Was ist das kleinste und günstigste Gerät, das, wenn es auf dem Mond platziert würde, ein Video-Feed zurück zur Erde senden könnte?
Antworten
Ich habe die Idee, einen winzigen Roboter wie ein Mashup aus Sphero und Panono zu bauen. Die Kugel ist wie der Ponono mit 36 Kameras ausgestattet und verfügt wie der Sphero auch über einen internen Robotermechanismus. So kann es sich um die Mondoberfläche bewegen und jederzeit ein 360-Grad-Panoramabild aufnehmen. Natürlich sorgen auch die Beschleunigungsmesser am Roboterrahmen im Inneren für Orientierung, sodass beim Zusammenfügen der Bilder alle für die Betrachtung geeignet ausgerichtet sind, unabhängig davon, wie sich die Kameras drehen.
Eine Solarzelle, die so dünn ist, dass sie auf einer Seifenblase ruhen kann
Weitere Details: Die Kugel besteht größtenteils aus ultraleichten Solarkollektoren, die das System mit Strom versorgen.
In die Kugel ist außerdem ein Phased-Array-Antennensystem eingebaut, sodass die gesamte Kugel wie eine große Antenne wirkt, die sich unabhängig von der Ausrichtung der Kugel automatisch wieder auf die Erde ausrichtet.
Darüber hinaus verfügt das System über zwei eingebaute Treibstofftanks und 36 MEMS-basierte Bitreibstoffraketenanordnungen.
Hier ist eine frühe MEMS-basierte Bitreibstoffrakete.
Dabei kommt ein additives Fertigungsverfahren zum Einsatz, bei dem Dinge in sehr kleinem Maßstab hergestellt werden.
Jedes der 36 Engine-Arrays besteht aus 4 Engines. 3 zeigen im rechten Winkel zueinander und der vierte zeigt entlang der Diagonale oder Resultierenden. Das Engine-Array ist so positioniert, dass die Resultierende senkrecht zur Kugeloberfläche steht. 36 davon bieten ein sehr feines Maß an Kontrolle. Um diese Motoren sehr präzise zu drosseln, werden kavitierende Venturirohre eingesetzt. Es handelt sich um ein druckgespeistes Abblasesystem mit fortschrittlichen hypergolischen Treibstoffen und einer Abgasgeschwindigkeit von 2,8 km/s.
Hypergolischer Kraftstoff mit hoher Leistung und geringer Toxizität
Die Raketen können dazu führen, dass sich die Kugel in jede Richtung dreht und sich gleichzeitig in jede Richtung bewegt. Aufgrund ihrer Größe haben die winzigen Motoren ein enormes Schub-Gewichts-Verhältnis. Druck skaliert mit Fläche. Waage mit Volumen! Hier wird mit einem Schub-zu-Gewicht von 1000 zu 1 gerechnet. Also sehr leichtes System.
http://cap.ee.ic.ac.uk/~pdm97/powermems/2005/pdfs/153_Epstein.pdf
Der günstigste Weg, ins All zu gelangen, ist jetzt die Kalkulation eines Rideshare-Starts$2000 per kg. The largest rideshare you can get is 800 kg. So that’s $1,6 Millionen Startkosten. Sie können von dort aus reduzieren, aber mal sehen, wie groß die Nutzlast ist, die Sie zum Mond bringen können.
Um nun LEO zum Mond zu verlassen und in LLO einzutreten, ist eine Delta-V-Geschwindigkeit von 3,94 km/s erforderlich. Um sanft auf dem Mond zu landen, ist eine weitere Delta-V-Geschwindigkeit von 1,73 km/s erforderlich.
Um dies in einer einzigen Etappe zu erreichen, ist ein Impuls von 5,67 km/s erforderlich. Was bei einer Abgasgeschwindigkeit von 2,8 km/s ein Massenverhältnis von erfordert
exp(5,67/2,8) = 7,58
Wir haben also 105,5 kg Struktur und 794,5 kg Treibstoff. Die durchschnittliche Dichte beträgt etwa das 1,2-fache der Dichte von Wasser, sodass die Treibstofftanks 662 Liter fassen. Jetzt benötigen wir 8 kg überkritisches Helium, um die Tanks auf den 68-fachen Atmosphärendruck (1000 psi) unter Druck zu setzen, was 1/8 der Dichte von Wasser entspricht. Wir brauchen also weitere 64 Liter überkritisches Helium. Eine Kugel mit einem Durchmesser von 49,62 cm.
