Различия в конструкции коммерческого лунохода и коммерческого марсохода?

Новости мая 2018 года:

Новости за июль 2018 года:

Приведенные выше новости включены в качестве справочной информации, которая заставила меня задуматься над следующим вопросом.

Для аналогичной миссии по преодолению значительного расстояния с данным экспериментальным / наблюдательным пакетом вместе с роботизированной рукой для сбора образцов, каковы будут различия между луноходом, построенным для Луны, и аналогичным, построенным для Марса?

Будет ли довольно просто внести небольшие изменения в марсоход, созданный для одного тела, чтобы оптимизировать его для работы на другом теле, или есть проблемы, из-за которых один будет сильно отличаться от другого?

Для целей этого вопроса давайте назовем «ровер» эквивалентом спутниковой шины , а экспериментальный комплекс и робототехнику «полезной нагрузкой» и предположим, что полезные нагрузки идентичны или, по крайней мере, похожи. Давайте также предположим, что местность так же «удобна для вездехода» в том смысле, что в любом случае нет больших камней или крутых склонов. Однако в реголите могут быть различия, которые нельзя игнорировать, поскольку у одного тела всегда было гораздо больше атмосферы, чем у другого.

Мы, вероятно, увидим несколько марсоходов на Луне, а также на Марсе в 2020-х годах, и сходства и различия в их конструкции действительно интересны. Вместо (двух) молчаливых закрытых голосов за «слишком широкий», почему бы не оставить полезный комментарий о том, как можно скорректировать вопрос, чтобы он не был слишком широким с вашей точки зрения?

Ответы (2)

Будет ли довольно просто внести небольшие изменения в ровер, созданный для одного тела, чтобы оптимизировать его для работы с другим телом?

Небольшой? Нет. Если вы проектируете с учетом обоих корпусов, делая его модульным там, где это необходимо, то, возможно, это так, хотя дизайн будет неоптимальным. Если вы разрабатываете дизайн для одного, вы довольно далеко отклоняетесь от другого.

Во-первых, вопросы руководства. 3 секунды пинга вполне управляемы после надлежащей тренировки, для полностью интерактивного управления. От минут до часов в случае Марса потребуются либо частичная автономность, либо длительные периоды ожидания. Точно так же луноход на ближней стороне Луны может напрямую связываться с наземными станциями. Для марсианского потребуется либо чертовски мощное радио, либо спутник-ретранслятор.

Далее, энергия. Марсианская зима по-прежнему получает достаточно солнечного света, чтобы поддерживать обогреватели и не допускать разряда батарей, хотя в целом количество солнечного света намного меньше. Луна получает две недели полной темноты без даже разреженной атмосферы, чтобы глубокий космос не высасывал тепло из всего. Более резкие перепады температуры, гораздо более глубокие, гораздо более длинные ночи, более яркие и жаркие дни. Совершенно разные системы управления энергией и теплом. (...если только вы не едете с РИТЭГом. На коммерческом судне? Вы с ума сошли?)

Удивительно, но для посадки это не так уж и отличается. Не упаковывайте парашют и теплозащитный экран для Луны. Небесный кран на ракетном базировании будет иметь сопоставимые требования для обоих. Если только вы не приземлитесь на подушке безопасности на Марсе, что просто нецелесообразно для Луны.

Луноход будет работать в полном вакууме, поэтому вся механика должна быть герметична. Однако марсоход будет путешествовать в вакууме в течение длительного времени, поэтому, если вы не решите сделать посадочную капсулу (теплозащитный экран/небесный кран) воздухонепроницаемой и с минимальным давлением (до марсианского уровня?), вам нужно будет защитить ее от вакуума, по крайней мере, частично. .

Лунный реголит более абразивен... но в целом это не такая уж большая проблема, если только вы не хотите, чтобы еще один марсоход проработал 5000%+ ожидаемого срока службы. Но без ветра не рассчитывайте на пыльные дьяволы, очищающие солнечные панели — пыль OTOH будет летать и оседать на панелях только в том случае, если вы ее разбудите. Так что эти рассуждения совсем другие.

Остается определить, сколько останется без изменений и стоит ли оно того; например, если система должна быть более надежной для удовлетворения потребностей одного органа, она будет прекрасно работать на менее требовательном, но это будет дороже, чем необходимо. Будет ли это дороже, чем разработка специальной более дешевой версии? Для этого потребуется глубокий анализ.

Короче говоря, идея технически жизнеспособна, но ее экономичность сомнительна — и это разработка вездехода для обоих тел с самого первого момента. Если вы разрабатываете для одного, а затем пытаетесь адаптироваться для другого, вы не получите почти никакой экономии.

