Hevelius 2 - założenia i konstrukcja sondy

[Maquis]

Spis treści:

Wstęp

[Maquis]

Hevelius 2 ma być modularną sondą stratosferyczną o zaawansowanej konstrukcji i ze znaczną redundancją systemów pokładowych. Oznacza to oczywiście wprowadzenie istotnych zmian w stosunku do poprzedniego projektu - w zasadzie w każdym jego aspekcie.

Ponieważ celem misji jest przede wszystkim odzyskanie gondoli, zdecydowaliśmy się na rozwinięcie jedynie tych elementów i nie angażowanie się w bardziej skomplikowany proces tworzenia zupełnie nowych, dodatkowych eksperymentów. Ponieważ sonda ma charakter modułowy można się tego rodzaju eksperymentami zająć w późniejszym terminie.

Nową konstrukcję chcemy oprzeć na zaawansowanych materiałach kompozytowych (aramidów, włókna węglowego itp) oraz przeprojektowanym (w zasadzie zaprojektowanym od nowa) komputerem pokładowym znacznie przewyższającym możliwościami urządzenie wcześniejszej generacji.

Wśród planowanych rozwiązań są między innymi:

- modularna gondola
- potężniejszy, główny komputer pokładowy
- zapasowy komputer pokładowy
- dwa, niezależne odbiorniki GPS
- dwukanałowa, niezależna telemetria 446MHz
- dodatkowy kanał telemetrii na częstotliwości 868 MHz
- dwa niezależne modemy GSM
- główne i zapasowe źródło zasilania
- awaryjne zasilanie za pomocą baterii fotowoltaicznych (tryb hibernacji)
- telemetria APRS via PMR o wysokiej prędkości transmisji
- niezależne anteny GSM i PMR
- system spadochronowy pilot-czasza główna z opóźnionym otwarciem
- zaawansowany system odcinaczy ze zdublowanym układem odcinającym
- lekka struktura kompozytowa

Opis projektu będzie dostępny pod linkiem: http://www.astronautyka.org/pliki/hevelius_2.pdf
W trakcie realizacji projektu będzie aktualizowany.

O szczegółach konstrukcyjnych systemów pokładowych powinien wypowiedzieć się skrzyp

[skrzyp]

Jutro wyląduje w temacie rejestratora schemat blokowy. Nieco (dużo) później ideowy, który będzie najwyraźniej podzielony na części. Zbyt wiele się tego nazbierało żeby zmieścić w 1 dokumencie.

[Maquis]

Ok, czyli wylatuje PMR i antena na dole jeśli dobrze rozumiem.
Na górnej ściance zamiast PMR jest APRS - gniazdo jednak zostaje to samo, tak?

A co z 868 MHz? Podobnie anteny GSM rozumiem nadal mamy dwie?

[skrzyp]

Zastanawiam sie nad sensem 868MHz.
2 GSMy zostaja.

Awlasciwie niech jest 868. Moze sluzyc jako malutki nadajnik do poszukiwania na ostatnich metrach, gdy juz siada baterie APRS.

[Maquis]

Czyli górna ścianka w zasadzie się nie zmienia a z dolnej wylatuje Moxon. To nawet lepiej szczerze mówiąc - mniejsza masa i łatwiej stabilizować taką gondolę.

Górna ścianka obecnie wyglądałaby tak:

[skrzyp]

A gdzie damy 2 antene GSM?

[Maquis]

Myślałem, że mimo wszystko idzie na dolną ściankę.

[skrzyp]

W sumie czemu nie...

[kanarkusmaximus]

To ja w sprawie technicznej a nawet dwóch:

1. czas wykreślić tekst o PMRach z dokumentu.
2. na drugiej/trzeciej/czwartej stronie warto dać tabelkę na całą stronę, w której będą zawarte najważniejsze dane misji. Czyli - masa gondoli, proponowana masa ładunku, zasilanie, komunikacja, zapasowa komunikacja, aparat cyfrowy (i ich ilość) itp itp.

