Lunar optimized Starship / Лунный Старшип от SpaceX

[Alex Immortal]

Для обсуждения Лунного Старшипа есть специальная тема. Зачем тут продолжать оффтоп? 
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=18166.820

[azvoz]

Для обсуждения Лунного Старшипа есть специальная тема. Зачем тут продолжать оффтоп? 
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=18166.820

Удалено утверждение, способное вызвать переход на личность и массовый бан

А с Луной может и выгорит - хотя наверняка совершенно в другой форме.
Все посты, относящиеся к лунному Старшипу будут перенесены сегодня вечером в соответствующую тему; обсуждение ОЗУ, ПО и т.д. будет удалено.

Тема посвящена MCT и всему происходящему около него.

[Верный Союзник с Окинавы]

После создания станции на поверхности и завода по производству топлива самое выгодное заправка местным топливом. Кислород составляет большую часть массы, а его можно производить из реголита в любой точке поверхности Луны.

Ты хоть представляешь, сколько надо энергии и реголита, чтобы хотя бы один полностью заправленный кислородом Starship иметь?

Тебе придётся буквально ТЫСЯЧИ тонн реголита обрабатывать.

Это не так.

Это так.

Я люблю числа, поэтому возьму сухую массу Starship в 100 тонн, ПН в 100 тонн, УИ Raptor V2 в 372 секунды  и рассчитаю необходимое кол-во дозаправок.

Миссия: опустить 100 тонн на пов-ть Луны и вернуть обратно на Землю.

Считать необходимые массы топлива в космонавтике удобнее с конца, так и поступлю.

На орбите Луны висит СШ с 100 тоннами груза, и он делает импульс для полёта на Землю. Для этого нужно 3260 м/с ХС, а для них нужно 300 тонн топлива. Итого, на орбите Луны после взлёта должно быть 500 тонн стартовой массы.

Для вывода 500 тонн на орбиту Луны понадобится 2200 м/с ХС, а это 900 тонн стартовой массы на поверхности Луны.

Чтобы опустить 900 тонн на Луну, нужно 2200 м/с ХС, а это уже 1700 тонн стартовой массы. Итого, Starship необходимо ПОЛНОСТЬЮ заправить на орбите Луны, т.е. нужен до краёв полный СШ-топливохранилище.

Приступим к подсчётам СШ-танкера, который будет на орбиту Луны возить топливо. 100 тонн сухой массы, 1500 тонн топлива внутри.

Обратно на Землю он уходит пустым. Т.е. конечная масса = 100 тоннам. Для возвращения пустого танкера на Землю нужно 3260 м/с ХС, значит масса топлива для возвращения = 150 тоннам.

Итак, на Луну нужно доставить минимум 100 тонный танкер, 150 тонн топливо для возвращения, а остатки топлива слить. Стартовая масса после десяти дозаправок танкерами по 150 тонн ПН на НОО даст 1600 тонн стартовой массы. Для полёта на Луну и выхода на её орбиту понадобится 3940 м/с ХС. Итого, из 1600 тонн до орбиты Луны долетит 550 тонн. Из которых 250 тонн - это топливо для возвращения танкера и собственно танкер. Итого за один рейс к Луне привозим 300 тонн топлива. 

Итого, на заправку накопителя на орбите Луны нужно 5 полётов лунного танкера, для каждого полёта которого нужен десяток полётов танкеров на НОО. Итого, 50 полётов для одного только танкера накопителя.

Поскольку лунный лендер всё равно на орбите должен заправляться, его на НОО можно полностью не заправлять. Но ему нужно 3940 м/с ХС, чтобы просто до накопителя долететь.

Т.е. 600 тонн стартовой массы на НОО ему нужно. Это 300 тонн топлива, или 2 рейса танкером на НОО (у меня оптимистичный сюжет, что СШ будет на НОО по 150 тонн выводить при сухой массе всего 100 тонн).

Такая же стартовая масса нужна для накопителя. Он хоть и не должен доставлять ПН, но его сухая масса сильно вырастит, чтобы он мог хранить криогенные жидкости без потерь.

Итого для миссии нужно:

1 рейс СШ лендера.

