Kysymys:
Mitä tapahtuu kuolleista kuun- ja Mars-kuljettajista? Mitkä tekniset esteet estävät ihmiskuntaa luomasta ikuista kuljettajaa?
stackkeeper
2013-08-03 00:40:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mitä tapahtuu kuolleille ja Mars-kuljettajille?

snow covered rover

Mitkä tekniset esteet estävät ihmiskuntaa luomasta ikuista kuljettajaa aurinkoparistoilla tai kannettavilla ydinreaktoreilla käytettäväksi Marsilla, Kuulla jne. tieteelliset tiedonsiirrot ikuisesti?

Jos säteily oli pääasia, onko ihmiskunnalla nyt tekniikkaa tämän voittamiseksi?

Esimerkiksi tämä Zephyr-niminen laite voi teoriassa lentää ikuisesti maapallon ilmakehässä.

Yksinkertainen vastaus olisi entropia: lopulta jotain kuluu loppuun. En usko, että tämä on tarpeeksi kattava vastaus, mutta se on yksi perussyistä. Hyvä kysymys.
Voidaan väittää, että mikään ei ole todella ikuista.
Mikä tämä kuva on? Polunetsijä Alpeilla?
No, mahdollisuus on edelleen vahva, joten ehkä meillä on ...
Hengen ja mahdollisuuden odotettiin alun perin toimivan vain 90 marsipäivää. Se on lähellä ihmettä, jonka he selvisivät niin kauan. Kova pieni robotti, todellakin.
@Philipp - Meh. Se oli JPL: n budjetin juoni. Näiden kuljettajien odotettiin alun perin toimivan ** erässä ** yli 90 Mars-päivää. Budjetissa oli vain 90 päivän ajan rahaa. Mitä NASA aikoi tehdä, jos he asuisivat sitä kauemmin? Käsketkö JPL: tä sammuttamaan ne? Huhujen mukaan NASA uhkasi juuri sitä JPL: ää Curiosity-suunnitelmien suhteen. Curiosityn budjetti on tarkoitettu kahdeksi vuodeksi eikä 90 päiväksi, ja sillä on paljon vähemmän irtisanomisia (monia yksittäisiä epäonnistumispisteitä) kuin henkisesti ja tarpeettomasti henkisellä ja mahdollisuudella.
Alkuperäinen kysymys koski * vanhoja * kuljettajia. Valitettavasti joku muu on muuttanut kysymyksen myöhemmin * yhdeksi mahdollisista vastauksista kysymykseen *: kuljettaja on kadonnut.
Monta vuotta myöhemmin eräs astronautti löytää Mars-kuljettajan ja käyttää jäljellä olevaa akkua viimeisen radiopuhelun soittamiseen. Sitten hän indeksoi jopa kapselin näytteitä varten ja käyttää sitä lentämään takaisin maahan!
Kolme vastused:
#1
+28
geoffc
2013-08-03 01:22:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lämpötilan muutokset

Maan lämpötilan vaihtelut äärimmäisistä äärimmäisiin ovat melko kohtuullisia. Toisin sanoen kylmin on yleensä noin -40 ° C ja lämpimin noin 40-45 ° C.

Kuulla on kaksi viikkoa kuumassa auringonvalossa, paljon lämpimämpää (riippuen heijastuskyvystäsi), mutta reilusti yli 100 ° C, ja kaksi viikkoa paljon paljon kylmempi. Ei aivan ehdoton nolla (-273C), mutta melko kylmä noin -173C.

Se on 273 asteen ero. Versus, pahin 80C: n tapaus maapallolla. Asiat laajenevat ja supistuvat paljon enemmän kuin 273 vs. 80. Joten äärimmäisyyksiä käsittelevien piirien suunnittelu on vaikeaa. Suurin osa kaupallisista piirilevyistä murtuu pelkästään lämpölaajenemisen vuoksi. Hitsauksia / juotetta on erittäin vaikea ylläpitää näissä lämpötilavaihteluissa.