Здесь есть о чем подумать, спасибо! Был ли когда-нибудь марсоход без «вакуумной защиты»? Существуют ли какие-либо предполагаемые луноходы для 2020-х годов, которые не считаются автономными в краткосрочной перспективе (т. е. не имеют отношения к времени отклика)? Важно поддерживать спутники ретрансляции данных, которые уже используют марсоходы. У марсохода ExoMars есть некоторые технологии сохранения тепла для марсианской ночи, но да, заставить их работать 14 дней вместо 12 часов — довольно сложная задача.
@uhoh: Насколько я знаю, все, начиная с Spirit, имело частичную автономию при выборе маршрута, обходе препятствий; более поздние обновления до Opportunity добавили даже автономности при выборе собственных научных целей (если он замечает интересный камень, он останавливается, чтобы проанализировать его, вместо того, чтобы катиться к назначенному месту назначения). Извините, если вам нужна информация о марсоходах, переживших межпланетное путешествие, вам нужно спросить кого-нибудь другого.
«Не упаковывайте парашют и теплозащитный экран для Луны. Небесный кран на ракетном базировании будет иметь сопоставимые требования для обоих». В то время как Skycrane был новой технологией, это сильно занижает роль других частей EDLS. Теплозащитный экран и парашют делают почти всю работу по замедлению вас перед входом на Марс (6000 м/с при входе, до 500 м/с при использовании теплозащитного экрана, а затем до 120 м/с при использовании парашюта). Ракетная система, которая может переходить от скорости прибытия к мягкой посадке, — это совершенно другой зверь.
Не забывайте, что разница в гравитации в 2,5 раза означает, что конструкция трансмиссии также будет другой. Больше тяги, но больше веса для движения по Марсу.
@djr: Для торможения до посадочной скорости на Луне может использоваться тот же двигатель/ступень, что и для пересадки. Большое сопло, большой эффективный двигатель, эффективное двухкомпонентное топливо. Поставьте его за минуту до приземления после торможения до безопасной скорости, финишируйте на моновинтовом скайкране с небольшими двигателями, которые не рискуют повредить марсоход и обеспечивают гораздо более точное управление дроссельной заслонкой-> замедлением.
@LesserHedgehog: я считаю, что это тот момент, когда «более надежный подходит для обоих» является правильным выбором. В любом случае ему придется выдерживать аналогичные нагрузки при посадке, и не так уж много можно сэкономить, сделав лунные колеса сверххлипкими.
@uhoh: учитывая типичную скорость вездеходов и крутящий момент, связанный с такой скоростью, у них должен быть в несколько сотен раз больший запас мощности для движения в гору, а инерционная масса совершенно спорная. Основная проблема - проскальзывание, закапывание/проваливание и т.д., но это связано с плотностью/зернистостью реголита и весом машины; пушистая лунная пыль в лунной гравитации будет вести себя аналогично стандартному песку/гравию на Марсе при той же массе марсохода, создающей соответствующий вес/давление.
Обратите внимание, что посадки на подушках безопасности на Луну не только возможны, но фактически были дважды успешно осуществлены СССР на Луне 9 и 13.

Хотя вы могли бы приступить к разработке модульного космического зонда, учитывая затраты на его доставку на Луну или Марс, я думаю, что было бы более разумно спроектировать зонд, полностью предназначенный для этой миссии. на самом деле единственным возможным преимуществом модульного зонда было бы любое снижение вероятности потери зонда во всех его миссиях из-за схожей конструкции, если это произойдет.

Во-первых, масса и объем ваших подвижных секций будут иметь разные конверты для каждой миссии из-за расстояний и аэродинамических требований Марса. Поскольку стоимость доставки марсохода на поверхность должна быть максимизирована, что доказывает маловероятность совпадения двух оптимальных точек.

Кроме того, вам также придется учитывать, как различные химические вещества и наличие атмосферы или различных давлений влияют на размер и массу научных экспериментов.

Кроме того, связь и потребность в энергии, вероятно, будут выше для Марса. Энергию труднее получить на Марсе, более высокий коэффициент усиления и, следовательно, более крупная и менее эффективная антенна, требующая большей мощности.

Это буквально два отдельных мира. Может быть, лучше спросить, что можно сделать с модульной конструкцией, чтобы даже привлечь внимание? Мне кажется, мало что можно получить, если не считать возможности доказать общность конструкций, что, возможно, снизит неопределенность в характеристиках. Я не думаю, что это будет выгодно с точки зрения затрат, поскольку полезный модульный дизайн может быть более сложным и работать хуже, чем специально созданный дизайн.

Спасибо за Ваш ответ! Можете ли вы добавить несколько конкретных примеров? Если в другом ответе говорится, что что-то вроде одного проекта можно легко изменить, чтобы он работал как другой, с существенно меньшими затратами и временем, чем два независимых усилия, то оба ответа будут в значительной степени мнениями. Чтобы получить хороший ответ на Stack Exchange, вы должны подкрепить свои утверждения подробным обоснованием или даже привести некоторые подтверждающие ссылки. Как вы упомянули об антеннах, изучение того, как марсоходы Curiosity или намного меньшие марсоходы Spirit и Opportunity уже умудряются обмениваться информацией с Землей, может быть хорошим направлением для изучения.
Я предоставил подробное обоснование, откровенно говоря, поскольку вы не определили строгие параметры дизайна и не указали конкретных требований, только английский синтаксис не ограничивает ничего, кроме мнения. Кроме того, существует удивительно большое количество вариантов дизайна для космических путешествий. Сравните SpaceX с другими космическими корпоративными решениями. Они очень радикально и в последнее время все решают одну и ту же проблему, беспилотный Лео и гео. Кроме того, предоставление симпатичных небольших статей на самом деле не дает многого, но спасибо за мнение.
Но в качестве тривиального примера рассмотрим модульную конструкцию с теплозащитным экраном. Ясно, что для посадки на Луну это бесполезно, и, учитывая стоимость килограмма на лунную орбиту, вы платите огромные суммы, чтобы взять с собой бесполезный тепловой экран. Это тривиальный случай, но дискретный выбор дизайна. Для многих вещей проектные переменные представляют собой непрерывные наборы, имеющие оптимальные точки для других переменных, которые остаются фиксированными. Неправда, что и Марс, и лунный посадочный модуль в целом имеют оптимальные конструктивные параметры. На самом деле это, вероятно, редкость. Так что, вероятно, проще искать случаи, когда они есть.
Различия в конструкции коммерческого лунохода и коммерческого марсохода?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v