Наверное, есть смысл наследовать ( без излишнего балагана)
Заправки на орбите
http://88.210.62.157/phpBB2/viewtopic.php?t=12322&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=
автор avminch
Заправка на низкой орбите
http://88.210.62.157/phpBB2/viewtopic.php?t=3582&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=
автор Технократ
ИМХО, были и другие.
ЦитироватьRobotically refueling and maintaining satellites in Earth orbit will allow government agencies and private companies to dramatically extend the lifetime of these valuable communications and scientific assets, advocates say.
When a satellite (http://www.space.com/24839-satellites.html) launches into geosynchronous Earth orbit these days, propellant makes up about half its mass. Lofting a satellite with only a portion of the fuel it would need to complete its mission, with the ability to inject more propellant in the future, would scale costs down considerably and enable more instruments to be packed aboard.
"Propellant makes no money, does no science, does no good to anybody. It's just there to enable instruments," Benjamin Reed, deputy project manager of NASA's Satellite Servicing Capabilities Office (SSCO), told Space.com.
http://www.space.com/25259-robotic-satellite-servicing-nasa-technology.html
ЦитироватьNASA Tests New Robotic Refueling Technologies
March 5, 2014
NASA has successfully concluded a remotely controlled test of new technologies (http://www.nasa.gov/content/goddard/nasa-tests-new-technologies-for-robotic-refueling) that would empower future space robots to transfer hazardous oxidizer (http://www-pao.ksc.nasa.gov/nasafact/count2.htm) – a type of propellant – into the tanks of satellites in space today.
Concurrently on the ground, NASA is incorporating results from this test and the Robotic Refueling Mission (http://ssco.gsfc.nasa.gov/robotic_refueling_mission.html) on the International Space Station (http://www.nasa.gov/mission_pages/station/main/) to prepare for an upcoming ground-based test of a full-sized robotic servicer system that will perform tasks on a mock satellite client.
Collectively, these efforts are part of an ongoing and aggressive technology development campaign to equip robots and humans with the tools and capabilities needed for spacecraft maintenance and repair, the assembly of large space telescopes, and extended human exploration.
Technologies to Help Satellites That Help Earth
NASA's Goddard Space Flight Center in Maryland and Kennedy Space Center in Florida are combining efforts to test new robotic refueling technologies that could help satellites live longer in space. In this video team members describe RROxiTT and the applications of satellite servicing technology.
https://www.youtube.com/watch?v=CSErB9H5-qY#t=221 (https://www.youtube.com/watch?v=CSErB9H5-qY#t=221)
The Satellite Servicing Capabilities Office (SSCO) (http://ssco.gsfc.nasa.gov/index.html) at NASA's Goddard Space Flight Center (http://www.nasa.gov/centers/goddard/home/) in Greenbelt, Md., checked another critical milestone off their list with the completion of their Remote Robotic Oxidizer Transfer Test (RROxiTT) (http://ssco.gsfc.nasa.gov/propellant_transfer_technologies.html) in February 2014.
"This is the first time that anyone has tested this type of technology, and we've proven that it works. It's ready for the next step to flight," says Frank Cepollina (http://ssco.gsfc.nasa.gov/bio-cepollina.html), veteran leader of the five servicing missions to the Hubble Space Telescope (http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/servicing/index.html) and the associate director of SSCO.
"RROxiTT gives NASA, and the satellite community at large, confidence that advanced satellite refueling and maintenance technologies aren't a wild dream of the future," says Cepollina. "They're being built and tested today – and the capabilities that they can unlock can become a reality."
Since 2009, SSCO has been investigating human and robotic satellite servicing while developing the technologies necessary to bring on-orbit spacecraft inspection, repair, refueling, component replacement and assembly capabilities to space.
Taking lessons learned from the successful Robotic Refueling Mission, the SSCO team devised the ground-based RROxiTT to test how robots can transfer hazardous oxidizer, at flight-like pressures and flow rates, through the propellant valve and into the mock tank of a satellite.
While this capability could be applied to spacecraft in multiple orbits, SSCO focused RROxiTT specifically on technologies that could help satellites traveling the busy space highway of geosynchronous Earth orbit (http://www.nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/orbit_feature_5-8.html), or GEO.
Located about 22,000 miles above Earth, this orbital path is home to more than 400 satellites, many of which beam communications, television and weather data to customers worldwide.
By developing robotic capabilities to repair and refuel GEO satellites, NASA hopes to add precious years of functional life to satellites and expand options for operators who face unexpected emergencies, tougher economic demands and aging fleets. NASA also hopes that these new technologies will help boost the commercial satellite-servicing industry that is rapidly gaining momentum.
Besides aiding the GEO satellite community, a capability to fix and relocate "ailing" satellites also could help mitigate the growing orbital debris problem that threatens continued space operations, ultimately making space greener and more sustainable.
Goddard and Kennedy Collaborate on New Technologies
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/92852.jpg) (http://www.nasa.gov/sites/default/files/nasa_rroxitt_toolb.jpg)
RROxiTT lead roboticist Alex Janas stands with the Oxidizer Nozzle Tool as he examines the work site.
Image Credit:
NASA/Chris Gunn
RROxiTT tested a suite of new robotic technologies and procedures developed by the SSCO team at two collaborating centers, Goddard and Kennedy Space Center (http://www.nasa.gov/centers/kennedy/home/), Fla.
Technologies included (http://ssco.gsfc.nasa.gov/propellant_transfer_technologies.html) a flexible propellant hose, a new Oxidizer Nozzle Tool, and a unique propellant transfer system (PTS) (http://www.nasa.gov/content/testing-continues-for-satellite-servicing-capabilities) all developed by the multi-Center SSCO team. The PTS, consisting of oxidizer tanks, seal-less pumps, flow-metering devices, and a maze of tubing, contains the components a servicer satellite would need to replenish the propellant of orbiting spacecraft for many years of extended life.
During operations, a robot operator at NASA Goddard in Maryland commanded an industrial robot at Kennedy in Florida -- more than 800 miles away -- to mate to a satellite valve and transfer propellant into a mock tank. At the conclusion of nine days of RROxiTT operations, the SSCO team declared victory.
"It's one thing to build a set of technologies and discover that they work," says Benjamin Reed (http://ssco.gsfc.nasa.gov/bio-reed.html), deputy project manager of SSCO at Goddard. "It's another thing to consider the capabilities that they could unlock. The paradigm of one-and-done should be relegated to the 20th century – the future of space will be re-use, re-purpose and replenish."
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/92853.jpg) (http://www.nasa.gov/sites/default/files/nasa_rroxitt_test.jpg)
Located at NASA's Kennedy Space Center in Florida, but commanded from NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., the RROxiTT industrial robot mimicked how future space robots could transfer oxidizer to a satellite valve.
Image Credit:
NASA
Applications to Help People Stay Safer on Earth
While RROxiTT technologies are being designed for use in space, they may one day be applied to robotically replenish satellites before they launch.
Oxidizer (http://www-pao.ksc.nasa.gov/nasafact/count2.htm) – namely nitrogen tetroxide – is a chemical that, when mixed with satellite fuel, causes instant combustion that provides thrust (motion) for a satellite. The liquid is contained within a satellite tank at intense pressures, up to 300 pounds per square inch (about 20 times atmospheric pressure). Toxic, extremely corrosive and compressed, it requires special handling.
Using these new RROxiTT technologies to robotically fill up satellites on the ground would keep humans at a safe distance during these extremely hazardous operations.
Future Satellite Servicing Demonstrations
Since wrapping up RROxiTT, SSCO is broadening its portfolio to include xenon transfer technologies -- propellant used by satellites with electric propulsion systems.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/92854.png) (http://www.nasa.gov/sites/default/files/robotic_servicing_artist_concept.png)
A robot servicer could use autonomous rendezvous and fluid transfer technologies to extend the life of orbiting satellites (depicted, artist's concept).
Image Credit:
NASA
The team is also gearing up for the next phase of the Robotic Refueling Mission (http://ssco.gsfc.nasa.gov/rrm_phase2.html) on the International Space Station (http://www.nasa.gov/mission_pages/station/main/). The next Automated Transfer Vehicle (//http:///C:/Users/Rgutro/AppData/Local/Temp/2/Automated%20Transfer%20Vehicle), currently scheduled to launch to the space station in June of this year, will deliver new RRM hardware for a fresh set of activities.
Upcoming demonstrations include spacecraft inspection, the replenishment of cryogens in satellites not originally designed for in-flight service, and advanced solar cell technology. A separate space station demonstration currently in development will focus on real-time relative navigation (http://ssco.gsfc.nasa.gov/Rendezvous_proximity_operations.html).
On the ground, SSCO will be conducting a separate test at Goddard in later this year. Drawing from lessons learned from RRM, RROxiTT, and their efforts in robot algorithms and development, the team will command a full-sized robot servicer system to perform a series of servicing tasks on a suspended satellite mockup. Results will help the team evaluate how the numerous servicer subsystems and technologies work together as an integrated system to accomplish servicing objectives. The event will test both proven and newly developed technologies.
"Sustainable space development is not only good stewardship of the shared resource of outer space," says Reed, "but it also makes sense as we develop the skill set to embark humans deeper into our solar system."
Dewayne Washington and Adrienne Alessandro
NASA's Goddard Space Flight Center (http://www.nasa.gov/goddard), Greenbelt, Md.
Цитировать(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/103407.jpg)Рис. 2.
Танкер-заправщик «Союз-В»
1 - емкость с компонентом топлива; 2 - двигатели причаливания и ориентации; 3 - жалюзи системы терморегулирования; 4 - приборный отсек; 5 - гидроразъем для перелива топлива; 6 - сближающе-корректирующий двигатель; 7 - стыковочный узел, 8 - головка наведения
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/103409.jpg)
ЦитироватьРис. 4
Заправка топливом на орбите
1 - ракетный блок; 2, 3 - навесные отсеки; 4 - емкость с
Цитировать(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/103410.jpg)
Рис. 5.
Ракетно-космическая система «Союз» после окончания сборки и заправки
1, 7 - навесные отсеки; 2 - агрегатный отсек; 3 - приборный отсек; 4 - спускаемый аппарат; 5 - бытовой отсек; 6 - ракетный блок
Цитировать(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/103406.jpg)Рис. 1
Ракетный блок «Союз-Б»
1 - бак окислителя; 2 - двигатель космической ракеты; 3 - приборный отсек с аппаратурой; 4 - двигатель причаливания и ориентации; 5 - узел стыковки заправочной магистрали; 6 - жалюзи системы терморегулирования; 7 - топливные баки сближающе-корректирующего двигателя (СКД); 8 - СКД, 9 - узел механической стыковки с танкером; 10 - инфракрасная вертикаль; 11 - бак горючего; 12 - узел механической стыковки с космическим кораблем.
Цитировать(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/103408.jpg)
Рис. 3
Схема сборки и заправки ракетно-космической системы «Союз»
а - выведение корабля на орбиту и коррекция ее для обеспечения прохождения через район выведения: 1 - номинальная монтажная орбита, 2 - орбита до коррекции, 3 - орбита после коррекции; б - выведение танкеров, сближение, заправка топливом и коррекция орбиты: 1 - траектория автономного сближения, г - стыковка и заправка, 3 - орбита; в - выведение корабля, сближение и сборка: 1 - траектория автономного сближения, 2 - стыковка и сборка, 3 - орбита, 4 - собранная и заправленная ракетная система
- из http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/tvorch-nasl-kor/02-4.html
Всё придумано ещё во времена С.П. Королёва.
Может ну его, супертяж-то? ;)
ЦитироватьSeerndv пишет:
Может ну его, супертяж-то?
Технологии длительного хранения топлива в космосе (желательно не только высококипящего) все равно нужно отрабатывать для межпланетных полетов. Тут возражений нет.
Но выведение топлива ракетами убивает половину смысла околоземной заправки.
Нужно строить катапульту, компактную и дешевую, которая сможет очень дешево выводить топливо с высокой перегрузкой. Лучше всего - в твердом виде, замороженное. Сплошной слиток твердого кислорода или метана конечно не стальной по прочности, но перегрузки порядка сотен g должен переносить запросто.
Катапульта для разгона груза до 10 км/c c перегрузкой 500 g будет иметь длину всего 10 км.
Более того, твердое топливо можно использовать для вывода хлипких конструкций. Более прочные металлоконструкции 500 g переживут без проблем, а остальные можно вмораживать в толщу топливных слитков. Похожим методом увеличивали стойкость электронных схем к перегрузкам в артиллерийских снарядах - заливали электронные блоки эпоксидкой до состояния монолита.
А на орбите можно топливо растопить, слить в другой резервуар (например за счет создания на заправке центробежной силы вращением) и достать выведенную ПН из оболочки снаряда катапульты.
ЦитироватьСплошной слиток твердого кислорода или метана конечно не стальной по прочности, но перегрузки порядка сотен g должен переносить запросто.
Катапульта для разгона груза до 10 км/c c перегрузкой 500 g будет иметь длину всего 10 км.
Более того, твердое топливо можно использовать для вывода хлипких конструкций. Более прочные металлоконструкции 500 g переживут без проблем, а остальные можно вмораживать в толщу топливных слитков. Похожим методом увеличивали стойкость электронных схем к перегрузкам в артиллерийских снарядах - заливали электронные блоки эпоксидкой до состояния монолита.
- ну, положим, стойкости ЭВП добивались несколько иными способами.
Морозить метан и водород с кислородом - слишком сложно. Начать надо с высококипящих.
А вот отправлять "стандартные" ёмкости, дабы их там перехватывали полноценные "танкеры" - вполне себе разумно.
Зачем городить КА вокруг отдельно взятой бочки превращая её в полноценный танкер? :D
И катапульта электромагнитная подошла бы ... только ждать её чёрт знает сколько.
Значит нужен дешёвенький лёгкий носитель с той же "вытесниловкой".
Но это для мелочи типа "заправщиков" спутников и "терминаторов" всякого мусора и окончивших свой бренный путь на орбите сателлитов.
А для заправки парома до Луны, там Марса и иных просторов вселенной ;) , это может оказаться невыгодным.
Лететь на Марс и далее при помощи ЖРД вряд ли имеет смысл. Имеются другие, менее затратные в смысле расхода топлива, способы достижения отдалённых орбит.
ЦитироватьSаlyutman пишет:
Лететь на Марс и далее при помощи ЖРД вряд ли имеет смысл. Имеются другие, менее затратные в смысле расхода топлива, способы достижения отдалённых орбит.
- хорошо ... запас рабочего тела? :oops:
ЦитироватьSeerndv пишет:
ЦитироватьSаlyutman пишет:
Лететь на Марс и далее при помощи ЖРД вряд ли имеет смысл. Имеются другие, менее затратные в смысле расхода топлива, способы достижения отдалённых орбит.
- хорошо ... запас рабочего тела? :oops:
Даже для полёта к краю Солнечной системы, как показывает практика "Пионеров", "Вояджеров" и "Новых горизонтов" чрезмерный запас рабочего тела необязателен. Летают же ведь без прицепных цистерн.
ЦитироватьSаlyutman пишет:
ЦитироватьSeerndv
пишет:
ЦитироватьSаlyutman пишет:
Лететь на Марс и далее при помощи ЖРД вряд ли имеет смысл. Имеются другие, менее затратные в смысле расхода топлива, способы достижения отдалённых орбит.
- хорошо ... запас рабочего тела?
Даже для полёта к краю Солнечной системы, как показывает практика "Пионеров", "Вояджеров" и "Новых горизонтов" чрезмерный запас рабочего тела необязателен. Летают же ведь без прицепных цистерн.
Это не летaют это ползaют.
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
Это не летaют это ползaют.
Тише едешь, дальше будешь. :)
Да и 16 с лишним км в секунду я бы не назвал бы ползанием.
Опять же, гравитационные манёвры можно использовать, вообще халявная скорость
ЦитироватьSаlyutman пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
Это не летaют это ползaют.
Тише едешь, дальше будешь.
Да и 16 с лишним км в секунду я бы не назвал бы ползанием.
Опять же, гравитационные манёвры можно использовать, вообще халявная скорость
Имеется ввиду первичный рaзгон. A для грaв мaневрa подобного турa нужно ждaть подходящего положения плaнет A это дaже не десятилетия.
Меня смущают цитируемые массовые совершенства. Проект Королёва ещё когда делался. Сегодня какой-нибудь РБ Центавр имеет совершенство 8 - это с двигателями и с водородными баками. Для, скажем, кислород-керосинового топлива, мне кажется, можно делать танкеры с совершенством порядка 10.
ЦитироватьSаlyutman пишет:
Лететь на Марс и далее при помощи ЖРД вряд ли имеет смысл. Имеются другие, менее затратные в смысле расхода топлива, способы достижения отдалённых орбит.
ЖРД позволит сократить время перелёта до Марса. А баки с топливом сами по себе - защита от радиации. А вот дальше, конечно, летать на химии уже никакого смысла нет.
Кстaти никто, Это (верхнюю чaсть):
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/tvorch-nasl-kor/15.jpg
С блоком "Е" не срaвнивaл.
http://www.energia.ru/energia/launchers/im/vostok-02_b.jpg
ЦитироватьShestoper пишет:
ЦитироватьSeerndv пишет:
Может ну его, супертяж-то?
Технологии длительного хранения топлива в космосе (желательно не только высококипящего) все равно нужно отрабатывать для межпланетных полетов. Тут возражений нет.
Но выведение топлива ракетами убивает половину смысла околоземной заправки.
Нужно строить катапульту, компактную и дешевую, которая сможет очень дешево выводить топливо с высокой перегрузкой. Лучше всего - в твердом виде, замороженное. Сплошной слиток твердого кислорода или метана конечно не стальной по прочности, но перегрузки порядка сотен g должен переносить запросто.
Катапульта для разгона груза до 10 км/c c перегрузкой 500 g будет иметь длину всего 10 км.
Более того, твердое топливо можно использовать для вывода хлипких конструкций. Более прочные металлоконструкции 500 g переживут без проблем, а остальные можно вмораживать в толщу топливных слитков. Похожим методом увеличивали стойкость электронных схем к перегрузкам в артиллерийских снарядах - заливали электронные блоки эпоксидкой до состояния монолита.
А на орбите можно топливо растопить, слить в другой резервуар (например за счет создания на заправке центробежной силы вращением) и достать выведенную ПН из оболочки снаряда катапульты.
По настоящему эра заправок начнётся, когда станет возможным использовать внеземные источники вещества. А пока что что так, что эдак, а всё придётся запускать с Земли. Поэтому кроме серийных ракет ничего не будет.
Однако, эти направления дают студентам для изучения:
http://www.omgtu.ru/educational_activities/napravleniya_podgotovki_realizuemye_v_omgtu/magistratura/10_160400.68.pdf
Цитировать5. Содержание дисциплины по модулям и видам учебных занятий
5.1. Содержание дисциплины по модулям
1. Анализ современного уровня задач, решаемых космическими аппаратами и сис-
темами. Появление нового подхода к проектированию перспективных КА и космических
систем.
2. Разработка КА, обеспечивающих орбитальное обслуживание, в том числе: ме-
жорбитальная буксировка, дозаправка КА на орбите, замена оборудования. Основные тре-
бования к научно-методическому обеспечению. Математические теории и методы проек-
тирования.