Jaką mamy masę całkowitą gondola+sprzęt+spadochron+linki+pozostałe? Warto by to wyznaczyć. 2 kg?

[Maquis]

1. I tak i nie. Możliwe, że oprócz APRS byłby jeszcze APRS via PMR jako osobny kanał, ale to na razie opcja.

2. Część danych jest w dokumencie (np masa gondoli). Na razie to dane czysto szacunkowe i dla wcześniejszej wersji - na razie nie będę szacował szczegółowo, bo to nie ma sensu. Przykładowo - jeśli konstrukcja samonośna się nie sprawdzi to będę musiał zrobić szkielet konstrukcyjny (to jest plan B). To jest nieujęte obecnie w planie. Docelowo chcę zrobić jak najlżejszą gondolę - celuję w 350 gram, ale ile to będzie dokładnie to się jeszcze sprawdzi.

[skrzyp]

No i gdyby wysyłać jakieś polecenia do gondoli, to chyba było by lepiej to zrobić innym kanałem niż APRS. Choć nie jestem tego pewien.

[kanarkusmaximus]

2. Część danych jest w dokumencie (np masa gondoli). Na razie to dane czysto szacunkowe i dla wcześniejszej wersji - na razie nie będę szacował szczegółowo, bo to nie ma sensu. Przykładowo - jeśli konstrukcja samonośna się nie sprawdzi to będę musiał zrobić szkielet konstrukcyjny (to jest plan B). To jest nieujęte obecnie w planie. Docelowo chcę zrobić jak najlżejszą gondolę - celuję w 350 gram, ale ile to będzie dokładnie to się jeszcze sprawdzi.

No właśnie nie jestem przekonany, czy to jest dobra droga. Celujesz w 350 gram - co jest zacną wartością, ale czy jakieś wartości mechaniczne dla gondoli będziesz też chciał podać?
Wydaje mi się również, że warto określić masę całości (którą potem oczywiście można modyfikować), tak żeby było można już bardziej szczegółowo podchodzić do zadania. Inaczej część wyliczeń później się ze sobą nie zgodzi albo okaże się, że walka o każdy gram w gondoli była zupełnie niepotrzebna, gdyż inny ważny komponent misji będzie obarczony tak dużą niepewnością, że praca pójdzie na marne.

Może byśmy określili teraz te 2 kg?

[Maquis]

Co rozumiesz przez wartości mechaniczne?

Całkowita masa dla gondoli o czterech ścianach nie powinna przekraczać 2 kg - ja się trzymam tego założenia od początku. Teoretycznie dla ładunku użytecznego powinno być dostępne z całej masy 1 kg (tak by było optymalnie). Wtedy każdy z modułów miałby ograniczenie masy 250 gram lub 500 gram (w wersji z dwoma modułami) lub 1000 gram dla pojedynczego modułu.

Walka o każdy gram gondoli jest ważna bo to gondola jest elementem w który wchodzi najwięcej "zbędnej" masy tj. takiej, która tylko zabezpiecza sondę, nie wpływając zasadniczo na jej funkcjonowanie. To zaprocentuje potem w przyszłości. Tym bardziej, że ciężko jest w tej chwili ustalić ile masy dojdzie z powodu dodania np. paneli PV, taśm aluminiowych, uchwytów, śrub i gniazd. To, że celuję w 350 gram to nie znaczy jeszcze, że to będzie maksymalna masa gondoli.

Na pewno zasilanie zabierze ze 100-120 gram (z czego większość to wymóg APRS). A jeszcze komputer, anteny, nadajnik itp...

[kanarkusmaximus]

Co rozumiesz przez wartości mechaniczne?

Chodzi tutaj o sztywność całej konstrukcji - więc pewnie jakaś wytrzymałość na zginanie dla przykładu. W zasadzie można by określić, przy jakiej wartości się poszczególne elementy gondoli łamią/zginają i ewentualnie się zastanowić, jak to to się ma co do momentu przygrzmocenia w ziemię.

Dzięki za wyjaśnienie spraw z ładunkiem - właśnie tak to to widziałem również.