёта.

Когда прототип спустится на определённую высоту, основные крылья будут сложены, а главные двигатели отклонятся, используя приводы управления направлением вектора тяги, и снова включатся. В этот момент двигатели будут получать топливо от малых (посадочных) баков прототипа. Начнётся один из сложнейших этапов испытательного полёта - посадочный манёвр, т.н. bellyflop
<a href="https://youtube.com/v/DdTYMry7fq0" target="_blank" class="new_win">https://youtube.com/v/DdTYMry7fq0</a>
Во время манёвра прототип будет активно использовать двигатели ориентации, которые должны помочь ему сохранить траекторию и в итоге "вертикализироваться" на завершающей стадии посадочного манёвра.


Перед приземлением будут разложены опоры прототипа, после чего SN8 совершит мягкую посадку на подготовленную посадочную площадку неподалёку от места старта.

После приземления автоматика прототипа сбросит давление в баках и тем самым обезопасит его для последующего доступа к нему команды.

Так план выглядит "на бумаге", но в этом испытании очень многое может пойти не так, как планируется.

 О шансах на успешный испытательный полёт

Отметим, что это будет ОЧЕНЬ необычное испытание. Никогда и никто ранее не испытывал подобный прототип, на подобных двигателях, с подобной схемой управления полётом, топливной системой и таким посадочным манёвром. Легче сказать, что в этом испытании будет не впервые, поэтому сам Илон Маск прогнозирует успешность полёта в 50% и успешность посадки в 25%.

Любая ошибка на особо важных этапах этого испытания (взлёт, манёвр посадки и само приземление) приведёт к RUD (быстрой незапланированной разборке). Главные задачи SpaceX в этом испытании: проверка взлёта на 3-х двигателях, возможности полёта с использованием "крыльев", топливной системы с малыми посадочными баками и посадочного манёвра.

Даже если этот прототип выполнит только часть из запланированного, команда получит много важных данных, которые будут использованы в будущих испытательных полётах новых прототипов, один из которых уже готов, а два других находятся в высокой степени готовности

[valdis44]

<a href="https://youtube.com/v/fJ380rPYE4Q" target="_blank" class="new_win">https://youtube.com/v/fJ380rPYE4Q</a>

Старшип-это конечно грандиозно!
Переплюнули Н-1,Сатурн-V и ARES-V

[TS4x4]

РАН бунтует против развала космической отрасли

"Мы больше не можем конкурировать в космосе с другими ведущими в этой области державами"
Такую фразу в минувший четверг произнес с трибуны Госдумы президент РАН Александр Сергеев.

О том, что розовые очки пора бы снять, мы говорим уже второй год и вот наконец эти слова начинают звучать уже с высоких трибун, притом от лиц в квалификации которых усомниться сложно, что в современных реалиях равносильно открытому бунту, ведь официальная точка зрения гласит - "все хорошо, проблем нет".
Глава РАН на заседании был весьма конкретен и оперировал цифрами.

Финансирование научного космоса снижено фактически до минимума, что не позволяет нам конкурировать с NASA. Оно, как известно, урезается, и, что самое обидное для ученых, — за счет научного космоса. В текущем году финансирование научного космоса, которое есть в России, в 60 раз меньше, чем финансирование научного космоса в NASA» и составляет 10 миллиардов рублей. - президент РАН. А. Сергеев
Собственно после таких слов становится понятно, что какие-либо претензии к Дмитрию Олеговичу предъявлять можно только после того, как финансирование отрасли будет иметь цифры за которые не придется краснеть перед всем миром.

Проблемы с финансированием приводят к срыву сроков почти по всей линейки космических проектов. Сами задержке в области космоса- это норма для всех стран, но, когда они срываются на годы или даже десятилетия- это уже прямой признак катастрофы.
Чтобы не быть голословным, сроки ввода в эксплуатацию модуля "Наука" срываются уже задерживаются на 13 лет. Тринадцать лет, Карл!!!.

Срыв сроков АМС "Луна-25" составляет уже более 7 лет! Союз-5 задерживается более чем на 2 года, Спектр-РГ задержался на 4 года и этот список применим ко всем проектам отечественной космонавтики.