3. Разработка сервисных КА. Основные требования к КА-С для решения типовых
задач на орбитах: КА-буксир, КА-заправщик, КА-ремонтник. Основные требования к на-
учно-методическому обеспечению. Математические теории и методы проектирования
- надежда есть ;)
Цитироватьhttp://www.gazeta.ru/science/2014/03/10_a_5938269.shtml
Отправка грузов на орбиту осложняется тем, что большую часть от веса космического аппарата при запуске составляет ракетное топливо. Из-за этого грузы на Международную космическую станцию (МКС) приходится доставлять в несколько заходов. А это, в свою очередь,существенно замедляет проведение научных экспериментов, модернизацию самой МКС и требует дополнительных финансовых затрат. Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) предложили оригинальное решение. По их словам, проблемы с грузами можно избежать, если построить на орбите Земли станции дозаправки. С их статьей можно ознакомиться в научном журнале Acta Astronautica. Во времена запусков к Луне космических аппаратов типа«Аполлон» данная проблема решалась очень просто: корабли летели с минимальным наклонением к плоскости лунного экватора, что позволяло экономить много топлива и предполагало минимум усилий со стороны экипажа. Тем не менее данный подход утратил актуальность — появилась необходимость совершать посадку в разных областях Луны и менять курс космического аппарата в зависимости от цели, выполняемой экипажем. Профессор Джеффри Хоффман из Массачусетского технологического института и трое его студентов разработали целый проект по исследованию Луны. В его основе лежит система заправочных станций, расположенных на орбите Земли. Предполагается, что несколько космических кораблей смогут за две недели облететь вокруг спутника Земли, а затем и вернуться обратно. Сам процесс дозаправки будет осуществляться посредством автоматического манипулятора или при непосредственном участии астронавтов, одному из которых придется выйти в открытый космос и заправить аппарат. Новаторской идеей является то, что хранилища можно заполнять остатками топлива возвращающихся обратно экспедиций. Со временем хранилища, запас топлива из которых был израсходован, вновь будут наполнены и станут пригодными для использования. Кроме того, Хоффман и его коллеги рассчитали, что расположить подобные заправки лучше всего в так называемых точках Лагранжа — областях в системе Солнце — Земля — Луна, где гравитационные силы, действующие на тела, уравновешиваются центробежными. Тем не менее у предложенного учеными концепта есть и свои минусы. Во-первых, необходимо поддерживать определенные температурные условия, чтобы содержащееся на станциях топливо попросту не испарилось. Более того, ученые пока не знают, как доставить сами заправочные станции в точки Лагранжа. В-третьих, пока не очень ясно, возможно ли многоразовое использование этих заправок. Наконец, существует вероятность, что заправки могут столкнуться с космическим мусором. Ученые полагают, что указанные проблемы возможно решить — достаточно лишь проявить изобретательность и начать реализовывать сам проект по созданию космических заправок. По словам Хоффманна, создание заправок для космических кораблей на орбите поможет людям колонизировать Луну, а также станет серьезным подспорьем в конструировании новых космических станций. В то же время специалисты из NASAсчитают, что создание системы заправок для космических кораблей поможет и в осуществлении, например, полета на Марс и возвращения на Землю. Предполагается, что программа по созданию заправок будет включена в планы по организации пилотируемых проектов на другие планеты....
Цитироватьhttp://www.cosmos-journal.ru/articles/1455/ (http://www.cosmos-journal.ru/articles/1455/)Роботизированный ремонт и заправка на орбите
14.01.2013 Тема: Дозаправка спутников (http://www.cosmos-journal.ru/technique/RRM_%28Robotic_Refueling_Mission__%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%BF%D0%BE_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%B4%D0%BE%D0%B7%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BA%D0%B5%29/), манипулятор Dextre (http://www.cosmos-journal.ru/technique/Dextre_%28%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BF%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%82%D0%BE%D1%80%29/)
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/224042.jpg)
Установка модуля RRM (nasa.gov)
Сегодня NASA (http://www.cosmos-journal.ru/organizations/NASA/)планирует начать тестирование технологии дозаправки космических аппаратов на орбите, используя для этого Международную космическую станцию (http://www.cosmos-journal.ru/technique/%D0%9C%D0%B5%D0%B6%D0%B4%D1%83%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%A1%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F/). Проект RRM (Robotic Refueling Mission, проект по автоматической дозаправке) (http://www.cosmos-journal.ru/technique/RRM_%28Robotic_Refueling_Mission__%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%BF%D0%BE_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%B4%D0%BE%D0%B7%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BA%D0%B5%29/) направлен на будущее космонавтики, ведь без возможности использования ресурсов, которые к нашим услугам в космосе, и технологий для их использования, человеку придется намного дороже платить за исследование космоса. Возможность установить на астероиде (http://www.cosmos-journal.ru/elements/%D0%90%D1%81%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B4%D1%8B/) станцию, которая будет добывать на нем воду, которая затем будет использоваться как топливо и как источник кислорода для дыхания исследователей космоса, позволит запускать с Земли намного менее тяжелый аппарат. Ему не нужно будет нести топливо, необходимое для быстрого перелета к дальним планетам или астероидам Солнечной системы (http://www.cosmos-journal.ru/elements/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0/), и не придется лететь очень долго, используя гравитационные маневры. Достаточно будет добраться до ближайшего астероида, возможно, специально притянутого ближе к Земле, заправиться и лететь до пункта назначения или следующей станции заправки. В отличие от космического лифта (http://www.cosmos-journal.ru/technique/%D0%A2%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0/), технологии будущего, заправка в космосе возможна уже сегодня, а за добычу топлива и полезных ископаемых в космосе уже берутся частные компании.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/224043.jpg)
Модуль обслуживается двумя канадскими руками (nasa.gov)
Чтобы доказать, что все описанное выше не относится к сфере научной фантастики, Американское и Канадское космические агентства (http://www.cosmos-journal.ru/organizations/%D0%9A%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%B4%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B0%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE/) планируют использовать робота Dextre (http://www.cosmos-journal.ru/technique/Dextre_%28%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BF%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%82%D0%BE%D1%80%29/)для имитации заправки около МКС. Его задачей будет отвинтить необходимые крышки, подсоединить провода и перелить фиктивное топливо, а затем вернуть все на место, чтобы воображаемый спутник смог продолжить полет без необходимости запуска нового, а значит – без необходимости потратить больше денег и сжечь в итак загрязненной атмосфере Земли лишнее ракетное топливо.
«Каждый спутник имеет срок жизни и определенную заранее дату вывода из строя, что основано на надежности его рабочих систем и запасе топлива», – разъясняет Бенджамин Рид, заместитель руководителя проекта и сотрудник отдела Способов технического обслуживания спутников (Satellite Servicing Capabilities Office) Центра космических полетов имени Годдарда (http://www.cosmos-journal.ru/organizations/%D0%A6%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80_%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B2_%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B8_%D0%93%D0%BE%D0%B4%D0%B4%D0%B0%D1%80%D0%B4%D0%B0/). По его мнению, ремонт и заправка спутника поможет сохранить миллионы, а в некоторых случаях даже миллиарды долларов и годы работы. Разумеется, после того, как они будут потрачены на космический пост техобслуживания.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/224044.jpg)
Модуль RRM (nasa.gov)
Основная техническая задача проекта RRM – понять, какие технологии потребуются для заправки ремонта спутников на геостационарной орбите (http://www.cosmos-journal.ru/elements/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0/). Эта орбита высотой 35000 километров – дом для самых крупных телекоммуникационных аппаратов, на ней находится около 400 рабочих спутников. Поскольку масса этих аппаратов велика, а орбита – высока, для их запуска используются самые тяжелые ракеты-носители с разгонными блоками, и тем не менее каждый аппарат несет свой запас топлива для поддержания орбиты. При этом топливо, необходимое для поддержания, составляет лишь малую часть и не сравнимо с тем, которое тратится на выведение. Его восполнение – огромная экономия средств. Ремонт на такой орбите не менее важен. Из-за ее высокой населенности, близости орбит всех аппаратов и устойчивости орбиты (она меняется медленно и мусор долго представляет угрозу), выход из строя спутника грозит столкновением (http://www.cosmos-journal.ru/elements/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BC%D1%83%D1%81%D0%BE%D1%80/) сильнее, чем на любой другой высоте (хотя на низкой орбите, где летает МКС, мусора тоже много). Поэтому при признаках неполадок спутник необходимо с геостационарной орбиты увести. Но если будет возможность заменить вышедшую из строя или подающие признаки износа деталь, то опять же аппарат будет сохранении и прослужит дольше. Относительно ремонта спутников NASA разрабатывает еще одну стратегию, предусматривающую запуск аппарата, который сможет снимать с вышедших из строя или отключенных аппаратов рабочие элементы, в первую очередь внешние, и затем ставить их на другие спутники.
Модуль RRM был собран всего за 18 месяцев и запущен на МКС с последним полетом шаттла. Прибыв на станцию 8 июля 2011 года, он также стал последним грузом, которым выгрузили из Атлантиса (http://www.cosmos-journal.ru/technique/%D0%A8%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%BB_%D0%90%D1%82%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B8%D1%81/). В этом году первым начал работу робот Dextre. Это, фактически, роботизированная рука длиной около 3.6 метра. Рука сумела схватить и разъединить два спутанных провода, толщина каждого и которых превышала лишь в два раза толщину бумажного листа. Между проводами было расстояние в несколько миллиметров, но они были успешно разведены в разные стороны, а для заправок и тем более ремонта такие действия должны стать рутиной.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/224045.jpg)
Манипулятор Dextre (nasa.gov)
14-24 января пройдет следующий, более общий этап проверки технологии. В нем будет участвовать и канадский манипулятор Dextre, и американский модуль RRM, при этом работа будет проводится в ручном режиме под управлением Земли. Роботу придется с помощью макета модуля заправки перелить топливо в макет спутника, клапаны которого изначально не предназначены для открытия после запуска.
«Наша команда с нетерпением ждет предстоящей демонстрации технологии, – говорит один из участников проекта Чарли Бэкон. – В течение последних двух лет работы мы провели более 300 часов в подготовке этого события, проверяя запланированные процедуры, проводя моделирование, обсуждая проблемы с нашими коллегами из других организаций и даже стран. Мы надеемся, что удачное завершение тестирования покажет, что дозаправка спутников в космосе – это не дело будущего, мы уже способны на такую работу». Для этого запланированы следующие действия: снятие крышки и открытие клапана типичного бака со сжиженным газом (не предназначенного для открытия и заправки); передача жидкого этанола через систему шлангов, подсоединенную к открытому клапану; снятие покрытия термозащиты аппарата для исследования состояния поверхности и систем; откручивание и закручивание болтов на аппарате; снятие крышки входа питания электрической системы. При ближайшем тестировании, правда, планируется только первая часть, связанная с заправкой.
Космос-Журнал (http://www.cosmos-journal.ru/)
По материалам NASA (http://www.cosmos-journal.ru/redir_link.php?URL=http://www.nasa.gov/)
Ну вот, в этом вся проблема заправок - топливо и сами эти заправки тоже надо доставлять туда. Так почему, в таком случае, не ограничиться просто орбитальной сборкой на околоземной орбите?
Лет пять назад, обсуждая заправки, наиболее распространённым мнением было НННШ. Сейчас технологии потихоньку переходят к стадии тестирования.
В связи с этим - почему бы не рассматривать Луну как источник, в скором будущем, кислорода для двигателей? Его нужно в 2 с лишним раза больше керосина, на Луне он практически везде, технологии его извлечения из лунного грунта известны. Почему бы не иметь лет через 10 пробные поставки первого лунного кислорода на орбиту в качестве компонента топлива?
Цитироватьavmich пишет:
Лет пять назад, обсуждая заправки, наиболее распространённым мнением было НННШ. Сейчас технологии потихоньку переходят к стадии тестирования.
Для того чтобы убедиться, что таки НННШ ;-)
PS Речь про отдельные технологии и текущее время.
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Лет пять назад, обсуждая заправки, наиболее распространённым мнением было НННШ. Сейчас технологии потихоньку переходят к стадии тестирования.
Для того чтобы убедиться, что таки НННШ ;-)
PS Речь про отдельные технологии и текущее время.
Ну так самый довод заняться этим - чтобы показать, что таки НННШ? :) По крайней мере, следуя этой логике.
Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Лет пять назад, обсуждая заправки, наиболее распространённым мнением было НННШ. Сейчас технологии потихоньку переходят к стадии тестирования.
Для того чтобы убедиться, что таки НННШ ;-)
PS Речь про отдельные технологии и текущее время.
Ну так самый довод заняться этим - чтобы показать, что таки НННШ? :) По крайней мере, следуя этой логике.
Говорят, что наука это способ удовлетворить личное любопытство за казенный счет ;)
Цитироватьavmich пишет:
Лет пять назад, обсуждая заправки, наиболее распространённым мнением было НННШ. Сейчас технологии потихоньку переходят к стадии тестирования.
В связи с этим - почему бы не рассматривать Луну как источник, в скором будущем, кислорода для двигателей? Его нужно в 2 с лишним раза больше керосина, на Луне он практически везде, технологии его извлечения из лунного грунта известны. Почему бы не иметь лет через 10 пробные поставки первого лунного кислорода на орбиту в качестве компонента топлива?
Для этого на Луне должна быть полноценная база, хотя бы автоматическая. Её создание - отдельная проблема за которую, по сути, и не брались. Ещё нужна система для транспортировки и хранения кислорода. Никто не говорит, что это невозможно. Но... сколько это будет стоить в сравнении с, допустим, просто тяжёлым носителем?
Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Лет пять назад, обсуждая заправки, наиболее распространённым мнением было НННШ. Сейчас технологии потихоньку переходят к стадии тестирования.
Для того чтобы убедиться, что таки НННШ ;-)
PS Речь про отдельные технологии и текущее время.
Ну так самый довод заняться этим - чтобы показать, что таки НННШ? :) По крайней мере, следуя этой логике.
Ну да, годы идут, а прогресс в этой области движется теми же темпами, что и создание "Ангары". Не получится ли и результат аналогичный? :oops:
И так и остаётся самый главный вопрос, что дешевле: создать орбитальную заправочную инфраструктуру или просто носитель помощнее?
Цитироватьpkl пишет:
И так и остаётся самый главный вопрос, что дешевле: создать орбитальную заправочную инфраструктуру или просто носитель помощнее?
Абсолютно неправильный подход. Во-первых, когда мы что-то создаём, логично задаться вопросом: для чего? Во-вторых, после этого, правильно поставить вопрос: а что же дальше? Здесь, на мой взгляд, важны не столько финансы (если, конечно, затраты отличаются не в разы, а по сабжу по факту вообще спорны), сколько системное качество решений. Если мы хотим проникать в космос всё дальше, то что лучше - развивать топливную инфраструктуру или делать всё более крупные носители? На мой взгляд, заправочные технологии по-любому понадобятся, а развивая супертяжи, наткнёмся на сроки создания 50 лет и ЛКИ 20 лет и привет.
Я, в принципе, не против технологий заправки и сборки на орбите. Но сейчас они явно преждевременны. Если говорить о супертяже, то, разумеется, существует некая оптимальная размерность носителя, дальше которой уже целесообразнее организовать стыковку на орбите и заправку топливом. Где проходит эта линия отсечения? Я точно не знаю. Но, думаю, потенциал наращивания массы ПН ещё не исчерпан. Думаю, до 200 т можно наращивать массу ПН смело.
Цитироватьpkl пишет:
Где проходит эта линия отсечения? Я точно не знаю. Но, думаю, потенциал наращивания массы ПН ещё не исчерпан. Думаю, до 200 т можно наращивать массу ПН смело.
- ага-ага, а избыточную возможность вывода ПН тратить на всё более совершенные и тяжёлые гасители акустических нагрузок, чтобы на орбиту космонавты не прибывали в желеобразном состоянии, к примеру :D , всё более больших САС, (они ведь часто будут требоваться. ага? :( )
Ну и попил денег на монструозных стартах. И разработке не менее монструозных движков и стендов для их испытания, агроменных новых зданий для МИК и et cetera.
Sic itur ad astra ...и к деньгам немножко ;)
Короче, бизнес-план имеет першпективу 8)
Меня лично супертяж привлекает возможностью выводить негабариты.
Цитироватьpkl пишет:
Меня лично супертяж привлекает возможностью выводить негабариты.
А ещё тридцать лет назад разрабатывались методы строительства к космосе имевшимися тогда в наличии средствами.
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/znan/1984/09/9-stroit.html
Цитировать(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/103393.jpg)
НОВОЕ В ЖИЗНИ, НАУКЕ, ТЕХНИКЕ
ПОДПИСНАЯ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ
КОСМОНАВТИКА, АСТРОНОМИЯ
9/1984
Издается ежемесячно с 1971 г.
A. С. Гвамичава,
кандидат технических наук
B. А. Кошелев
СТРОИТЕЛЬСТВО В КОСМОСЕ
в приложении этого номера:
НОВОСТИ ЗАРУБЕЖНОЙ КОСМОНАВТИКИ
Издательство «Знание» Москва 1984
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Лет пять назад, обсуждая заправки, наиболее распространённым мнением было НННШ. Сейчас технологии потихоньку переходят к стадии тестирования.
Для того чтобы убедиться, что таки НННШ
PS Речь про отдельные технологии и текущее время.
Вы не правы, современные технологии меняют законы небесной механики! :D
Твердо уверен, что увеличение объема оперативной памяти бортового компьютера увеличивает удельный импульс двигателей по экспоненте! Каждое удвоение количества лазерных дальномеров - примерно на 10 единиц. :D
Если серьезно, то идея сегодня (да и в обозримом завтра) без перспектив.
ЦитироватьDed пишет:
Вы не правы, современные технологии меняют законы небесной механики! :D
Твердо уверен, что увеличение объема оперативной памяти бортового компьютера увеличивает удельный импульс двигателейпо экспоненте! Каждое удвоение количества лазерных дальномеров - примерно на 10 единиц. :D
Если серьезно, то идея сегодня (да и в обозримом завтра) без перспектив.
- барин, а вы где на этой ветке всё это нарыли? :o
ЦитироватьSeerndv пишет:
ЦитироватьDed пишет:
Вы не правы, современные технологии меняют законы небесной механики!
Твердо уверен, что увеличение объема оперативной памяти бортового компьютера увеличивает удельный импульс двигателейпо экспоненте! Каждое удвоение количества лазерных дальномеров - примерно на 10 единиц.
Если серьезно, то идея сегодня (да и в обозримом завтра) без перспектив.
- барин, а вы где на этой ветке всё это нарыли?
На разных ветках, орелик, на разных... ;)
А если серьезно -то третий абзац.
Собственно, элементы для танкера можно собрать из таковых ОДУ той же МКС и "Прогресса".
Ту же ОДУ уже сколько гоняют?
http://mail.nic-rkp.ru/default.asp?page=about_press&id=39
Цитировать05.10.2011
Рекордные по продолжительности ресурсные испытания двигательной установки орбитальной станции в НИЦ РКП
Уникальные огневые стендовые испытания наземного аналога объединённой двигательной установки (ОДУ) служебного модуля российского сегмента международной космической станции (МКС) проведены в ФКП «НИЦ РКП», г.Пересвет 5 октября 2011 г. Результаты огневого испытания подтвердили работоспособность двигательной установки после 26-летней эксплуатации.