Useimmat roverit ja muut anturit, joilla on RTG, käyttävät sitä lämpöön, yhtä paljon kuin sähköönkin, pitääkseen ne lämpimänä yön yli.

Mars ei ole niin huono, koska sillä on todellakin ilmapiiri, joka hillitsee sitä hieman. Lämpötilan vaihtelut eivät ole niin huonoja, mutta silti melko huonoja. Korkeimmasta lämpötilasta 20–153 ° C (173 astetta vs. 273 kuun kohdalla).

Selvästi se voidaan tehdä, kuten nykyiset kuljettajat ovat osoittaneet, mutta se on hankalaa ja vaikeaa. Se vaatii lepotilan ja akkuvirran käyttämisen pitääkseen osan lämmöstä.

Säteily

Kuussa, jolla ei ole ilmakehää, ei ole paljoa suojaa auringon säteilyltä. Marsilla on vähän parempi ohut ilmakehä.

Etäisyys

Tavarat hajoavat. Mikään ei kestä ikuisesti. Rasva on lopulta vaihdettava. Ei ole mitään tapaa korjata sitä, tarvitaan enemmän redundanssia. Koska laukaisut ovat kuitenkin niin kalliita, massa on rajallinen.

Pöly

Sekä kuussa että Marsissa on yllättävän hienoa likaa, joka näyttää pääsevän kaikkeen. Apollon astronauteilla oli vaikeuksia saada se pois avaruuspuvuista kuun kävellessä. Marsilla on myös paljon pölyä, kuten erilaiset kuljettajat ovat osoittaneet.

Tämä tavara tuhoaa liikkuvia osia, kun se onnistuu pääsemään sinne jotenkin.

Jos käytät aurinkopaneeleja Marsin virtaan, se kattaa myös matalaa tehoa pienentävät ryhmät, kun tuuli kerää sen. Opportunity / Spirit-tehtävissä havaittiin, että tuuli kerääntyi ja puhdisti toisinaan pölyn.

Tarvitset nyt aurinkopaneelin puhdistusmekanismin virran ylläpitämiseksi ja vielä yhden mekaanisen komponentin hajoamiseen kaukana kenestäkään. korjata se.

Akun käyttöikä

Ladattavien paristojen käyttöikä on rajallinen ennen kuin ne lakkaavat pitämästä varausta tai ennen kuin se heikkenee liian matalalle tasolle selviytyäkseen.

Laakerit

Pöly voi vaikuttaa liikkuviin osiin, mutta laakerit ja jonkinlainen rasva kuluvat lopulta.

Rahoitus

Ei kuitenkaan tekninen raja sinänsä, kun rahoitus loppuu ohjelman suorittamiseen, vaikka ajoneuvo / kiertorata / koetin toimii edelleen, ohjelman hallinta saattaa lyhentää sen käyttöikää.

