Имеем большое количество носителей которые либо ненадежны уже( старые МБР), либо еще( новые проекты РН), либо которым не хватает мочи( Союз,Протон) для полетов на геостационар с приличным грузом.
Низкоорбитальная станция-топливохранилище+ запас пристыкованных к ней РБ, возможно, сделали бы геостационар с приличным весом более достижимым чем 40- и более тонники. Стыковка у нас вполне отработана.
Да считалось это. Только "запас пристыкованных к ней РБ" - излишний, достаточно дотащить на станцию последнюю ступень РН, дооборудованную для дозаправки и повторного запуска ДУ. Дело в цене, или остаточной стоимости таких РН. Если топливо на станции будет вдвое дешевле, чем стоимость выведения груза на низкую орбиту квалифицированной РН, то не только 40-тонник, но и экваториальный старт будет излишним.
Тут есть две проблемы:
- Стыковка с заправочной станцией добавляет риск. Не удалось заправиться - спутнику капут. Из-за этого в основном такого рода проэкты обычно дискутируются в сочетании с многоразовой системой, которая может вернуть спутник даже если сама неисправна. А такой системы пока нет. Знаете ведь чем кончился Кистлер (и Шаттл).
- Пока нет заправки, никто не станет планировать миссии с дозаправкой, а пока нет клиентов, никто не даст денег на заправку. Так и летаем без инфраструктуры, примерно как 1930-е автопробег бензин вез на горбу с запасом на тысячи км.
-- Pete
Цитировать- Стыковка с заправочной станцией добавляет риск. Не удалось заправиться - спутнику капут.
Как это - капут? Останется целёхоньким на станции и будет дожидаться решения о своей судьбе.
А если топливо на бензоколонку доставлять супертяжем с низкой удельной стоимостью доставки ПН?
Одно из возражений против кластерных пусков спутников супертяжами - неудобно заказчикам ждать, пока соберется нужное число спутников для полной загрузки.
А тут можно вывести большую бочку, и несколько месяцев от неё заправлять РБ.
Правда высококипящее топливо, которое удобно для длительного хранения, сильно уступает по УИ паре кислород-водород. А многомесячное хранение водорода на орбите - задача нетривиальная, она существенно усложнит и удорожит заправку.
Но в кислород-водородном топливе водорода одна седьмая по массе.
И кислород длительно хранить намного проще.
Так что вполне возможно заправлять РБ на орбите только кислородом, а водород везти с Земли. Кислород раз в несколько месяцев по нескольку сотен тонн может доставлять на опорную орбиту супертяж.
Если супертяж сделан с разумным использованием размерного эффекта, то стоимость вывода кг ПН у него может быть на десятки процентов ниже, чем у тяжелых носителей.
Вот и подыскалось коммерческое применение супертяжам, обеспечивающее стабильный спрос на несколько пусков в год.
Чем хороша заправка - тем, что топливо можно везти чем попало, точнее - всем, что есть. Но вот хранение водорода в течение месяцев на такой станции - задача решаемая, и по сложности сравнимая с доставкой бака с жидким водородом на станцию (от 2-х до 4-х суток автономного полёта).
Решаемая, но еще не решенная. Я знаю, что морозильники для водорада есть, и вроде даже получается по потребному рас-ходу электричества. Периодичесли на панелях на симпозиумах выступают люди с предложениями. Но в частности похоже, что необходима какая-нибудь искуственная гравитация, чтобы можно было газ стравливать, а жидкость перекачивать. Стало быт, нужно вращение... А никто пока не стыковался с вращаюшимся объектом. Ну и вообще много заморочек. В принципе сейчас ULA работает над похожими объектами (они недавно эксперимент по оседанию вращением проводили на Центавре), но они далеко не готовы принимать новое топливо поднятое старыми МБР, даже не близко.
-- Pete
А разве существует у нашей цивилизации сейчас потребность выводить на ГСО объекты тяжелее, чем выводятся имеющимися носителями?
В минус:
1.Спутник на ГЕО выгоднее запускать через геопереходную орбиту. Потери при запуске на низкую могут не оправдать более дешевого топлива.