По программе испытаний выполнено включение 16 двигателей малой тяги (12 кГс), распложенных по осям рыскания, тангажа и крена, и двигательной установки КДУ (тягой 300 кГс), используемой для коррекции орбиты станции. Проведены включения в непрерывном режиме (2 включения по 20с) и 2 в импульсном.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/121045.jpg)
С 1985 по 2011год проведено 39 сеансов огневых испытаний. Общее время нахождения агрегатов двигательной установки под компонентами топлива гептил и атин составляет 9450 суток. Техническая ценность этих рекордных по продолжительности наземных ресурсных испытаний со временем возрастает, так как результаты работ могут служить основанием продления ресурса МКС и подтвердить возможность применения элементов ОДУ в длительных межпланетных полетах. Испытания по программе продолжаются и позволяют обеспечить практическое решение проблем, возникающих в режиме эксплуатации МКС.
Историческая справка
Создание долгосрочных орбитальных станций было принципиально новым этапом освоения космического пространства. Поэтому подтверждение их работоспособности потребовало создания уникальных стендов и выполнения новых экспериментальных работ.
В ФКП «НИЦ РКП» выполнена экспериментальная отработка всех отечественных орбитальных станций: «Алмаз», «Салют», «Мир», МКС. Проведены традиционные -холодные и огневые испытания двигательных установок, узлов и агрегатов, а также ресурсные испытания в режиме наземного аналога. В частности, наземный аналог ОДУ орбитальной станции «Мир» испытывался на стенде 4Е ИС-104. Стендовый вариант ОДУ станции «Мир» (установка ЭУ-500) был установлен на стенд 18 октября 1985 года.
После отработки ОДУ по стандартным программам испытаний ее поставили в режим сопровождения орбитальной станции, проводя огневые и холодные испытания. Впервые в истории космонавтики осуществилась идея параллельной работы ОДУ и ее наземного аналога, что позволяло точнее определять возможности станции в реальном масштабе времени и разрабатывать технологию устранения аварийных ситуаций в стендовых условиях.
После прекращения эксплуатации станции «Мир» в феврале 2001 года эта экспериментальная установка была включена в состав стендового варианта ОДУ служебного модуля «Звезда» МКС (ЭУ-917) для подтверждения ресурса систем ОДУ и коррозионной стойкости агрегатов. Стенд оборудован системами экологической защиты, т.е. выбросы из всех 32-х жидкостных ракетных двигателей малой тяги системы ориентации станции нейтрализуются.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/121046.jpg)
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/121047.jpg)
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/121048.jpg)
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/121049.jpg)
Пресс-служба ФКП «НИЦ РКП»
ЦитироватьSeerndv пишет:
Цитироватьpkl пишет:
Меня лично супертяж привлекает возможностью выводить негабариты.
А ещё тридцать лет назад разрабатывались методы строительства к космосе имевшимися тогда в наличии средствами.
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/znan/1984/09/9-stroit.html
ЦитироватьНОВОЕ В ЖИЗНИ, НАУКЕ, ТЕХНИКЕ
ПОДПИСНАЯ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ КОСМОНАВТИКА, АСТРОНОМИЯ
9/1984
Издается ежемесячно с 1971 г.
A. С. Гвамичава,
кандидат технических наук
B. А. Кошелев
СТРОИТЕЛЬСТВО В КОСМОСЕ
в приложении этого номера:
НОВОСТИ ЗАРУБЕЖНОЙ КОСМОНАВТИКИ
Издательство «Знание» Москва 1984
Ну знаю. Наверное, даже читал. Ну разрабатывались, и что? Каков объём ВКД должен быть? Роботов то нет ещё. А зеркала для космических телескопов как отливать? Короче, пока не научимся использовать ресурсы Луны, - перспектив никаких.
Цитироватьpkl пишет:
думаю, потенциал наращивания массы ПН ещё не исчерпан. Думаю, до 200 т можно наращивать массу ПН смело.
Согласен! И не исключено что даже несколько больше. Но 200 тонн как раз бы для марсианской экспедиции...
Цитироватьpkl пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Лет пять назад, обсуждая заправки, наиболее распространённым мнением было НННШ. Сейчас технологии потихоньку переходят к стадии тестирования.
В связи с этим - почему бы не рассматривать Луну как источник, в скором будущем, кислорода для двигателей? Его нужно в 2 с лишним раза больше керосина, на Луне он практически везде, технологии его извлечения из лунного грунта известны. Почему бы не иметь лет через 10 пробные поставки первого лунного кислорода на орбиту в качестве компонента топлива?
Для этого на Луне должна быть полноценная база, хотя бы автоматическая. Её создание - отдельная проблема за которую, по сути, и не брались. Ещё нужна система для транспортировки и хранения кислорода. Никто не говорит, что это невозможно. Но... сколько это будет стоить в сравнении с, допустим, просто тяжёлым носителем?
Мне скорее это выглядит как вариант демонстрации технологии. То есть, полноценной базы нет, полноценного цикла производства ЖК на Луне тоже, но есть минимально необходимая техника для проведения одной демонстрационной поставки. Именно с демонстрационными целями :) . На деньги гранта НАСА, с участием или без частных денег и т.п.
Вопрос для такой демонстрации - не есть или нет супертяж, а сколько стоит лунный ЖК - на примере такого эксперимента.
Теперь, сложность задачи распадается на - привезти на Луну заводик - произвести на Луне ЖК - привезти ЖК, скажем, на околоземную орбиту. Первая часть наиоболее понятная, основная переменная там - сколько этот минизаводик может весить. Можно прикидывать возможность использования посадочного корабля, который привозит заводик, для отвоза партии к Земле...
Заводик - это электростанция, сбор сырья и производство ЖК. Электростанция - это, возможно, всё ещё не атомный реактор, из соображений минимизации цены демонстрации, хотя, конечно, считать надо. Тогда это СБ на местности. Сбор сырья - надо смотреть эффективность, вероятно, мини-луноход, который с окружающей "равнины" сгребает нужное количество реголита и подтаскивает к "химзаводу". Само производство ЖК - технология не слишком сложная, хотя, конечно, с нюансами лунной обстановки. Тут плюс - что нет спешки, соответственно, нет необходимости иметь СБ высокой мощности.
Отвоз ЖК - менее проработанная часть, но всё же с Луны тоже летали. Вполне такую демо-программу можно рассматривать.
Цитироватьhttp://www.ulalaunch.com/uploads/docs/published_papers/extended_duration/propellantdepots2009.pdf
Realistic Near-Term Propellant Depots: Implementati
on of a
Critical Spacefaring Capability
Jonathan A. Goff
1
Masten Space Systems, Inc., Mojave, CA, 93501
Bernard F. Kutter
2
and Frank Zegler
3
United Launch Alliance, Littleton, CO, 80127
Dallas Bienhoff
4
The Boeing Company, Arlington, VA, 22202
Frank Chandler
5
The Boeing Company, Huntington Beach, CA 92647
Jeffrey Marchetta
6
The University of Memphis, Memphis, TN, 38152
http://www.nss.org/articles/Space_Transportation_Infrastructure_Supported_by_Propellant_Depots.pdf
Space Transportation Infrastructure Supported By
Propellant Depots
David Smitherman
1
NASA Marshall Space Flight Center, ED04, Huntsville, Alabama, 35802, U.S.A.
and
Gordon Woodcock
2
Gray Research,
Engineering, Science, and Technical Services Contract,
655 Discovery Drive Ste. 300, Huntsville, AL 35806
U.S.A.
- кому интересно, посмотрите, это целые брошюры по реализации железа и использованию в миссиях.
Бзиканутых на супертяже просьба не волноваться и не беспокоиться ;)
Цитироватьavmich пишет:
Мне скорее это выглядит как вариант демонстрации технологии. То есть, полноценной базы нет, полноценного цикла производства ЖК на Луне тоже, но есть минимально необходимая техника для проведения одной демонстрационной поставки. Именно с демонстрационными целями :) . На деньги гранта НАСА, с участием или без частных денег и т.п.
Смысл в такой демонстрации? Произвести кислород - значит, помимо самой установки нужен водород, робот-экскаватор, робот-транспортировщик, дробилка, энергоустановка, ещё центр управления. Вот и получается полноценная база, пусть даже автоматическая. Причём если у нас /у Вас/ носитель "Ангара", то всё вышеперечисленное в один пуск привезти не получится. Возить придётся по частям и как то всё это монтировать и подключать.
Не, пока базы нет - забудьте.
Смысл в том, чтобы попробовать сделать, и посмотреть, где обнаружатся сложности на практике. После такой демонстрации можно говорить о рисках и стоимостях "большой" системы - гораздо аргументированнее, чем до неё.
Какую массу нужно привозить на Луну - это надо считать. Если Ангара-5 выводит 24 тонны, КВТК - 4 тонны сухой и 20 тонн топлива, отлёт к Луне - половина массы, то при использовании КВТК - который ещё, конечно, надо сделать - под завязку требуется два старта с Земли. Тогда к Луне идёт 20 тонн, без учёта пустого КВТК - 16 тонн. Посадить получится тонн 7 на поверхность. Удастся ли вписать весь комплекс в эту массу - надо считать.
(https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/forum/file/49962)
Figure 1. Space Infrastructure Overview. Potential destinations are shown utilizing current ELV systems and a new reusable in-space transportation infrastructure supported by propellant depots.
A space transportation infrastructure is described that utilizes propellant depot servicing platforms to support all foreseeable missions in the Earth-Moon vicinity and deep space out to Mars. The infrastructure utilizes current expendable launch vehicle (ELV) systems such as the Delta IV Heavy, Atlas V, and Falcon 9, for all crew, cargo, and propellant launches to orbit. Propellant launches are made to a Low-Earth-Orbit (LEO) Depot and an Earth-Moon Lagrange Point 1 (L1) Depot to support new reusable in-space transportation vehicles. The LEO Depot supports missions to Geosynchronous Earth Orbit (GEO) for satellite servicing, and to L1 for L1 Depot missions. The L1 Depot supports Lunar, Earth-Sun L2 (ESL2), Asteroid, and Mars missions. New vehicle design concepts are presented that can be launched on current 5-meter diameter ELV systems. These new reusable vehicle concepts include a Crew Transfer Vehicle (CTV) for crew transportation between the LEO Depot, L1 Depot and missions beyond L1; a new reusable Lunar Lander for crew transportation between the L1 Depot and the lunar surface; and a new reusable Deep Space Habitat (DSH) with a CTV to support crew missions from the L1 Depot to ESL2, Asteroids, and a Mars Orbital Depot. The LEO Depot, L1 Depot, and Mars Orbital Depot are based on International Space Station (ISS) heritage hardware. Data provided includes the number of launches required for each mission utilizing current ELV systems (Delta IV Heavy or equivalent) and the approximate vehicle masses and propellant requirements. Also included is a discussion on affordability with ideas on technologies that could reduce the number of launches required and thoughts on how this infrastructure might be implemented incrementally over the next few decades. The potential benefits of this propellant depot infrastructure include competitive bidding for ELV flights and propellant services, development of new reusable in-space vehicles, and development of a multiuse infrastructure that can support many government and commercial missions simultaneously.
Цитироватьavmich пишет:
Смысл в том, чтобы попробовать сделать, и посмотреть, где обнаружатся сложности на практике. После такой демонстрации можно говорить о рисках и стоимостях "большой" системы - гораздо аргументированнее, чем до неё.
Для начала надо попробовать сделать луноход с экскаватором и отвалом, чтобы попробовать на Луне рыть карьеры и траншеи. Может, прокладывать кабельные линии. Вот с чего надо начинать! И смотреть, где какие сложности обнаружатся на практике. Потому что если здесь будут сложности, об установках придётся забыть.
ЦитироватьКакую массу нужно привозить на Луну - это надо считать. Если Ангара-5 выводит 24 тонны, КВТК - 4 тонны сухой и 20 тонн топлива, отлёт к Луне - половина массы, то при использовании КВТК - который ещё, конечно, надо сделать - под завязку требуется два старта с Земли. Тогда к Луне идёт 20 тонн, без учёта пустого КВТК - 16 тонн. Посадить получится тонн 7 на поверхность. Удастся ли вписать весь комплекс в эту массу - надо считать.
Даже если и удастся, производительность такой установки мизерной, а это значит, что полученный опыт будет проблематично экстраполировать на большой агрегат.
Цитироватьavmich пишет:
Ну так самый довод заняться этим - чтобы показать, что таки НННШ? :) По крайней мере, следуя этой логике.
Для нынешних грузопотоков по полтора спутника в год никто не будет заниматься даже простыми заправками, тем более лунным кислородом.
Переходите в секту солнцепоклонников, без СКЭС ваши мечты не реализуются. :D
Но почему же? :)
Вам же сказали - потому что грузопоток
Сегодня грузопоток известно какой - и он не рекордный даже для периодов без супертяжей. То есть, можно нарастить грузопоток и без того, чтобы строить очередной Сатурн. Понятно, что при небольших изменениях грузопотока так и будут делать. А на большие изменения пока что не хватает пороху.
ЦитироватьNASA interest in an interplanetary highway supported by Propellant Depots August 10, 2011 by Chris Bergin
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231594.jpg)
NASA's Human Architecture Team (HAT) is actively working on a roadmap towards evolvable demonstrations of Propellant Depots – with a potential goal of setting up an "interplanetary highway" to enable low cost exploration. With proposals being sought, industry sources point to a small, 30 metric ton capacity, Centaur derived depot as an initial leading candidate.
Propellant Depots:
Based around a solution to one of the central problems for Launch Vehicles and Spacecraft, propellant depots are a highly favored approach to removing the need to launch with all the fuel required to complete an entire mission – in turn allowing Launch Vehicles to lift more hardware into space.
They are – for lack of a better phrase – gas stations for spacecraft, a helpful tool for the new phase of exploration, which requires spacecraft to utilize a large amount of fuel to adventure out of Low Earth Orbit (LEO) – and return back home.
See Also[/li]- Discuss Here (http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=26396.0)
- L2 Future Vehicles Section (http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?board=29.0)
- L2 SLS/HLV Section (http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?board=48.0)
- Click here to Join L2 (http://www.nasaspaceflight.com/l2/)
The potential ability to refuel cryogenic propulsion stages on-orbit would provide an innovative paradigm shift for space transportation, supporting NASA's Exploration program as well as deep space robotic, national security and commercial missions.
Refueling enables large Beyond Earth Orbit (BEO) missions without relying "solely" on super Heavy Lift Vehicles (HLVs), fr om early Lagrange point missions to near Earth objects (NEO), the lunar surface and eventually Mars. Earth-to-orbit launch could also be optimized to provide competitive, cost-effective solutions that allow sustained exploration.
NASA interest in Propellant Depots is no secret, as much as the subject never seems to gain enough momentum via NASA's public comments. However, internally – especially in recent months – NASA teams have been openly pressing forward with planning for at least a demonstration of the technology.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231595.jpg)Indeed, it was this time last year when documentation noted (http://www.nasaspaceflight.com/2010/08/nasa-commercial-combine-outline-ftd-propellant-depot-plan/) "use of orbital propellant transfer and storage (Depots) provides a breakthrough in space transportation enabling truly affordable, sustainable and flexible exploration to destinations beyond low Earth orbit (LEO)," as NASA teams discussed the viability of a LO2/LH2 PTSD (Propellant Transfer and Storage Demonstration) mission by 2015.
With the United Launch Alliance (ULA) also basing their exploration "master plan" around the use of their Atlas and Delta launch vehicles with a Propellant Depot architecture (http://www.nasaspaceflight.com/2009/09/ula-claim-gap-reducing-solution-via-eelv-exploration-master-plan/), progress then appeared to slow down to a snails pace by the latter half of 2010.
However, Propellant Depots are back, and with a bang, seemingly coinciding with NASA's reorganization of their exploration based departments, as "Technology Development Activity" notes fr om the Johnson Space Center (JSC) made no effort to hide the interest of supporting the technology as a compliment – as opposed to alternative – to their Space Launch System (SLS) efforts.
"Innovative tasks and advanced development work opportunities were presented to the HQ Engineering Management Board. Looking at ESMD and SOMD guidance to propose a management and evaluation structure to sel ect projects based on affordability and progress toward exploration in addition to SLS and MPCV (Orion) to get us out of LEO," noted TDA notes (L2).
TDA – who cover a number of projects, including the proposed Power-Beaming Demonstration with the International Space Station (http://www.nasaspaceflight.com/2011/06/nasa-preparing-full-iss-utilisation-post-shuttle/) (ISS) – worked a budget activity back in the Spring, prior to a planning effort which resulted in a presentation at NASA HQ.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231597.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231597.jpg)"Working with the Commercial team and the HAT team on an evolutionary plan for propellant depots. Putting together a story on propellant depots, and what an evolutionary strategy for depots might be," added the notes. "The team continues to develop a strategy for a propellant depot as an alternative for the future."
Propellant Depots could prove to be a viable passenger on the SLS cargo missions, at least in the next decade (http://www.nasaspaceflight.com/news/constellation/), but the requirement to at least demonstrate the "gas stations" means an existing vehicle – such as a Delta IV or Atlas V – is the obvious route to take, one which would enable a sooner – rather than later – approach to setting up the opening salvo of what may become an interplanetary highway.
"Looking at the potential for use a propellant depot in concert with existing launch vehicles, and a strategy for implementation. To support that, anyone with issues or concerns with depot are invited to attend and share them," notes continued over recent weeks. "Continuing to tighten up the story on propellant depots. Starting to look at a transfer vehicle and how that fits into the interplanetary highway concept."
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231606.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231606.jpg)With the launch vehicle providing the ride uphill, placing the depots in their sel ected spots in space would likely be tasked to a tug vehicle, with references on the TDA notes referencing an Orbital Transfer Vehicle (OTV) – potentially a version of ESA's Automated Transfer Vehicle (http://www.nasaspaceflight.com/tag/atv/) (ATV).
"Continuing to develop a strategy for using propellant depots. A good concept was put together for some demonstrations that can be evolved. Will have a first look at an orbital transfer vehicle (OTV) concept on a reusable type OTV. Looking at some top priorities for the agency in terms of developing an interplanetary highway."
For the interim, the Depot Team is reporting back to the Human Architecture Team (HAT) on the studies being evaluated with depots, whilst comparing them to the in-house mission designs under evaluation.
The "Simple Depot":
With NASA's intentions now public, via the selection of four companies to develop concepts for storing and transferring cryogenic propellants in space, several proposal reports to help define a mission concept to demonstrate the "cryogenic fluid management technologies, capabilities and infrastructure required for sustainable, affordable human presence in space", are expected in the not too distant future.
