О Старлинке 2-го поколения StarLink V2mini
начнем с официоза
СПУТНИКИ STARLINK ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ
V2 Мини
SpaceX скоро запустит новое поколение спутников, которые больше и эффективнее, чем предыдущие поколения. Мы называем эти спутники «V2», и будет две отдельные версии этой конструкции спутников: одна, совместимая с ракетой-носителем Falcon 9, и другая, совместимая с ракетой-носителем Starship. Когда мы запускаем спутники V2 на Falcon 9, они не будут полноразмерной версией, предназначенной для запуска на Starship. Спутники V2, запущенные на Falcon 9, немного меньше, поэтому мы ласково называем их спутниками «V2 Mini». Но не позволяйте названию обмануть вас: у спутника V2 Mini в четыре раза больше возможностей для обслуживания пользователей по сравнению с его более ранними аналогами.
Космическая устойчивость и безопасность
Когда мы приступим к развертыванию нашей сети Gen2, SpaceX продолжит лидировать в отрасли по созданию безопасной и устойчивой космической среды. SpaceX включает устойчивость в качестве важнейшего элемента конструкции своих спутников, гарантируя, что в космосе не останется мусора более пяти лет, если спутник станет неманевренным. SpaceX придерживается и значительно превосходит любые применимые требования или лучшие отраслевые практики и работает с полной прозрачностью, даже выходя за рамки требований законодательства США. ....подход SpaceX к космической безопасности включает в себя множество элементов, которые значительно повышают устойчивость.
К ним относятся:
• Надежность проектирования и сборки. Спутники SpaceX спроектированы и построены с высокой надежностью, около 99% после развертывания почти 4000 спутников.
• Эксплуатация на расстоянии менее 600 км. SpaceX решила использовать подавляющее большинство наших спутников на высоте менее 600 км. На этих высотах объекты будут распадаться и возвращаться в атмосферу из-за атмосферного сопротивления в течение короткого периода времени в редких нештатных сценариях, что устраняет риск устойчивого орбитального мусора.
• вывод на низкую орбиту ниже космических станций. На этих малых высотах (менее 400 км) любые спутники SpaceX, не прошедшие первоначальные проверки системы, быстро сходят с орбиты активно или из-за атмосферного сопротивления.
• Радикальная прозрачность и обмен данными с правительством США и другими владельцами/операторами спутников для обеспечения полной осведомленности о космической ситуации. SpaceX открыто делится высокоточными данными прогнозирования будущего положения и скорости для всех космических кораблей SpaceX, а также неопределенностями этих прогнозов. Кроме того, SpaceX - единственный оператор, предоставляющий стандартные «отчеты о состоянии» системы в FCC.
• Передовые системы предотвращения столкновений защищают SpaceX и другие спутники. Спутники SpaceX используют автономную систему предотвращения столкновений, которая гарантирует, что космические аппараты будут получать самую последнюю информацию для предотвращения близких сближений с отслеживаемыми объектами (включая обломки и активные спутники). Автономная система предотвращения столкновений SpaceX была тщательно изучена программой НАСА по оценке соединений и анализу рисков (CARA), которая сочла ее достаточно надежной, чтобы полагаться на нее, чтобы избежать столкновений с космическими кораблями НАСА.
• Утилизация после миссии. Спутники SpaceX сбрасываются с орбиты в течение нескольких недель после завершения миссии космического корабля. Это значительно превышает международный стандарт в 25 лет.
• Космические корабли Starlink подлежат утилизации на 100%. В конце срока службы спутники SpaceX полностью исчезают при входе в атмосферу, что исключает риск падения обломков.
• Лучшие практики. Подход SpaceX к космической безопасности основан на максимальной прозрачности операций, и SpaceX сотрудничает с другими операторами и экспертами в разработке «Передовой практики отрасли» на основе извлеченных эксплуатационных уроков. SpaceX призывает всех операторов внедрять эти передовые методы для обеспечения безопасности и устойчивого развития космоса.
Снижение яркости
SpaceX активно сотрудничает с астрономами и правительством США, выделяя инженеров и ресурсы для разработки и развертывания мер по смягчению последствий и проведения экспериментов для проверки их эффективности. Изначально, например, SpaceX экспериментировала с темной краской, чтобы поглощать солнечный свет. Но когда космические эксперименты показали, что это смягчение менее эффективно, чем хотелось бы, SpaceX переключилась на разработку козырька - VisorSat - для предотвращения попадания солнечного света на спутник и его отражения обратно на Землю. SpaceX также внесла изменения в конфигурацию полета, чтобы свести к минимуму площадь поверхности космического корабля, от которой может возникнуть отражение, - оба очень эффективных способа смягчения последствий. SpaceX также начала использовать диэлектрическую зеркальную пленку на многих поверхностях спутника.
