Как исследовать Плутон: посадка, выход на орбиту и т.д.

[Arigato]

Надо отправлять посадочный модуль.

[Грехов Михаил]

Не надо говорить чушь... поверхность прекрасно увидим до некоего предела по разрешению. Посадочный модуль отправить сложно, ибо придется апроксимироваться к орбите самого Плутона (для подлета к нему на минимальной скорости). А это долго и непросто с учетом небесной механики. Уйдут десятки лет на то, чтобы раскрутить орбиту КА и направить его вдогонку Плутона. С учетом того, что сам Плутон вращается за 250 лет один оборот, то может даже и под сотню лет потребуется. Или запускать какой-то мощный тормозной блок с топливом и двигателями. Но тогда возрастает масса КА и тоже не так просто отправить на задворки Солнечной Системы.

[Андрей Курилов]

Не надо говорить чушь... поверхность прекрасно увидим до некоего предела по разрешению.

Это вовсе не чушь. Как показывает курватура затмеваемой звезды, прозрачность плавно падает до самого дна. Т.е. резкого падения блеска звезды из-за затмения чётко очерченным твёрдым диском не видно. Это больше похоже на мини-Титан. Плавно сгущающийся до полной непрозрачности смог на большой высоте.

А это долго и непросто с учетом небесной механики.

Достигнуть скорости ~40 км/с не сложно гравиманёвром у Юпитера. А это - менее 5 лет перелёта. Или у Солнца - хоть 200 км/с. А если у Плутона действительно плотная и протяжённая атмосфера, то тормозить можно и о неё.

[LeMay]

А это долго и непросто с учетом небесной механики.

Достигнуть скорости ~40 км/с не сложно гравиманёвром у Юпитера. А это - менее 5 лет перелёта. Или у Солнца - хоть 200 км/с. А если у Плутона действительно плотная и протяжённая атмосфера, то тормозить можно и о неё.

  Прежде чем мечтать о посадке, стоит дождаться уточнённых данных о самом Плутоне. Думаю, все понимают: этого нет ни в каких планах и в ближайшие десятилетия не случится.

[Андрей Курилов]

А это долго и непросто с учетом небесной механики.

Достигнуть скорости ~40 км/с не сложно гравиманёвром у Юпитера. А это - менее 5 лет перелёта. Или у Солнца - хоть 200 км/с. А если у Плутона действительно плотная и протяжённая атмосфера, то тормозить можно и о неё.

  Прежде чем мечтать о посадке, стоит дождаться уточнённых данных о самом Плутоне. Думаю, все понимают: этого нет ни в каких планах и в ближайшие десятилетия не случится.

Не передёргивайте, речь была о возможности высадки "с точки зрения небесной механики".

[LeMay]

А это долго и непросто с учетом небесной механики.

Достигнуть скорости ~40 км/с не сложно гравиманёвром у Юпитера. А это - менее 5 лет перелёта. Или у Солнца - хоть 200 км/с. А если у Плутона действительно плотная и протяжённая атмосфера, то тормозить можно и о неё.

  Прежде чем мечтать о посадке, стоит дождаться уточнённых данных о самом Плутоне. Думаю, все понимают: этого нет ни в каких планах и в ближайшие десятилетия не случится.

Не передёргивайте, речь была о возможности высадки "с точки зрения небесной механики".

  Пишет человек, который хочет тормозить с 40 км/с в атмосфере с давлением в стотысячные доли земного. 

[Грехов Михаил]

Даже если бы была плотная атмосфера, то посчитайте термические напряжения и перегрузки для аппарата для скорости 40 км/с. Придется делать лютую ТЗП и при этом еще чугуниевый корпус, чтобы не развалился. А еще и влетать надо под определенным углом.

Астронавты, возвращающиеся с Луны даже на 11 км/с делали двойной нырок в атмосферу на аппарате с аэродинамическим качеством.  А тут кинетическая энергия в 16 раз выше будет...

[Андрей Курилов]

Астронавты, возвращающиеся с Луны даже на 11 км/с делали двойной нырок в атмосферу на аппарате с аэродинамическим качеством.  А тут кинетическая энергия в 16 раз выше будет...

Точнее где-то в 10, ибо при средней скорости перелёта в 40 км/с около Плутона она будет уже несколько ниже.
Тем не менее, атмосфера Плутона должна иметь большой scale height вследствие малой гравитации и другого состава. Т.е. плотность атмосферы будет расти медленно и торможение будет более плавным и менее напряжным. Возможности абляционного щита характеризуются в первую очередь пределом ватт на кв. сантиметр поверхности. А ватты - это кол-во энергии в секунду. Надеюсь это достаточно понятно.
Второе. Плутон не будет так сильно разгонять посадочный аппарат своей гравитацией прямо в процессе торможения, как это происходит при спуске на Землю. Так что принципиальная возможность остаётся открытой.

[an]

Даже если бы была плотная атмосфера, то посчитайте термические напряжения и перегрузки для аппарата для скорости 40 км/с. Придется делать лютую ТЗП и при этом еще чугуниевый корпус, чтобы не развалился. А еще и влетать надо под определенным углом.

Астронавты, возвращающиеся с Луны даже на 11 км/с делали двойной нырок в атмосферу на аппарате с аэродинамическим качеством.  А тут кинетическая энергия в 16 раз выше будет...

Ну, посадочный зонд Галилея в атмосферу Юпитера входил на скорости 60 Км/сек, и масса у него была 340 килограмм.  А сколько аппаратуры!  Так что ничего трудноосуществимого тут нет.