2 рейса танкера на НОО для его дозаправки.

1 накопитель на орбите Луны.

2 рейса танкера на НОО, чтобы танкер накопитель вывести на орбиту Луны. Необязательно делать это каждый раз, но тем не менее.

5 рейсов танкеров на орбиту Луны.

И пятьдесят рейсов танкеров на НОО для заправки этих танкеров для орбиты Луны.

Итого выходит 58 рейсов для КАЖДОГО полёта + 3 раховых рейса для доставки накопителя для Луны.

И это при условии, что СШ выводит 150 тонн на НОО при полной многоразовости.

Если он будет на НОО закидывать по 100 тонн, то будет так:

1 рейс СШ лендера.

3 рейса танкера.

1 накопитель.

3 рейса для его дозаправки.

5 рейсов танкера на орбиту Луны.

и 75 рейсов танкера на НОО для дозаправки танкеров для заправки танкера накопителя.

Итого, 84 рейса для каждого полёта с посадкой на Луну.

Большой размер баков обеспечивает возможность эффективного гиперзвукового планирования

На Луне он этого не обеспечивает. На поверхности Луны - тоже.

На Луне - это лишь перерасход топливо.

А тратить топливо, чтобы садить на Луну бак с ТПЗ - дичайшее расточительство.

Иначе неизбежна парашютная или комбинированная посадка, а значит необходима большая площадь.

Ну Луне площадь не роляет.

[cross-track]

После создания станции на поверхности и завода по производству топлива самое выгодное заправка местным топливом. Кислород составляет большую часть массы, а его можно производить из реголита в любой точке поверхности Луны.

Ты хоть представляешь, сколько надо энергии и реголита, чтобы хотя бы один полностью заправленный кислородом Starship иметь?

Тебе придётся буквально ТЫСЯЧИ тонн реголита обрабатывать.

Это не так.

Это так.

Я люблю числа, поэтому возьму сухую массу Starship в 100 тонн, ПН в 100 тонн, УИ Raptor V2 в 372 секунды  и рассчитаю необходимое кол-во дозаправок.

Миссия: опустить 100 тонн на пов-ть Луны и вернуть обратно на Землю.

А разве для лунного Старшипа предусмотрен возврат на Землю?
Или это про другое?

[Верный Союзник с Окинавы]

А с маленьким Лендером, садящимся на пов-ть Луны было бы проще.

Возьмём лендер сухой массой 30 тонн, с ПН в 100 тонн, и УИ ЖРД в 372 секунды.

Для посадки и взлёта с Луны нужно 4400 м/с ХС. Это 450 тонн массы лендера на орбите Луны перед посадкой.

Чтобы вернуть 100 тонн ПН, 30 тонн лендера и 100 тонн сухой массы СШ-буксира с орбиты Луны на Землю, нужно 3260 м/с ХС, или 550 тонн стартовой массы на орбите Луны. 

Для их доставки нужно 3940 м/с ХС. Для этого нужен полностью заправленный СШ на НОО. Это - десять рейсов танкеров с 150 тоннами топлива на НОО.

Итого, 

1 пуск буксира, который в грузовом отсеке выводит 100 тонн ПН и 30 тонн лендера.

10 пусков танкеров, заправляющих буксир и полностью заправляющих лендер.

[Верный Союзник с Окинавы]

А разве для лунного Старшипа предусмотрен возврат на Землю?
Или это про другое?

Если корабль только для рейсов Луна-орбита-Луны, то больше 500 тонн стартовой массы ему и не надо.

[LRV_75]

Итого,

1 пуск буксира, который в грузовом отсеке выводит 100 тонн ПН и 30 тонн лендера.

10 пусков танкеров, заправляющих буксир и полностью заправляющих лендер.

Даже это дохрена. 
А что получится для ПН 50 тонн?

[Max Andriyahov]

Старшип делается для Марса. Просто Маск будет его испытывать за счет НАСА))) Лунный вариант будет с минимальными переделками (ТЗП снимут и хватит) 
Идеальное преступление.

[Верный Союзник с Окинавы]

Даже это дохрена.
А что получится для ПН 50 тонн?