При этом, отсутствие денег это не следствие сложной обстановки в экономике. В таки условиях мы живем уже не один год и скоро вырастет поколение, которое другого и не знает.

Отсутствие финансирования связано с расстановкой приоритетов, когда ЧМ по пинанию мячика обошелся бюджету в $10 млрд., то есть в сумму, которую российская космическая наука получит за несколько десятилетий.
Деньги выделяются и на вполне здравые проекты. К примеру на замену импортной электроники на SSJ-NEW и разработку под него новых отечественных двигателей потратят 120 млрд рублей.

Почему это происходит с нашим космосом? Вероятно дело в том, что нынешнее руководство не считает это нужным, если и вкладывая деньги в космонавтику, то финансируя либо военные, либо транспортные проекты.

Очень жаль, что отрасль на создание которой у СССР ушли десятилетия прекращает свое существование на наших глазах. Неудивительно, что в РАН отчаявшись что-либо изменить пошли на открытое противостояние.

[Lux]

В ближайшие два часа может состояться запуск прототипа космического корабля Starship с 23 по 1 по мск.

Специальный высотный самолёт NASA WB-57 для наблюдений будет задействован, чтобы снять полёт прототипа Starship SN8

Он вылетит из Хьюстона в 23:10 МСК и вернётся обратно в 00:39 МСК (20:10 - 21:39 UTC)

Поэтому полёт прототипа SN8 стоит ожидать между этим временем.



- Команда работает с прототипом подготавливая "крылья" к полёту



Какие неприятности могут досрочно завершить полёт Starship SN8 на 12,5 км?

Отказ движущихся частей

«Крылья». Безусловно, основным органом управления направлением полёта корабля при входе в плотные слои атмосферы являются его «крылья». В ходе лётного испытания SN8 будет возвращаться с высоты 15,2 км, и его аэродинамические поверхности не будут подвергаться повышенному нагреву, но, тем не менее, они будут задействованы. Starship имеет две пары «крыльев», имеющих подвижность в одной плоскости. Их установку под необходимым углом обеспечивает силовая установка, оснащённая электрическим двигателем и редуктором. Каждое из четырёх «крыльев» оснащено одной такой силовой установкой. Заклинивание в хотя бы в одном электродвигателе и (или) редукторе способно досрочно прекратить полёт.

Узлы качания двигателей Raptor

При запущенных двигателях управление направлением полёта зависит от рулевых приводов. На SN8 установлено 3 двигателя Raptor, соединённых с двумя рулевыми приводами каждый для управления направлением вектора тяги в двух плоскостях. Итого, 6 рулевых приводов. Заклинивание в хотя бы в одном приводе может привести к тому, что даже своевременная аварийная остановка проблемного двигателя может всё равно привести к потере SN8, из-за того, что остальные двигатели могут не «вытянуть» аппарат, либо SN8 автоматически подорвут, как и при возникновении любой подобной проблемы с управляемостью.

Клапаны переключения источника топлива

Для питания двигателей Raptor на SN8, впрочем, как и на всех будущих образцах корабля Starship, будут использоваться баки с основным запасом окислителя (кислорода) и горючего (метана), а также баки с дополнительным запасом тех же окислителя и горючего. Дополнительный запас топлива необходим для посадки корабля. Дополнительный бак окислителя находится в носовой части корабля, а бак с метаном в нижней части – между основными баками окислителя и горючего. При взлёте питание двигателей обеспечивают основные баки, но для приземления необходимо переключиться на компоненты топлива из дополнительных. Здесь, кроме подверженных заклиниванию подвижных частей, может иметь место проблема попадания газа наддува баков на входы двигателей, что приведёт к кавитации насосов, срыву режима их работы и аварийному останову двигателей. Если это произойдёт при посадке, то корабль может перевернуться и взорваться.