[Грехов Михаил]

Ну, посадочный зонд Галилея в атмосферу Юпитера входил на скорости 60 Км/сек, и масса у него была 340 килограмм.  А сколько аппаратуры!  Так что ничего трудноосуществимого тут нет.

Простите, "посадочный"? Куда садился? На Юпитерианское облачко?  На самом же деле - ситуация такова, что влетел в атмосферу Юпитера и успел чего-то там наизмерять пока не сдох от перегрева и адовых давлений.  А жил в таком состоянии считанные минуты.

[Змей Петров]

Грехов Михаил, но дело было не в торможении, а в условиях.

Ну, по моему скромному мнению, тормозить об "атмоcферу" Плутона - бесполезная затея в любом случае.

[РВС]

А жил в таком состоянии считанные минуты.

И вновь Вы, Михаил, пишете, не поинтересовавшись сперва вопросом. Жил он около часа, вися под парашютом.

[Kweni]

Параметры атмосферы Плутона наблюдательно не известны, но их легко рассчитать. Мы хорошо знаем, из чего состоит атмосфера – N₂ и CH₄ и графики зависимости давления паров этих веществ в зависимости от температуры известны. Температура на Плутоне тоже известна. Получается атмосферное давление того же порядка, как и на Тритоне, и атмосфера должна выглядеть так же. Досточно ли такого низкого давления для помощи в торможении аппарата в ходе посадки? Не знаю, не специалист в этом.

[an]

Простите, "посадочный"? Куда садился? На Юпитерианское облачко?  На самом же деле - ситуация такова, что влетел в атмосферу Юпитера и успел чего-то там наизмерять пока не сдох от перегрева и адовых давлений.  А жил в таком состоянии считанные минуты.

В атмосферу имеется ввиду. 

[SpaceEngineer]

Конечно же никто не будет запускать зонд "в догонку", как Dawn к Церере, слишком долго это. Длительная работа ионников + грав. манёвры у газовых гигантов. Думаю вполне можно будет получить 40-50 км/с. Но корабль явно должен быть оборудован ядерным реактором - только он сможет обеспечить ионники киловаттами энергии вдали от Солнца.

Торможение об атмосферу вполне реально. После данных с "Новых Горизонтов" будет точно известно, что там. Гюйгенс начал активно тормозиться при давлении 0.1 миллиабара (т.е. порядка 100 плутонианских атмосфер), при 2 миллиабарх уже почти остановился. Смотрите внимательно на диаграмму посадки и показания давления и скорости в правом верхнем углу:

Landing on Titan: Descent Data Movie with Bells and Whistles [HD]

Но скорость сближения Гюйгенса с Титаном была всего 5.5 км/с (судя по показаниям на видео). Если скорость сближения с Плутоном будет в 10 раз выше (55 км/с), то динамическое сопротивление в 100 раз более слабой атмосферы будет таким же (пропорционально квадрату скорости). Т.е. вполне реально сбросить даже 50 км/с, если постараться. Раскрыть надувной щит площадью в пару соток например. Нагрузку выдержит - вон НАСА уже  испытывают надувные щиты. Оставшиеся 5 км/с долго тормозить ионниками, или даже гидразином. Лучше именно сначала атмосферой, а потом двигателями, т.к. сопротивление атмосферы пропорционально квадрату скорости, а двигателям всё равно какая скорость.

[Diman]

Так есть же уже тема про Нью Горизонс!
А тут ещё про Плутон появилась тема

[Грехов Михаил]

Если скорость сближения с Плутоном будет в 10 раз выше (55 км/с), то динамическое сопротивление в 100 раз более слабой атмосферы будет таким же (пропорционально квадрату скорости)

Уха-ха... то есть по вашему - чем разряженнее атмосфера, тем это лучше для торможения с бОльшей скоростью.  и вы совсем неправильно посчитали. Вы прикинули что динамическое сопротивление будет в 100 раз выше для атмосферы такого же давления! а потом что-то вдруг переиначили на то, что раз в 100 раз выше, то имеем право снизить давление в 100 раз. Но ведь тут же и начальные условия торможения меняются! Смешно.

На самом же деле для эффективного торможения атмосфера должна быть плотнее. Ибо надо сбросить бОльшую скорость. Если 2 машины едут-одна со скоростью 10 км/ч, а другая со скоростью 100 км/ч, то какая должна начать раньше тормозить, чтобы обе затормозили у некой черты поперек дороги?  раз вторая-раньше.... то по аналогии - атмосфера должна быть более протяженной и средней плотностью не менее. А такая атмосфера должна начинаться раньше и давление у поверхности будет выше.   

[Retired]

  Пишет человек, который хочет тормозить с 40 км/с в атмосфере с давлением в стотысячные доли земного. 

Да, учитывая массу Плутона у меня тоже возник вопрос о возможности существования вокруг плотной и протяженной атмосферы...

[Retired]

. Если 2 машины едут-одна со скоростью 10 км/ч, а другая со скоростью 100 км/ч, то какая должна начать раньше тормозить, чтобы обе затормозили у некой черты поперек дороги?  раз вторая-раньше.... то по аналогии

А может и наоброт, зависит от начального расстояния между машинами и темпа (ускорение) потери скорости при торможении

[Змей Петров]

Тут вопрос ещё в притяжении тела, точнее в космических скоростях.
Одно дело - Юпитер с его КС в десятки км/c вблизи поверхности, и величиной планеты - тормози себе потиху в редкой атмосфере.
Другое Плутон с его мизерными КС и размерами - тут надо всё и сразу. А атмосфера-то реденькая, мягко говоря.