In what is being noted as one of the leading concepts, the Simple Depot is a small, 30 metric ton capacity, Centaur derived depot, would allow exploration possibilities for Orion and other spacecraft, without the need for the additional "mission fuel" to be carried by the launch vehicle.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231603.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231603.jpg)"By refueling the DCSS (Delta Cryogenic Second Stage) upper stage following launch of Orion on Delta IV heavy lift vehicle (as the example cites – as much as Orion is only currently set to launch on a test mission via this EELV (http://www.nasaspaceflight.com/2011/08/oft-1-nasa-orions-2013-debut-via-delta-iv-heavy/)), a 30 mT depot can support near-term missions of Orion to the Earth Moon Lagrange points or lunar fly-by missions," notes an expansive 2011 presentation on the "Simple Depot" concept (L2).
"The same depot concept lends itself to much larger capacity depots using larger diameter tanks, upper stages and payload fairings. These larger depots can enable missions to NEO, the Lunar surface and Mars.
This concept includes two additional basic tenets incorporated into the design to allow for simplified development, reduce development costs and ensure mission success, namely taking advantage of existing experience and being built using hardware that is common to the rest of space transportation.
"The proposed Simple Depot concept satisfies all of these design principles. Its design employs settled propellant management and predominantly existing flight qualified hardware," added the presentation.
"The design consists of a large LH2 tank connected by a warm mission module to the LO2 tank. This depot concept can be launched on a single Atlas mission requiring no on-orbit assembly allowing for complete system ground check out."
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231602.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231602.jpg)The Simple Depot LH2 module is composed of a large tank with minimal penetrations – an important factor for storing cryogens. For the "small" 30 mT depot, the LH2 tank is a modified Centaur tank, as used as the main element of the upper stage of the Atlas V launch vehicle.
Commonality means the module is built on the same tooling, using the same procedures as construction of the Centaur.
"The LH2 module is launched with the LH2 tank filled with ambient temperature helium, not LH2. This allows the LH2 and mission modules to be designed primarily for orbital requirements not ground and ascent environments. With these substantially reduced requirements the skin gauge can be reduced from today's 0.020" for Centaur's to 0.013"," the presentation noted.
"This is the same gauge as used on early Centaurs. This thinner tank wall allows the tank to be very light weight, (~500 kg). Made of corrosion resistant stainless steel, the thin tank walls reduce the conduction of energy to the liquid and results in a very low thermal mass that must be quenched when the tank is filled or when slosh waves splash warm walls."
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231605.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231605.jpg)The LH2 tank is connected to the mission module by low conductivity Ball Aerospace heritage cryogenic composite struts. Keeping the entire LH2 module lightweight minimizes the required cross section of these struts.
This is critical to minimizing the structural heat transfer from the warm mission module to the very cold LH2 module. The struts can also be vapor cooled to further reduce conductive heat leakage into the LH2 tank.
The entire LH2 tank is encapsulated in a robust, Ball Aerospace IMLI blanket that incorporates radiation barriers, both vapor and active broad area cooling (BAC) as well as MMOD protection.
"The described LH2 tank is 3m in diameter by 16m long limited by the existing Atlas payload fairing. The tank is 110 m3 and can store 5 mT of LH2. At a useful mixture ratio (MR) of 6:1 this quantity of LH2 can be paired with 25.7 mT of LO2, allowing for 0.7 mT of LH2 to be used for vapor cooling, for a total useful propellant mass of 30 mT.
"Accounting for the tank weight, plumbing, instrumentation and thermal protection the LH2 module is anticipated to weigh <2 mT. Based on analysis the described depot will have a boil-off rate of approaching 0.1 percent per day, consisting entirely of hydrogen."
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231604.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231604.jpg)To conserve volume, allowing for a useful sized depot to be fully integrated on the ground and emplaced on-orbit in a single launch, the LO2 is stored in the upper stage's propellant tank. As such, this requires a thermally efficient upper stage that can be completely encapsulated with MLI.
The presentation notes that the DCSS design encapsulates the LO2 tank in the inter-stage allowing the tank to be wrapped in MLI. The equipment shelf, RL10 engine, feedlines and inter tank struts all attach directly to the tank, however, resulting in thermal shorts.
While the DCSS LH2 tank sports fewer attachments, it is exposed to atmosphere during ascent preventing application of standard MLI without development of an application-specific aero fairing.
Atlas V fully encapsulates the Centaur inside the 5.4 m payload fairing and is currently flown with either a single or a 4-layer MLI blanket. However, Centaur's LO2 tank aft bulkhead serves as the equipment shelf with the RL10 engine, feedlines, helium bottles, hydrazine bottles, pneumatics panel and reaction control system loop mounted directly to the bulkhead.
This results in substantial tank heating. Centaur's LH2 tank however is very thermally efficient, especially if there is not a substantial thermal gradient across the common bulkhead.
"For these reasons the proposed Simple Depot would be launched on an Atlas and use Centaur's LH2 tank to store the LO2," notes the conclusions. "Centaur's LH2 tank is also relatively large, with a volume of 47 m3 capable of containing 54 mT of LO2."
It was, however, noted that several modifications – such as new valves and plumbing – would be required on the Centaur.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231598.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231598.jpg)While the Simple Depot is so light that it could be launched on an Atlas 501, it would be launched on an Atlas 551 – the configuration which recently launched the Juno spacecraft (http://www.nasaspaceflight.com/2011/08/ula-atlasv-nasa-juno-jupiter/). This vehicle would provide ~12 mT of Centaur residuals (combined LH2 and LO2) in a 28.5 degrees by 200 nm circular LEO.
Once safely delivered to orbit the LH2 module must be chilled prior to transfer of Centaur residual LH2. Centaur's cold hydrogen ullage gas is vented through the LH2 mission module tank to chill the tank. This chilldown process has been demonstrated on past Centaur flights to chill the feedlines and RL10 pump housing.
"Once the LH2 module is chilled the transfer of Centaur's ~2mT of residual LH2 can commence. This is conducted in a settled environment. The LH2 transfer is pressure fed. LH2 will enter the LH2 module tank subcooled, quenching the GH2 vapor and sucking in additional LH2," adds the presentation.
"This "zero-vent fill" transfer process is indifferent to the liquid-gas interface. This zero-vent fill process has been demonstrated to be very effective, attaining nearly 100 percent fill.
"Following completion of the LH2 transfer, Centaur's LH2 tank is vented to vacuum, fully evacuating the residual hydrogen gas. Following the Centaur LH2 tank "safing", the ~10 mT of residual LO2 is transferred from the LO2 tank to the LH2 tank, the LO2 module tank, using the same transfer process. Once Centaur's LO2 tank is completely drained the tank is locked up trapping the residual helium and GO2.
"This residual gas must be kept at a higher pressure than Centaur's LH2 tank (LO2 module) to avoid reversing Centaur's common bulkhead."
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231596.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231596.jpg)The brains of the depot is located between the Centaur LO2 module and the LH2 module – known as the mission module. This module includes the flight computer, solar panels, batteries, fluid controls, avionics, remote berthing arm and docking and fluid transfer ports.
Other important elements of the depot are also noted, such as the sun shield, which can be used to shadow objects that must be kept very cold – such as a propellant depot.
"The James Web Space Telescope (JWST) uses an open cavity planer sun shield to ensure that the entire mirror/instrument assembly is maintained at a low temps", the presentation continued.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231599.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231599.jpg)"Propellant depots in free space, such as at a Lagrange point, can use this same shielding concept to provide a very cold environment wh ere cryogenic, even LH2, storage is readily achieved.
"For small sun shields it may be possible to erect the sun shield prior to launch. However in most cases the shield will have to be deployed once on-orbit. The JWST uses a mechanical boom to deploy the sun shield. Alternatively a pneumatic boom, inflated with waste GH2, can be used to deploy and support the sun shield."
For visiting spacecraft, the Autonomous Rendezvous and Docking (AR&D) capability is referenced, citing how the Russians have a proven capability, while the US is making strides, as seen with the Defense Advanced Research Projects Agency's (DARPA) Orbital Express mission.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231600.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231600.jpg)The ISS resupply ship fleet, namely Progress, ATV and HTV are also mentioned – although the future US spacecraft raise the hopes they will have the sufficient ability to utilize Propellant Depots.
"Robust AR&D development continues with, NASA's Orion crew capsule, along with NASA's two commercial orbital transportation services (COTS) program winners (SpaceX and Orbital Sciences Corporation). Results fr om these on-going programs will ensure that AR&D is widely available to support the servicing and use of propellant depots."
With a 30 mT LO2/LH2 capacity, the described Centaur derived cryogenic propellant Simple Depot can provide near term operational use supporting large scale robotic missions and even crewed Earth Moon Lagrange point and lunar flyby
missions.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231601.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/231601.jpg)By making efficient use of the entire Atlas 5m payload fairing volume for the LH2 module the existing Atlas can launch a depot with 70 mT of combined LO2/LH2 capacity. With ULA's proposed larger Advanced Common Evolved Stage (ACES) the depot capacity in a single EELV launch increases to 120 mT or even 200 mT with a 6.5m PLF.
Interestingly, while some class Propellant Depots as an alternative to HLV's such as the SLS, the presentation notes the same concept can be applied to future heavy lifters, in order to allow launch of even larger capacity depots (http://www.nasaspaceflight.com/2010/07/lunarbeo-sd-hlv-commercial-international-architecture/).
Also discussed are the relevant requirements a depot would need, such as tanker missions, to top up the depot in-situ. This is required due to the natural boil off of the propellant, although there would be flexibility, with refueling tanker missions launched with propellant mass sized to the selected launch vehicle.
In summary, the presentation adds that Propellant Depots can enhance the mission capability of exploration architectures regardless of the use of small reusable rockets, larger EELV class rockets or much larger heavy lift vehicles, while future replacement depots can sport improved technology, as an interplanetary highway is constructed in space.
(Images: L2 Content, ULA, Ball Aerospace)
(As the shuttle fleet retire, NSF and L2 are providing full transition level coverage, available no wh ere else on the internet, fr om Orion and SLS to ISS and COTS/CRS/CCDEV, to European and Russian vehicles.
http://www.nasaspaceflight.com/2011/08/nasa-interest-interplanetary-highway-supported-propellant-depots/ (http://www.nasaspaceflight.com/2011/08/nasa-interest-interplanetary-highway-supported-propellant-depots/)
ЦитироватьSatellite Technology Feature Article
October 24, 2011
In-orbit Fuel Depots vs. NASA's Heavy Lift Space Launch System (SLS) for Dummies
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/115356.jpg) By Doug Mohney (http://www.tmcnet.com/tmcnet/columnists/columnist.aspx?id=100265), Contributing Editor
The New York Times has (belatedly) discovered NASA's examination of propellant depots. In November, NASA engineers will meet in Washington to discuss how to leverage propellant depots to get further into space and enable "more ambitious missions" using the agency's heavy lift Space Launch System (SLS) rocket, according to an October 22, 2011 piece (http://www.nytimes.com/2011/10/23/science/space/23nasa.html). But apparently NASA officials aren't interested in trying to convince/fight Congress about the time and cost savings a fuel depot architecture would offer deep space missions.
NASA has done an internal study on fuel depots that they've yet to officially release to the public or to Congress. A July 21, 2011 draft PowerPoint summary of the document was leaked to the NASA Watch website (http://www.nasawatch.com/archives/2011/10/nasa-studies-sh.html) last week.
"Not only was the fuel depot mission architecture shown to be less expensive, fitting within expected budgets, it also gets humans beyond low Earth orbit a decade before the SLS architecture could," writes NASA Watch editor/gadfly Keith Cowling. "Moreover, supposed constraints on the availability of commercial launch alternatives often mentioned by SLS proponents, was debunked. In addition, clear integration and performance advantages to the use of commercial launchers Vs SLS was repeatedly touted as being desirable: 'breaking costs into smaller, less-monolithic amounts allows great flexibility in meeting smaller and changing budget profiles.'"
Let me try to simplify the acronym-rich "Propellant Depot Requirements Study Status Report" into a simply model. Over 70 percent of conduction an exploration mission beyond low earth orbit is fuel (to be precise for the rocket scientists: propellant, which is fuel and oxidizer). The study crunches the numbers for going out and starting to demonstrate and build a fuel-depot infrastructure today with existing rockets vs. spending years and billions of dollars to get a heavy lift rocket and then go off and explore an asteroid or the moon.
If you start using a fuel-depot architecture to get to an asteroid today, you can get astronauts there by 2024, at a rough cost of $60 billion to $86 billion. You use a number of smaller rockets to put up a fuel depot, fuel, and hardware into orbit, put it all together, fuel up, and go explore.
If you have to build a heavy lift rocket – which doesn't exist today – you don't get the mission to 2029 and end up spending $143 billion.
Building a heavy lift rocket takes at least five years and anywhere from $57 billion to $83 billion more.
If you look at the problem from how much it costs to put 100 metric tons (MT) into orbit vs. cost, it's very disturbing, even assuming you've magically washed away the tens of billions of dollars for doing the research and development on a SLS heavy lift rocket capable of putting that much stuff into orbit.
Estimates on a single SLS launch for 100 MT to $1.86 billion, according to another NASA study conducted by Georgia Tech dated September 2, 2010 and published by NASA Watch on March 30, 2011 (http://nasawatch.com/archives/2011/03/using-commercia.html). NASA won't publically say how much SLS is estimated to cost per launch, but leaked documents suggest a cost of around $2.8 billion to $3 billion to conduct a single 70 MT flight every other year -- that's the cost to just buy the rocket and do the launch.
The current existing workhorses of NASA and the Defense Department, the United Launch Alliance (ULA) Atlas V and Delta IV, can put up anywhere between 22 MT to 29 MT into low earth orbit. While not public, costs estimates per launch range between $140 million to $170 million. Assume it costs $170 million for a single launch to put 22 MT into orbit. Multiple by 5 to put roughly 100 MT into orbit at a cost of $850 million and five launches. Compare that to $1.86 billion to $3 billion for an estimate of a single SLS launch.
Yes, it's a simplistic pricing model; there's some upfront hardware costs to put a fuel depot into orbit and the hardware has to replaced every decade or so, but you're saving (literally) a ton of money.
Other advantages with using in-orbit refueling include fault tolerance (lose one SLS launch, you lose everything), creating a real/expanded market for commercial launch vehicles as well as competition to drive pricing down, providing a steady stream of business for the U.S. launch industrial base, and a path for international participation (more cost savings) by providing launch services and fuel .
Hopefully NASA Deputy Administrator Lori Garver will start looking at and talking about the advantages of fuel depots for saving money and creating commercial competition, like she has with a pitch to fully fund U.S. commercial crew development (http://satellite.tmcnet.com/topics/satellite/articles/231915-nasa-garver-money-us-commercial-manned-spaceflight-dev.htm).
Doug Mohney is a contributing editor for TMCnet and a 20-year veteran of the ICT space. To read more of his articles, please visit columnist page (http://www.tmcnet.com/tmcnet/columnists/columnist.aspx?id=100265).
http://satellite.tmcnet.com/topics/satellite/articles/233015-in-orbit-fuel-depots-vs-nasas-heavy-lift.htm
Интересно, дошло ли это в конгресс до сенаторов в виде запроса?
Зайцев их знает :oops:
ЦитироватьThe SLS Empire Strikes Back
By Rand Simberg (http://www.competitivespace.org/author/rand-simberg/) On November 4, 2011 · 19 Comments (http://www.competitivespace.org/2011/11/04/the-sls-empire-strikes-back/#comments)
So there was a leak of an internal NASA document (http://pajamasmedia.com/blog/shuttlyndra-and-the-smoking-rocket/?singlepage=true) a few weeks ago which showed that space transportation architectures that employed the use of orbital storage of propellants, rather than lifting them all at once on a heavy-lift vehicle (such as the Senate Launch System (http://www.competitivespace.org/issues/the-senate-launch-system/)), would save the taxpayer tens of billions of dollars and accelerate the schedule for manned trips beyond earth orbit by half a decade or more. It was information that California Congressman (and former Chairman of the Space Subcommittee) Dana Rohrabacher had been demanding fr om the agency for weeks, to no avail until it was leaked. The political effect would be that the SLS is unneeded, which would be a devastating blow to those senators and representatives who had continued to support it as an earmark for jobs in their districts.
Well, supporters of the "Big Monster Rocket (http://www.thespacereview.com/article/1932/1)" have struck back. Previous NASA administrator Dr. Michael Griffin, and former NASA associate administrator under him (and current head of the Space Policy Institute at GWU) Dr. Scott Pace, have jointly written an editorial defending it (http://spacenews.com/commentaries/111031-propellant-depots-instead-heavy-lift.html) over at Space News. Despite the credentials and experience of the authors, however, the arguments presented are flawed. I've written a letter to the editor, but it was restricted to 500 words, and there are far too many flawed arguments to address them all in that space, so I thought I'd dissect it here, with a thorough fisking. [In the interest of disclosure, Dr. Pace is a former colleague of mine at Rockwell International Corporation, and a friend of almost three decades.]
ЦитироватьConsiderable recent attention has been devoted to the possible use of orbiting fuel depots for human exploration beyond Earth orbit. In this concept, large propellant tanks are placed in a suitable low Earth orbit (LEO), to be filled by multiple launches of medium-payload-class vehicles, i.e., a few tens rather than a hundred or more metric tons of payload capacity. These depots are then used to refuel upper stages, which arrive empty in LEO after launch fr om Earth, after which they are launched outward to the Moon or beyond.
Actually, they wouldn't be just in LEO — most serious proposals have them at the earth-moon L-1 point as well, where they could better utilize lunar resources as a propellant source, and have monthly opportunities for trips to the rest of the solar system.
ЦитироватьAdvocates for this approach believe that the money saved by not building a heavy-lift launch vehicle such as the Space Launch System (SLS) will more than compensate for the cost and operational inefficiencies entailed in bringing the required total mass of propellant to orbit in smaller individual packages.
That is actually only one benefit. Others are that in-space vehicles (such as lunar landers) launched unfueled can have less structural mass, because they don't have to sustain the high loads imposed by full propellant tanks in the high acceleration of launch. This improves overall propellant efficiency of the in-space transportation architecture. And depots will be required eventually, anyway, because no matter how large a launch vehicle is, one can always come up with a mission that needs a bigger one. So we might as well learn now how to do deep-space missions with multiple launches. But their biggest benefit is that they will drive down the cost of access by providing a healthy propellant-delivery market for a competitive robust domestic launch industry. They also provide opportunities for cooperation with other nations, without putting any company, or nation, on the critical path.
ЦитироватьWhether fuel depots make sense in the near term depends upon what question we are trying to answer. If the question is, "What kind of space architecture will generate a high traffic model for private space firms without having to pay for missions that actually go beyond LEO?" then fuel depots are an attractive concept. But if the question is instead, "How can we efficiently create the strategic space transportation capabilities to enable humans to explore beyond LEO?" then they are not.
Actually, that's a false choice, and in fact it's a straw man, because I don't know anyone who is asking the first question. Though in fact depots do nicely answer the second one. Here's the question we should answer: "How can we maximize the amount of human space activity for a given federal budget?" The Space Launch System not only doesn't answer this question, it is in profound opposition to it.
ЦитироватьThe fuel depot concept may be — we think will be — valuable when propellant can be harvested fr om in-space resources, such as water trapped in lunar craters or oxygen extracted fr om the regolith. Unfortunately, we are not yet in a position to exploit such resources, and so for now fuel depots are an answer to a question that is at best premature. The SLS and the Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV) are needed today. Fuel depots will be needed tomorrow, when a robust space operations infrastructure has been established and operations beyond LEO are common.
