航空航天港

标题: “人造月亮”拟于2020年在西昌发射升空:亮度是月光8倍 [打印本页]

作者: mirage10    时间: 2018-10-11 16:49
标题: “人造月亮”拟于2020年在西昌发射升空:亮度是月光8倍

畅想一下,如果黑色不再是夜晚的主题色,如果夜晚拥有黄昏的亮度,街道不用路灯就可以照明,如果天空出现两轮“月亮”,将是一幅怎样的情景?
彻底摆脱黑夜的束缚,这在很多年前是痴人说梦。未来,随着“人造月亮”的出现,这个梦或许也将实现。
10月10日,2018全国大众创业万众创新活动周成都主会场地方特色活动——“创响中国”天府新区军民融合创新创业专场活动在天府新区新经济产业园举办。“人造月亮”卫星项目无疑在现场非常吸引眼球。此外,活动现场还展出了60余项创新创业成果。
“这个创意是在天府新区萌生的,目前技术上已经成熟。”成都航天科工微电子系统研究院有限公司董事长武春风在接受记者采访时畅想,在2020年,这颗“人造月亮”或将从四川西昌卫星发射中心升空,照亮夜空。

                               
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亮点项目
“人造月亮”照亮黑夜 预计2020年发射
据网络公开资料显示,人造月亮的构想最早源于一位法国艺术家的想法:“在地球上空挂一圈镜子做成的项链,让它们一年四季把阳光反射到巴黎的大街小巷。”俄罗斯也曾在1999年实施了代号为“旗帜”(Znamya)的一系列计划,试图用特制的镜从太空反射阳光照耀地面。
为何要将这一项目重提?相较之前,如今打造“人造月亮”的时机是否成熟,技术上能否实现?
如今的月亮亮度,不足以满足夜晚的照明。“人造月亮”设计产生的亮度将是现如今月亮亮度的8倍。有了“人造月亮”,街道可以不需要安装路灯。“人造月亮”可以控制照明范围,照明直径未来可以控制在十公里到七、八十公里,指定的照明精度范围可以控制在几十米之内。
武春风认为,虽然“人造月亮”的项目在多年前就有尝试,但并未取得推广应用。而相较20年前,如今的技术有了很大发展,技术上已经成熟。

                               
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实际上,“人造月亮”不生产阳光,只是阳光的搬运工。有人担忧人为从太空反射阳光到地面会影响地上生物作息、天文观测等。哈尔滨工业大学航天学院光学所所长、教授康为民认为,人造月亮相当于黄昏的亮度,不足以颠倒生物作息。

https://new.qq.com/omn/20181010/20181010A21RD3.html?pgv_ref=aio2015&ptlang=2052

作者: onion    时间: 2018-10-11 16:58
大众创业万众创新就创出个这个玩意?这玩意还所谓的只有黄昏的光,要知道黄昏时光线也是很亮的,不要和我说什么不影响作息的鬼话,说不好听点这就是破坏生态环境,我真希望这个教授在自己家安一个阳光反射镜,让他享受一下什么叫不影响作息,

从他那个措辞就能看出来不过是一帮毫无科研精神的歪门邪道,还阳光的搬运工,不嫌丢人
作者: sd2000    时间: 2018-10-11 17:01
项目名称:"华阳之光"商业航天空间能源获取与应用项目,科工又在搞事情了
作者: Sizzy    时间: 2018-10-11 17:26
onion 发表于 2018-10-11 16:58
大众创业万众创新就创出个这个玩意?这玩意还所谓的只有黄昏的光,要知道黄昏时光线也是很亮的,不要和我说 ...

这帽子扣的,下一步是不是说这家公司是英美反华势力支持的,旨在破坏中国的2025计划?
作者: onion    时间: 2018-10-11 17:40
Sizzy 发表于 2018-10-11 17:26
这帽子扣的,下一步是不是说这家公司是英美反华势力支持的,旨在破坏中国的2025计划?

不然呢,看看这公司说了一堆什么鬼话
作者: zimu    时间: 2018-10-11 17:58
在说梦话吧... 要能用得是GEO或者GSO, 低轨的话就照那么几分钟有个蛋用.. GEO/GSO的话, 还要黄昏不开灯能看书的亮度, 得多大的面积..
作者: 我爱6S    时间: 2018-10-11 19:34
超赞一个。这才是深入贯彻十九大精神的最佳实践。照死反贼们
作者: hjqh    时间: 2018-10-11 19:39
觉得这就是一个噱头,不知道这算哪门子创新?
作者: ALPHA931    时间: 2018-10-11 20:21
造个镜子去照火星北极冰盖吧,那个更靠谱
作者: 喵科动物    时间: 2018-10-11 22:10
ALPHA931 发表于 2018-10-11 20:21
造个镜子去照火星北极冰盖吧,那个更靠谱


做成太阳灶,着陆到月球或者小行星表面,随便烧随便熔,砖窑、玻璃打印、熔陨铁(误)炼钢样样行。

可以实现隔壁楼往地球空投铁饼镍饼的梦想了。
作者: topzdx    时间: 2018-10-11 22:42
zimu 发表于 2018-10-11 17:58
在说梦话吧... 要能用得是GEO或者GSO, 低轨的话就照那么几分钟有个蛋用.. GEO/GSO的话, 还要黄昏不开灯能看 ...

