Эксперимент «Знамя»

Аватар пользователя Фокич

Считал безосновательно забытым проект советских учёных по искусственному освещению земной поверхности из космоса.

Вкратце:

В декабре 1988 года Конгресс США объявил конкурс «Колумб-500», приуроченный к 500-летию открытия Америки. Участники должны были создать и запустить к Луне космический корабль, движимый солнечным парусом. Предполагалось, что в гонке примут участие, как минимум три парусника, представляющих Европу, Америку и Азию. Однако даже такие скромные ожидания не оправдались, и гонка так и не была проведена. Но тем не менее, конкурс подогрел интерес научного сообщества к созданию солнечных парусов.

СССР тоже заявил о своем участии. После распада Союза, Россия не прекратила работ в данном направлении, и единственная из стран-участниц провела испытания паруса в космосе. В 1990 году под руководством РКК «Энергия» был создан консорциум «Космическая регата», который в последующие годы стал основной организацией, занимающийся тематикой солнечных парусов, в нашей стране.

Целью эксперимента «Знамя-2» была проверка концепции паруса из пленочного материала. Будет ли устойчив парус, как он себя поведет, можно ли им управлять? При разработке паруса старались максимально использовать уже имеющееся оборудование и прототипы.

 

В общем, как всегда, в случае с американцами. Вбросили идею и смотрели, как другие будут над её реализацией, надрываться.

К чести нашей космонавтики, кое-каких успехов удалось добиться.

Но большое зеркало, к сожалению, так раскрыть и не получилось.

И вот, спустя продолжительное время, разыскивая материалы по этому проекту, увидел информацию о готовящемся продолжении:

Шифр эксперимента: Знамя-3
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: 8. Перспективные технологии освоения космического пространства
Наименование эксперимента: Раскрытие двух плёночных отражателей, формируемых центробежными силами на ТГК «Прогресс-М», регистрация микрочастиц, освещение поверхности Земли отражённым солнечным светом, управление гироскопической парой, ретрансляция радиоволн
Цель эксперимента:

Целями проведения КЭ «Знамя 3» являются:

• Подтвердить технические решения, связанные с созданием на околоземной орбите сверхлегких крупногабаритных пленочных конструкций (КГПК), формируемых центробежными силами;

• Показать возможность создания космических парусных кораблей, длительно функционирующих без расхода рабочего тела, космических аппаратов системы космического освещения, сверхмощных концентраторов солнечного излучения (для орбитальных печей, лазерных систем защиты и восстановления озонового слоя Земли, энергоснабжения Земли из космоса);

• Изучить эффективность КГПК в качестве их использования как элементов микрометеорной защиты протяженных орбитальных объектов (космических станций) от частиц антропогенного и естественного происхождения.

Описание эксперимента:

Комплексный космический эксперимент «Знамя-3» решает несколько задач по созданию в космосе сверхлёгких крупногабаритных плёночных конструкций, Солнечного парусного корабля (СПК) и космического отражателя солнечного света.

Эксперимент планируется провести в три этапа:

Первый этап. Разработка и изготовление макета спаренного гироскопа. Наземная отработка метода управления ориентацией КА с использованием изменения кинетического момента путем излома оси вращения маховиков СГ. Практически на данном этапе должен быть изготовлен макет спаренного гироскопа, произведена его наземная отработка, а также изготовлена и апробирована система управляемости макетом в космосе.

Второй этап. Создание полотнища диаметром 25-30 м, раскрытие на базе ТГК «Прогресс-М» одного полотнища с реализацией доработок для улучшения отражающих характеристик пленки с исследованием отражающих характеристик поверхности полотнища.

Третий этап. Создание нового космического аппарата на базе ТГК «Прогресс-М» с двумя полотнищами, вращающимися в разные стороны. Отработка режимов автономного полета Солнечного парусного корабля и космического отражателя солнечного света, или выведение автономного космического аппарата «Солнечный парус».