That is simply not true. I have already described the benefits of depots above, even without the use of extraterrestrial resources. And if we really need SLS today, then we're in trouble, because NASA tells us we aren't going to get it until the end of the decade. But fortunately, we don't need it today (or any day). In fact, as I noted (http://www.popularmechanics.com/science/space/news/chinas-space-docking-what-does-it-mean) over at Popular Mechanics today, Dr. Griffin recently testified before Congress that one can go to the moon without SLS, at least if one is Chinese:
ЦитироватьQ: I know the Chinese Long March 5 rocket is in development. I wondered if you could compare that to anything we have in the American inventory. When it's built will it really be larger than anything we have? And why do you think that the Chinese are building such a large rocket?
Griffin: Well, the Long March 5 is comparable in scale to today's Delta IV Heavy or to the Ares I crew vehicle—which we were going to build and which was cancelled. So it's on the order of, and of course until it flies regularly we won't actually know, but it's on the order of 25 tons of payload to LEO. So it's not in the class of, say, the Saturn V or the new SLS [Space Launch System].
But it's a very significant capability and in fact by launching and rendezvousing four of those in LEO it would be possible for the Chinese to construct a manned lunar mission with no more than that rocket and no more than Apollo technology. And I have in the past written up on how that mission would work fr om an engineering perspective. So with the Long March 5 the Chinese inherently possess the capability to return to the moon should they wish to do so.
Q: And you are saying that we do not have anything comparable to that other than what had been talked about?
Griffin: We do not. Well, we have nice view graphs (laughter in the background).
[My comment] Actually, contrary to Griffin's implication, the Delta IV Heavy has flown, so it's more than "view graphs." And the Long March 5 isn't scheduled to fly until 2014. But even in that timeline, China could be thinking about a moon visit relatively soon. In the U.S., by comparison, the Space Launch System NASA is now mandated to build couldn't return Americans to the moon until at least the late 2020s (and would add tens of billions to the cost), according to a recently leaked NASA internal document.
So, Mike, if those inscrutable Chinese can get to the moon without a Big Monster Rocket, why can't we? Are they that far in advance of us?
But the next section is wh ere the op-ed really goes off the rails:
ЦитироватьThe challenge for fuel depots is simply that the marginal specific cost of payload to orbit is generally lower for larger launch vehicles. There may be exceptions, but the trend is clear. Moreover, this same trend is observed for other forms of transportation — road vehicles, trains, ships and airplanes. Without exception, larger vehicles are used whenever possible for long-haul transportation. In evaluating depot concepts, one must then ask: Why will space transportation be an exception? Is it really an exception? Or are we missing one or more crucial points in the analysis?
When depots or nodes are used in transportation architectures, they must be supplied by the least expensive means available rather than the contrary. There is an old joke about clothiers in the New York garment district who professed, it is said, to sell each garment at a loss, but would "make it up on volume." Fuel depots seem to exemplify that joke. It is very difficult to see how putting propellant in orbit in small quantities at higher marginal cost can be cheaper in the aggregate than putting it up in larger quantities at lower marginal cost, even without factoring in the cost of the depot itself and its own operational requirements.
The economic attractiveness of propellant depots depends strongly upon the price claims of commercial launch companies for fuel delivered to orbit. At this point, such claims should be considered highly suspect. Even a signed contract offers little assurance, because if the supplier requires additional funds to continue service and there is no government capability available as a backstop, the money will be tendered. Thus, price claims made by companies that are not yet conducting routine operations at that price should be regarded with skepticism.
Wh ere to start? Well, first of all, it makes no sense to talk about marginal costs in a decision like this. As I wrote in my letter to the editor of Space News (which I hope will be published next week):
ЦитироватьMarginal cost (the cost of the next flight, given that a system is already operating) makes sense in deciding which existing vehicle to fly on, but it's useless by itself in deciding whether or not to develop a new vehicle. For that decision, one must take into account the total life cycle cost, flight rate, and average cost per flight, including amortization of development costs and annual fixed costs.
Per Congressional mandate, SLS is going to cost a minimum of $18B just to be developed to its first, smaller version. Total cost estimates into the decade of the twenty twenties to get to full capability range from twice to three times that amount. NASA says it will fly once every year or two. If they get an annual flight out of it for thirteen years, that would imply a cost of at least three billion per flight. That would imply a cost per tonne (for 130 tonnes) of $23M, or about $10K/lb. Even if they somehow fly four times a year, and I generously grant a marginal cost of zero (unlikely with a large expendable vehicle), it's still $2500/lb when all costs are included.
In contrast, the SpaceX Falcon Heavy is priced at $120M for 53 tons, or a little over a thousand dollars per pound — that is, ten percent of the cost of the SLS, with no development costs funded from the taxpayer. If you don't believe that this vehicle will ever fly (we'll know in a year or two, because that's when first flight is scheduled), then use the now-existing twice-flown Falcon 9, whose quoted price is $60M for 23,000 pounds or $2600/lb – about the same as the most optimistic case for SLS, and available today, not a decade from now.
Note that it's even worse, because I didn't discount the future dollars — they're all current-year, whereas in reality the up-front cost of the development loom even larger (not counting opportunity costs if we were spending it on actual space-exploration technology development and hardware).
Now I suppose it's possible to think that SpaceX's (and United Launch Alliance's) prices will magically increase by the large percentage required to make the SLS's numbers look attractive, but they offer no reason to do so, other than Fear, Uncertainty and Doubt (FUD), and it seems quite unlikely to me, given that they are in competition with each other and driven to keep prices as low as possible.
But the other problem is that they are making a theoretical argument (big rockets have lower marginal costs of payload than smaller rockets) with little empirical data to substantiate it, and as shown above, there is actually real-world data that says it's wrong. But it goes beyond that — it's not even a theoretically valid argument. Here's why. They are saying that there are economies of scale with vehicle size, and generally there are, though for launch vehicles, there are limits to how well they scale, in terms of structural efficiency (high hydrostatic pressure in giant propellant tanks increases needed structural weight), ground support equipment, processing facilities, etc. For example, one of the problems that the SLS has is that while it's the same class of rocket as the Saturn V, the Saturn was all liquid, and fueled at the pad, whereas the SLS has Shuttle-like solid boosters (because otherwise ATK wouldn't get to keep their pork flowing) that are mated in the Vehicle Assembly Building, and then the whole vehicle is rolled to the pad on the same crawler and crawlway (road for the crawler) used by Saturn and Shuttle. But it wasn't designed to handle that load, and studies have indicated that both will probably have to be upgraded (just one of many reasons that SLS will cost so many billions to develop).
But the other problem with their argument that bigger is better is that it comes with a caveat — all other things being equal. And as we've seen in the real world, they're not. For one thing, we don't have to pay development costs for existing vehicles. But as Jeff Greason noted in the Augustine hearings (and fellow panel member Sally Ride agreed), even if Santa had delivered Constellation fully developed for Christmas, NASA wouldn't have the budget to operate it, because it was so manpower intensive (which was the point — it is about jobs, not spaceflight), and SLS won't be any better in that regard.
Another way that they're not equal is flight rate. Here's the real problem. At this stage of the industry, there simply isn't enough demand to justify a vehicle of that payload class, particularly if it's expendable. At this stage of the industry, the only relevant scale to increase to achieve economy is not vehicle size, but flight rate. As I noted a few years ago at The New Atlantis (http://www.thenewatlantis.com/publications/the-path-not-taken), we saw this in the Space Transportation Architecture Study in the eighties:
ЦитироватьThese studies considered a wide variety of vehicle types—reusable, expendable, single- and multiple-stage, various propellant combinations, air-breathing, rocket, horizontal takeoff and landing, vertical takeoff and landing, and more—the entire range of conceivable ways of getting crew and cargo into Earth orbit and (when necessary) back using semi-conventional aerospace vehicles. These studies also considered a range of potential "mission models," with different types, mass, and volumes of payloads, over the next few decades. The models ranged from the minimal (with no commercial activity and little or no growth in NASA or military space budgets) to the expansive (with major new civil space initiatives, including crewed lunar and Mars missions, and large-scale commercial activity).
As we looked at all the combinations of architectures and models, we discovered something interesting. While some vehicle design concepts were clearly better than others, they were all extremely expensive per-flight for the low-activity scenarios, and they were all much less expensive for the high-activity scenarios. Using the space shuttle as a reference, we developed a notional architecture that had sufficient facilities and vehicles for a hundred shuttle flights per year. (That sounds ridiculous today, since there have never been more than nine shuttle flights in a single year, but in fact the shuttle was originally intended to fly once a week.) Surprisingly, the per-flight costs that we estimated were much lower than the actual shuttle costs at the time. The same was true of other launch concepts we studied. The cost per-flight or cost per-pound varied dramatically—in some cases by a factor of ten—depending on the level of activity for a given vehicle in each mission model.
This means that even the theoretically best vehicle concept, if flown rarely, will be unaffordable to fly. A mediocre design, flown often, will beat it in cost per flight. How frequently we used the hypothetical launch system was much more important than what kind of propellant it used, or how many stages it had, or whether it took off or landed horizontally or vertically, or any other design choice. This, to me, was the key insight from all of those studies, and it's one that remains true to this day. For example, the costs associated with the space shuttle largely go to pay the army of personnel and associated infrastructure needed to keep the shuttle fleet operational at all, even when the shuttles don't fly. This doesn't mean, of course, that we should ignore vehicle design, but it does mean that we need to pay much more attention to the dynamics of the market.
And it remains true today. SLS proponents are proposing a vehicle that will fly very rarely (NASA says once every year or two). What will the standing army of personnel be doing between flights to maintain their proficiency? How can such a vehicle possibly be as reliable as a system that flies dozens of times a year? How can its costs possibly compete with one that has a high utilization rate of manufacturing and processing personnel and facilities? And in fact, this explains the empirical reality, described above, that today's existing rockets are much cheaper per pound of payload delivered than SLS can ever hope to be.
And here's one more question, that SLS proponents never answer. If a vehicle of this class is essential for spacefaring, then why don't we need two of them? Why is there no concern about launch-system resiliency, and redundancy, and architectural robustness?
After all, the Shuttle spent about a quarter of its life cycle unable to fly due to problems such as losing a couple, or mysterious hydrogen leaks, or whatever. The delays caused by Challenger and Columbia were at least two and a half years each. Do they really believe that somehow, this time we'll get it right, this time the vehicle will have no problems that keep us from flying it? Really? So if we can't explore space without it, and we are willing to risk not being able to explore space for months or years at a time due to problems with a non-resilient launch system, then the message I take from that is that we don't think that exploring space is as important as building and (occasionally, but not very often) flying big rockets.
They go on to sow more FUD.
ЦитироватьIssues of technical feasibility and practicality also exist. When cryogenic fuel is stored on-orbit, in whatever vehicle, the ability to maintain it in its cryogenic state is crucial. With today's capability, we might achieve liquid hydrogen boil-off losses of about 0.35 percent per day, or about 10 percent of the fuel each month. At a boil-off rate of 0.1 percent per day — a capability not yet demonstrated — 10 percent of the fuel will be lost in three-and-a-half months. Completely closed-cycle systems, or those that are nearly so, are possible with active refrigeration. This technology absolutely must be pursued, as it is necessary for missions beyond the Moon. But we should be skeptical of unproven claims about extremely low boil-off rates, such as the 0.5 percent loss rate per month assumed in one recent study, until and unless the technology is demonstrated.
First of all, we don't have to use hydrogen. Yes, it reduces the propellant amounts needed, but we could be doing exploration with storables to get started, and transition to cryos later after we mature the technologies. Also, I don't know wh ere their boiloff numbers are coming from. I don't think that the people at ULA would agree with them, and while they indeed haven't demonstrated the low rates, they have modeled them, and I'm unaware of any reason to think them unachievable.
ЦитироватьThe most reasonable claim made in support of fuel depots is that if they are employed to the exclusion of a heavy lifter, one saves the cost of building the heavy lifter. This is certainly true — but then we do not have a heavy lifter! Heavy-lift launch is a strategic capability for a spacefaring society, and its absence severely constrains any plans. The 130-metric-ton SLS capability should be regarded as the floor of space-lift capability for exploration, not the ceiling.
Note that this is an completely unsupported assertion. In what way does it constrain our plans? In terms of sending people to other locations in the solar system, or building off-planet facilities, what can we do with it that we cannot do without it? What is magic about 130 tonnes? Wh ere is the analysis to support this? I've never seen it.
ЦитироватьThe kind of space program that we need requires transportation of much that is not fuel. While the international space station offers an existence proof that one can build a 400-metric-ton object in space using pieces weighing less than 15 tons each, the time, money and programmatic risk required for assembly offers the clearest possible demonstration that it was not the best approach.
What specific pieces of exploration hardware weigh more than a Falcon Heavy can toss? Wh ere is the analysis? A lander with no propellant weighs a dozen tons at most.
And with modern high-flight-rate vehicles why would it involve more time to assemble a mission? If there is a launch failure, wouldn't we rather lose a single element that could be cheaply replaced than everything at once? And if it's not replaceable, with more coming off an assembly line, then how fragile is our human spaceflight program?
This is all just more FUD.
ЦитироватьThus, those who argue that we could save money by using fuel depots and not building a heavy lifter seem willing to ignore a key theme: We need a heavy lifter for reasons going far beyond the transportation of fuel. It may be that in future space architectures the flexibility offered by fuel depots will compensate for their inefficiency. But they are not an appropriate feature of the developmental systems and architectures we need to build now.
This is just a repeat of the previous paragraph. What pieces? How much do they weigh? How "inefficient" are depots, and by what measure? How can that "inefficiency" possibly cost us the tens of billions of up-front undiscounted dollars that they propose to spend on SLS? Do they really believe that developing and demonstrating cryogenic storage technology is going to cost tens of billions? If so, why? And why do we need to build SLS "now," but we don't need to build landers, departure stages, and things that we actually need to explore and develop space "now"?
Do you know when we need to build heavy-lift vehicles? When there is enough traffic to justify flying them more than once every year or two. And when we have figured out how to do them without throwing the vehicle away every time, so we can really have the "marginal cost" benefits that they falsely claim for SLS.
ЦитироватьFuel depots as an element of a near-term space architecture are an example of magical thinking at its best, a wasteful distraction supported by the kinds of poorly vetted assumptions that can cause a concept to appear deceptively attractive. We in the space community are especially prone to such behavior. If we actually want to accomplish anything, it must cease. We need to do the right stuff, right now. When we have settlements on the Moon and Mars, the use of fuel depots will make sense. But for today, the last thing we should do is to put one of the hardest problems — long-term cryogenic fuel storage — in series with our next steps beyond LEO.
You know what's really magical thinking? Clark Lindsey described it (http://www.hobbyspace.com/nucleus/index.php?itemid=33606) yesterday:
ЦитироватьThey are the ones living in a marvelously magical land in which:
/– NASA's budget is $30B and growing rather than $18B and dropping;
/– NASA's overhead and fixed costs are not counted in the cost of development of NASA's vehicles;
/– development, overhead and fixed costs are not counted in the operation of NASA's vehicles (thus making for magically low marginal cost estimates);
/– the public gives a damn about seeing a Saturn V wanna-be take three or four astronauts to the Moon every few years;
/– and flying a totally expendable vehicle costing several billion dollars constitutes "spacefaring"
If these are the best arguments that can be made for SLS, it's doomed. But unfortunately, probably not before Congress insists on wasting a few billion more on it.
http://www.competitivespace.org/2011/11/04/the-sls-empire-strikes-back/ (http://www.competitivespace.org/2011/11/04/the-sls-empire-strikes-back/)
ЦитироватьЛогику создания собственной станции источники "Ъ" в космической отрасли объясняют несколькими факторами. Так, запуски пилотируемых кораблей "Союз-МС" с космодрома Восточный на наклонение 51,6 градуса (это наклонение МКС) сопряжены с большим риском для экипажа на этапе выведения: в случае нештатной ситуации космонавты окажутся в открытом море. Наклонение собственной орбитальной станции составит 64,8 градуса, а трасса полета на этапе выведения пролегает над сушей. Кроме того, параметры нахождения станции позволят доставлять грузы при помощи ракет, запущенных с военного космодрома Плесецк. Соответственно, Россия получит доступ к гражданскому космосу сразу с двух площадок и исключит потенциальные политические риски при использовании космодрома Байконур. "Новая станция будет находиться в геометрически выгодном расположении с возможностью расширенного сектора обзора поверхности Земли,— говорит собеседник "Ъ".— Со станции будет видно до 90% территории России и арктический шельф, а у МКС этот показатель не превышает 5%". Еще одной функцией новой станции источники "Ъ" называют летно-конструкторские испытания пилотируемых средств лунной инфраструктуры: "Фактически речь идет о создании некоего плацдарма — сначала аппараты будут доставляться на станцию, а уже после следовать к Луне".
http://www.aex.ru/fdocs/1/2014/11/17/25334/
- а танкеры и паром в таком случае разве не потребуются? :o :oops:
На мой взгляд, это чья-то тонкая провокация. Потому как за этим сразу следует логическая мысль: а зачем тогда "Восточный"? Переносим всё в Плесецк, и точка.
Цитироватьmihalchuk пишет:
На мой взгляд, это чья-то тонкая провокация. Потому как за этим сразу следует логическая мысль: а зачем тогда "Восточный"? Переносим всё в Плесецк, и точка.
- а по танкерам и сборке-стыковке на орбите возражения есть? :oops:
ЦитироватьРоссия будет строить окололунную станцию по модульному принципу
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/82668.gif)
26 ноября, AEX.RU (http://www.aex.ru) – Российская космическая станция на орбите Луны будет строиться из модулей массой 25 тонн каждый. Об этом заявил заместитель генерального директора Космического центра им. Хруничева, генеральный конструктор КБ "Салют" Юрий Бахвалов,пишет ТАСС (http://tass.ru).
"На орбиту Луны будут доставляться модули массой около 25 тонн, а сборка будет проводиться уже на орбите", - сказал он.
По его словам, Космический центр принимает участие в конкурсе Роскосмоса на создание средств выполнения и доставки пилотируемой экспедиции к Луне. "Технические предложения должны быть разработаны до конца года ", - сказал Бахвалов.
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum13/topic14519/?PAGEN_1=3
- надо полагать это ответ Лопоте на:
Цитировать- Конечно. Космонавтика дала нам генерацию фундаментальных знаний. Мы стали больше понимать, мы уже шапками никого не забрасываем, не декларируем утопические идеи. Человечество сегодня имеет ту энергетику, которую имеет и с которой дальше Марса мы в ближайшие десятилетия не сможем улететь. Луна, например, нам пока недоступна. Чтобы достичь поверхности Луны экипажем в три человека, нужна ракета грузоподъемностью не менее 130 - 150 тонн на нижнюю орбиту. К сожалению, таких носителей сегодня нет. А те носители, которые есть, не позволяют этого сделать. Мы сегодня создаем ракеты грузоподъемностью 20 тонн на нижней орбите, в скором будущем дойдем до 25 тонн, но, чтобы подлететь к Луне, требуются массы на околоземной орбите 75 тонн. А чтобы еще приземлиться и обратно улететь, нужно по крайней мере удвоить эту грузоподъемность.
http://www.aex.ru/fdocs/2/2014/11/26/25364/
- но тогда нужен паром и танкеры :D
Должны же здесь быть заправки! Но я их пока не нашел...