2.На какой орбите будет расположена станция заправки? Космодромов много, поэтому придется делать несколько станций.
В плюс:
1.Если станция будет не только осуществлять заправку, но и обслуживание спутников перед запуском, можно удешевить конструкцию спутников. Например, отказаться от механизмов развертивания СБ и антен, разворачивать их манипулятором со станции.
2. Для низкоорбитальных спутников ремонт и дозаправка увеличит их срок эксплуатации, позволит модернизировать их по мере необходимости.
3.Если будет решен вопрос о производством топлива на Луне, доставку топлива можно будет осуществлять с Луны. Энергетически это выгоднее, чем с Земли.
4.Полноценная система заправки спутников должна предусматривать не одну станцию, а несколько, на низкой орбите, на ГСО, в одной из точек либрации земля - Луна. Это станция может быть первой и позволит отработать элементы будущей системы.
По водороду. Потери значимы при небольших количествах хранимого водорода, с увеличением массы, относительная доля потерь снижается. Для большой станции можно разработать более эфективные холодильники, солнечно защитные экраны и т. д. Это не так сильно скажется на ее стоимости.
Ну на счет обслуживания и ремонта спутников-да, но разворачивать антенны и лопухи СБ которые имеют сейчас огромную площадь на низкой орбите опасно...
Шестопер, "бензоколонка" наоборот путь отказаться от супертяжей и даже 40-тонника... А использовать ресурс устаревающих тяжелых МБР, Союзов, Протонов, всяких частных проектов еще не имеющих должной надежности для коммерческого использования.
zaitcev
Именно потому что стыковка узкое место, бензоколонка обитаемая с экипажем в 5-6 человек.
mihalchuk
Топливо на станции будет и 2 и, в 3 и, возможно, в 5 раз дешевле... Как только появится такая "бензоколонка" сразу оживут попытки забросить на орбиту груз электромагнитной пушкой... А там как бы не дошло до стрельбы очередями:). На счет последней ступени оборудованной для повторного пуска-идея здравая, но скорее по началу будет именно несколько пристыкованных РБ. Причем одноразовых... Технология многоразовых РБ хоть и топчется американцами сейчас, но это дело пока невыгодное...
П.С. Первоначально я думал что вообще будет вонючка, но судя по всему пара кислород-керосин или кислород-метан проблем при хранении и заправке не будет иметь сравнимых с водородом.
ЦитироватьШестопер, "бензоколонка" наоборот путь отказаться от супертяжей и даже 40-тонника... А использовать ресурс устаревающих тяжелых МБР, Союзов, Протонов, всяких частных проектов еще не имеющих должной надежности для коммерческого использования.
МБР, снимаемые с боевого дежурства, вроде как бесплатные. Но по меркам космических носителей они небольшие, боюсь что доставка топлива небольшими "квантами" (каждый из которых должен иметь оборудование для стыковки) будет недешево и трудоемко. Тем более это верно относительно небольших носителей типа Союзов, которые специально нужно будет производить для заправки топливом.
Боюсь чем с этим возиться, дешевле будет сделать 40-тонник и инфраструктуру для него. Например его разработка по схеме Тризенита получается относительно просто и дешево.
Конечно, если бы нам срочно нужно было бы вывести на ГСО что-то очень тяжелое - да, пришлось бы обойтись многопуском существущих носителей. Но ведь задача другая - создать систему, способную дешево выводить множество ПН десятилетиями.
В этом случае заправочная станция имеет плюс по сравнению с 40-тонником, если топливо на неё (или по крайней мере кислород) можно доставлять очень дешево.
Низкую цену вывода кг имеют очень большие ракеты. Возможно с многоразовыми элементами - например я предлагал супертяж с многоразовой первой ступенью с вытеснительными ЖРД, спасаемой из океана.
Если такая схема и не будет иметь крупной выгоды перед традиционным выводом - думаю все равно её нужно реализовать (лишь бы не была явно убыточной). Потому что это даст стабильный спрос на несколько пусков супертяжей в год. А носители такого класса очень полезны для Луны и других амбициозных проектов (больше, чем 40-тонник). Так что если удасться обеспечить супертяжам ещё и коммерческое применение, это будет очень хорошо для космонавтики.