直径10公里,肯定不够用,直径70-80公里,给个城市用差不多够了,哪个城市出这么多钱呢?
要是什么地方地震要夜间救生,来个辅助照明,国家出一部分减灾经费,也许还可以想想。
要不把阳光投到两极科考站?一边半年,救灾时投到灾区...
作者: topzdx    时间: 2018-10-11 23:04
onion 发表于 2018-10-11 16:58
大众创业万众创新就创出个这个玩意?这玩意还所谓的只有黄昏的光,要知道黄昏时光线也是很亮的,不要和我说 ...

其实这种项目换个场地也许会有应用价值?
偶想过月球赤道 附近光伏应用。
有人提议把月球赤道铺一圈太阳能板,工程量太大,造价太高了。
在赤道间断性铺太阳能板,由专门的电池运输车在黑夜时把电池送到 考察车,把旧电池运回去等白天充电。铺设的工程量,对考察车、运输车的续航力,有效半径、车速都有很高的要求。

如果月球几百公里的轨道搞个镜组星座,不一定要一直照射考察车(万一在 山沟 等地方不便照射),就近平坦或高处放太阳能板,镜组过顶时照依次亮之,考察车就不用考虑半个月的 节能、休眠、保温 等事项,节省多余电池 等很多死重。(有个电池运输车更好,提高科考效率,没有则项目可减少一辆车和一些额外电池的重量,让考察车在没电之前自己回来取)

光斑直径几十米、上百米就够了。

作者: topzdx    时间: 2018-10-11 23:39
镜组星座弄多少卫星好呢?距月面过近的话,要考虑的是地面对天空轨道的视角(弧度),要很多卫星,还要考虑月影,太高了对焦精度要求高,还要在月球的引力范围内。
嫦娥的绕月100公里好象太近了,周期约2小时。
NASA 的月球深空门户轨道可否参考? 1500公里高的圆轨道。(门户的近地点高度,门户是大椭圆)
作者: iamanewbee    时间: 2018-10-12 01:53
zimu 发表于 2018-10-11 17:58
在说梦话吧... 要能用得是GEO或者GSO, 低轨的话就照那么几分钟有个蛋用.. GEO/GSO的话, 还要黄昏不开灯能看 ...

激光啊。在同步轨道把太阳能转化为电能,打出激光射回地面,要多亮有多亮。
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 02:20
喵科动物 发表于 2018-10-11 22:10
做成太阳灶,着陆到月球或者小行星表面,随便烧随便熔,砖窑、玻璃打印、熔陨铁(误)炼钢样样行。

可 ...

太阳灶对光束质量的要求比照明高太多,如果能做的话可以往空间站上照,用来融玻璃做光学产品。比如太空望远镜地面精密加工的时候要做重力补偿,直接在太空加工就没这问题,然而现在要在太空直接做主镜片从能源供应上就不太现实。包括其他光学产品,比如太空光纤缺陷比地面少十倍,优势很大,还有很多精密光学产品在零重力下也能做到很多地面做不出来的东西。我记得另外一个讨论太空经济的帖子曾经说过光学产品可能是太空制造的最主要应用,而做光学产品其实挺耗能的,用这个直接加热可能比用太阳能电池经济多了


不过要是真能做太阳灶怕是第一个用途是武器吧……再精密一点怕不是可以做遥感了
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 02:24
topzdx 发表于 2018-10-11 22:42
直径10公里,肯定不够用,直径70-80公里,给个城市用差不多够了,哪个城市出这么多钱呢?
要是什么地方 ...

如果能把直径控制在十米级,大型室外活动的照明也可以做了。还有比如给铁路公路港口之类的照明,夜里开高速如同白天一样岂不是很爽?其实主要还是成本问题,如果成本控制住能开的脑洞还是很多的。这东西做单独一个没什么太大用处,必须做成星座能提供持续照明才有价值。不如我们来研究一下成本:用什么样的薄膜?(反射率,密度,厚度,成本)做多大?用什么东西撑开?(很多小电推?支架?或者直接在太空制造?)什么轨道比较好?要达到指定轨道入轨成本多少?轨道维持要多少成本?(这东西受到的光压/太阳风/阻力可不小)然后我们再讨论成本约束下的应用可能

作者: supsauce    时间: 2018-10-12 02:26
这个东西似乎可能也许可以给其他卫星照明,增加供电包括提供夜间供电?也可以辅助热管理

要节省成本可以弄一堆塑料和镀膜材料上去直接在轨道上制造薄膜镜。反正在轨道上膜可以做的很薄,也不用担心折叠-展开的过程。这样发射成本几乎可以忽略不计

作者: supsauce    时间: 2018-10-12 02:35
topzdx 发表于 2018-10-11 23:04
其实这种项目换个场地也许会有应用价值?
偶想过月球赤道 附近光伏应用。
有人提议把月球赤道铺一圈太 ...