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/24670.jpg)
Круто! Только фотонного звездолёта и не хватает 8)
А так и ядерные шаттлы, и наземные, и станции всех разливов - low orbit, lunar orbit, synchrononous orbit
Впрочем, есть тута space tug - это они, видимо плутоний туды-сюды будут таскать ;)
Впрочем. вспомним проект нашего, т.с. отечественного space tug:
ЦитироватьЧто представляет собой буксир «Паром»? «Паром» – это многофункциональный многоразовый межорбитальный буксир, предназначенный для транспортировки на орбитальную станцию различных грузовых контейнеров и пилотируемого корабля «Клипер». Буксир «Паром» будет создаваться на базе модернизированных систем корабля «Союз». «Паром» имеет два активных стыковочных узла: один для стыковки к контейнеру или к кораблю «Клипер», а другой для стыковки к орбитальной станции. Буксир имеет двигательную установку, оснащен баками с долгохранимыми компонентами топлива и солнечными батареями для электропитания бортовых систем. Как работает межорбитальный буксир? Большую часть времени он находится в составе орбитальной станции. После выведения очередного грузового контейнера на рабочую околоземную орбиту буксир отстыковывается от станции и стыкуется с контейнером, а затем транспортирует его к орбитальной станции. Внутри буксира расположен гермоотсек, через который космонавты могут пройти с борта станции в герметичную часть контейнера для его разгрузки. По завершении работы с контейнером, после размещения в нем удаляемых грузов, «Паром» вновь уходит от станции и сбрасывает контейнер, который через некоторое время в результате торможения сходит с орбиты и сгорает в плотных слоях атмосферы. А буксир подхватывает новый контейнер и доставляет его к станции. Этот процесс повторяется многократно. Грузовой контейнер – достаточно простой и относительно дешевый элемент системы. Он имеет герметичный отсек для грузов и оборудования и негерметичный отсек, в котором на станцию доставляются компоненты топлива. Перекачка топлива из контейнера на станцию производится по магистралям, проложенным в буксире «Паром». Контейнер имеет минимальное количество служебного бортового оборудования. К основному из них относятся небольшой отсек с двигателями стабилизации и пассивный стыковочный узел. Контейнеры рассчитаны на запуск с помощью РН «Союз» и «Протон». Они могут доставлять полезный груз массой от 4 до 13 тонн. Для сравнения: максимальная масса грузов, доставляемых «Прогрессом», составляет немногим более 2 тонн. Таким образом, контейнер может заменять несколько «Прогрессов». Расчеты показывают, что использование «Парома» и грузовых контейнеров позволит снизить себестоимость выводимых на орбиту грузов в три-четыре раза по сравнению с эксплуатацией «Прогрессов». Вообще говоря, контейнеры могут быть самыми разнообразными, в зависимости от того, какие грузы необходимо доставить на орбитальную станцию. Контейнеры могут различаться по размерам и массе и выводиться на орбиту различными РН, в том числе и иностранными. Кроме контейнеров, грузом для «Парома» могут являться различные негерметичные платформы с крупногабаритной научной аппаратурой, модули орбитальной станции, а также корабль «Клипер». Для продления полетного ресурса «Парома» космонавты будут периодически проводить обслуживание бортового оборудования буксира и по мере необходимости менять вышедшую из строя аппаратуру. «Запчасти» для ремонта буксира будут доставляться грузовыми контейнерами. Кроме того, дозаправляться топливом «Паром» также будет из контейнеров. Запуск первого «Парома» мы планируем осуществить в 2009 г. Сначала он будет испытан и отработан на доставке к МКС грузовых контейнеров, а уже затем его можно будет использовать для транспортировки пилотируемого корабля «Клипер». Каковы основные параметры и характеристики буксира «Паром»? Стартовая масса буксира – до 12500 кг; «сухая» масса – 5990 кг. Геометрические характеристики: – длина по корпусу – 6550 мм; – максимальный диаметр отсеков – 3200 мм; – объем гермоотсека – 26 м3. Длительность автономного полета – до 180 сут. Количество циклов орбитальных переходов – до 60. Полетный ресурс – до 15 лет. Параметры орбиты выведения: – наклонение – 51.6–73°; – высота – 200 км. Ракетаноситель – «Союз-2-3».
- вид сбоку - таже заправка, но бочками :D
Но КБ "Салют" явно что-то круче задумал ... и в два раза тяжелее :o
ЦитироватьSeerndv пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
На мой взгляд, это чья-то тонкая провокация. Потому как за этим сразу следует логическая мысль: а зачем тогда "Восточный"? Переносим всё в Плесецк, и точка.
- а по танкерам и сборке-стыковке на орбите возражения есть?
Нет. Но зачем тогда высокоширотная станция? только потери в выводимой массе. особенно, если запускать на ГСО.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Нет. Но зачем тогда высокоширотная станция? только потери в выводимой массе.
особенно, если запускать на ГСО.
- секретная. для управления и ретрансляции сигналов на истребители спутников ;)
А если серьёзно, сам не понимаю. :oops:
А Бахваловское заявление вас больше не заинтересовало?
Цитировать"На орбиту Луны будут доставляться модули массой около 25 тонн, а сборка будет проводиться уже на орбите", - сказал он.
ЦитироватьSeerndv пишет:
А Бахваловское заявление вас больше не заинтересовало?
Не воспринял серьёзно.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Нет. Но зачем тогда высокоширотная станция? только потери в выводимой массе. особенно, если запускать на ГСО.
- не знаю. Но даже на форуме была такая тема:
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum10/topic1382/message50439/#message50439
"Высокоширотная орбитальная станция "
Цитироватьmihalchuk пишет:
На мой взгляд, это чья-то тонкая провокация. Потому как за этим сразу следует логическая мысль: а зачем тогда "Восточный"? Переносим всё в Плесецк, и точка.
С Плесецка на наклонение 51? Это не провокация,это...
ЦитироватьМосква не намерена продолжать участие в проекте Международной космической станции (МКС). В нынешнем виде, уверен вице-премьер Дмитрий Рогозин, это проект является «прошедшим этапом» для России. Федеральному космическому агентству (Роскосмос) уже поручено к концу декабря подготовить обоснования по развертыванию собственной орбитальной станции и внести их на рассмотрение в правительство. А само развертывание чисто российской станции должно начаться не позднее 2017 года.
«Вопрос перспектив пилотируемой космонавтики - это уже не вопрос отрасли, а политических решений, - сообщил по этому поводу вице-премьер правительства Дмитрий Рогозин, отвечающий за оборонку. - Федеральному космическому агентству поручено подготовить обоснования по развертыванию собственной орбитальной станции и внести их на рассмотрение в правительство. Существующий на сегодняшний день технический задел достаточен для ее создания».
Впервые о возможности выхода России из проекта МКС заявил в 2012 году на аэрокосмическом салоне The Farnborough International Exhibition тогдашний руководитель «Роскосмоса» Владимир Поповкин. С его слов следовало, что Россия не только технически готова к постройке собственной орбитальной станции, но и уже ведет разработку нескольких новых модулей для МКС. Причем делается это с расчетом, что их можно будет использовать как базовые блоки для будущего поколения пилотируемых станций.
На этом собственно и строится сегодняшняя суть предложений «Роскосмоса» и научных организаций отрасли. Как видится специалистам, в период с 2017 по 2019 гг. Россия может развернуть в космосе полностью российскую станцию с наклонением орбиты 64,8 градуса. В первоначальной конфигурации она будет формироваться на базе многоцелевого лабораторного и узлового модулей, космического аппарата «ОКА-Т», а также кораблей «Союз-МС» и «Прогресс-МС».
Как рассказали телеканалу «Звезда» специалисты отрасли, «ОКА-Т» - автономный технологический модуль. Многоцелевая космическая лаборатория, работающая на орбите независимо от МКС. Ее созданием будет заниматься РКК «Энергия». Согласно техническому заданию, модуль будет состоять из герметичного отсека, научной лаборатории, шлюзовой камеры, стыковочного узла и негерметичного отсека для экспериментов в условиях открытого космоса. Закладываемая масса научного оборудования составит около 850 килограммов, как внутри аппарата, так и на его внешней поверхности. Время автономной работы от МКС должно составлять от 90 до 180 суток. После этого модуль будет стыковаться с основной станцией, экипаж которой займется обслуживанием научной аппаратуры, заправкой и другими операциями.
Первый полет «ОКА-Т» планируется на конец 2018 года. Так же в состав новой станции войдут Многоцелевой лабораторный (МЛМ) и энергетический модули. После 2020 года, станцию планируется «проабгрейдить» еще целым рядом дополнительных модулей и космическим аппаратам «ОКА-Т-2». В результате Россия должна будет получить полноценный аналог МКС.
| (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/221987.jpg) |
| 3D-графика примерного облика станции к 2030 г. |
| Источник: tvzvezda.ru |
Станция с такой высокоширотной орбитой, как объясняют в Роскосмосе, позволит обезопасить экипаж при пилотируемом пуске с космодрома «Восточный»: в случае нештатной ситуации, на этапе выведения, космонавты окажутся не в Тихом океане, а смогут приземлиться на сушу. Кроме того, для доставки грузов на станцию можно будет использовать и космодром «Плесецк», а главное, увеличить обзор территории России со станции до 90%, дав возможность контролировать Северный морской путь и арктический шельф.
В Роскосмосе утверждают, что создание новой станции не станет обременительным для бюджета. Большинство ее элементов создавалось в рамках развития российского сегмента МКС. Напомним, что в деле развертывания МКС Россия играет одну из ведущих с США ролей. Оно началось 20 ноября 1998 года. Тогда же был запущен ее первый модуль - функционально-грузовой блок «Заря». В декабре того же года корабль «Индевор» STS-88 вывел на орбиту соединительный модуль «Unity» и состыковал его с ФГБ «Заря». В июле 2000 года состав МКС пополнился третьим модулем. Им стал служебный модуль «Звезда». По своему назначению, все они стали основой российского сегмента МКС. Его собственно и планировалось развивать. На сегодняшний день Роскосмос тратит на ее содержание в шесть раз меньше, чем NASA (только в 2013 году на эти цели США выделили 3 млрд. долларов), хотя России принадлежит право на половину экипажа.
Однако обострение отношений России и Запада, введение торговых и политических санкций стали одним из поводов обособить дальнейшее развитие российской пилотируемой космонавтики. Как рассказали в Роскосмосе, в кооперации стран, эксплуатирующих МКС, по рекомендации российской стороны создана рабочая группа. Перед ней стоит цель определить дальнейшую судьбу МКС и установить сроки ее вывода из эксплуатации. Свою позицию по этому вопросу Роскосмос должен представить американской космической организации NASA до конца этого года. В частности, возможно создание малых станций для конкретных задач на околоземной орбите, международных станций в точках равновесия между Луной и Землей либо с обратной стороны Луны.
Что же касается России то она не планирует продлевать свое участие в этом проекте в 2020-2024 годах, как просят того США, а деньги для станции перенаправит на другие космические проекты.
В начале ноября руководитель Роскосмоса Олег Остапенко сообщил главе NASA Чарльзу Болдену, что окончательное решение о продлении или непродлении эксплуатации МКС до 2024 года будет принято Россией до конца года. В любом случае, как говорит Дмитрий Рогозин, мы полностью выполним взятые на себя международные обязательства в рамках проекта до 2020 года. В Роскосмое утверждают, что если будет «политическое одобрение» на создание собственной орбитальной станции, то продлевать свою работу на МКС Россия согласится только в коммерческих целях. Таких как сдача своего сегмента в аренду другим странам и отправка на орбиту космических туристов.
http://vpk.name/news/122444_kosmicheskii_razvod_pochemu_rossiya_pokidaet_mks.html?last#last
- уж не знаю, будут ли к ней танкеры пристыковываться :oops:
ЦитироватьSeerndv пишет:
Цитировать- Конечно. Космонавтика дала нам генерацию фундаментальных знаний. Мы стали больше понимать, мы уже шапками никого не забрасываем, не декларируем утопические идеи. Человечество сегодня имеет ту энергетику, которую имеет и с которой дальше Марса мы в ближайшие десятилетия не сможем улететь. Луна, например, нам пока недоступна. Чтобы достичь поверхности Луны экипажем в три человека, нужна ракета грузоподъемностью не менее 130 - 150 тонн на нижнюю орбиту. К сожалению, таких носителей сегодня нет. А те носители, которые есть, не позволяют этого сделать. Мы сегодня создаем ракеты грузоподъемностью 20 тонн на нижней орбите, в скором будущем дойдем до 25 тонн, но, чтобы подлететь к Луне, требуются массы на околоземной орбите 75 тонн. А чтобы еще приземлиться и обратно улететь, нужно по крайней мере удвоить эту грузоподъемность.
http://www.aex.ru/fdocs/2/2014/11/26/25364/
- но тогда нужен паром и танкеры :D
Насчет парома не знаю - хотя Боинг озвучивал проект ЛОС на высокой орбите Луны (3000 км) с буксирами для транспортировки
многоразовых лунных модулей до низкой орбиты ИСЛ (100 км) и обратно с низкой орбиты к ЛОС. Заправщики видимо будут
спроектированы либо на базе грузового КК ПТК-Г либо на базе Блока ДМ.
(http://s50.radikal.ru/i127/1412/fb/57738a6541fe.jpg)
- вариант от NASA
Reusable Lunar Transportation Architecture Utilizing Orbital Propellant Depots (http://www.prism.gatech.edu/~gtg176q/RASCAL/GeorgiaTech-CERES.pdf)
Цитироватьfrigate пишет:
Насчет парома не знаю - хотя Боинг озвучивал проект ЛОС на высокой орбите Луны (3000 км) с буксирами для транспортировки
многоразовых лунных модулей до низкой орбиты ИСЛ (100 км) и обратно с низкой орбиты к ЛОС. Заправщики видимо будут
спроектированы либо на базе грузового КК ПТК-Г либо на базе Блока ДМ.
первая космическая скорость на Луне - 1,68 км/с. Чтобы улететь с низкой орбиты к Земле, нужна ХС 0,8 км/с. Отсюда видно, что транспортировка с высокой на низкую орбиту покроет около 0,3 км/с (грубо). Стоит ли овчинка выделки?
Стоит - экономия топлива лунного взлетно- посадочного модуля и возможность сделать его многоразовым.
По программе Аполлон по моему начиная с А-14 NASA решило транспортировать ЛМ ближе к поверхности Луны за счёт ДУ
Служебного Модуля - скроили за счёт разницы в ХС ДУ СМ и посадочной ступени ЛМ :idea:
Не забываем также про необходимость изменения наклонения лунной орбиты.
Цитироватьfrigate пишет:
Стоит - экономия топлива лунного взлетно- посадочного модуля и возможность сделать его многоразовым.
По программе Аполлон по моему начиная с А-14 NASA решило транспортировать ЛМ ближе к поверхности Луны за счёт ДУ
Служебного Модуля - скроили за счёт разницы в ХС ДУ СМ и посадочной ступени ЛМ
Не забываем также про необходимость изменения наклонения лунной орбиты.
1. Многоразовость. Нужно представлять конкретно - сколькиразовость? У модуля будет ресурс как по времени эксплуатации, так и по количеству рейсов. И то, и другое стоит денег. + нужна станция базирования, которая обеспечит температурный режим и подпитку аппарата. Кроме того, нужен отдельный буксир, очень надёжный, который кроме ЛМ транспортирует ещё и себя и тратит на это лишнее топливо. Многоразовость окупится при частых полётах, значительно более частых, чем пару раз в год.
2. Вместо буксира делаем лунный модуль побольше: туда и обратно ХС 4,6 км/с вместо 4 км/с (учитываем гравпотери), и система упрощается. Но при частых полётах подразумевается деятельность, связанная с лунной базой, а это минимум местный кислород - актуальность буксира падает ещё.
3. Пока нет ЛБ, полёты редки и носят исследовательский характер, орбитальная лунная станция будет только мешать. Полёт на Луну через высокую круговую орбиту неоптимален по ХС, Луна вращается, и придётся на обратной дороге ловить плоскость орбиты, а это два раза в лунный месяц.
Все хорошо... для рассуждений в общем. Может стоит определиться с условиями задачи? Например, учесть массу ПН, которую мы можем доставить на Луну и к Луне, в точку Лагранжа?
Почему бы и нет? Выкладываю здесь:
Основы развития пилотируемой космонавтики и средств выведения
на ближайшую перспективу
техническая записка
Введение
Из сообщений в печати (напр., газета «Известия» от 15 августа и 23 октября 2014) следует, что Роскосмос запрашивает средства для создания сверхтяжёлого носителя (СТН) и ищет обоснования для его применения в деле создания лунной базы. При этом прогнозируется конкуренция за участки базирования. Однако, сценарий конкуренции за лунные участки крайне маловероятен – сегодня не просматривается ни политической, ни экономической необходимости в освоении Луны, а правовое обеспечение таких действий отсутствует. Следовательно, нет необходимости в надрыве усилий в этом направлении. Исследование и освоение Луны, как и других небесных тел, может быть обосновано и принести пользу, если оно проводится в рамках естественной экспансии в космическое пространство. В этом случае внешние цели уступают приоритет обретению возможностей, на первый план выходят не количественные (сроки, грузоподъёмность носителей), а качественные параметры деятельности. К ним можно отнести следующие:
- частота рукотворных событий в космосе;
- размер базиса применяемых технологий;
- оперативность реализации полного цикла миссий (время от постановки задачи до достижения цели);
- эффективность используемых средств и технологий;
- диверсифицируемость целей.
При этом, в ситуации востребованности развития, как процесса, и отсутствия определённости в приоритете целей, важнейшим элементом стратегии становится стремление достигать целей многоцелевыми средствами. Это требует разумного минимализма в подходе к СТН, тщательного изучения концепций, исключающих его использование. Как будет показано ниже, такие концепции возможны и продуктивны.
Кластеры перспективных технологий
Для решения проблемы регулярных пилотируемых полётов к Луне и в дальний космос нашей промышленности достаточно освоить четыре кластера ключевых технологий, и ни один из них не связан с СТН:
1. Технологии использования ядерной энергии в двигательных установках.
2. Технологии заправки компонентами топлива в космосе, включая приём и хранение компонентов.
3. Технологии доставки компонентов топлива на орбиту с низкой стоимостью.
4. Технологии переработки отходов.
Выбор этих кластеров объясняется неизбежностью и результативностью их освоения, а также тем, что они являются логическим продолжением направления нашей деятельности в космосе.
Сегодня ведутся работы только по п.1- тема ядерной ракетной энергодвигательной установки, совместная разработка Курчатовского института и центра Келдыша, но эта разработка является ключевой для межпланетных полётов, для Луны – только важной.
Технологии 2-го и 3-го кластеров позволят быстрее и с меньшими затратами начать полёты к Луне и в дальний космос, чем с использованием СТН.
Технологии 4-го кластера, помимо решения важной насущной проблемы, позволят повысить эффективность экспансии в космос.