В любом случае, в том расчёте была ошибка. Я забыл учесть, что "550 тонн стартовой массы на орбите Луны" - это при обратном полёте, когда лендер уже пустой. А масса, выводимая на орбиту Луны должна включать ещё топливо лендера. Так что по факту понадобится, не десять, а 16 пусков.

Далее буду считать с учётом этого.

Для 50 тонн ПН и лендера на 20 тонн сухой массы нужно около 250 тонн стартовой массы на орбите Луны. Этого хватит для посадки на пов-ть и последующего взлёта.

Для доставки на Землю лендера без топлива, ПН и СШ-буксира (220 тонн итого) нужно 3260 м/с ХС, или 550 тонн стартовой массы всего, из которых 330 тонн - топливо.

Итого, на Луну доставить ПН (50 тонн) + лендер (20 тонн) + топливо для лендера (180 тонн) + СШ-буксир (100 тонн) + топливо для буксира, чтобы отбуксировать весь хабар домой (330 тонн) = 680 тонн. 

Так что для посадки 50 тонн на пов-ть и их возвращения нужен десяток пусков. Что уже реально. При массе на орбите 140 тонн, Apollo возвращал на Землю пять тонн, т.е. примерно такое же соотношение ПН к стартовой массе (1500 к 50).

[Zhilinsky Valerij]

После создания станции на поверхности и завода по производству топлива самое выгодное заправка местным топливом. Кислород составляет большую часть массы, а его можно производить из реголита в любой точке поверхности Луны.

Ты хоть представляешь, сколько надо энергии и реголита, чтобы хотя бы один полностью заправленный кислородом Starship иметь?

Тебе придётся буквально ТЫСЯЧИ тонн реголита обрабатывать.

Реголита надо относительно не много. Просто сосчитай массовую долю кислорода в реголите. Но главное - шлак после извлечения кислорода почти готовый металл, который можно использовать в 3D печати. другое дело, что я сомневаюсь в том, что все детали и заготовки будут производиться 3D печатью. Например, фасонные детали и прокат...
 
Но, в общем, ты прав в том отношении, что придётся перерабатывать тысячи тонн. Это верно, только вот шлак после извлечения кислорода - это порошок, пригодный для печати металлом. Свойства этого сплава я не знаю, но здесь важно, что он местный, и пригоден как для печати малонагруженных элементов, так и для рафинирования и получения требуемых сплавов.

 

Это не так.

Это так.

Я люблю числа, поэтому возьму сухую массу Starship в 100 тонн, ПН в 100 тонн, УИ Raptor V2 в 372 секунды  и рассчитаю необходимое кол-во дозаправок.

Миссия: опустить 100 тонн на пов-ть Луны и вернуть обратно на Землю.

Считать необходимые массы топлива в космонавтике удобнее с конца, так и поступлю.

На орбите Луны висит СШ с 100 тоннами груза, и он делает импульс для полёта на Землю. Для этого нужно 3260 м/с ХС, а для них нужно 300 тонн топлива. Итого, на орбите Луны после взлёта должно быть 500 тонн стартовой массы.

Уже здесь первые ошибки. Импульс для полёта к Земле у тебя взят для круговых орбит, а Старшип возвращается к Земле по очень сильно вытянутой, и входит в атмосферу почти со второй космической. то есть ты минимум в два раза преувеличил массу топлива.
 

Для вывода 500 тонн на орбиту Луны понадобится 2200 м/с ХС, а это 900 тонн стартовой массы на поверхности Луны.
Чтобы опустить 900 тонн на Луну, нужно 2200 м/с ХС, а это уже 1700 тонн стартовой массы. Итого, Starship необходимо ПОЛНОСТЬЮ заправить на орбите Луны, т.е. нужен до краёв полный СШ-топливохранилище.

Ошибка накапливается. Пересчитай.
 

Приступим к подсчётам СШ-танкера, который будет на орбиту Луны возить топливо. 100 тонн сухой массы, 1500 тонн топлива внутри.

Обратно на Землю он уходит пустым. Т.е. конечная масса = 100 тоннам. Для возвращения пустого танкера на Землю нужно 3260 м/с ХС, значит масса топлива для возвращения = 150 тоннам.