其实不用在月球上,地球轨道上如果这个东西能同时给很多卫星提供持续夜间照明就了不得了,能节省多少发射重量。而且对于那些超大的SAR/SIGINT星简直是福音啊,又能再做大一点了
作者: ysz    时间: 2018-10-12 03:12
我觉得应该在它上面打广告!经济效益杠杠滴!
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 05:15
ysz 发表于 2018-10-12 03:12
我觉得应该在它上面打广告!经济效益杠杠滴!

要做到广告的分辨率怕是不行。而且有法律问题呀,这个迹近骚扰了
作者: 璇瑢子    时间: 2018-10-12 05:50
其实和去年俄罗斯那个反光的三棱锥还有electron那个金属球差不多的东西吧
作者: topzdx    时间: 2018-10-12 10:41
supsauce 发表于 2018-10-12 02:24
如果能把直径控制在十米级,大型室外活动的照明也可以做了。还有比如给铁路公路港口之类的照明,夜里开高 ...

(真空蒸镀?)的镀铝薄膜,反光率>95%  , 此类应用成本合适时反射率越高越好
薄膜张开 可用记忆合金丝。只是面积太大时调姿时有桡度问题?象 天眼 一样多块镜面自带指向控制?
轨道太低过顶太快(还有地影的问题,本影没光,半影能有多少光线?),太高对指向精度要求太高。有个星座的话,还要有轨道倾角才照到一定纬度。个人认为一般要高于 ISS。目前火箭能力和精度考虑上限在几千公里。

轨道维持要用电推,考虑到低轨阻力大,高度最好在5、600公里之上吧......

后来又想起来星下点的问题,如果对指定地区(有一定纬度的城市)照明 , 星下点不合适时光照不到城市,星座要形成连续光照,这卫星的数量......
(月影地区太阳能充电可不考虑这个问题,间断照射也可以,太阳能板面积够大就行)

有宣称 真铝膜(没有塑料基底)反射率99%的,不过这个东西能折叠上天,展开不留痕吗?



作者: topzdx    时间: 2018-10-12 10:57
iamanewbee 发表于 2018-10-12 01:53
激光啊。在同步轨道把太阳能转化为电能,打出激光射回地面,要多亮有多亮。

激光指向性是不错,但是查了一下现有的能量转换效率,汗(对比镜子的效率)。
先算一下 太阳能板的效率,变成电,(中间是否还有个 电源适配器 ? ) ,再乘上 激光器 的 转换效率...
激光系统的重量和太阳能板面积,同重量 镜膜和 轻支架 的面积。



激光单色性是好,可是用 单色光 来照明?似乎不太合适...... (没查现有 激光器 能量效率最高的,是什么波长。电激励最高,50% ?)

还有 激光器 的 成本 和 可靠性。现阶段用做信息传输还行,比如 深空互联网
作者: sd2000    时间: 2018-10-12 11:06
http://e.chengdu.cn/html/2018-10/11/content_635510.htm
昨日上午,在军民融合创新创业主题论坛上,一个名为“华阳之光”商业航天空间能源获取与应用项目正式发布。成都航天科工微电院董事长武春风介绍,该项目通过发射卫星获取空间能源,进行“一带一路”沿线国家的照明等空间能源应用。简单地说就像一颗“人造月亮”,以发射三颗卫星为例,最佳照度可达8倍满月亮度,照射范围可达50平方千米。因此,该项目能替代传统能源,极大地降低传统能源的能耗,且具有应用的强度、时间、范围可调控的特点。预期5年将形成200亿元的产值。

  据介绍,在民用领域,该项目可取代夜间路灯照明,节约大量基础设施用电消耗。以为成都50平方千米区域提供照射为例,每年可节约电费开支约12亿元。“参加了昨天的双创周成都主会场活动,感觉成都的创新创业环境非常好。从去年公司成立开始,我们便把根深深扎在了成都。成都拥有良好的军工产业基础,我们也会充分利用这一优势推动成都军民融合产业更好地发展。”武春风表示。

貌似不同于楼主新闻报道就这个,稍微有些信息,自行琢磨。
关于成都航天科工微电子系统研究院有限公司:
https://www.tianyancha.com/company/3002888711
[attach]132859[/attach]
航天科工三江集团,就是科工四院做快舟火箭的那家
http://www.yzjs.casic.cn/n382329/n382331/index.html
[attach]132860[/attach]


作者: topzdx    时间: 2018-10-12 12:21
sd2000 发表于 2018-10-12 11:06
http://e.chengdu.cn/html/2018-10/11/content_635510.htm

貌似不同于楼主新闻报道就这个,稍微有些信息 ...