Стандартными технологическими операциями в космосе должны стать:
- перехват, стабилизация и транспортировка неуправляемых объектов с нестабильными инерционными свойствами (незакреплённые внутренние массы, работающие маховики/гироскопы и т. д.);
- извлечение жидкостей и газов из баков;
- заправка компонентами топливных баков.
Общее техническое решение по системе средств выведения
1. Проводится модернизация РН «Союз-2.1а», РН «Союз-2.1в» и создающейся РН «Ангара-А5и» в части замены 3-х ступеней этих носителей на кислородно-метановые с приспособлениями для дозаправки в космосе и возможностью не менее чем трёхкратного включения двигателя.
2. Создаётся модификация РН «Союз-2.1а» по п.1, предназначенная для доставки на орбиту компонентов топлива в виде остатков в баках 3-й ступени (баки увеличены).
3. Создаётся орбитальный технологический комплекс, имеющий средства приёма, хранения и заправки компонентов топлива.
4. Создаётся беспилотный буксир, базирующийся на орбитальном комплексе и предназначенный для перехвата и доставки ступеней с компонентами топлива.
5. Орбитальный технологический комплекс оснащается круговым 3Д-принтером и оборудованием для переработки элементов ракетных блоков в материал для него.
Подробнее о составляющих системы средств выведения
1. Выбор кислородно-метановой пары объясняется следующим:
- двигатели для ракетных блоков придётся делать заново, поэтому выбирается удобная пара компонентов;
- горючие на основе гидразина отвергаются из-за токсичности, а свойства керосина плохо предсказуемы при длительном хранении в невесомости;
- очевидным окислителем будет жидкий кислород, жидкий метан по теплофизическим свойствам близок к нему настолько, что для него подойдёт то же самое оборудование;
- свойства жидкого метана благоприятны охлаждения камеры сгорания, а энтальпия продуктов сгорания выше, чем у кислородно-керосинового топлива;
- проведён значительный объём научно-исследовательских работ по кислородно-метановому топливу, оно признано перспективным для использования в ракетных двигателях;
- есть все предпосылки того, что предстоящая космическая программа России будет национальной, для чего использование жидкого метана в качестве горючего является достаточным решением (для международной программы был бы желателен жидкий водород).
В дальнейшем возможна модернизация системы с заменой жидкого метана на жидкий водород, но при этом придётся решить более сложные задачи по его теплоизоляции. Если баллистические свойства последних ступеней при этом сохранятся, то сохранятся и пропорции миссий, изменения будут заключаться в росте массы полезного груза.
Последние ступени для носителей «Союз-2.1а» и «Союз-2.1в» предполагается сделать одинаковыми. Для них потребуется создать маршевый ЖРД с тягой ~30-40 тс. На последнюю ступень для РН «Ангара-А5И» будет установлено 2 или 3 таких двигателя (в зависимости от модификации).
2. Для повышения эффективности использования средств выведения предлагается отказаться от специального танкера для доставки компонентов топлива, используя для этой цели баки последней ступени РН. В этом случае предстоит разработать методом регрессивного проектирования специализированный ракетный блок с увеличенными баками и упрощённым вариантом двигателя (одноразовым). При этом дополнительно к массе расчётной полезной нагрузки добавится масса отсутствующего адаптера полезного груза (ПГ) и/или переходника и сопутствующих элементов крепления, а также дополнительная масса из-за отсутствия полноразмерного обтекателя, уменьшения аэродинамического сопротивления, облегчения баков из-за более благоприятного распределения весовой нагрузки. Кроме того, не будут потеряны остатки незабора топлива и газы наддува.
Путём экономических и инженерных расчётов предстоит определить, что будет рациональнее – один вариант блока для доставки компонентов в рабочем соотношении или два разных варианта для доставки каждого из компонентов.
Блок оборудуется минимумом систем, способствующих транспортировке его к орбитальному комплексу внешними средствами.
Первоначально предполагается оснастить таким блоком модификацию РН «Союз-2.1а», в дальнейшем можно использовать и другие носители с подходящими компонентами. Использование разных носителей позволит оптимально распределить по ним грузопоток и выровнять загрузку их производственных мощностей.
В настоящее время грузовые корабли «Прогресс» доставляют на МКС до 2,6 т груза, включая топливо в баках собственной двигательной установки. Полезный груз предложенной модификации РН «Союз 2.1а» составит до 10,5-11,0 т, если считать конструкционные материалы. Эффективность использования носителя возрастает в 4 раза!
Способ доставки обладает адаптивностью к таким перспективным факторам, как:
- вытеснение кислорода с Земли доставляемым с Луны (модификация ступеней под доставку метана);
- переход на водородное горючее (модификация ступеней под доставку кислорода, отдельное решение по снабжению водородом);
- требование увеличения экономической эффективности (создаётся дешёвый специализированный носитель с умеренной надёжностью).
3. Орбитальный заправочный комплекс (ОЗК) на низкой земной орбите позволит резко повысить надёжность миссий с дозаправкой и даже сделать их более надёжными, чем с использованием СТН. Причины этого следующие:
- для отработки меньшего по размерам носителя потребуется меньше средств;
- носитель, имеющий многоцелевое применение и/или используемый для доставки топлива будет иметь бόльшую частоту пусков, быстрее пройдёт лётные испытания и наберёт статистику успешных пусков;
- концепция предполагает использование отработанных и надёжных конструкций РН «Союз»;
- имеется возможность в ходе обслуживания на ОЗК устранить возникшие неполадки, провести тестирование ПГ, демонтировать не нужные в дальнейшем перелёте крепления;
- в случае отказа при запуске двигателя ракетного блока (РБ) имеется возможность сохранить ПГ, вернув его на ОЗК.
4. Идея доставки грузов на орбитальную станцию с помощью буксира не нова, такой проект («Паром») был заявлен РКК «Энергия», но не имел продолжения. Его слабое место – проектирование в пилотируемом варианте, что не только повлекло увеличение массы из-за наличия гермообъёма и системы жизнеобеспечения, но и в конечном счёте вылилось бы в оснащение его спускаемым аппаратом. Развитие средств связи и средств управления подошло к такому уровню, при котором человек на борту буксира не требуется.
На сегодня отработаны технологии выведения, позволяющие организовать транспортировку РБ с остатками топлива к ОЗК в течение 6-12 часов, и это время в перспективе будет сокращено. Перехват и управление РБ, в баках которого будет около четверти объёма заполнено низкокипящей жидкостью, а также решение проблемы перегрева представляет собой интересную научную и инженерную задачу, которая будет, без сомнения, решена.
5. Появление технологий 3Д-печати делает своевременной постановку задачи о её использовании для производства конструкций в космосе. Достойная задача для ближайшего будущего – производство гермооболочек из попутных конструкционных материалов (вовлечение отходов во вторичный оборот). Этим предполагается решить проблему недостаточного гермообъёма обитаемых космических объектов. Основным материалом для этой цели будет сплав, из которого изготовлены баки РБ (предположительно АМг-6). Требуемые характеристики конструкций: двойная гермооболочка в-основном цилиндрической формы диаметром 8-12 м. Создание оболочки будет происходить методом наплавления, сплав потеряет прокатную упрочнённость, прочность на разрыв упадёт в 1,3-1,5 раза. Для компенсации этого фактора предполагается предусмотреть толщину гермооболочки с достаточным запасом (тройную от аналога из нагартованного сплава). Такая оболочка даст серьёзный вклад и в радиационную защиту экипажа. Технология производства гермооболочек вместе с использованием модулей, как внешних, так и внутренних, позволит создать новое поколение орбитальных станций и другие перспективные обитаемые объекты.
[/QUOTE]
Цитироватьmihalchuk пишет:
Сценарий полёта к Луне с использованием заправки на орбитальном комплексе
При использовании орбитального комплекса, как места базирования, наиболее рациональной представляется двухпусковая схема с использованием носителей разной грузоподъёмности. В этом случае лунный комплекс компонуется из двух частей полезного груза и двух ракетных блоков – заправляемых последних ступеней носителей. Больший по размерам ракетный блок используется для разгона комплекса к Луне, затем отбрасывается. Меньший – для торможения и выхода на лунную орбиту, либо непосредственно для посадки на Луну. Расчёты, однако, показывают, что реальный второй блок будет избыточен для первой цели и явно недостаточен для второй. Следовательно, он будет повторно использоваться для торможения и схода с лунной орбиты, после чего – отбрасываться, а посадка будет выполняться с помощью отдельного посадочного модуля.
Возможны различные модификации этого сценария, самые интересные из них предполагают заправку посадочного модуля компонентами топлива.
Первым этапом в лунной программе будут беспилотные миссии с использованием модификаций РН «Союз 2.1а» и «Союз 2.1в», оснащённых равноразмерными РБ. В этом случае оптимальное соотношение по ступеням лунного комплекса не получится – одного блока будет недостаточно для разгона комплекса к Луне, для этой цели потребуется использовать и второй блок. В табл. 1 варианты 1 и 2 соответствуют заявленным миссиям. В 1-м варианте посадка на Луну осуществляется с помощью посадочного модуля, использующего высококипящие компоненты. Второй РБ используется трехкратно:
- для довыведения комплекса на траекторию полёта к Луне,
- для выхода на окололунную орбиту;
- для торможения и схода с окололунной орбиты.
Во 2-м варианте используется крупный посадочный модуль на компонентах ж.кислород + ж.метан, который выводится на околоземную орбиту с порожними баками и заправляется на ОЗК. Два РБ последовательно разгоняют и отбрасываются, при этом лунный комплекс (ЛК) оказывается на траектории полёта к Луне.
Программа первого этапа может включать не только исследовательские миссии, но и начало строительства лунной базы аппаратами с дистанционным управлением, а также пилотируемый облёт Луны с выходом на лунную орбиту.
Вариант 3, табл.1 (второй этап) даёт возможность осуществить полноценный пилотируемый полёт на Луну. При этом в качестве 1-го носителя используется РН, способная доставить на орбиту ОЗК груз массой 23 т, в качестве 2-го - модификация РН «Союз 2.1а» из вариантов 1 - 2. Грузоподъёмность 1-го носителя соответствует грузоподъёмности РН «Ангара А5и», но вместо УРМ-2 используется более крупный ракетный модуль. Это значит, что «Ангару» придётся подгонять: укорачивать УРМы или недоливать в них топливо.
В пилотируемой миссии первой стартует РН с лунным модулем и ракетным блоком с высококипящими компонентами топлива, второй – РН с пилотируемым космическим кораблём (КК). РБ второй РН доставляется на ОЗК космическим кораблём, где происходит конфигурирование и заправка комплекса. РБ первой РН разгоняет выводит комплекс на траекторию полёта к Луне, после чего отбрасывается. РБ второй РН выводит комплекс на окололунную орбиту, где остаётся КК, Далее РБ-2 сводит с орбиты лунный модуль и отделяется, а лунный модуль производит посадку на своём двигателе. Масса доставляемого таким способом груза на лунную поверхность составит 11,6-14,5 т в зависимости от массы КК с РБ на высококипящих компонентах (14,6-8,5 т) что вполне достаточно для пилотируемой миссии. В грузовой модификации комплекс может доставить на Луну до 18 т груза.
Масса лунного комплекса вместе с заправленными блоками составит 162,7 т, что эквивалентно использованию СТН грузоподъёмностью 170 т. Масса заправляемого топлива составит 116,6 т плюс восполнение остатков в баках, которые не удастся довезти до ОЗК. Это около 12 пусков грузовой модификации РН «Союз 2.1а» или 5 – РН «Ангара А5И». При этом на ОЗК накопится не менее 12-15 т алюминиевых сплавов в разобранных конструкциях.
-| Варианты миссии | 1 | 2 | 3 |
| Последняя ступень первого носителя | | | |
| Масса ПГ, кг | 8500 | 8500 | 23000 |
| Конечная масса посл. ступени, кг | 3160 | 3160 | 11400 |
| Масса используемого топлива, кг | 21599 | 21599 | 95000 |
| Удельный импульс ДУ, Н*с/кг | 3650 | 3650 | 3650 |
| Характеристическая скорость, м/с | 3826 | 3826 | 4836 |
| Последняя ступень второго носителя | | | |
| Масса ПГ, кг | 2550 | 2550 | 8500 |
| Конечная масса посл. ступени, кг | 3160 | 3160 | 3160 |
| Масса используемого топлива, кг | 21599 | 21599 | 21599 |
| Удельный импульс ДУ, Н*с/кг | 3650 | 3650 | 3650 |
| Характеристическая скорость, м/с | 5712 | 5712 | 3826 |
| Лунный комплекс | | | |
| Масса заправленного комплекса, кг | 60568 | 76258 | 162660 |
| Масса используемого топлива, кг | 43198 | 58888 | 116599 |
| Масса заправки посадочного модуля, кг | - | 15690 | - |
| Масса корабля на орбите Луны, кг | - | - | 14600-8500/0 |
| Характеристическая скорость отлёта, 1, м/с | 1610 | 1215 | 3202 |
| Характеристическая скорость отлёта, 2, м/с | 1590 | 1985 | - |
| Характеристическая скорость торможения у Луны, м/с | 850 | | 850 |
| Характеристическая скорость торможения для схода с орбиты Луны, м/с | 933 | - | 1465-1172/918 |
| Удельный импульс посадочной ДУ, Н*с/кг | 3300 | 3500 | 3300 |
| Характеристическая скорость посадки, м/с | 1232 | 3015 | 635-781/1182 |
| Конечная масса на Луне, кг | 7608 | 11300 | 13944-17365/22016 |
| Масса груза на Луне, кг | 6500 | 8500 | 11600-14500/18000 |
Таблица 1
Пилотируемый корабль
Из расчётов (табл. 1) видно, что пилотируемый космический корабль (ПКК) должен иметь начальную массу, близкую к 9,5 т (8,5 т на ОЗК), это крайне важно с точки зрения минимизации рисков. Тогда для его запуска можно использовать модификацию РН «Союз 2.1а», первые две ступени которой хорошо отработаны, а третья будет быстро отработана из-за минимальной размерности и высокой частоты пусков в беспилотной программе и в миссиях по доставке топлива на ОЗК. Кроме того, запуск корабля с экипажем предполагается производить по достижении состояния готовности остальных составляющих ЛК – они будут предварительно доставлены на ОЗК, протестированы и, возможно, заправлены компонентами топлива.
Используемый сегодня для пилотируемых полётов ПКК «Союз» вполне вписывается в заявленную массу и может быть использован в лунной миссии после некоторой модернизации. Но он имеет очевидные неудобства: невысокое аэродинамическое качество (влияет на перегрузки при возвращении) и малый внутренний объём. Кроме того, его вместимость может оказаться недостаточной (желателен экипаж из 4-х человек). Создающийся ПТК НП также неудобен для лунной миссии. Изначально предназначенный для других целей, он оказался концептуально нерационален для полёта к Луне (размещение всех систем жизнеобеспечения в одном объёме) и избыточен по массе (минимум – 14 т в околоземном варианте) и габаритам. Судя по опубликованным картинкам, у него также невысокое аэродинамическое качество. Его использование потребует масштабирование миссии в 1,5 раза в сторону увеличения (эквивалент СТН на 250 т), либо переформатирование её в менее удобный и надёжный вариант с меньшим увеличением массы ЛК.
Оптимальным для лунной миссии был бы ПК с более вместительным спускаемым аппаратом, обладающим повышенным аэродинамическим качеством (в1,3-1,5 раза большим, чем у ПК «Союз»). Возможности для этого есть, это около 2 т за счёт увеличения грузоподъёмности рассматриваемой модификации РН «Союз 2.1а» по сравнению с РН «Союз ФГ», а также около 1 т за счёт отказа от бытового отсека и перенесения части ресурсов системы жизнеобеспечения в лунный модуль. Общая масса спускаемого аппарата при этом превысит вдвое массу СА ПК «Союз», что достаточно для размещения в ПКК экипажа из 4-х человек.
[/QUOTE]
Цитироватьmihalchuk пишет:
Форс-мажор и его последствия
Скрытый текст Если наступят обстоятельства, несовместимые с продолжением лунной программы при невозможности замещения её комплексом других соразмерных программам, то их результатом будет следующее:
- заметное, но не катастрофическое сокращение количества пусков РН «Союз» и «Ангара»;
- сокращение объёма использования мощностей ОЗК и числа пилотируемых пусков;
- сворачивание производства чисто «лунной» техники – лунного модуля и пр.
В целом, вся инфраструктура и производственные мощности будут в большей или меньшей степени задействованы. Система будет использоваться для выведения спутников на геостационарную орбиту, отправке тяжёлых межпланетных станций, а также, если будут такие планы и возможности – для постепенного накопления ресурсов для будущих межпланетных пилотируемых миссий. ОЗК при недостаточной загрузке может использоваться в научных целях, для отработки некоторых технологий, опытного производства, а также для туризма.
В случае использования СТН те же самые обстоятельства потребуют консервации большей части инфраструктуры без видимых сроков её восстановления. Будет демонтирована часть оборудования, персонал переквалифицируется и сменит работу, производственные мощности перепрофилируются. Помимо разовых расходов на консервацию предстоят постоянные расходы на содержание законсервированной инфраструктуры, но, как показывает опыт, если СТН потребуется не ранее, чем через 15-20 лет, то практически всё придётся делать заново.
Выводы
Возможности пути использования ОЗК сравнительно с предлагаемым Роскосмосом СТН приведены ниже в табл. 2:
| Союз2.1 + Союз2.1в | Союз2.1 + РН(23 т ПГ) | Орбитальный комплекс | СТН 160-180 т НЗО |
| Затраты на создание, млрд руб. | 25 | 20-30 (дополнительно к совместным по «Союз-2) | 150 | 500 |
| Сроки создания, лет | 5-6 | 10 | 5-6 | более 16 |
| Масса груза на Луне, т | 11 | 22 | - | до 24 |
Таблица 2
Данные по СТН приведены в предположении использования углеводородного горючего. При использовании жидкого водорода получим возможность снизить стартовую массу носителя на 25-30%, но общие затраты и стоимость доставки килограмма полезного груза существенно не изменятся.
Из таблицы видно, что опираясь на ключевые технологии, мы можем начать создание лунной базы через 5-6 лет, а пилотируемые полёты на Луну через 10 лет. Если даже считать, что стоимость доставки будет одинаковой, получим значительную экономию времени и средств на разработку. Кроме того:
- будет сохранено такое направление деятельности, как околоземные орбитальные станции, при этом стоимость их снабжения существенно снизится;
- получим возможность реализации технологии производства гермооболочек в космосе из металлических отходов, что даст возможность создавать обитаемые объекты следующего технологического поколения для ближнего и дальнего космоса;
- система может быть легко переориентирована на другие задачи на высоких околоземных орбитах и в дальнем космосе, при этом время и затраты на реализацию таких миссий существенно уменьшатся.
Общие затраты будут меньше на 300 млрд. руб, чем при использовании СТН, при этом создание ОЗК будет относиться к затратам только в рамках концепции освоения Луны, а в контексте естественной экспансии это будет целевым достижением.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Основы развития пилотируемой космонавтики и средств выведения
на ближайшую перспективу
- очень обстоятельно, просто потрясающе.