Новизна эксперимента:

Эксперимент базируется на опыте ранее проведенных работ (КЭ «Знамя-2», «Знамя-2,5»), наличии задела в области создания аппаратуры для развертывания крупногабаритных пленочных конструкций, отработанной методики.

Новизна заключается в применении новых материалов с улучшенными свойствами для развертывания на околоземной орбите сверхлегких крупногабаритных пленочных конструкций (КГПК), формируемых центробежными силами, отработке методов безрасходного управления ориентацией КА, применении полученных результатов как в практической и теоретической космонавтике, так и для ее популяризации среди широких слоев населения.

Научная аппаратура:

Научная аппаратура первого этапа КЭ «Знамя 3» состоит из следующих элементов:

- Модель Спаренного гироскопа (СГ) - Проведение исследований по определению управляемости СГ в невесомости

- Пульт управления - Управление приводами и арретирами модели СГ

- Кабели - Обеспечение электрических связей с системами РС МКС

Научная аппаратура второго этапа КЭ «Знамя 3» состоит из следующих элементов:

- Агрегат развертывания отражателя (АРО) - Отработка развертывания и устойчивого вращения полотнища отражателя

- Проведение исследований по определению характеристик полотнища агрегата

- Блок электроники научной аппаратуры - Управление приводами АРО

- Кабели - Обеспечение электрических связей с системами РС МКС

- Цифровой фотоаппарат с телеобъективом - Регистрация КЭ с борта МКС

- Наземная аппаратура регистрации отражающих характеристик полотнища - Регистрация отражающих характеристик полотнища АРО

Научная аппаратура третьего этапа КЭ «Знамя 3» состоит из следующих элементов:

- Агрегат развертывания малого отражателя (АРМО) - Отработка развертывания и устойчивого вращения полотнища отражателя

- Проведение НИ по определению характеристик полотнища агрегата отражателя

- Агрегат развертывания большого отражателя (АРБО) - Отработка развертывания и устойчивого вращения полотнища отражателя.

- Изменение угла оси вращения полотнища отражателя.

- Проведение НИ по определению характеристик полотнища агрегата отражателя.

- Блок электроники научной аппаратуры - Управление приводами АРБО и АРМО.

- Регистрация, обработка, хранение информации, и запись данных с результатами КЭ на съемный носитель информации (flash-память)

- Блок регистрации с эффективности микрометеорной защиты - Регистрация эффективности микрометеорной защиты полотнищ отражателей АРБО и АРМО

- Дополнительная телекамера - Видеорегистрация раскрытия и устойчивого вращения полотнища отражателя АРБО

- Видеокоммутатор - Коммутация видеосигналов телекамер для передачи оператору видеоизображения в режиме ТОРУ

- Цифровой фотоаппарат с телеобъективом - Регистрация КЭ с борта МКС

- Наземная аппаратура регистрации отражающих характеристик полотнищ - Регистрация отражающих характеристик полотнищ АРБО и АРМО

Ожидаемые результаты:

Эксперимент «Знамя-3» является многоплановым, комплексным, и предполагает поэтапную реализацию с получением промежуточных результатов необходимых в итоге для создания прототипа Солнечного парусного корабля.

В качестве результатов первого этапа эксперимента будут получены достоверные количественные данные о поведении гироскопической пары в невесомости – скорости и ускорения движения гироскопической пары при различных углах относительного положения осей, при различных накопленных кинетических моментах на концах гироскопической пары. Будут проводиться исследования по возбуждению и активному демпфированию продольных и поперечных колебаний, опыты полета «по траектории». Такого рода системы ещё никогда не использовались в космосе. При этом риск проведения этого этапа эксперимента минимален.

Результат работ второго этапа – отработанные в космосе агрегат развертывания, пленочный парус для третьего этапа эксперимента, количественные оценки оптических свойств такого рода пленочных отражателей, базирующиеся на фактических данных, алгоритмы управления и фактические данные об устойчивости и управляемости вращаемого пленочного паруса для проекта СПК.

Результатом третьего этапа должен стать прототип СПК, отработанный в реальных условиях космического полета.

