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日本太阳帆/电推混合动力外行星取样返回任务(隼鸟3计划):完成SRR

发布者: 农民宇航员 | 发布时间: 2017-7-11 20:57| 查看数: 760| 评论数: 17|帖子模式

ISAS雄心勃勃的太阳帆/电推混合动力木星特洛伊小行星群取样返回任务,之前因为其高风险不看好能被批准,但是从最新的进度看它已经PK掉了SOLAR-C(次期太阳望远镜)计划,很有可能成为JAXA在2020年代的战略中型2计划。


这个探测器采用了50米宽等级,面积达到2500平方米的太阳帆(面积是伊卡洛斯十倍,已经造了1/4大小的工程样品),在5.2个天文单位距离下功率为5KW,携带比冲为7000秒的高性能离子电推和德国协助研发的子探测器,总重1.3吨,计划2022年发射,2036年到达木星特洛伊小行星带,通过子探测器着陆取样探测目标小行星,目前还未决定母机是否携带样品返回,如果返回则要到2052年,技术风险相当高。
7项世界记录(如果不返回则是5项):
1.世界第一个太阳帆/电推混合动力飞行器
2.世界最高性能离子电推
3.世界第一个观测小行星带以外的宇宙射线探测器
4.世界第一个特洛伊小行星探测
5.世界第一个特洛伊小行星取样分析
6.世界第一个外行星往返
7.世界最高速度地球返回


计划时间表:



关键技术:



本体设备配置:



目前子系统研制进度:

50米级太阳帆工程模型



探测器携带的太阳帆基本设计参数:



薄膜太阳能电池,在5.2天文单位的距离上效率为9%



液晶控制系统,用于太阳帆出力姿态调整:



展开系统研制情况,这个探测器的太阳帆需要二次展开:





展开方式:



太阳帆受力情况计算机模拟:



https://repository.exst.jaxa.jp/dspace/bitstream/a-is/560432/1/SA6000046250.pdf



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最新评论

农民宇航员 发表于 2017-7-11 21:03
德国航天局协助开发的子探测器,用于小行星的取样和于母机再结合


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ceres 发表于 2017-7-11 21:15
非常期待啊
希望有更详细的publication
农民宇航员 发表于 2017-7-11 21:17
ceres 发表于 2017-7-11 21:15
非常期待啊
希望有更详细的publication

2016年底完成的SRR,等今年底完成SDR后就有详细资料了
9m96e2 发表于 2017-7-11 22:12
这个薄膜电池太科幻了吧?用200kg的重量做到1AU处150kw级功率?
pingkefu 发表于 2017-7-11 22:29
太激进了,也太美丽了
DF21 发表于 2017-7-14 20:10
这个薄膜电池有点玄幻了
DF21 发表于 2017-7-14 20:12
话说从木星到木星特洛伊的转移时间居然要11年?
snowtiger 发表于 2017-7-16 00:04
DF21 发表于 2017-7-14 20:12
话说从木星到木星特洛伊的转移时间居然要11年?

要,同轨道调相比想象中麻烦很多,何况离太阳远又缺能量
iamanewbee 发表于 2017-7-16 03:24
DF21 发表于 2017-7-14 20:12
话说从木星到木星特洛伊的转移时间居然要11年?

从木星到特洛伊的Delta-V,和从发射到地球助推的Delta-V,两者几乎一样。后者既有地球助推,又有25倍的光强,尚且需要2年,前者用11年合情合理。
hyperion 发表于 2017-7-17 18:50
9m96e2 发表于 2017-7-11 22:12
这个薄膜电池太科幻了吧?用200kg的重量做到1AU处150kw级功率?

当年日本那个光帆上用的薄膜光伏才30um厚,光算光伏电池本体的话,kW/kg级真心不难。NASA当年也研究过2kW/kg光伏电池片,1kW/kg光伏电池板的超高比功率项目。
9m96e2 发表于 2017-7-17 19:21
hyperion 发表于 2017-7-17 18:50
当年日本那个光帆上用的薄膜光伏才30um厚,光算光伏电池本体的话,kW/kg级真心不难。NASA当年也研究过2kW ...

有没有相关文件可以贴上来?谢谢
还有相比一般的光伏,其应用的难度在哪里?
农民宇航员 发表于 2017-7-17 19:59
9m96e2 发表于 2017-7-17 19:21
有没有相关文件可以贴上来?谢谢
还有相比一般的光伏,其应用的难度在哪里?

在1AU,25°的时候效率是9.58%(此时功重比为1.6KW/kg),在5.2AU,-150°的时候效率是16%,薄膜太阳能电池的基层是聚合物,难点是寿命和温度差耐受性

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hyperion 发表于 2017-7-19 19:24
9m96e2 发表于 2017-7-17 19:21
有没有相关文件可以贴上来?谢谢
还有相比一般的光伏,其应用的难度在哪里?

参见《光伏技术与工程手册》324页  10.6.4 高功率比阵列
DF21 发表于 2017-7-20 06:17
iamanewbee 发表于 2017-7-16 03:24
从木星到特洛伊的Delta-V,和从发射到地球助推的Delta-V,两者几乎一样。后者既有地球助推,又有25倍的光 ...

为什么不能直接前往特洛伊,向NASA的露西号那样
DF21 发表于 2017-7-20 06:18
iamanewbee 发表于 2017-7-16 03:24
从木星到特洛伊的Delta-V,和从发射到地球助推的Delta-V,两者几乎一样。后者既有地球助推,又有25倍的光 ...

是因为JAXA想要借着这个顺便把首次木星探测也搞了?不过这样任务难度急剧提升,耗时太长,出问题就得不偿失了
9m96e2 发表于 2017-7-20 06:36
DF21 发表于 2017-7-20 06:17
为什么不能直接前往特洛伊,向NASA的露西号那样

Lucy是飞越,这个要附着采样,难度完全不一样
农民宇航员 发表于 2017-7-20 08:26
DF21 发表于 2017-7-20 06:17
为什么不能直接前往特洛伊,向NASA的露西号那样

直接去特洛伊带没法借助大天体引力减速,会类似新地平线探测器一样直接飞跃。这也就是这种小天体探测器自身携带速度增量需求远大于大天体探测的原因(必须电推),我记得化学能探测器自身速度增量最大的是美国水星探测器“信使”号(2300m/s),而日本DESTINY+探测器至少5000m/s,这货太阳帆+ 7000秒的离子发动机理论上应该更高

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