С момента первого использования зеркал на наших спутниках мы значительно улучшили технологию зеркальной пленки и ее применение. Мы также разработали ведущую в отрасли черную краску, подходящую для использования в космосе, для наклонных поверхностей или поверхностей, не способствующих зеркальной адгезии. SpaceX продолжает разработку дополнительных технологий, в том числе комбинации диэлектрической зеркальной пленки (разработанной и изготовленной SpaceX), которая отражает солнечный свет от Земли, и разработанной SpaceX черной краски с низким коэффициентом отражения, которая уменьшает нижний зеркальный пик в несколько раз. из пяти по сравнению с самой темной доступной космической стабильной краской. Эти улучшения реализованы на наших спутниках V2. Благодаря многолетнему опыту и способности разрабатывать, тестировать и полевые стратегии смягчения последствий удалось с самого начала «встроить» средства смягчения в конструкцию спутников V2. Кроме того, мы спроектировали наши солнечные батареи так, чтобы они позволяли смещать направление, чтобы уменьшить отражения, когда спутник приближается к терминатору. Таким образом, несмотря на то, что наши спутники V2 Mini крупнее, чем более ранние версии, мы по-прежнему ожидаем, что они будут такими же или темнее, как только будут реализованы все меры по смягчению последствий и спутники достигнут своей рабочей орбиты. Эти спутники V2 Mini изначально могут быть несколько яркими, особенно во время подъема орбиты и начальных операций.////
Очевидно, что запущенные мини2 имеют оборудование Е диапазона и ждали решение ФСС о его тестировании - подробнее предыдущий пост в этом жуонале. Как только ФСС дал временное разрешение ИСЗ отправились на орбиту. Ключевое в них
//include key technologies-such as more powerful phased array antennas and the use of E-band for backhaul-which will allow Starlink to provide ~4x more capacity per satellite than earlier iterations
видео их отделения от Ф9
https://twitter.com/elonmusk/status/1630394434847227909
ИСЗ запускаются по 21 штуке и они сложены в 1 стопку а не 2 как было ранее. Вывод мини2 толще чем ИСЗ 1.0 и 1.5 . При этом есть бонус 21 ИСЗ это 1 плоскость, 60 ИСЗ это 3 плоскости. Запуск может быть точно только в 1 плоскость, соотвественно для мини 2 время полного выхода в эксплуатацию будет меньше, чем у 66% ИСЗ версий 1.0 и 1.5
Теперь по инженерной части
Солнечные батареи имеют размер 2 панели 12,8 х 4,1 м, чуть меньше 105 кв.Если эффективность СБ 30%, то имеем в максимуме ~ 31,5 кВт,
что мне лично греет душу как выпускнику Э-8 МВТУ это то что ЭРД наконец то получили широкое применение в космосе
//they have 2.4x the thrust and 1.5x the specific impulse of our first gen thrusters. This will also be the first time ever that argon Hall thrusters are operated in space
этот двигатель спроектирован, сконструирован, произведен и оттестирован с нуля за 550 дней, что безусловно является великолепным достижением!!!
отметим, что Спейсы в этот раз дали и ТТХ своих ЭРД
Argon Hall thruster tech specs:
- 170 mN thrust
- 2500 s specific impulse
- 50% total efficiency
- 4.2 kW power
- 2.1 kg mass
- Center mounted cathode
Для сравнения СПД290 ОКБ Факел, делали во время моей Аспирантуры для каких то будущих больших дел и не довели до конца, а вот его младший брат 230-й имел мощность аж 15 кВт . СПД-230 (стационарный плазменный двигатель) представляет собой электростатический ракетный двигатель, в качестве рабочего тела которого выступает ксенон.По документам, мощность СПД-230 не превышает 15 кВт. Этого мало для преодоления силы тяжести, но достаточно для работы в космическом пространстве.По весу двигатель относительно лёгкий - 25 кг. КПД доходит до 60%, а удельный импульс - до 2700 с.
вот аналог по мощности от ОКБ Факел
Отметим, что Спейсовский ЭРД существенно легче (но он на 20 лет позже сделан и вопрос что как считали вес с электроникой и блоком электропитания или нет).. и КПД ЭРД на Ксеноне по умолчанию выше чем КПД ЭРД на Аргоне, так что 50% у Спейсов очеь хороший результат .