50平方公里,光斑直径约8公里,小城市尚可(现在有很多这样的小城市吗?)
省会城市这个范围一般是不够的,还不算(以前)郊区的开发区、城市新区

一带一路沿线照明,最多只能照3个国家 ,不考虑地影,一次过顶按轨道的60度内可反射到指定区域估算,只有1/6的时间能照明...
3颗星照同一地区,也只有一半时间照明。
还要考虑到如果是有一定纬度的地区,星下点 不经过一带一路时的光能浪费,个人认为这个星座的数量至少要增加一个数量级。


作者: supsauce    时间: 2018-10-12 12:25
topzdx 发表于 2018-10-12 10:41
(真空蒸镀?)的镀铝薄膜,反光率>93%  , 此类应用成本合适时反射率越高越好
薄膜张开 可用记忆合金丝 ...


薄膜张开可以直接靠电推,一大块薄膜的不同位置绑上电推形成网格直接把薄膜抻开了就行,同时用作轨道维持和对焦。只是要快速调姿可能要另搞一个系统
作者: jsuvp    时间: 2018-10-12 12:28
supsauce 发表于 2018-10-12 12:25
薄膜张开可以直接靠电推,一大块薄膜的不同位置绑上电推形成网格直接把薄膜抻开了就行,同时用作轨道维 ...

这个90年代俄罗斯就已经玩过了http://news.ifeng.com/history/today/201002/0204_7187_1536854.shtml
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 12:37
topzdx 发表于 2018-10-12 12:21
50平方公里,光斑直径约8公里,小城市尚可(现在有很多这样的小城市吗?)
省会城市这个范围一般是不够 ...

这个用来城市大范围照明多少有浪费和扰民的问题,我觉得比较合适的是像机场,海洋石油平台,港口,铁路货运站这种地方
作者: topzdx    时间: 2018-10-12 12:41
supsauce 发表于 2018-10-12 12:25
薄膜张开可以直接靠电推,一大块薄膜的不同位置绑上电推形成网格直接把薄膜抻开了就行,同时用作轨道维 ...

也可以用我国第一颗卫星增加可视度的方案(实际是第三级)
自旋,用离心力把铝膜象裙子一样展开, 边上有一圈有弹力的金属丝即可保持张开的形态(不一定用记忆合金了,能省多少钱?)
作者: hyperion    时间: 2018-10-12 12:45
谁能用几何光学算一下,对于不同的焦距孔径比,照到地表的光斑大小和强度能有多少?
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 12:46
jsuvp 发表于 2018-10-12 12:28
这个90年代俄罗斯就已经玩过了http://news.ifeng.com/history/today/201002/0204_7187_1536854.shtml

比我想象好得多啊,25m直径4kg重量就能达到几十平方千米1lux照度了。就是控制系统实在太原始才没什么实用价值。看来这个项目也是差不多规模的demo
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 12:47
topzdx 发表于 2018-10-12 12:41
也可以用我国第一颗卫星增加可视度的方案(实际是第三级)
自旋,用离心力把铝膜象裙子一样展开, 边上 ...


这个问题是只能展成平面,如果减小单面镜子的大小又会增加总重量。电推的好处是可以把光斑的形状控制的很精细,比如聚到一个体育场上/弄成高速公路的形状什么的
作者: jsuvp    时间: 2018-10-12 12:49
supsauce 发表于 2018-10-12 12:46
比我想象好得多啊,25m直径4kg重量就能达到几十平方千米1lux照度了。就是控制系统实在太原始才没什么实用 ...

这个东西呢就是有最好的控制系统,实际使用起来还有很多问题,作为验证还是值得一试,要实用恐怕还不行
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 12:52
jsuvp 发表于 2018-10-12 12:49
这个东西呢就是有最好的控制系统,实际使用起来还有很多问题,作为验证还是值得一试,要实用恐怕还不行


能不能成要看比较严肃的demo,俄罗斯这个更像是行为艺术。用现在的技术做个好点的demo也花不了多少钱,就算生产版本也不会贵,建个星座也就100u的立方星吧?几亿人民币就能搞出个实用系统了。我觉得多搞搞这种东西挺好
作者: topzdx    时间: 2018-10-12 13:00
supsauce 发表于 2018-10-12 12:37
这个用来城市大范围照明多少有浪费和扰民的问题,我觉得比较合适的是像机场,海洋石油平台,港口,铁路货 ...