ЦитироватьИменно потому что стыковка узкое место, бензоколонка обитаемая с экипажем в 5-6 человек.
Боюсь что эксплуатация такой заправки будет слишком дорогой. Я выступаю за максимально простую необитаемую заправку - просто большая бочка с переохлажденным кислородом и хорошей теплоизоляцией.
ЦитироватьТопливо на станции будет и 2 и, в 3 и, возможно, в 5 раз дешевле... Как только появится такая "бензоколонка" сразу оживут попытки забросить на орбиту груз электромагнитной пушкой... А там как бы не дошло до стрельбы очередями:).
Не спорю, что выстрел такой пушки будет относительно дешевым. Но топливо придется запускать в небольших контейнерах. Для маневрирования в космосе им все равно понадобятся ракетные двигатели и система управления (вылавливать на орбите неуправляемые контецнеры будет задачей трудоемкой и опасной, тут действительно не обойтись без большого экипажа на заправочной станции). Причем аппаратура нужна в "ударопрочном исполнении", способном выдержать перегрузки - все это контейнер отнюдь не удешевит. А циклопическая пушка будет очень узкоспециализированной системой.
В отличии от супертяжей - там хоть тоже нужна циклопическая инфраструктура, но помимо бочек кислорода, можно выводить разнообразную ПН для самых разных программ.
Зато не надо страховать дорогие космические пуски. На этом можно реально съэкономить. Ну упал носитель с кислородом или керосином-да и фиг с ним.
Слуште, а вы вообще представляете себе реальную ситуацию, когда такая хреновина может пригодится?
ЦитироватьСлуште, а вы вообще представляете себе реальную ситуацию, когда такая хреновина может пригодится?
Никогда!
Одна единственная станция не позволяет сделать межорбитальный буксир многоразовым. Нужно, минимум, две станции на низкой орбите и на ГЕО, лучше три - третья в точке либрации Земля - Луна (Эта станция позволяет делать запуски с северных космодромов).
Такая система может быть многоразовой (на водороде), но делать ее целесобразно лишь при транспортных потоках на ГЕО тысячи тон в год.
Создание такой транспортной системы лишь для обслуживания ГЕО не оправдано. Но она может возникнуть в ходе реализации Лунной программы.
ЦитироватьСлуште, а вы вообще представляете себе реальную ситуацию, когда такая хреновина может пригодится?
Например если мы регулярно летаем на Луну. Тогда вместо 40-тонника удобнее сделать 100-200 тонный носитель.
И использовать его как для лунных рейсов, так и для дозаправки кислородом на опорной орбите разгонных блоков для доставки спутников на геостационар.
При этом усложнение схемы полета, необходимость стыковки может частично нивелироваться низкой удельной стоимостью доставки ПН у супертяжа. Например у Виктории-К доставка килограмма должна обходиться на 30% дешевле, чем у Ангары (удачный пример для сравнения, поскольку оба носителя используют близкие технологии и двигатели одного семейства, и производится должны в одной стране).
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/280/01.shtml
Конечно можно возразить - зачем устраивать стыковки при каждом полете на ГСО, если 40-тонником можно летать на ГСО в однопуск, а на Луну многопуском?
Потому что наличие серийно производимого супертяжа облегчает реализацию многих программ в будущем.
На ту же Луну длительную эспедицию даже супертяж доставит только многопуском, а уж 40-тонников понадобится вагон и маленькая тележка.
ЦитироватьНикогда!
Одна единственная станция не позволяет сделать межорбитальный буксир многоразовым. Нужно, минимум, две станции на низкой орбите и на ГЕО, лучше три - третья в точке либрации Земля - Луна (Эта станция позволяет делать запуски с северных космодромов).
Такая система может быть многоразовой (на водороде), но делать ее целесобразно лишь при транспортных потоках на ГЕО тысячи тон в год.