//немного теории ЭРД
Ксенон имеет самую низкую энергию ионизации на атом среди всех стабильных благородных газов. Он и самый тяжелый. Так он будет наиболее энергоэффективным в использовании. 131,2 а.е.м. для Xe, 83,8 а.е.м. для Kr, 40,0 а.е.м. для аргона.Если предположить, что мы разгоняем каждый из этих атомов до 20 км/с (около 2000 с Isp), то они будут иметь кинетическую энергию 272, 174 и 83 эВ соответственно.
12,13 эВ, 14,00 эВ, 15,76 эВ первая энергия ионизации соответственно. Таким образом, если все остальное полностью эффективно, ксенон может иметь КПД 96%, Kr 92,6%, а аргон 84%.
В целом вот ОЧЕНЬ ХОРОШЕЕ ОПИСАНИЕ ОСОБЕННОСЬЕЙ ЭРД на Аргоне и Ксеноне/Криптоне
https://twitter.com/lougrims/status/1630302082526769153
В целом , переход на Аргон это вынужденное ЭКОНОМИЧЕСКОЕ решение, Аргон стоит копейки (По оценке экономия на стоимости Аргона составит 30-50 тысяч долларов на 1 ИСЗ), в отличие от Ксенона и Криптона, которых немного и похоже будет их дефицит.
Кстати пишут, что основным производителем благородных газов была Украина. Причем я думаю можно уже точно сказать БЫЛА. Ибо моя первая командировка будучи аспирантом в 1984 году была с баллоном на 7 литров под мышкой на завод им. Ильича в город Жданов, где как я понимаю и был кислородный цех, который делал для металлургического производства кислород , при этом получались "отходы" в виде Аргона, Неона Криптона и Ксенона, которые и продавались/поставлялись за забор..по весьма разумным советским ценам..
Как я понимаю эта установка "кормила" владельцев завода до 2022 года, а сейчас она скорее всего сильно повреждена.
Так как масса ИСЗ увеличилась, то для того, чтобы его вывод на орбиту и маневры были бы такими же "быстрыми" надо было увеличить и тягу ЭРД. Вроде бы на борту Старлинка стоят 2 ЭРД под углом 45 градусов ..
ну будем считать, что все .. итак много написал..
СПУТНИКИ STARLINK ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ
V2 Мини
SpaceX скоро запустит новое поколение спутников, которые больше и эффективнее, чем предыдущие поколения. Мы называем эти спутники «V2», и будет две отдельные версии этой конструкции спутников: одна, совместимая с ракетой-носителем Falcon 9, и другая, совместимая с ракетой-носителем Starship. Когда мы запускаем спутники V2 на Falcon 9, они не будут полноразмерной версией, предназначенной для запуска на Starship. Спутники V2, запущенные на Falcon 9, немного меньше, поэтому мы ласково называем их спутниками «V2 Mini». Но не позволяйте названию обмануть вас: у спутника V2 Mini в четыре раза больше возможностей для обслуживания пользователей по сравнению с его более ранними аналогами.
Космическая устойчивость и безопасность
Когда мы приступим к развертыванию нашей сети Gen2, SpaceX продолжит лидировать в отрасли по созданию безопасной и устойчивой космической среды. SpaceX включает устойчивость в качестве важнейшего элемента конструкции своих спутников, гарантируя, что в космосе не останется мусора более пяти лет, если спутник станет неманевренным. SpaceX придерживается и значительно превосходит любые применимые требования или лучшие отраслевые практики и работает с полной прозрачностью, даже выходя за рамки требований законодательства США. ....подход SpaceX к космической безопасности включает в себя множество элементов, которые значительно повышают устойчивость.
К ним относятся:
• Надежность проектирования и сборки. Спутники SpaceX спроектированы и построены с высокой надежностью, около 99% после развертывания почти 4000 спутников.
• Эксплуатация на расстоянии менее 600 км. SpaceX решила использовать подавляющее большинство наших спутников на высоте менее 600 км. На этих высотах объекты будут распадаться и возвращаться в атмосферу из-за атмосферного сопротивления в течение короткого периода времени в редких нештатных сценариях, что устраняет риск устойчивого орбитального мусора.
• вывод на низкую орбиту ниже космических станций. На этих малых высотах (менее 400 км) любые спутники SpaceX, не прошедшие первоначальные проверки системы, быстро сходят с орбиты активно или из-за атмосферного сопротивления.