Посадочные опоры

Для успешного приземления на посадочную площадку SN8 необходимо разложить свои (хоть и маленькие, но всё же) посадочные опоры. В нижней части SN8 содержится 6 посадочных опор. В ожидании старта и в течение большей части полёта они будут сложены, но в преддверии касания посадочной площадки они должны быть активированы. Опоры, сложенные внутрь отсека, разворачиваются и фиксируются в посадочном состоянии. Если этого не сделать, то корабль просто взорвётся при посадке, так как сев на нижний шпангоут фюзеляжа, в двигательном отсеке образуется высокое избыточное давление, что приведёт к его разрушению или к опрокидыванию со взрывом.

Неправильные алгоритмы управления

Некорректные алгоритмы управления полётом. Полёт такого нового корабля по такой необычной траектории требует наличия отлаженного программного обеспечения, полного понимания инженерами-динамиками возможностей органов управления корабля. Если принять, что корабль в принципе управляем с помощью имеющегося набора органов управления, то остаётся надеяться, что система управления будет правильно понимать поступающую информацию от инерциальных и позиционных приборов, и будет информирована о возможностях «крыльев», двигателей ориентации и двигателей Raptor с рулевыми приводами. При наличии любого рассогласования, траектория полёта в какой-то момент отдалится от расчётной настолько, что корабль подорвут.

Принципиальные проблемы

Незапуск двигателей Raptor. При повторном запуске двигатели Raptor вынуждены будут запускаться, располагаясь под необычным углом (не вертикально и не горизонтально) и испытывая повышенную перегрузку. Насколько известно, у SpaceX есть испытательные стенды для двигателей Raptor, где двигатели устанавливаются в строго вертикальное или строго горизонтальное положение, и испытывают перегрузку 1 ед. Однако в момент повторного запуска корабль и двигатели будут повёрнуты к вертикальной оси под значительным углом. Если двигатели не запустятся, то корабль упадёт в Мексиканский залив и взорвётся.

Нестойкость к перегрузкам

Проблемы с прочностью. Не исключено, что SN8 может просто развалиться в полёте, если испытает определённое воздействие внешних факторов или их комбинацию. При испытаниях предыдущих образцов кораблей Starship те неоднократно взрывались, так как была неизвестна действительная прочность сварных швов. Также, при недавних огневых испытаниях SN8, отлетевшие осколки материала посадочной площадки повредили систему пневматического управления клапанами, что едва не погубило корабль. Указанные проблемы, как сообщается, уже решены, но не исключено, что они или какие-то другие не проявятся в будущем. Подобные проблемы могут привести к потере корабля.

Здесь не упомянуты прочие неприятности, связанные с отказом датчиков, клапанов, электроники, наземных систем и т.п., хотя они также не исключены

[Lux]

Испытание признано успешным

Elon Musk:
— Успешный взлёт, переключение на посадочные баки и точное управление "крыльями" до самого момента приземления!
|
— Давление в посадочном баке было низким во время посадки, из-за чего скорость приземления была высокой и произошёл RUD, но мы получили все необходимые данные! Поздравляю команду SpaceX, мы сделали это черт возьми!
|
— Марс, мы идём !!

Официальное заявление компании SpaceX:

"В среду, 9 декабря [по местному времени], прототип Starship с серийным номером 8 (SN8) стартовал с нашей стартовой площадки в округе Кэмерон. Он взлетел, переключился на посадочные баки и выполнил посадочный манёвр точно управляя "крыльями", чтобы достичь точки приземления. Низкое давление в топливном посадочном баке во время посадки привело к высокой скорости приземления прототипа, что в свою очередь привело к жесткой (и захватывающей!) посадке.

Спасибо всем местным жителям, поддерживающим нашу работу в округе Кэмерон и за его пределами. Поздравляем всю команду Starship и SpaceX с сегодняшним тестом! Следующим в полёт отправится прототип Starship SN9! Марс, мы идём!".
<a href="https://youtube.com/v/2SWkOMVkx6w" target="_blank" class="new_win">https://youtube.com/v/2SWkOMVkx6w</a>

[MaxiMih]

Так, ну мы сейчас совершенно точно- выразим озабоченность, а Рогозин им(нам всем) на рояле поиграет