Для простоты - сухая масса танкера несколько меньше, чем масса лендера. И топлива, соответственно, надо меньше для полёта к Луне и обратно. Выгодно максимально увеличить баки танкера, чтобы больше доставить, так как конструктивное совершенство танкера очень высокое.
 

Итак, на Луну нужно доставить минимум 100 тонный танкер, 150 тонн топливо для возвращения, а остатки топлива слить. Стартовая масса после десяти дозаправок танкерами по 150 тонн ПН на НОО даст 1600 тонн стартовой массы. Для полёта на Луну и выхода на её орбиту понадобится 3940 м/с ХС. Итого, из 1600 тонн до орбиты Луны долетит 550 тонн. Из которых 250 тонн - это топливо для возвращения танкера и собственно танкер. Итого за один рейс к Луне привозим 300 тонн топлива.

На деле танкер на ОЛО привозит больше топлива, чем его заправляют в лендер, за счёт больших баков и лучшего конструктивного совершенства.
 

Итого, на заправку накопителя на орбите Луны нужно 5 полётов лунного танкера, для каждого полёта которого нужен десяток полётов танкеров на НОО. Итого, 50 полётов для одного только танкера накопителя.

Поскольку лунный лендер всё равно на орбите должен заправляться, его на НОО можно полностью не заправлять. Но ему нужно 3940 м/с ХС, чтобы просто до накопителя долететь.

Т.е. 600 тонн стартовой массы на НОО ему нужно. Это 300 тонн топлива, или 2 рейса танкером на НОО (у меня оптимистичный сюжет, что СШ будет на НОО по 150 тонн выводить при сухой массе всего 100 тонн).

Такая же стартовая масса нужна для накопителя. Он хоть и не должен доставлять ПН, но его сухая масса сильно вырастит, чтобы он мог хранить криогенные жидкости без потерь.

Итого для миссии нужно:

1 рейс СШ лендера.

2 рейса танкера на НОО для его дозаправки.

1 накопитель на орбите Луны.

2 рейса танкера на НОО, чтобы танкер накопитель вывести на орбиту Луны. Необязательно делать это каждый раз, но тем не менее.

5 рейсов танкеров на орбиту Луны.

И пятьдесят рейсов танкеров на НОО для заправки этих танкеров для орбиты Луны.

Итого выходит 58 рейсов для КАЖДОГО полёта + 3 раховых рейса для доставки накопителя для Луны.

И это при условии, что СШ выводит 150 тонн на НОО при полной многоразовости.

Если он будет на НОО закидывать по 100 тонн, то будет так:

1 рейс СШ лендера.

3 рейса танкера.

1 накопитель.

3 рейса для его дозаправки.

5 рейсов танкера на орбиту Луны.

и 75 рейсов танкера на НОО для дозаправки танкеров для заправки танкера накопителя.

Итого, 84 рейса для каждого полёта с посадкой на Луну.

Здесь уже полный бред из-за накопления ошибок. Сейчас не готов, но вечером, после отдыха, могу ответить со своим вариантом расчётов по твоим цифрам.
 

Большой размер баков обеспечивает возможность эффективного гиперзвукового планирования

На Луне он этого не обеспечивает. На поверхности Луны - тоже.

На Луне - это лишь перерасход топливо.

А тратить топливо, чтобы садить на Луну бак с ТПЗ - дичайшее расточительство.

Первое, что он обеспечивает - взлёт с Земли, и последующее возвращение. Я согласен, что, в конечном счёте, кто-то сделает "трёхступенчатый Старшип" для полёта одного или двух-четырёх астронавтов, но сначала надо построить станцию, а это тысячи тонн грузов.
 

Иначе неизбежна парашютная или комбинированная посадка, а значит необходима большая площадь.

Ну Луне площадь не роляет.

Зато роляет на Земле, куда люди (и многоразовый грузовой лендер) возвращаются.