Итоговые результаты реализации всех трех этапов КЭ:

• Определение рациональных вариантов конструкций пленочных полотнищ, схем укладки и характеристик агрегатов развертывания, обеспечивающих плавный (без ударов, колебаний, запутывания) управляемый роспуск из уложенного состояния в требуемую форму развернутого полотнища.

• Определение эффективности отражающих поверхностей и прочностных характеристик пленочных материалов в условиях комплексного воздействия эксплуатационных нагрузок и внешних условий среды.

• Создание двухосного напряженного состояния пленочной конструкции с максимальными отражающими характеристиками.

• Изучение динамики управляемого и неуправляемого роспуска конструкций, формируемых центробежными силами, математическое моделирование процесса роспуска и напряженного состояния конструкции.

• Управление положением в пространстве раскрытых конструкций в соответствии с предъявляемыми требованиями к точности поверхности и ее ориентации; изучение процессов пассивного и активного демпфирования колебаний от воздействия гироскопических сил, подбор параметров конструкции, при которых в конкретной задаче эти колебания допустимы.

• Создание технологий изготовления и укладки пленочных полотнищ диаметром до 200 м (подбор раскроя, режимов сварки или склейки швов равнопрочных основному материалу, точность изготовления, укладка в минимальный объем).

• Разработка схем креплений и намотки для тросовых элементов конструкций отражателей, обеспечивающих динамику их управляемого и надежного роспуска.

• Создание методик наземных экспериментальных исследований отражающих характеристик маломасштабных моделей пленочных отражателей при переориентации в пространстве; проведение модельных наземных экспериментов, в том числе, в вакуумной камере.

• Определение оптимального облика перспективных космических аппаратов различного назначения на базе разрабатываемого типа пленочных конструкций.

Таким образом, полученный научно-технический задел окажется уникальным и востребованным не одним поколением будущих разработчиков космической техники.

Применение результатов КЭ "Знамя 3" возможно в следующих областях.

В прикладных аспектах:

- мониторинг и прогноз гелиогеофизической обстановки;

- создание солнечных отражателей и концентраторов, гелиоэнергетика;

- крупногабаритные антенны для космической и межбортовой связи;

- безрасходный двигатель на «солнечном ветре»;

- освещение районов Земного шара;

- защита от космического мусора.

В фундаментальной науке:

- исследования частиц высоких энергий;

- исследование солнечной активности;

- ловушки космической пыли.

В образовательно-демонстрационном приложении:

- демонстрация и популяризация возможностей отечественной космонавтики;

- привлечение для проектирования и конструирования элементов студентов профильных ВУЗов.

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2015-2018 гг. (реализация на борту)
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: ОАО Консорциум «Космическая регата»
Организации участники: ОАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, ФГУП ЦНИИмаш, ФГБУ НИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарина, ФГУП Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики, ОАО «Научно-производственный Центр «Полюс», ИКИ РАН
Научный руководитель: Сапрыкин О.А., к.т.н., ФГУП ЦНИИмаш, начальник отделения
   
Публикации по эксперименту:

Список публикаций в процессе редактирования.

Последнее обновление: 15.11.2017

 

Пожелаем же, чтобы на этот раз развёртывание зеркала прошло без происшествий.

Авторство: 
Авторская работа / переводика

Комментарии

Аватар пользователя st251
st251(7 лет 6 месяцев)

smileyПрошу прощения что почти не по теме, но живо напомнило....

Далее отрывок из рассказа "Солнечный зайчик"  Льва Соколова, с сайта СССР-2061

....

Инка машинально провела рукой, разуживая шарф. На улице действительно теплело. Люди вокруг заголосили. Людская волна качнулась. Отец рядом с нами забросил мальчишку себе на плечи. На нас уже никто не смотрел. Все смотрели в одну сторону.

— Смотри, — сказал я, протягивая руку.

Инка посмотрела туда, куда глядели теперь все. В небе сияло второе солнце! Первое, как и положено зимнему, ютилось по-над горизонтом. Второе — гордо шло выше. Воздух вокруг стремительно терял зимнюю бледность, и наливался золотистым теплым, радостным светом.