Das gesamte Tank- und Treibstoffzufuhrsystem wird voraussichtlich etwa 15,5 kg wiegen. Somit verbleiben 82 kg für den Aufbau, der die beiden halbkugelförmigen Tanks verbindet, und für die mobile Kugel mit den Kameras, Antennen und dem Raketenarray.
HINWEIS: Die Raketenanordnung ist mit den Treibstofftanks verbunden, während die Kugel im Betrieb ist. MEMS-basierte Ventile und Anschlüsse können für den Raketenbetrieb gelöst und wieder aktiviert werden.
Das sind insgesamt 726 Liter, also zwei Halbkugelschalen mit einem Durchmesser von 111,50 cm. Mit einer 0,25 cm dicken Schale und einem Durchmesser von 112 cm. Mit einem Fotozellenarray mit einem Wirkungsgrad von 65 % verfügt dieses System bei Sonnenlicht über eine Dauerleistung von 867 Watt.
Das System kostet ca$1 million per copy to build and $2,4 Millionen zur Deckung einmaliger technischer Kosten.
Es kostet, zehn davon zu bauen und sie die zehn Orte auf dem Mond besuchen zu lassen, die wir bereits mit Rovern und Männern besucht haben$28.4 million. $35 Millionen sind angemessene Kosten für eine solche Kampagne.
Jedes System wird von seiner Rideshare-Position aus eingesetzt und macht beim Verlassen seiner Trägerrakete ein Bild vom Himmel. Der gesamte Himmel wird ständig auf einmal abgebildet. Die Kugel speichert dies natürlich an Bord und sendet es auf Anfrage zurück. Das Gerät verfügt über ein Mustererkennungssystem an Bord und erkennt den Erdhorizont, die Erdoberfläche, die es sieht, die Sterne und sogar den Mond und seine Phase sowie das Gesicht des Mondes, das es sieht.
Ein Paar, das mit derselben Rakete gestartet wurde, fotografiert sich gegenseitig und liefert atemberaubende Bilder der Reise. Sie machen auch 3D-Ansichten des Mondes und der Erde, während sie sich nähern.
Aus einer detaillierten Analyse dieser Bilder kennt jedes Gerät seine Umlaufbahn und die Umlaufbahn des Mondes. Daraus berechnet es eine optimale Flugbahn zum Mond. Dann zündet es zum richtigen Zeitpunkt seine Triebwerke in die richtige Richtung und begibt sich auf eine viertägige Translunarreise. Wenn sich das Gerät dem Mond nähert, überwacht es seine Position sowie die Position des Mondes und der Erde sowie der Sterne, die hinter dem Mond und der Erde auf- und untergehen, und zeichnet seinen Fortschritt auf. Es nimmt bei Bedarf Anpassungen vor. Jedes Schiff führt einen direkten Tauchgang zu seinem Landepunkt durch und steuert sich bei Annäherung selbst an den gewählten Punkt. Es verlangsamt sich bei maximalem Schub und erreicht bei Nullhöhe die Geschwindigkeit Null. Dabei bietet es natürlich einen Panoramablick auf alles. Es verfügt über Ersatztreibstoff, was nützlich ist, wenn es über ein Hindernis oder aus einer Gletscherspalte hüpfen muss. Meistens fährt es jedoch nur mit Solarenergie. Die Kugel mit einem Durchmesser von mehr als einem Meter und einer Zugkraft von über einer Pferdestärke auf dem Mond ist durchaus für die Bewältigung unebenen Geländes geeignet.
„Was ist das kleinste und günstigste Gerät, das, wenn es auf dem Mond platziert würde, ein Video-Feed zurück zur Erde senden könnte?“
Jeder GoPro könnte das schaffen. Eigentlich könnte man jede beliebige Kamera verwenden. Nehmen Sie die Kamera aus einem Mobiltelefon. Schön klein und günstig. Der Trick bestünde darin, das Bild zurück zur Erde zu übertragen und die Batterie für alles mit Strom zu versorgen.
Aber, und ich meine das ganz ernst, was hätte das für einen Sinn? Wir *wissen* bereits, wie die Erde vom Mond aus aussieht. Wir haben dieses Bild, und es ist nicht so aufregend. Was würde uns ein Live-Feed zeigen, dass wir von allen Satelliten, die VIEL näher an der Erde kreisen als der Mond, nicht sehen können?
Und sagen Sie nicht: „Es wird für alle Verschwörungsgläubigen beweisen, dass wir zum Mond geflogen sind.“ Nein, das wird es nicht. Sie werden behaupten, es sei eine Fälschung. Also nochmal: Was wäre der Sinn?