[Юрий Темников]

Ну насчитали!!??Во первых каждый СШ должен летать на своём участке :НОО-ЛОО и обратно ;ЛОО-Луна и обратно.  Во вторых на каждом участке он д б Полностью заправленным,Иначе он практически будет возить только самого себя.Ну и в третьих с ЛОО до НОО всего насколько я помню 800 м\сек ,остальное аэробрекинг.Без наличия инфраструктуры :ТЗБ на орбитах и завода хотя-бы для производства ЖК это невозможно.И почему беспокоит переработка тысяч тонн реголита.Гелиотермохимия это не десятки тысяч м кв фотоэлементов и электролизные ванны .Это десятки тысяч м/кв плёночных зеркал в блоке.И соответствующие мощности ,кстати с возможностью частичной рекуперации (см тоннельная печь).Тогда с НОО  уходит  СШ заправленный в основном метаном,а кислородом только до ЛОО.Сливает метан оставляя на возврат,дозаправляется полностью ЖК везёт его на НОО.Накопленный метан и ЖК доставленный с Луны уходят вниз на лунном СШ.Там его заправляют ЖК и выводят на ЛОО.Таким образом полёты делятся на участки на каждом из которых СШ  полностью заправлен,а главное каждый участок требует намного меньшей ХС и дозаправляется на 75% перед каждым участком.И если Маску нужен Марс с миллионным городом  то без лунных заводов ему не обойтись.Потому как с Лунным ЖК в Лагранже можно обойтись наверное даже без заводов на Марсе (ТЗБ на МОО).
При серийном производстве СШ,это не слишком отдалённое будущее.

[Верный Союзник с Окинавы]

Реголита надо относительно не много.

Много.

Просто сосчитай массовую долю кислорода в реголите.

Ты надеешься на 100%-ный выход и полное разложение оксидов на простое в-во и кислород?

Наивно.

Но главное - шлак после извлечения кислорода почти готовый металл

Нет, смесь разнообразных оксидов металла, кремния, собственно металлов. И всё в разных долях для каждой партии.

так и для рафинирования и получения требуемых сплавов.

Ну ема ты нафантазировал целый металлургический завод, да ещё и на другом небесном теле.

Ты помни, что УЖЕ к концу десятилетия Starship'у нужно уметь летать на Луну и обратно.

Свойства этого сплава

Зато я представляю, сколько энергии и секса нужно, чтобы привести реголит в хоть какой-то удобоваримый вид.

Ещё учти, что ИРЛ чистые металлы из оксидов получают либо реакцией оксидов с водородом, либо реакцией с монооксидом углерода, либо реакцией с химически более активным металлом. Продуктами реакций будут металл, вода и двуокись углерода соответственно.

С водородом и углеродом на Луне не густо. В качестве "химически более активного металла" обычно используют алюминий. Но вот в чём загвоздка - их получают с диким расходом электроэнергии, через электролиз РАСПЛАВА. Электроды, кстати, в случае алюминия одноразовые.

Короче, к весёлым приключениям высокотемпературного 3Д-принтера, плавящего металл, добавляются приключения не менее упоротого металлургического заводика. И всё это на Луне с её вакуумом и сложностями терморегуляции...

Импульс для полёта к Земле у тебя взят для круговых орбит, а Старшип возвращается к Земле по очень сильно вытянутой, и входит в атмосферу почти со второй космической. то есть ты минимум в два раза преувеличил массу топлива.

А вот фиг там. Апогей да, ты можешь понизить за счёт аэродинамического торможения. А вот перигей тебе придётся понижать за счёт тяги двигателя.

Видел, какой огромный у Apollo служебный модуль?

Вот для этого он и был таким большим.

Для простоты - сухая масса танкера несколько меньше, чем масса лендера.

Для всех кораблей взята сухая масса в 100 тонн.

Кроме накопителя, у которого она 200 тонн.

Здесь уже полный бред из-за накопления ошибок. Сейчас не готов, но вечером, после отдыха, могу ответить со своим вариантом расчётов по твоим цифрам.

Ты считать-то никогда не умел, а всё время, что здесь сидел, грезил офисами катерпилларов на НОО и тому подобным.

А сейчас лунными туристами, маедзавами и прочими марсоосвоятелями.

Первое, что он обеспечивает - взлёт с Земли, и последующее возвращение. Я согласен, что, в конечном счёте, кто-то сделает "трёхступенчатый Старшип" для полёта одного или двух-четырёх астронавтов, но сначала надо построить станцию, а это тысячи тонн грузов.