Re: Rasva - sanoisin laakerit yleensä.
Laakerit ovat hyvin ja hyvät, kunnes liikkuvan kuljettajan potkaama pöly joutuu laakereihin. Nyt kuljettaja jumittuu ajoittain, ja kun täältä Marsille on 15 minuutin edestakainen viive, jigit, joita kuljettaja ryhtyy saadakseen kuljettajan häiritsemättä, voivat syödä koko päivän tai enemmän. Mikä tahansa holkki tai laakeri kestää vain niin kauan kuin sen tiiviste likaa vastaan ​​kestää, ja että tiiviste tulee olemaan suhteellisen lyhytikäinen ympäristössä, jossa auringonvalon ja varjon ero on lähes 200 * C.
Lisää paristoja seokseen. Useimmilla akuilla on jopa ~ 3000 lataus- ja purkausjaksoa; joko tapat heidät lopulta tai lepotilaan ilman virtaa koko yön. On malleja, jotka kestävät suurinta osaa näistä ongelmista (ajattele hamsteripalloa), mutta silloin niiden hyödyllisyys on rajallista.
Raha. Luulen, että voimme jo tehdä sellaisia ​​kuljettajia, jotka ylittävät huomiomme, mitattuna jatkuvien toimintojen varoilla. On hämmästyttävää, että NASA harkitsee mahdollisuutta sulkea joko Cassini tai Curiosity varojen puutteen vuoksi.
@KeithS: Tukosongelmaa voitaisiin osittain lieventää antamalla aluksen ohjelmiston havaita tukos ja heiluttaa kuljettajaa automaattisesti. Hyvä asia muuten.
"Hitsauksia / sotilaita on erittäin vaikea ylläpitää" - sotilaita olisi varmasti vaikea ylläpitää tällä lämpötila-alueella, mutta lyön vetoa, että tarkoitit "juotteita". 8v)
@FredLarson Kyllä, ya. Kiinteä. Olisit voinut muokata korjata, että tiedät ...
@geoffc: yritti. Se ei anna minun tehdä yhden merkin muokkausta.
[MOST] (https://fi.wikipedia.org/wiki/MOST_%28satellite%29) toimi täydellisesti ja huomattavasti yli eliniän ... kunnes se sai rahat takaisin.
#2
+8
Hobbes
2014-06-11 12:48:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Geoffin vastauksen lisäksi Garanin kommentti sisältää tärkeän syyn siihen, miksi asiat lakkaavat toimimasta lopulta. Kaikki koneet, joissa on liikkuvia osia, voivat kulua. Voit pitää koneen käynnissä hyvin kauan, jos huollat ​​sitä. tarkastele esimerkiksi höyrykoneita erilaisissa teollisen perinnön museoissa. Mies, jolla on öljykannu, tarkkailee näitä koneita jatkuvasti, ja osat vaihdettiin tarvittaessa tai korjattiin.

Planetaarinen kuljettaja on täysin erilainen pallopeli: emme voi ylläpitää tai korjata sitä. Kun osa ei toimi, se on kadonnut lopullisesti. Huolellisella suunnittelulla voit lisätä redundanssia. Jokaisella rakentamallamme roverilla on vähintään kaksi päätietokonetta: jos toinen epäonnistuu, toinen voi ottaa haltuunsa.

Mekaanisten osien kohdalla tämä on vaikeampi. Esimerkiksi pyörät ovat merkittävä vikaantumispaikka: itse pyörä vaurioituu ja siellä on paljon herkkiä liikkuvia komponentteja (katso Geoffin kommentit laakereista). Jos haluat pystyä hävittämään vahingoittuneen pyöräkokoonpanon, lisäät enemmän liikkuvia osia ja enemmän vikaantumismahdollisuuksia. Mekaniikan lisääminen vaurioituneiden osien korvaamiseksi tekee asioista vieläkin monimutkaisempia, mikä tekee roverista suuremman ja painavamman, mikä tekee projektista nopeasti kalliimman.

Virtalähteessä on samanlainen ongelma. Aurinkopaneelit, radiotermiset generaattorit, fissiolaitokset hajoavat lopulta. Aurinkopaneelien osuus on alle 70% alkuperäisestä tuotoksestaan ​​25 vuodessa. RTG: ssä lämpöparien teho vähenee ajan myötä. Jopa maan päällä meidän on lopetettava fissiolaitokset lopulta korroosion ja kriittisten komponenttien hajoamisen vuoksi. Myös RTG: t ja fissiolaitokset loppuvat lopulta polttoaineesta.

Teknologisten esteiden lisäksi on kaksi suurta syytä olla rakentamatta kuljettajia erittäin pitkän käyttöiän ajan:

  1. Kustannukset. Redundanssin lisääminen lisää painoa ja monimutkaisuutta ja lisää laukaisukustannuksia. Rolls-Roycen voidaan olettaa toimivan paljon kauemmin kuin Ford, mutta Rolls maksaa niin paljon, että sinulla on varaa ostaa kymmenen Fordia ja yksi Rolls.