• Радикальная прозрачность и обмен данными с правительством США и другими владельцами/операторами спутников для обеспечения полной осведомленности о космической ситуации. SpaceX открыто делится высокоточными данными прогнозирования будущего положения и скорости для всех космических кораблей SpaceX, а также неопределенностями этих прогнозов. Кроме того, SpaceX - единственный оператор, предоставляющий стандартные «отчеты о состоянии» системы в FCC.
• Передовые системы предотвращения столкновений защищают SpaceX и другие спутники. Спутники SpaceX используют автономную систему предотвращения столкновений, которая гарантирует, что космические аппараты будут получать самую последнюю информацию для предотвращения близких сближений с отслеживаемыми объектами (включая обломки и активные спутники). Автономная система предотвращения столкновений SpaceX была тщательно изучена программой НАСА по оценке соединений и анализу рисков (CARA), которая сочла ее достаточно надежной, чтобы полагаться на нее, чтобы избежать столкновений с космическими кораблями НАСА.
• Утилизация после миссии. Спутники SpaceX сбрасываются с орбиты в течение нескольких недель после завершения миссии космического корабля. Это значительно превышает международный стандарт в 25 лет.
• Космические корабли Starlink подлежат утилизации на 100%. В конце срока службы спутники SpaceX полностью исчезают при входе в атмосферу, что исключает риск падения обломков.
• Лучшие практики. Подход SpaceX к космической безопасности основан на максимальной прозрачности операций, и SpaceX сотрудничает с другими операторами и экспертами в разработке «Передовой практики отрасли» на основе извлеченных эксплуатационных уроков. SpaceX призывает всех операторов внедрять эти передовые методы для обеспечения безопасности и устойчивого развития космоса.
Снижение яркости
SpaceX активно сотрудничает с астрономами и правительством США, выделяя инженеров и ресурсы для разработки и развертывания мер по смягчению последствий и проведения экспериментов для проверки их эффективности. Изначально, например, SpaceX экспериментировала с темной краской, чтобы поглощать солнечный свет. Но когда космические эксперименты показали, что это смягчение менее эффективно, чем хотелось бы, SpaceX переключилась на разработку козырька - VisorSat - для предотвращения попадания солнечного света на спутник и его отражения обратно на Землю. SpaceX также внесла изменения в конфигурацию полета, чтобы свести к минимуму площадь поверхности космического корабля, от которой может возникнуть отражение, - оба очень эффективных способа смягчения последствий. SpaceX также начала использовать диэлектрическую зеркальную пленку на многих поверхностях спутника.
С момента первого использования зеркал на наших спутниках мы значительно улучшили технологию зеркальной пленки и ее применение. Мы также разработали ведущую в отрасли черную краску, подходящую для использования в космосе, для наклонных поверхностей или поверхностей, не способствующих зеркальной адгезии. SpaceX продолжает разработку дополнительных технологий, в том числе комбинации диэлектрической зеркальной пленки (разработанной и изготовленной SpaceX), которая отражает солнечный свет от Земли, и разработанной SpaceX черной краски с низким коэффициентом отражения, которая уменьшает нижний зеркальный пик в несколько раз. из пяти по сравнению с самой темной доступной космической стабильной краской. Эти улучшения реализованы на наших спутниках V2. Благодаря многолетнему опыту и способности разрабатывать, тестировать и полевые стратегии смягчения последствий удалось с самого начала «встроить» средства смягчения в конструкцию спутников V2. Кроме того, мы спроектировали наши солнечные батареи так, чтобы они позволяли смещать направление, чтобы уменьшить отражения, когда спутник приближается к терминатору. Таким образом, несмотря на то, что наши спутники V2 Mini крупнее, чем более ранние версии, мы по-прежнему ожидаем, что они будут такими же или темнее, как только будут реализованы все меры по смягчению последствий и спутники достигнут своей рабочей орбиты. Эти спутники V2 Mini изначально могут быть несколько яркими, особенно во время подъема орбиты и начальных операций.////
Очевидно, что запущенные мини2 имеют оборудование Е диапазона и ждали решение ФСС о его тестировании - подробнее предыдущий пост в этом жуонале. Как только ФСС дал временное разрешение ИСЗ отправились на орбиту. Ключевое в них
//include key technologies-such as more powerful phased array antennas and the use of E-band for backhaul-which will allow Starlink to provide ~4x more capacity per satellite than earlier iterations
видео их отделения от Ф9
https://twitter.com/elonmusk/status/1630394434847227909
ИСЗ запускаются по 21 штуке и они сложены в 1 стопку а не 2 как было ранее. Вывод мини2 толще чем ИСЗ 1.0 и 1.5 . При этом есть бонус 21 ИСЗ это 1 плоскость, 60 ИСЗ это 3 плоскости. Запуск может быть точно только в 1 плоскость, соотвественно для мини 2 время полного выхода в эксплуатацию будет меньше, чем у 66% ИСЗ версий 1.0 и 1.5
Теперь по инженерной части
Солнечные батареи имеют размер 2 панели 12,8 х 4,1 м, чуть меньше 105 кв.Если эффективность СБ 30%, то имеем в максимуме ~ 31,5 кВт,
что мне лично греет душу как выпускнику Э-8 МВТУ это то что ЭРД наконец то получили широкое применение в космосе
//they have 2.4x the thrust and 1.5x the specific impulse of our first gen thrusters. This will also be the first time ever that argon Hall thrusters are operated in space
этот двигатель спроектирован, сконструирован, произведен и оттестирован с нуля за 550 дней, что безусловно является великолепным достижением!!!