查了下光照度问题,不知 “满月的8倍” 指标是否定错了......
(不知网上资料正确性如何)
满月的照度是 0.2lx (勒克斯) ,8倍看起来唬人,也只有 1.6lx

相对的,(在没窗的商场、地下室、晚上的教室...) 教室 课桌面(0.75m)照度为300LX----GB50034-2004建筑照明设计标准.
一般书房照度为100Lux,但阅读时所需之照明照度则为600Lux,所以最好再使用台灯作为局部照明。


那么 1.6lx 的照度可以让工作场所,城市,机场等关闭所有的夜间照明吗?(从而省出可观的电费)


作者: jsuvp    时间: 2018-10-12 13:01
supsauce 发表于 2018-10-12 12:52
能不能成要看比较严肃的demo,俄罗斯这个更像是行为艺术。用现在的技术做个好点的demo也花不了多少钱, ...

技术上可行的东西实际应用都要受到很大的限制,实际上何必建造电视发射台,直播卫星早就可以做到,接收机直接集成在电视机里,日本就是如此BS,110CS,地面数字都是一体化调谐器,但是,你要广为采用,根本不行。
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 13:03
supsauce 发表于 2018-10-12 12:52
能不能成要看比较严肃的demo,俄罗斯这个更像是行为艺术。用现在的技术做个好点的demo也花不了多少钱, ...

一个严肃的demo应该包含什么呢?我觉得第一要能控制光斑的大小/亮度,最好能控制到几千平米的大小,不然直接往城市里照就是扰民。如果能做出异型光斑最好了。二是要能做到凝视一段时间。这两个要素没有的话就没什么实用价值
作者: topzdx    时间: 2018-10-12 13:05
单位 勒克斯
黑夜:0.001—0.02;月夜:0.02—0.3;阴天室内:5—50;阴天室外:50—500;晴天室内:100—1000;夏季中午太阳光下的照度:约为10*9次方;阅读书刊时所需的照度:50—60;家用摄像机标准照度:1400。

--------------
编辑: 根据后面估算和市售大部分照度计,见44、47楼 等,夏季中午太阳光下的照度约为 10*9次方 这个数据很可能是错的,一般不超过10万


作者: supsauce    时间: 2018-10-12 13:06
topzdx 发表于 2018-10-12 13:00
查了下光照度问题,不知 “满月的8倍” 指标是否定错了......
(不知网上资料正确性如何)
满月的照度 ...


太阳刚下山一会好像就是1lux左右吧,我觉得搬搬东西开开车,不做精细工作应该问题不大。想读书还是算了。如果光斑能聚的很小或者可能能做到照度很高。另外4kg能做到1lux是不是400kg就能做到100lux?
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 13:16
topzdx 发表于 2018-10-12 10:41
(真空蒸镀?)的镀铝薄膜,反光率>95%  , 此类应用成本合适时反射率越高越好
薄膜张开 可用记忆合金丝 ...

光能浪费的问题我觉得可以通过多个镜子相互传递来解决。薄膜上天/展开的问题我觉得直接在太空做铝膜可能比较好?还不怕氧化
作者: supsauce    时间: 2018-10-12 13:22
hyperion 发表于 2018-10-12 12:45
谁能用几何光学算一下,对于不同的焦距孔径比,照到地表的光斑大小和强度能有多少?

直射照度按10^9lux算的话,如果1平米镜子照1公顷地面照度是10000lux?照一平方公里是1000lux
作者: topzdx    时间: 2018-10-12 13:48
[attach]132870[/attach]

[attach]132871[/attach]

起居室:一般区域100lx,书写阅读区域300lx
卧室:一般区域75x,书写阅读区域150lx
厨房:一般区域100x,操作台150lx
餐厅:150lx
卫生间:100lx






作者: topzdx    时间: 2018-10-12 13:56
supsauce 发表于 2018-10-12 13:22
直射照度按10^9lux算的话,如果1平米镜子照1公顷地面照度是10000lux?照一平方公里是1000lux

俄罗斯 反光实验失败,没有照度数据

在1999年2月4日,俄罗斯进步M—40货运飞船携带了一面反射镜进入太空,进行代号为“旗帜2·5”(另有网站称为“火焰2·5”)的阳光反射试验。按照预先的设想,镜瓣在离心力的作用下会迅速展开,形成一个直径为25米的反射镜面(每个镜瓣都是由专门的镀铝膜合成胶片制成),在和平号太空站上的两名太空人帕达尔卡和阿夫杰耶夫的操控下,像向日葵似的朝向太阳。这个直径达25米的“人造月亮”的总重量不到4千克。几乎所有和平号太空站经过的国家如俄罗斯、法国、捷克和加拿大等都会陆续出现一束自太空投下的阳光。光束的直径在地面为5-7千米。夜色中,反射光的亮度10倍于月球,足以让人读书阅报。
但是,在飞船离开和平号太空站150至200米时,仅过了一分半钟,“进步”号的天线突然打开,巨大的反射箔片就绊在了天线上,反射镜未能打开。和平号上的太空人用遥控系统启动货运飞船的引擎,转动天线,使箔片摆脱了天线的羁绊。但是,当货运飞船再次旋转时,又出现了相同的问题。俄罗斯航天局地面飞行控制中心分析后判断,阳光反射镜膜发生了缠绕现象。经历两次的修正失败后,俄航天部门决定中止试验。1999年2月5日,进步M—40货运飞船带著未打开的太空镜进入地球大气层烧毁,未燃尽的残余物坠入太平洋南部水域。
作者: topzdx    时间: 2018-10-12 14:11
按俄罗斯“旗帜2·5” 理论值估算,光斑直径5--7公里,按中位值 6公里算, 半径3000米,反射镜半径12.5, 阳光稀释约6万倍

