Может ли орбитальный аппарат Марса весить всего 50 кг?

В пресс-релизе консорциума SatRevolution говорится, что он планирует отправить кубсаты «всего 50 кг» на Марс для «проведения различных ценных научных исследований». Так что это означает выход на орбиту, а не просто пролет, как MarCO-A и MarCO-B 26 ноября 2018 года.

50 кг — это двадцатая часть массы предыдущих орбитальных аппаратов Марса. Как что-то настолько легкое могло достичь орбиты Марса? Требуемая дельта V составляет около 3 км / с (для электрического двигателя нет ярлыка эффекта Оберта).

Ионный двигатель Deep Space 1 развил скорость 4,3 км/с на 74 кг ксенонового топлива, или 0,058 км/с на кг . Dawn был чуть менее экономичным: 11,5 км/с из 247 кг, или 0,046 км/с на кг.

При скорости 0,058 км/с на кг марсианскому орбитальному аппарату потребуется 3/0,058 = 51 кг топлива, что больше, чем масса всего предполагаемого космического корабля.

Неужели двигатели настолько улучшились после этих запусков, что общий вес в 50 кг вполне правдоподобен?

Родственное модное слово (еще не тег): танковая фракция.
18-страничный анализ этого типа двигателя для перехода на орбиту: http://www.umich.edu/~peplweb/pdf/AIAA-96-2973.pdf

Это тот, который использует твердое йодное топливо вместо ксенона? Может ошибаться.
Я не слышал, что за двигатели. Хотя звучит интригующе.
Возможно, это не тот, но я знаю, что это была более новая статья о возможности использования твердого йодного топлива в качестве замены ксенона с небольшими потерями в ISP. Меня бы удивило, если бы кто-то пытался это протестировать — похоже, это решило множество проблем с хранением за счет сложности самого двигателя.
Атмосферное торможение не упоминается в этом пресс-релизе и не отбрасывается, но остается опцией.

Ответы (1)

Количество топлива, необходимое для достижения определенного дельта-V, зависит от соотношения между начальной и конечной массой космического корабля в соответствии с уравнением ракеты Циолковского ; данный двигатель и запас топлива дадут вам больше дельта-V на меньшем космическом корабле и меньше дельта-V на большем. То есть 0,058 км/с на кг не является неотъемлемым свойством ионного двигателя DS1.

Кроме того, 3 км/с — это то, что вам нужно, чтобы сбежать с Земли на орбиту Марса; если пусковая установка может вывести космический корабль на траекторию перехвата Марса, самому космическому кораблю требуется всего около 1,5 км / с дельта-V, чтобы выйти на орбиту.

Согласно уравнению ракеты, я думаю, вам нужно всего около 3 кг топлива с ионным двигателем со скоростью истечения 25 км / с для 50-килограммового космического корабля, чтобы получить требуемую дельта-V для выхода на орбиту.

1, Спасибо, что заметили мои упрощения. 2, Жаль, что у MarCO не хватило нескольких лишних кг, чтобы самим стать орбитальными!
Фиксированная масса двигателя и, особенно, его источника питания имеет тенденцию доминировать над массой топлива при таких малых размерах; химический двигатель может быть более мощным в космическом корабле весом 50 кг, несмотря на то, что его удельный импульс составляет всего 1/10.
Может ли орбитальный аппарат Марса весить всего 50 кг?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v