Если буксир на ГСО делать многоразовым, то тогда уж лучше использовать ЭРД. Тогда заправка на ГСО может содержать рабочее тело, доставляемое с Луны.
ЦитироватьТогда заправка на ГСО может содержать рабочее тело, доставляемое с Луны.
Это как - потратить в десять раз больше рабочего тела, чтобы добыть на Луне газ для ЭРД и доставить его на заправку?
ЦитироватьЭто как - потратить в десять раз больше рабочего тела, чтобы добыть на Луне газ для ЭРД и доставить его на заправку?
Всё зависит от масштабов производства. Но эта схема станет выгодна при громадных грузопотоках, не сегодняшнего и не завтрашнего дня.
Вот использовать супертяж для доставки кислорода с Земли на НОО можно уже в ближней перспективе - аппраты на ГСО тяжелеют, нужен 40-тонник либо альтернатива ему.
Гм... Однако фантазии зашли дальше моей:)))) Луну я пока с коммерческой точки зрения не рассматриваю...
40-тонник на стационарную затянет ну 10 т... Те кто более в теме уточнят... Но не думаю что разница с моей оценкой будет серьезная.
А вот "бензоколонка" позволит вывести 20 т спутник Протоном, РБ к нему модернизированным Союзом, состыковать и заправить на низкой орбите и имеем на стационарной 20 т. Такую нагрузку на стационарную орбиту вытянет 80-90-100-тонник, коему частого применения не будет и следственно надежность и экономичность его будет под большим вопросом.
"Горячий резерв" в виде нескольких РБ на орбите тоже не помешает...
Опять же,повторюсь, топливо и на орбиту тягаем выводимыми с дежурства тяжелыми МБР и частными проектами носителей. Использование тяжелых МБР позволит убить нескольких зайцев, превратив их из обузы( спутники на них пускать что-то не сильно хотят) в коммерческий товар.
ПМСМ сначала такую "бензоколонку" стоит делать для "вонючки". Для нее широчайшая номенклатура движков с МБР которые можно ставить на РБ.
Топливо можно возить на орбиту в виде воды. И хранить его так же. По мере необходимости вода разлагается на водород и кислород, которые сжижаются и накапливаются в баках.
ЦитироватьТопливо можно возить на орбиту в виде воды. И хранить его так же. По мере необходимости вода разлагается на водород и кислород, которые сжижаются и накапливаются в баках.
А сможем организовать электролиз в БОЛЬШИХ обьемах? В малых-то проблем выше головы... А так да, пожалуй наиболее удобное вещество для хранения...
Можно еще попробовать РБ на паре перекись/пентаборан и хранить в орбитальной заправке эту пару. Правда длительное хранение перекиси...
Электролиз-НННШ, лопухи СБ огромные нужны... На НОО...
Перекись-пентаборан тоже... Следы воды в разъемах топливных магистралей быстро забьют все твердыми оксидами бора...
Да и бороводороды не так стабильны как хотелось бы. А хранить нужно долго... ПМСМ рассчетный срок хранения компонентов должен быть 1 год. Так что вонючка и/или керосин(синтин)-кислород.
ЦитироватьЭлектролиз-НННШ, лопухи СБ огромные нужны... На НОО...
Почему обязательно лопухи? А чем вам реактор плох? Или вообще РБ с СДУ и вода как рабочее тело?
С электролизом в больших обьемах проблем больше чем Вы себе представить можете... Станция должна быть на низкой орбите и лопухи невозможны, а реакторы с 800 км вроде разрешено. Реакторы тоже требуют огромных теплообменников... Факира сообщения почитайте. Вы про радиационные пояса не забыли? Там будет экипаж. Да и электроника в радиационных поясах портится. Так что орбита по высоте как наш Мир, солнечных батарей так чтобы хватало на компенсацию аэродинамического торможения и охлаждение кислорода.
СДУ на солнечных лучах+водород( вода хуже) как рабочее тело тут уже обсуждалась... Весьма спорное решение. Проекты келдышевцев и американские так и не залетали...