地面是10倍满月,即 2 lux ,反射卫星轨道照度不到 12万 lux ....(国际空间站的高度)
直射照度按10^9lux 这个数据存疑(或 使用不当?)

从另一角度看,地球表面因为有大气,太阳能约为 轨道的一半。
淘宝售卖的"高精度"照度计, 量程范围 大部分上限为20万 lux  (少数更低的上限10万 lux  ),这个量程和俄方的数据基本相符(超出一些到达地面前被大气层散射了)

10^9lux对吗?
作者: topzdx    时间: 2018-10-12 14:26
如果按卧室的昏暗灯光75 lux 算,俄罗斯的镜面再放大10倍,照个机场跑道,按长度3600米(A380可用),工程量也不可怕。
按手术室的照度 200 lux,正常地面工作没问题了, 面积也就大100倍。也就是直径250米 的反射膜......
从工程角度说,圆镜子可能不如 长条镜 并联? 薄膜宽250米不太好生产,一卷卷薄膜制做长条镜比圆镜易收纳,展开。每个 长条镜 反面做个弓形撑架
作者: topzdx    时间: 2018-10-12 14:38
偶觉得要简易估算的话,目标大范围照明,地面照度按 10 lux 算,(吹起牛来已经是: 满月的50倍亮度)
轨道照度按 10万 lux ,  1平米的方镜子,则被照亮地面的边长为 100米。




作者: hyperion    时间: 2018-10-12 14:39
topzdx 发表于 2018-10-12 14:11
按俄罗斯理论值估算,光斑直径5--7公里,按中位值 6公里算, 半径3000米,反射镜半径12.5, 阳光稀释约6万 ...

百度上说直射照度是六万到十万LUX,那个十亿的数肯定错了
作者: bestman2010    时间: 2018-10-12 16:28
说个笑话:“袁隆平这辈子犯的最大错误就是让一部分人吃饱了肚子,闲的没事干蛋疼”。。。
作者: topzdx    时间: 2018-10-12 21:00
supsauce 发表于 2018-10-12 12:47
这个问题是只能展成平面,如果减小单面镜子的大小又会增加总重量。电推的好处是可以把光斑的形状控制的 ...

离心力方案也是可行的,镜瓣 而不是锥形裙。(偶想的是一些拧在一起的帐逢,边上有个弹性圈,入轨后自转展开)

俄罗斯曾成功进行了“旗帜2”试验。1993年2月4日,俄罗斯在和平号太空站上进行过一次代号为“旗帜2”号的“人造月亮”实验,在太空展开了人类第一个太阳帆。该次实验获得成功。旗帜2号阳光反射镜装在一个镜包中,由8瓣厚度仅有5微米的超薄镀膜铝片组成,镜瓣之间由32根线连接。镜包打开,依靠自身放置产生的离心力舒展开来,成为一轮人造月亮。这个人造月亮直径为20米,地面光斑直径4000米。当它运行到西欧上空时,恰好是后半夜,它大方地向地面射去了第一缕阳光。可惜由于云层太厚,人们未能详细观察这一不同寻常现象。但很多人都说曾看到一束光亮。试验结束后,反射装置与“进步”号飞船分离。在加拿大的晴朗夜空中,人们可以清晰地看到在天空中“飘扬”的“旗帜2”号,有人还拍下了照片。在此之前,俄罗斯还进行了“旗帜1”号阳光反射镜的地面工程实验。

为什么不在轨道上多转几圈,从而照亮一个或多个 无云黑夜地区呢?