  2. Uusi tiede. Olemme tehneet tätä vain muutaman vuosikymmenen ajan. Jokaisella planeettatehtävällä on uusia ja odottamattomia löydöksiä. On järkevää ajaa roveria muutaman vuoden ajan ja sitten istua alas ja tutkia, mitä se on havainnut aiheelliseksi jatkaa tutkimista uusilla, parannetuilla instrumenteilla. Yksi pitkäikäinen kuljettaja rajoittaa sinut yhteen instrumenttisarjaan. Tiede etenee riittävän nopeasti, että jokainen rakentamamme kuljettaja on huomattavasti kykenevämpi kuin edellinen.

Etkö ole varma Ford vs. Rolls Royce -vertailusta - mitkä ovat Rolls-Royce -matkailijan kustannukset verrattuna laukaisuun / avaruusalukseen, joka vaaditaan sen asettamiseksi marsille? Epäilen, voisitko käynnistää 10 Ford-roveria samalle $$
# 2-pisteesi on asia, jota en ole koskaan ajatellut. Koettimet vanhentuvat, ja uusi tekee enemmän vähemmän.
#3
+5
Davidmh
2014-06-11 16:22:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vielä yksi syy on, kuinka paljon tietoa voit puristaa. Rover on hyvin rajallinen laboratorio, ja jonkin ajan kuluttua se on kerännyt kaikki tiedot, joita se voi tietyltä alueelta. Ne ovat hitaita, joten kaukaisiin maihin matkustaminen on hyvin epäkäytännöllistä.

Uteliaisuuden, edistyneimmän kuljettajan, keskinopeus on 1 cm / s tasaisella maalla. Yhden kilometrin kulkeminen ihanteellisissa olosuhteissa kestää yli päivän. Todellisella pinnalla sinun on vältettävä kiviä ja kiipeävä kukkuloille; se todennäköisesti vähentää nopeutta karkeasti 2: lla. Kotikaupunkini on noin 200 km: n päässä seuraavasta geologisesta yksiköstä, joten Curiosityyn kuluu yli vuosi, ennen kuin sinne pääsee vain pysähtymättä tekemättä tiedettä. Toistaiseksi, mukaan lukien tieteelliset kokeet, se on matkustanut noin 5 km melkein kahden vuoden aikana, joten todellinen keskinopeus on alle millimetri sekunnissa.

Tietysti samalla alueella on erilaisia ​​kiviä, ja alueen koko näytteenotto kestää kauan, etkä koskaan tiedä, milloin aiot löytää uuden asian. Mutta silloinkin seuraavan suuren uuden asian saamiseksi tarvittavat investoinnit ovat valtavat (koska ne ovat kaukana). Ja siihen mennessä, kun kuljettaja on päässyt sinne, olisimme voineet lähettää uuden, paremmalla herkkyydellä varustetun laitteen toiseen Marsin osaan etsimään uusia jännittäviä asioita.

En ole varma, miten tämä koskee kysymyksiä. Annan mielipiteen siitä, miksi en halua kokeilla, mutta en puutu "** teknisiin esteisiin **".
Matka ympäri maailmaa alkaa ensimmäisellä liikkeellä.
@JamesJenkins voidaan ratkaista melkein kaikki tekniset ongelmat, jos panemme riittävästi aikaa ja resursseja niiden ratkaisemiseen (esimerkiksi [keraamiset laakerit] (http://longnow.org/clock/) voivat vähentää repeytymistä ja välttää rasvaa). Vastaukseni on syy, miksi emme yritä tehdä sitä ensinnäkin. Tarvitsemme paljon parempia kuljettajia, jotta se olisi arvoinen.
Täällä käyty keskustelumme inspiroi tällaista aiheeseen liittyvää kysymystä http://space.stackexchange.com/questions/4778


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...