— Это… Это что? — растерянно спросила Инка.

— Орбитальная спутниковая группировка для изменения погоды, — улыбнулся я. — Оснащена зеркалами для перенаправления солнечных лучей на нужные участки поверхности Земли. Тот спутник, что мы сейчас видим, — «Алоэей». За ним идет «Аэт». Потом «Пасифая». И так далее.

— Дети Гелиоса, — повернулась к мне Инка.

— Да, дети солнца из греческих мифов. Так их назвали. Теперь они несут нам свет своего отца. Вместо того, чтоб бесполезно уходить в космос, лучи идут к людям. Понимаешь, Инка? Пока это только эксперимент. Пока мы можем согревать лишь небольшие участки. Но когда мы нарастим орбитальную группировку!.. Это тепло. Это свет. Урожаи

.....

http://2061.su/konkursy/litkonkurs-2/work/solnechnyj-zajchik/

 

Аватар пользователя Many
Many(6 лет 8 месяцев)

Но когда мы нарастим орбитальную группировку!.. Это тепло. Это свет. Урожаи

И гарантированная гибель всех растений тех областей где зима вдруг исчезнет :)

Комментарий администрации:  
*** Ради красного словца, придумал внука-сорванца! ***
Аватар пользователя gridd
gridd(7 лет 9 месяцев)

Тайга прекрасно переносит +40 и -40.

Аватар пользователя DeimonAx
DeimonAx(7 лет 10 месяцев)

А мерзлота? Мерзлота - переживет?

Аватар пользователя gridd
gridd(7 лет 9 месяцев)

Слой почвы её прекрасно изолирует. Главное, не вскрывать, вот тогда - овраги, болота и разрушение.

P.S. Кстати, поля до Северного Полюса - не надо, Африку на халяву никто кормить не собирается.

Аватар пользователя Many
Many(6 лет 8 месяцев)

Нет, не переносит. Все растения расчитанные на зимовку без зимовки дохнут через пару лет.

Одна отсутсвующая зима для них это большое напряжение, после второй отсутсвующей зимы уже половина леса будет стоять мёртвая.

Комментарий администрации:  
*** Ради красного словца, придумал внука-сорванца! ***
Аватар пользователя gridd
gridd(7 лет 9 месяцев)

Алё, камрады! Нам пахотные земли в районе Тикси не нужны. У нас есть зоны рискованного земледелия, которые можно когда-нибудь превратить в безрисковые. Мерзлоты здесь нет.

Аватар пользователя Scahor
Scahor(8 лет 2 месяца)

Еикакого отсутствия зимы не будет.

Для начала кто собрался обогревать всб тайгу? Это невероятно дорого и бессмысленно. Обогрев скорее всего будет участками. Задача -отложить приход зимы. Заставить придти раньше весну. Смягчить зиму.

Т.е зима останеться но ьудет теплее

Все это коллосально сэкономит отопление. Города так вообще будут легко нагреваться

Аватар пользователя Фокич
Фокич(7 лет 5 месяцев)

Кстати, на "Знамя" тоже какие-то "экологи" окрысивались, дескать потепление и всё такое:

В свое время, сразу после проведения «Знамени-2» нашлось много противников этой идеи. Они утверждали что искусственное освещение будет губительно влиять на природу, собьются биоритмы растений, животных и человека, изменится климат. Но такая аргументация выглядит малоубедительной, поскольку в северных городах биоритмы человека и без этого подвергаются жестоким испытаниям, а отраженный свет силой даже в несколько полных лун, недостаточен для сколь существенного изменения климата.

Аватар пользователя Maple
Maple(8 лет 4 месяца)

спасибо за статью

Аватар пользователя Mitchell
Mitchell(8 лет 5 месяцев)

Научный руководитель:Сапрыкин О.А., к.т.н., ФГУП ЦНИИмаш, начальник отделения

 

 

Аватар пользователя Тех Алекс
Тех Алекс(8 лет 9 месяцев)

В 2001г видел зайчик солнечный ночью, до сих пор гадаю что это было.