作者: topzdx    时间: 2018-10-12 21:04
俄罗斯科学家辛苦筹备了五六年的“旗帜2.5”实验失败了,这将使空间照明系统的研制进程大大受挫。实际上,与“旗帜2”实验相比,“旗帜2.5”阳光反射实验无论是试验方法,还是光线反射仪本身的结构,都有了很大改进。俄罗斯科学家表示近期将不会时行类似的“人造月亮”实验。但这并不等于俄罗斯放弃在太空照明系统方面的研究。有消息说,俄罗斯本打算在“旗帜3”计划中研制直径达70米的太阳反射镜,并计划于本世纪初实施,但由于资金问题这一计划被迫搁置。
作者: hyperion    时间: 2018-10-12 21:11
貌似根据几何光学分析,反光镜打在地表的光斑直径大约是反射镜与光斑距离的1%,假设在GEO上放反射镜以固定照射某地,那么为了实现0.2LUX的满月照度(光斑直径约两百多公里),就需要大约二百多米的反射镜了,看起来还是能实现的。
作者: kuakeniao    时间: 2018-10-16 11:12
这个刚好照亮战区

来上几个就可以照亮台湾全岛。


米军、果军:我们有的设备有夜战优势。

PLA:是么?
作者: 永远的弗格森    时间: 2018-10-17 13:15
kuakeniao 发表于 2018-10-16 11:12
这个刚好照亮战区

来上几个就可以照亮台湾全岛。

拉到吧,打几个去GEO花的钱,都够攻台部队人手一个PVS-14了
作者: jiyu_shi    时间: 2018-10-17 14:10
照在火星两极冰冠上,蒸发二氧化碳
作者: jiyu_shi    时间: 2018-10-17 17:09
给月夜照明
作者: topzdx    时间: 2018-10-18 12:14
hyperion 发表于 2018-10-12 21:11
貌似根据几何光学分析,反光镜打在地表的光斑直径大约是反射镜与光斑距离的1%,假设在GEO上放反射镜以固定 ...

你的光斑直径有距离因素吗?有公式?阳光按平行光估算,还是考虑到有 视直径 ?

按俄方两次试验估算,轨道高度认为是300公里(空间站),光斑(直径)扩散比为 1:200  , 1:240
第2次试验(旗帜2.5) 光斑直径按中位数6公里估算,(如按5公里估算,还是1:200)

如果因为太阳有视直径,从而不平行,加上反射膜表面微小的不平所产生的散射,这种散射就较难聚集(为加强地面某区域的光度)。

(只有多镜,每镜自带姿近控,多镜照射同一区域才能提高光度,这对于不满足于路灯照度的 5分之1 指标的应用,其成本会上升,这不是用折叠结构搞个 大镜面 能轻易解决的)

作者: hyperion    时间: 2018-10-18 12:58
topzdx 发表于 2018-10-18 12:14
你的光斑直径有距离因素吗?有公式?阳光按平行光估算,还是考虑到有 视直径 ?

按俄方两次试验估算, ...

提高亮度其实只需要堆镜面面积即可,因为如果采用GEO轨道的话,因为焦距太远,根本没法实现对太阳光的聚焦(因为太阳光的不平行程度更大),此时用平面镜的效果与聚光镜没有区别,落在地面的光斑几乎一样大,只要镜面够大就行了。如果是LEO反射镜,那倒是可以考虑通过聚焦来提升效果。
作者: hyperion    时间: 2018-10-18 13:01
topzdx 发表于 2018-10-18 12:14
你的光斑直径有距离因素吗?有公式?阳光按平行光估算,还是考虑到有 视直径 ?

按俄方两次试验估算, ...

你仔细想想就会发现,姿控其实没有必要,因为光斑远比镜面大,这样临近镜面只要是平行的,光斑就会覆盖到一起,既然只要平行即可没有聚光调节的必要,那当然只要连在一起就行了嘛。感觉对镜面平整度的要求应该比抛物面天线还低吧?那么参考米帝的150米抛物面电子侦察卫星,150米镜面在GEO轨道上能提供二百公里光斑,光照大约是阳光直射的百万分之一0.1LUX
作者: supsauce    时间: 2018-10-18 14:55
hyperion 发表于 2018-10-18 12:58
提高亮度其实只需要堆镜面面积即可,因为如果采用GEO轨道的话,因为焦距太远,根本没法实现对太阳光的聚 ...

"因为焦距太远,根本没法实现对太阳光的聚焦(因为太阳光的不平行程度更大)"
何解?这和轨道有关系咩?应该都可以近似成平行光/精确解考虑太阳直径吧
原谅我愚钝
还是说你的意思是聚光镜是某种标准几何形状的前提下无法聚光?


作者: hyperion    时间: 2018-10-18 16:54
supsauce 发表于 2018-10-18 14:55
"因为焦距太远,根本没法实现对太阳光的聚焦(因为太阳光的不平行程度更大)"
何解?这和轨道有关系咩? ...

你这么想呀,聚光镜只能聚焦近似平行光或者在近似在一点聚焦或发散的光,这是为什么呢?很显然如果射来的光是乱向的,那经过聚光镜后依然会是乱向。但在聚光镜的焦距孔径比相对光线乱向度较小的时候,这些乱向的光线被剧烈偏折,在相对较近处聚焦,此时光线乱向度的影响就不大了。但如果聚光镜的焦距孔径比非常大,甚至光线的乱向度还大,那这点偏折就没什么效果了。
作者: hyperion    时间: 2018-10-18 16:56
supsauce 发表于 2018-10-18 14:55
"因为焦距太远,根本没法实现对太阳光的聚焦(因为太阳光的不平行程度更大)"
何解?这和轨道有关系咩? ...

