Конструкция:
Орбитальный сканер M700, ритэг, управляющий модуль RC-001S, на нем четыре батареи Z-100 и комплект приборов, два бака Oscar-B, на них шесть топливных элементов, четыре радиальных бака ксенона и антенна, ионный двигатель.
25 деталей, масса 1.65 т, 0.34 т топлива для топливных элементов, 0.16 т ксенона, dV ~4737 м/с.
Расчет удельного импульса и электрической мощности
В этой схеме удельный импульс зависит от доли топливных элементов в общей мощности, потребляемой ионным двигателем (8.74 кВт).
- От 0.75 кВт ритэга после всех прочих потребителей остается 0.7 кВт, на топливные элементы приходится 8.74-0.7 = 8.04 кВт.
- Мощность одного топливного элемента 1.5 кВт, шесть элементов в среднем работают на 8.04/(1.5*6) = 89.33% мощности.
- Топливный элемент на максимальной мощности потребляет 0.0016875 топлива и 0.0020625 окислителя в секунду. Всего в секунду будет расходоваться (0.0016875+0.0020625)*6*89.33% = 0.0201 единиц топлива и окислителя, или 0.0201/200 = 0.0001005 т.
- Расход ксенона составляет 0.4856 единиц ксенона в секунду, или 0.4856/10000 = 0.00004856 т.
- Общий массовый расход топлива в секунду составит 0.0001005+0.00004856 = 0.00014906 т
- Удельный импульс ионного двигателя (тяга 2 кН) на топливных элементах: 2/(0.00014906*9.80665) = 1368 с.
В три раза хуже, чем у чистого ксенона, но заметно лучше, чем у химических двигателей.
Управление:
1. Развертывание сканера.
2. Переключение дисплеев на приборах.
3. Выполнение измерений на приборах.
9. Включение топливных элементов.
0. Выключение топливных элементов.
После выключения двигателя надо выключать топливные элементы. Обычно при заряженных батареях они не работают, но при ускорении времени могут заработать и потратить все топливо.
Носитель:
Трехблок на LV-T45 и 2xFL-T800 с переливом с боковых блоков в центральный
42 детали, масса 33.78 т, топливо 24 т. Стоимость 79817 (в т.ч. спутник 68104)
Полет к Иилу:
dV носителя на низкой орбите 1350+ м/с. ~900 м/с потратим на вытянутую эллиптическую орбиту. Для минимизации гравитационных потерь ионного двигателя маневр к Иилу спланируем так, чтобы большую часть времени вектор скорости был направлен к Кербину. Носитель потратит оставшиеся ~450 м/с на маневр и сгорит в атмосфере (не люблю мусор, всегда планирую так, чтобы его не было), а спутник пролетит в ~100 км над Кербином. dV после маневра останется ~3400 м/с, достаточно, чтобы с комфортом долететь до Иилу. После выхода на его орбиту осталось еще ~1500 м/с, можно несколько раз менять орбиту по контрактам.
P.S. Да, на химии можно отправить то же самое проще и быстрее. Но крафт будет тяжелее и не так забавен :)
UPD.
В комментариях попросили сравнить с химией:
16 деталей, 5.09 т (из них 4 т топливо), dV ~ 4530, стоимость 21210. Выглядит ужасно :)
Аппарат строился как демонстратор технологии и по цене не оптимизировался. Например, дорогой ритэг был поставлен для стабильных параметров электрической мощности на всем участке полета и упрощения расчетов. Его можно заменить на шесть простых солнечных панелей и у Кербина вообще не включать топливные элементы (в апоцентре Иилу останется ~0.1 кВт, для управляющего модуля хватит, удельный импульс будет ~1293 c). Заодно убрать один бак Oscar-B и заменить четыре батареи Z-100 на одну Z-1k, чтобы было куда баки ксенона повесить.
В результате: 26 деталей, 1.54 т (из них 0.2 т топливо для элементов и 0.16 т ксенона), dV ~4743 м/с (~1943 на чистом ксеноне и ~2800 на топливных элементах), стоимость 47580
eeloo-explorer.craft