Аватар пользователя Chepa
Chepa(6 лет 10 месяцев)

Неудачные проекты Знамя 2 и 2.5

Специалисты отмечают, что "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".

Стоит заметить, что это не новая идея, более того, она уже даже частично реализована. В 1990-х годах были проведены работы по запуску космических кораблей с зеркальной поверхностью под общим грифом "Знамя". На борту "Прогресса М-15" с космодрома Байконур 27 октября 1992 года был запущен космический корабль "Знамя-2", имевший солнечный парус диаметром 20 метров. 

При посещении станции "Мир" её экипаж ЭО-12 установил на борту "Прогресса" агрегат развёртывания отражателя. После отстыковки и маневров 4 февраля 1993 года корабль "Прогресс" успешно развернул отражатель рядом со станцией "Мир". Из-за рассеивания на Земле "Знамя" создавало пятно диаметром около восьми километров. Система проработала несколько часов, и, даже несмотря на то, что в Европе была облачная погода, нашлись свидетели, видевшие вспышки в небе. Пятно света двигалось со скоростью около 8 километров в секунду, то есть на одном месте свет был в течение секунды или даже более короткого времени.

Спустя пять лет, в 1998 году, состоялась вторая попытка развёртывания системы освещения земной поверхности "Знамя-2.5". Её смонтировали космонавты станции "Мир" на грузовом космическом корабле "Прогресс М-40". Однако во время развёртывания плёнка зацепилась за одну из антенн "Прогресса" и "Знамя-2.5" не сработало. Проект был очень серьёзным, его зеркало должно было восприниматься с Земли как 5–10 полных Лун по яркости и образовывало след около 7 км в диаметре, которым можно было управлять, подолгу удерживая его на одном месте. Следующий проект серии, "Знамя-3", не состоялся по финансовым причинам.

И приятно , что проект Знамя 3 возобновят

Комментарий администрации:  
*** Оранжевая личинка ***
Аватар пользователя Пепелац
Пепелац(11 лет 5 месяцев)

Был такой проект, наше КБ принимало в нем участие. Изучали оптико-физические свойства и радиационную стойкость материала для паруса, технологи сделали его на пять с плюсом. А вот конструкторА подвели - механизм развертывания оказался полным фуфлом, что и неудивительно, так как заказ отдали ИКИ (это тот самый, где рулил Роальд Сагдеев, женившийся на внучке президента США Эйзенхауэра). Потом в комедии "Ширли-мырли" Меньшов этот случай обыграл, если кто помнит.

PS Уж на что я не конструктор, но при виде того "механизма" развертывания паруса в виде обычного зонтика испытал чувство глубокого неудовлетворения. 

Аватар пользователя macmealan
macmealan(6 лет 10 месяцев)

Вот ведь чертова бензоколонка, никак не успокоится...

Аватар пользователя alx_me
alx_me(9 лет 10 месяцев)

Я прошу прощения, но какую площадь планируется освещать и каким световым потоком? Ну появится на небе ещё одна звезда. Яркая. Дальше что? Объект должен быть угловым размером с Луну чтобы толк был. При большем альбедо. В идеале зеркало. Или я чего-то не понимаю?

Аватар пользователя АЧТ
АЧТ(7 лет 4 месяца)

Разворачивает в космосе зеркало размером в км. Концентрируем на земле на участок размером км. И оппа. Получаем освещенность как от солнца. И по барабану угловой размер.

Аватар пользователя Scahor
Scahor(8 лет 2 месяца)

Кроме освещения в статье описаны еще способы применения данной технологии. От сверхантенны до двигательной кюустановки.

Аватар пользователя Сама Доброта

Нью - Васюки отдыхают. Бендер посрамлён.

Аватар пользователя АЧТ
АЧТ(7 лет 4 месяца)

Я уже давно приспособил космическое зеркало.

https://m.aftershock.news/?q=node/565765

Правда раскритиковали. Сказали что сдавать будет с орбиты нафиг.