Нужна не станция на 1000 тонн массы.

Нужен полёт с посадкой в 2028 году.

Грёзы, что "ну вот построят заводик, тогда и залетаем" не обрадуют никого.

Лично мне камбека человечества на Луну уже заколебало ждать. Да и не дождусь я его, хоть и молодой.

Зато роляет на Земле, куда люди (и многоразовый грузовой лендер) возвращаются.

Нет ни малейшей капли смысла чтобы опускать на поверхность луны бак с ТПЗ, и потом этот тяжелый бак с ТПЗ возвращать на орбиту Луны.

Гораздо рациональнее оставить его ждать на орбите Луны.

Люди, которые летали на Луну дураками не были, поэтому служебный модуль Аполлона не ставили поверх лендера, а оставили его ждать на орбите Луны.

[Дмитрий Виницкий]

Просто сосчитай массовую долю кислорода в реголите. Но главное - шлак после извлечения кислорода почти готовый металл, который можно использовать в 3D печати. другое дело, что я сомневаюсь в том, что все детали и заготовки будут производиться 3D печатью. Например, фасонные детали и прокат..

Удалено! Предупреждение за публичное оскорбление!

[garg]

Большой размер баков обеспечивает возможность эффективного гиперзвукового планирования, что, в свою очередь, обеспечивает ракетнодинамическую посадку в заданном месте с малым расходом топлива.

И при чем тут лунный лендер который на землю не вернется?

Вас уже плющит не разбирая чем где как и когда?

[Дмитрий Инфан]

Гораздо рациональнее оставить его ждать на орбите Луны.

Рациональнее, но людям на Луне надо где-то жить. А жить в лендере типа LEM (где жилой отсек объёмом, примерно, с сортир) - то ещё удовольствие.

[Верный Союзник с Окинавы]

Гораздо рациональнее оставить его ждать на орбите Луны.

Рациональнее, но людям на Луне надо где-то жить. А жить в лендере типа LEM (где жилой отсек объёмом, примерно, с сортир) - то ещё удовольствие.

Жить надо, но не в баке. А в жилом модуле, который можно опустить на Луну вместо бака.

[Astro Cat]

Жить надо, но не в баке. А в жилом модуле, который можно опустить на Луну вместо бака.

Жилой модуль должен быть на Луне до прибытия людей. А гонять вверх-вниз надо минимум. Это чуть побольше аполлоновского модуля. Тонн на 20 ориентироваться можно.

[Юрий Темников]

Одейлийская солнечная печь — это 9 600 зеркал, объединенных в 63 блока, которые могут поворачиваться и направляться в нужную сторону, для того чтобы поймать максимальное количество солнечных лучей. Благодаря отражению и фокусированию в одной точке эта солнечная печь способна аккумулировать энергию почти 10 тысяч солнц! В результате этого достигается колоссальная температура. В считанные секунды можно нагреть исследуемый объект до 3 500ºС! Это очень много и очень быстро. К тому же здесь нет никаких примесей и посторонних веществ, как это бывает при получении столь высоких температур при помощи других источников энергии.

Источник: https://travelask.ru/blog/posts/22353-kak-rabotaet-solnechnaya-pech-i-dlya-chego-stroyat-ogromnye

[benderr]

Одейлийская солнечная печь -- это 9 600 зеркал

о! вы предлагаете это возвести на луне?


ну чО, если «состава не знаю,но можно пищщатать силовые элементы», то конечно...
но блжд, к тому времени когда это строительство станет возможным,человеки уже  освоют ТЕЛЕПОРТ!
9 600 зеркал тащить на луну-да нефик делать!

[Max Andriyahov]

Одейлийская солнечная печь -- это 9 600 зеркал

о! вы предлагаете это возвести на луне?


ну чО, если «состава не знаю,но можно пищщатать силовые элементы», то конечно...
но блжд, к тому времени когда это строительство станет возможным,человеки уже  освоют ТЕЛЕПОРТ!
9 600 зеркал тащить на луну-да нефик делать!

разобрать один старшип с полированными баками и вывернуть наизнанку