因为反光镜的焦点应该在照射点/地面呀,这样才能获得最好的聚焦效果。但因为焦距太远,此时其实几乎没有聚光效果了。
作者: supsauce    时间: 2018-10-18 23:33
hyperion 发表于 2018-10-18 16:54
你这么想呀,聚光镜只能聚焦近似平行光或者在近似在一点聚焦或发散的光,这是为什么呢?很显然如果射来的 ...

但这只对标准抛物面成立吧?
作者: 航天迷    时间: 2018-10-18 23:36
以前俄罗斯也搞过,最后也没有结果。
作者: hyperion    时间: 2018-10-19 06:32
supsauce 发表于 2018-10-18 23:33
但这只对标准抛物面成立吧?

请想象一个不成立的例子。太阳镜的焦距孔径比大得平面镜简直没区别,怎么可能聚得了焦。你用几何光学算算就知道了
作者: topzdx    时间: 2018-10-19 19:36
hyperion 发表于 2018-10-18 13:01
你仔细想想就会发现,姿控其实没有必要,因为光斑远比镜面大,这样临近镜面只要是平行的,光斑就会覆盖到 ...

多谢提点。在镜子大小 尚不惊人时,确是可以简单的拼在一起,省去姿控。(每片姿控是 FAST 射电望远镜的算法)
当新加的镜子和 中心的 第一面镜子 距离达到 地面光斑直径的 1/3 时,就有很多光能照到了初始光斑的外面。
也即拼接到这种规模时光斑面积会增大很多,而光照 有点高斯分布的意思, 中心强而外围弱。

从提高中心光斑而言,镜子工程的尺寸极限可能小于 地面光斑半径,也即(300公里轨道)镜子半径小于2.5--3公里。如果按周边镜子投在中心光斑内的光能不小于一半计,这个镜组的半径还要小(半径小一些,面积小更多)
有兴趣精算的,可把镜子割成正六边形,无缝拼接。想简单点估算,正方形的镜子好象结果也不会相差多少。

  这样简单拼接,光斑中心的最大光强好象有个不算非常高的上限(远比不上白天中午?)。有喜欢象 费米 一样估算的可作为一个习题

作者: hyperion    时间: 2018-10-19 19:45
topzdx 发表于 2018-10-19 19:36
多谢提点。在镜子大小 尚不惊人时,确是可以简单的拼在一起,省去姿控。(片片姿控是 FAST 射电望远镜的 ...

对于夜间照明任务来说,路灯只需要提供最低0.1lux就足以满足要求。参考这个的话,对于10000kmMEO轨道(这个轨道的好处是对于中低纬度夜间照明区,只需要三个反光镜就能满足夜间持续照明需求了,当然部分时段光照有点斜)来说,光斑直径大约是100km,只需要100m的反射镜就能提供0.1lux照度了。两者在尺寸上差了一千倍。反光镜与光斑尺寸相当的时候,提供的照度和正午都差不多了,这显然不需要呀
作者: topzdx    时间: 2018-10-20 12:52
"反光镜与光斑尺寸相当的时候,提供的照度和正午都差不多了"
这是为月夜月球基地或月球车考虑的,比起 把整个月球赤道铺满太阳能板 的宠伟构想,反光镜组 月球卫星 更现实一些?
(实际上铺一些间隔的 太阳能板场, 中间连一些电缆即可,但围 月赤 一圈 的电缆,其长度和重量都过于可观了)

比起照地面,以较低的成本 为月球基地 提供月夜能量,在科技上意义更大一些?
(先在地球轨道上测试,试错成本低?)


作者: hyperion    时间: 2018-10-20 13:07
topzdx 发表于 2018-10-20 12:52
"反光镜与光斑尺寸相当的时候,提供的照度和正午都差不多了"
这是为月夜月球基地或月球车考虑的,比起 把 ...

月面极地站靠高塔就能满足永远白昼要求。赤道站还是老老实实用核能。
你想想看,月球根本不存在同步轨道,你一低轨道的反光镜飞一会就跑出视野了,打算环赤道部署轨道反光镜吗?
作者: zimu    时间: 2018-10-20 13:44
这种傻逼提案怎么还一堆人讨论半天....
要有实际作用, 只能对准一个中小城镇, 否则谁吃饱了撑的, 等这个镜子过境时少开1分钟的灯, 过去了再把灯打开. 只对准一个城市乃至一个区, 谁出这个钱? 拿同样的钱, 几个亿改造一个百万城市的公用照明, 差不多能在公厕厕坑里都装上灯泡了.
天阴雾霾下雨, 照样得开灯. 用这玩意儿等于是平白无故多养一个爹. 真是想钱想到烧坏脑子了.




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