ЦитироватьС электролизом в больших обьемах проблем больше чем Вы себе представить можете... Станция должна быть на низкой орбите и лопухи невозможны, а реакторы с 800 км вроде разрешено. Реакторы тоже требуют огромных теплообменников... Факира сообщения почитайте. Вы про радиационные пояса не забыли? Там будет экипаж. Да и электроника в радиационных поясах портится. Так что орбита по высоте как наш Мир, солнечных батарей так чтобы хватало на компенсацию аэродинамического торможения и охлаждение кислорода.
Лопухи - и правда невозможны, а вот закон, запрещающий использовать реакторы на высотах ниже 800км - не физический, его и пересмотреть можно... А холодильники - всяко будут меньше, чем потребные СБ... Особенно если капельные... Насчет экипажа - по мне, так спорное решение... Зачем собственно? Для того, чтоб ТОРУ можно было задействовать? Насчет электролиза: если у нас будет реактор, то зачем нам тогда электролиз? Не проще высокой температурой разлагать? А электричество - пустить на охлаждение...
ЦитироватьСДУ на солнечных лучах+водород( вода хуже) как рабочее тело тут уже обсуждалась... Весьма спорное решение. Проекты келдышевцев и американские так и не залетали...
Да, летной техники не было. Но можно ведь когда-то и попробовать... На воде УИ будет примерно как у ЖРД на LH/LOX
ЦитироватьС электролизом в больших обьемах проблем больше чем Вы себе представить можете... Станция должна быть на низкой орбите и лопухи невозможны...
А поподробнее можно? Насчёт ограничения лопоухости.
Про лопоухость: сколько киловатт мощности нужно чтобы за сутки разложить тонну воды? Учтите что КПД электролиза будет либо далек от 70%, либо весить это будет чудовищно... При больших мощностях подаваемых на электроды рост всяческих побочных процессов типа пузыреобразования и эррозии электродов становятся очень заметными. Также могут вырабатываться побочные продукты типа перикиси водорода. В космосе бороться с этими процессами совсем не то что на земле... Так что сотни или даже тысячи м2 СБ на НОО-сон разума... Не забываем что мы летим низко дабы экипаж не переоблучался, а аэродинамическое торможение на низкой орбите будет сильное...
Alex_II
Капельный радиатор пока лишь лабораторная игрушка и у меня есть уверенность что для больших мощностей он не пригоден будет из-за потери теплоносителя. Прямое термическое разложение воды еще большая фантастика.
Подведя итог, электролиз и реакторы в данном случае НННШ.
ЦитироватьПро лопоухость: сколько киловатт мощности нужно чтобы за сутки разложить тонну воды? Учтите что КПД электролиза будет либо далек от 70%, либо весить это будет чудовищно... При больших мощностях подаваемых на электроды рост всяческих побочных процессов типа пузыреобразования и эррозии электродов становятся очень заметными. Также могут вырабатываться побочные продукты типа перикиси водорода. В космосе бороться с этими процессами совсем не то что на земле... Так что сотни или даже тысячи м2 СБ на НОО-сон разума... Не забываем что мы летим низко дабы экипаж не переоблучался, а аэродинамическое торможение на низкой орбите будет сильное...
Подведя итог, электролиз и реакторы в данном случае НННШ.
Так итога-то и не видно! Одни слова. Взяли бы хотябы плотность атмосферы на высоте 400 км, помножили бы на мидель лопухов, и, учитывая орбитальную скорость рассчитали бы сопротивление. Было бы что обсуждать.
Кстати, тонна воды в сутки - это довольно много. Возьмите для начала 300 килограммов, за глаза хватит. И посчитайте мощность в киловаттах.
Н-ну..
Расход 1т/сут соответствует ~500кВт, электролизер ~1т. Это на земле.
Это 110 кг водорода + 890 кг кислорода / сутки, куда это деть?
ЦитироватьЭто 110 кг водорода + 890 кг кислорода / сутки, куда это деть?
Можно не сжижать, надувать "шарики". И к РБ тоже вешать пару пузырей. :)
"Шарики" на низкой орбите?:)
Проще уж тогда парашют с распорками прикрепить к станции... И, это,
про мусор космический не забываем:)