отметим, что Спейсы в этот раз дали и ТТХ своих ЭРД
Argon Hall thruster tech specs:
- 170 mN thrust
- 2500 s specific impulse
- 50% total efficiency
- 4.2 kW power
- 2.1 kg mass
- Center mounted cathode
Для сравнения СПД290 ОКБ Факел, делали во время моей Аспирантуры для каких то будущих больших дел и не довели до конца, а вот его младший брат 230-й имел мощность аж 15 кВт . СПД-230 (стационарный плазменный двигатель) представляет собой электростатический ракетный двигатель, в качестве рабочего тела которого выступает ксенон.По документам, мощность СПД-230 не превышает 15 кВт. Этого мало для преодоления силы тяжести, но достаточно для работы в космическом пространстве.По весу двигатель относительно лёгкий - 25 кг. КПД доходит до 60%, а удельный импульс - до 2700 с.
вот аналог по мощности от ОКБ Факел
Отметим, что Спейсовский ЭРД существенно легче (но он на 20 лет позже сделан и вопрос что как считали вес с электроникой и блоком электропитания или нет).. и КПД ЭРД на Ксеноне по умолчанию выше чем КПД ЭРД на Аргоне, так что 50% у Спейсов очеь хороший результат .
//немного теории ЭРД
Ксенон имеет самую низкую энергию ионизации на атом среди всех стабильных благородных газов. Он и самый тяжелый. Так он будет наиболее энергоэффективным в использовании. 131,2 а.е.м. для Xe, 83,8 а.е.м. для Kr, 40,0 а.е.м. для аргона.Если предположить, что мы разгоняем каждый из этих атомов до 20 км/с (около 2000 с Isp), то они будут иметь кинетическую энергию 272, 174 и 83 эВ соответственно.
12,13 эВ, 14,00 эВ, 15,76 эВ первая энергия ионизации соответственно. Таким образом, если все остальное полностью эффективно, ксенон может иметь КПД 96%, Kr 92,6%, а аргон 84%.
В целом вот ОЧЕНЬ ХОРОШЕЕ ОПИСАНИЕ ОСОБЕННОСЬЕЙ ЭРД на Аргоне и Ксеноне/Криптоне
https://twitter.com/lougrims/status/1630302082526769153
В целом , переход на Аргон это вынужденное ЭКОНОМИЧЕСКОЕ решение, Аргон стоит копейки (По оценке экономия на стоимости Аргона составит 30-50 тысяч долларов на 1 ИСЗ), в отличие от Ксенона и Криптона, которых немного и похоже будет их дефицит.
Кстати пишут, что основным производителем благородных газов была Украина. Причем я думаю можно уже точно сказать БЫЛА. Ибо моя первая командировка будучи аспирантом в 1984 году была с баллоном на 7 литров под мышкой на завод им. Ильича в город Жданов, где как я понимаю и был кислородный цех, который делал для металлургического производства кислород , при этом получались "отходы" в виде Аргона, Неона Криптона и Ксенона, которые и продавались/поставлялись за забор..по весьма разумным советским ценам..
Как я понимаю эта установка "кормила" владельцев завода до 2022 года, а сейчас она скорее всего сильно повреждена.
Так как масса ИСЗ увеличилась, то для того, чтобы его вывод на орбиту и маневры были бы такими же "быстрыми" надо было увеличить и тягу ЭРД. Вроде бы на борту Старлинка стоят 2 ЭРД под углом 45 градусов ..
ну будем считать, что все .. итак много написал..