Но есть возражения:
1. Сначала только высококипящие компоненты - и отработка. практика и.т.д. изделий с ними, это не потребует больших денег, и практически, уже существует..
2. Метана пока нет. :(
3. Третья ступень как заправщик - не оптимально. :|
БВ и бочка 8)
Меньше затраты буксира.
ЦитироватьSeerndv пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Основы развития пилотируемой космонавтики и средств выведения
на ближайшую перспективу
- очень обстоятельно, просто потрясающе.
Но есть возражения:
1. Сначала только высококипящие компоненты - и отработка. практика и.т.д. изделий с ними, это не потребует больших денег, и практически, уже существует..
2. Метана пока нет.
3. Третья ступень как заправщик - не оптимально.
БВ и бочка
Меньше затраты буксира.
По возражениям.
1. Что у нас есть по высококипящим компонентам? Подозреваю, почти ничего. В реальности имеются две возможные пары: АТ-НДМГ и керосин-Н2О2. У последней пары слабый для Луны УИ и по ней нет железа. По АТ-НДМГ - чем мы заменим блок "И" на Союзе? Тоже придётся делать новый. Но главное - другое. Инфраструктура - сделать заправку НДМГ на СК Союз практически не реально, этот компонент может применяться только в ампулизированном виде. И в небольших количествах. Даже заброска отдельными бочками такого количества НДМГ, которое обеспечит лунную программу, недопустимо из-за экологических рисков. Кроме того:
а) подрывается сама идея снабжения топливом: для него нужен дешёвый, но не надёжный носитель;
б) принципиальная ошибка - лишнее движение. Нам не нужно непременно достичь Луны, нам нужны технологии надёжного проникновения в космос. Всю метановую инфраструктуру можно предусмотрительно сделать так, чтобы потом использовать под кислород. Тогда переход на водород станет просто апгрейдом без потерь, а дальше водороде в химии развиваться некуда.
2. Судя по научному заделу, метан может быть освоен быстро.
3. Теряем металл. А буксир можно развивать в плане энергосовершенства.
По экологии - "Протон" ещё долго будет летать неся на порядок больше высококипящих.
Луна не самоцель. Обслуживание спутников и орбитальных платформ принесёт деньги, а там высококипящие forever.
До металла серьёзного в космосе ой как далеко.
Метана долго не будет по политическим соображениям - "Энергомаш" хочет снять сливки с семейства РД-170, ИМХО.
Да и создавать метановые двигатели будут очень долго. Явно больше десяти лет. :(
ЦитироватьSeerndv пишет:
По экологии - "Протон" ещё долго будет летать неся на порядок больше высококипящих.
Луна не самоцель. Обслуживание спутников и орбитальных платформ принесёт деньги, а там высококипящие forever.
До металла серьёзного в космосе ой как далеко.
Метана долго не будет по политическим соображениям - "Энергомаш" хочет снять сливки с семейства РД-170, ИМХО.
А вы случайно не забыли, кто у нас в стране президент? Политические хотелки запросто можно заткнуть за пояс, был бы резон. Но вот что я не понимаю - а где пересечение между предложенным метановым двигателем и линейкой ЖРД Энергомаша? Как одно может помешать другому7
ЦитироватьДмитрий Инфан пишет:
Да и создавать метановые двигатели будут очень долго. Явно больше десяти лет.
Неужели гораздо дольше, чем всё остальное для полётов на Луну?
Цитироватьmihalchuk пишет:
А вы случайно не забыли, кто у нас в стране президент? Политические хотелки запросто можно заткнуть за пояс, был бы резон. Но вот что я не понимаю - а где пересечение между предложенным метановым двигателем и линейкой ЖРД Энергомаша? Как одно может помешать другому7
- ну судя по тому как деньги пустые раздавались - http://www.interfax.ru/business/414286 я не уверен кто у нас в стране президент. Набиулина?
ПН нагрузка на метан отдельно как-то не предусмотрена ;)
Опять же затраты на разработку.
А что всё-таки по заправке спутников и ллатформ?
Да это сильно конечно 12 пусков Союза или 5 Ангары. Год на 1 экспедицию.
Я, конечно, конкретно по энергопитанию КА ни специалист ( но может ни совсем ни разу :D ), но ... в свете практических действий ведущих к накоплению не только опыта, но и капиталов в заправочном бизнесе :D
А сменные модули с аккумуляторами для спутников? :oops:
Это же тоже depot! ;)
Если никто не предлагал, считайте что застолбил 8)
mihalchuk,
очень интересная программа!
а что имеется сейчас с длительным хранением низкокипящих и их перекачкой в невесомости?
вроде бы совсем ничего?
ЦитироватьSeerndv пишет:
Я, конечно, конкретно по энергопитанию КА ни специалист ( но может ни совсем ни разу :D ), но ... в свете практических действий ведущих к накоплению не только опыта, но и капиталов в заправочном бизнесе :D
А сменные модули с аккумуляторами для спутников? :oops:
Это же тоже depot! ;)
Если никто не предлагал, считайте что застолбил 8)
Маск уже открывает станции по замене батарей на Тесле. Вместо "быстрой" зарядки ;-)
Доставка на "Фальконе"? :D
Это конечно шутка, но почему бы вместе со стандартизованными заправочными разъёмами для орбитального использования не разработать хотя бы разъёмы для подключения "вольтдобавки" ( если аккумуляторы в лом тащить).
ЦитироватьSeerndv пишет:
А что всё-таки по заправке спутников и ллатформ?
Это отдельная немаленькая тема, обсуждалась не один раз. Были и проекты, а заправки спутников всё нет. В двух словах - спутники служат долго и за это время морально стареют. Поэтому смысла что-то делать с ними нет. Возможно, лет через 20 мы подойдём к пределу совершенства, и такая задача обретёт смысл. Возможно, наличие орбитальной заправки позволит по-новому взглянуть на эту задачу. И, надо сказать, что задача эта - мелкая в смысле грузопотока по сравнению с полётом на Луну.
ЦитироватьKR пишет:
Да это сильно конечно 12 пусков Союза или 5 Ангары. Год на 1 экспедицию.
Пока это решающее преимущество - можно сохранить ПК при одном полёте на Луну в один-два года. А что будеи иметь с супертяжем?
Если мощности по Союзу и Ангаре будут заняты, то потребуется ещё один носитель. Но не сверхтяжёлый, а сверхэффективный для указанной цели - доставки топлива к ЗС.
Цитироватьvlad7308 пишет:
mihalchuk ,
очень интересная программа!
а что имеется сейчас с длительным хранением низкокипящих и их перекачкой в невесомости?
вроде бы совсем ничего?
Пока есть только известный фильм с Брюсом Уиллисом в главной роли про российского космонавта Андропова. :)
Вся эта тема - новая. Но скажу, что низкокипящие компоненты могут храниться без холодильника, если их изолировать от излучения Солнца и Земли.
ЦитироватьDARPA XS-1 space plane could allow rapid deployment of satellites, fuel depots
August 20, 2014 5:17 AM MST
Space plane deploys satellite
DARPA (public domain)
According to a Monday story on Space.com. (http://www.space.com/26855-xs1-darpa-space-plane-program.html) DARPA (http://www.examiner.com/topic/darpa), the Defense Advanced Research Projects Agency, is having another go at developing a space plane that can deliver a payload to low Earth orbit, land, and then be rapidly turned around to do it again. The dream is as old as the original space shuttle program, but has thus far eluded researchers. Three teams have been selected to pursue initial study contracts.
(http://cdn2-b.examiner.com/sites/default/files/styles/image_content_width/hash/2e/5e/2e5e83190180bf4bc416f1d57330a58e.jpg?itok=m8jpXcPj)
NASA (public domain)
The teams are Northrup Grumman and Virgin Galactic, Masten Space Systems and XCOR Aerospace, and Boeing and Blue Origin. The goal is to develop a reusable, two stage space plane that can deliver a payload of 3,000 to 5,000 pounds to low Earth orbit that can be launched 10 times in 10 days at a cost of $5 million per launch. The technical challenges to build such a vehicle, which would operate like an airplane, are mildly speaking challenging.
Both the government and the private sector have been pursuing the goal of developing a spacecraft that can be launched cheaply and frequently for decades. The space shuttle was, at one point, touted as a vehicle that could fly 50 times a year, a goal it never achieved. More recently, SpaceX is attempting to make its Falcon 9 a reusable vehicle, allowing the various stages to fly back and land rather than be ditched in the ocean.
The development of a space plane would be a game changer insofar as the ability to deploy payloads in space. The Defense Department would be able to rapidly replace satellites (http://www.examiner.com/topic/satellites) that were destroyed either by misadventure or by enemy action during wartime. This is a consideration with China testing an anti-satellite weapon.
The space plane might also have an effect on space exploration. One approach touted by many for sending spacecraft into deep space has been to eschew a heavy lift rocket in favor of orbiting fuel depots. The idea is that fuel being the bulk of a spacecraft's mass, one could send it to an orbiting depot where it could be stored. Then a spacecraft could be launched on an existing commercial rocket, fuel up at the depot, and then proceed on to the moon or an Earth approaching asteroid.
The scheme has fallen short due to the flight rates of existing vehicles. A study often touted by proponents of fuel depots (http://images.spaceref.com/news/2011/21.jul2011.vxs.pdf) notes that because of relative low flight rates of existing launch vehicles, only three expeditions to the moon and/or an asteroid could be completed per decade using the scheme. This would severely limit the amount of space exploration that could be done.
But a space plane based on the XS-1, which could fly once a day, would change that formula. A fleet of such vehicles could keep an orbiting fuel depot constantly topped off, allowing deep space expeditions using smaller, commercial rockets to be launched practically at will. The architecture could even extend the reach of a heavy lift rocket, such as the Space Launch System. Allowing for larger, heavier spacecraft to be deployed,
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=67tbhFzh1OM
- нужны инструменты для быстрой сменяемости на орбите, и тогда будет и сборка больших конструкций, и заправка, и долговременные орбитальные платформы.
.
А Луна на десерт :D
Пра Луну и супертяж (подразумевается) :
ЦитироватьРогозин: в нынешних условиях полеты на Луну и Марс нецелесообразны
12:35 24.12.2014 (обновлено: 12:39 24.12.2014)
Вице-премьер, курирующий ВПК и космос, рассказал, что раньше ему нравилась идея полетов на Луну и Марс, но сейчас, по его мнению, надо посчитать, сколько это будет стоить, потому что денег у России сейчас немного, и мы во враждебном окружении.
МОСКВА, 24 дек — РИА Новости. Вице-премьер Дмитрий Рогозин, курирующий ВПК и космос, выразил сомнение в необходимости для России полётов на Луну и Марс.
"Нам говорят некоторые специалисты, в том числе из Роскосмоса — полетели на Луну, давайте её осваивать. Мне раньше самому эта идея нравилась. Но сейчас надо посчитать, сколько это будет стоить денег. Какие у нас есть реальные цели на Луне, какие там есть полезные ископаемые — надо считать, денег у нас сейчас немного, и мы во враждебном окружении", — констатировал в эфире канала "Вести-24" (http://www.vesti.ru/) Рогозин.
Он также обозначил отношение к планам освоения Марса. "Ещё раз говорю: давайте считать. Вот НАСА интересует Марс. Хотя и в этом я сомневаюсь — ну полетят они туда, докажут, что их астронавты могут сесть на Марс. Ну и что дальше? А какие конкретные задачи мы сможем решить на Марсе — надо думать", — заключил вице-премьер.
Ранее сообщалось, что лунная программа Роскосмоса ставит перед собой цель занятия наиболее перспективного для создания исследовательских станций района Луны.
Ещё один взгляд на высокоширотную станцию:
ЦитироватьОднако, по большому счету, МКС для нашей страны – это уже «вчерашний день», хотя затраты на эксплуатацию российского сегмента станции в иные годы составляют до трети ежегодного бюджета «Роскосмоса». «Интерес к МКС падает, потому что, сколько можно повторять одни и те же эксперименты в течение многих лет. Нам станция не очень нужна, потому что мы уже освоили и годовые полеты, и полуторагодовые полеты, у нас уже все было. Американцы и европейцы идут по нашим путям, проводят эксперименты, которые мы проводили еще на «Салютах», на «Мире». Глобальных открытий на МКС уже не сделать», — считает академик Российской академии космонавтики Игорь Маринин.
Именно поэтому весной нынешнего года, в период начала обострения российско-американских отношений, вице-премьер Дмитрий Рогозин (он в правительстве отвечает за космос) заявил, что Россия не будет продлять свое участие в программе «МКС» далее 2020 года, хотя ранее предполагалось, что российский сегмент станции будет функционировать минимум до 2024 года. . «Я считаю, что в принципе, это правильное решение, потому что к 2020 году МКС будет, видимо, уже на последнем издыхании, с точки зрения выработки своего ресурса. Конечно, можно было бы и дальше продлить эксплуатацию МКС, но стоимость ее полета может стать запретительно высокой, то есть буквально каждую неделю придется отправлять к этому орбитальному комплексу грузовой корабль с гайками, отвертками, болтами и с прочими необходимыми материалами для ремонта станции» - поддержал это заявление член-корреспондент Российской академии космонавтики имени Циолковского Юрий Караш.
Прошедшие полгода, очевидно, окончательно убедили российское правительство в том, что с российско-американским сотрудничеством на «МКС» после 2020 года надо кончать. И вновь начинать строить собственную станцию. По крайней, мере, именно такова была тональность совещания на Байконуре в конце ноября этого года, посвященном перспективам развития пилотируемой космонавтики после 2020 года. Технически, как подтверждают главные и генеральные конструктора ведущих космических отечественных предприятий, Россия готова уже в 2017-2018 годах развернуть на высокоширотной орбите (наклонение 64,8 градуса против 51,6 градуса у МКС) станцию, состоящую в первоначальной конфигурации из многоцелевого лабораторного и энергетического модулей, космического аппарата «ОКА-Т», а также кораблей «Союз-МС» и «Прогресс-МС». «ОКА-Т», например, как рассказали телеканалу «Звезда», будет представлять из себя автономный технологический модуль, состоящий из герметичного отсека, научной лаборатории, шлюзовой камеры, стыковочного узла и негерметичного отсека для экспериментов в условиях открытого космоса. Закладываемая масса научного оборудования составит около 850 килограммов, как внутри аппарата, так и на его внешней поверхности.
Что это даст России, помимо чувства независимости и самодостаточности? Первое – резкое усиление контроля над обстановкой в Арктическом регионе, который для нашей страны в ближайшие годы приобретает стратегическое значение. Именно здесь находится тот самый «углеводородный Клондайк», который сможет буквально «за уши» вытащить из стагнации изрядную часть национальной экономики. И именно здесь находится Северный морской путь – трансконтинентальная морская магистраль между Европой и Юго-Восточной Азией, которая к середине 21 века по объему перевозок сможет посоперничать с Суэцким каналом и Малаккским проливом. Второе – резко активизирует работу национальной ракетно-космической промышленности, которая получит реальную точку приложения сил и идей. Третье – создание национальной орбитальной станции даст возможность вплотную приступить к идее пилотируемых полетов российских космонавтов на Луну и Марс. «Пилотируемые программы требуют больших затрат, и должны приниматься политическими решениями, в пользу национальных интересов. В данном случае они очевидны: МКС в нынешнем виде действительно для нас уже прошедший этап. Но летать на российскую станцию технически - то же, что на МКС. Поэтому нужно сразу определить статус будущей станции. Я убежден: это должен быть прототип межпланетного корабля. Так и Королев свой тяжелый межпланетный корабль (ТМК) планировал сначала отработать на орбите как тяжелую орбитальную станцию. И именно это стало основой его межпланетной программы, утвержденной политическим решением» - подчеркнул в интервью «Российской газете» ведущий конструктор по пилотируемым ракетно-космическим комплексам для высадки на Луну и «Энергия-Буран» Владимир Бугров.
Это основные выгоды для России при создании собственной орбитальной станции. Но есть и множество «бонусов» - начиная от дополнительной загрузки космодрома Плесецк, заканчивая заработком на обучении космонавтов из Китая. Не секрет, что у Китая очень амбициозная космическая программа. В 2030 году наш большой юго-восточный сосед, намерен высадить своего первого тайконавта (так называются космонавты в Китае) на Луну, а в 2050 году стартовать с собственной лунной базы по направлению к Марсу. Но у китайцев нет опыта длительных космических экспедиций. И получить его негде – собственной орбитальной станции у Китая нет, советский «Мир» затоплен, а на «МКС» китайцев не пускают американцы – согласно правилам, доступ на «Международную космическую станцию» возможет лишь тем людям, чьи кандидатуры согласованы всеми странами - участниками МКС. Учитывая напряженность американо-китайских отношений, вряд ли нога тайконавта ступит на борт «МКС» в ближайшие шесть лет. Поэтому российская орбитальная станция даст китайцам уникальный шанс получить опыт длительного пребывания тайконавтов в космосе до того, как они будут посланы на покорение Луны. Впрочем, не удивлюсь, если российские космонавты и китайские тайконавты на каком-то этапе полетят к Луне вместе.
http://expert.ru/2014/12/16/lunnyij-veter-s-severo-vostoka/
Статья слабая и не имеет отношения к танкерам и заправкам.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Статья слабая и не имеет отношения к танкерам и заправкам.
- кто-то задавал вопрос зачем нам высокоширотная станция. Я думаю вы сами вспомните кто, несмотря на Новый год. ;)
Кроме китайцев меня заинтересовало:
ЦитироватьЯ убежден: это должен быть прототип межпланетного корабля. Так и Королев свой тяжелый межпланетный корабль (ТМК) планировал сначала отработать на орбите как тяжелую орбитальную станцию. И именно это стало основой его межпланетной программы, утвержденной политическим решением» - подчеркнул в интервью «Российской газете» ведущий конструктор по пилотируемым ракетно-космическим комплексам для высадки на Луну и «Энергия-Буран» Владимир Бугров.
- если ее использовать как основу для будущих межпланетных перелётов и заправка и буксир потребуются.
Если делать межпланетный корабль, то надо делать межпланетный корабль. А не лепить по инерции никому не нужные станции.
А по теме. Надо выводить в точку лагранжа ядерный реактор с электролизером. Доставлять туда воду. Нарабатывать там кислород и водород. Газы сжижать не нужно. Хранить в огромных мягких оболочках или просто под давлением в емкостях. Ведь в космосе компактность не нужна. И использовать наработанное топливо в полетах. Как то так. )))
Цитироватьmihalchuk пишет:
Если мощности по Союзу и Ангаре будут заняты, то потребуется ещё один носитель. Но не сверхтяжёлый, а сверхэффективный для указанной цели - доставки топлива к ЗС.
- не совсем понял, как вы себе его представляете?
ЦитироватьSeerndv пишет:
ЦитироватьЯ убежден: это должен быть прототип межпланетного корабля. Так и Королев свой тяжелый межпланетный корабль (ТМК) планировал сначала отработать на орбите как тяжелую орбитальную станцию. И именно это стало основой его межпланетной программы, утвержденной политическим решением» - подчеркнул в интервью «Российской газете» ведущий конструктор по пилотируемым ракетно-космическим комплексам для высадки на Луну и «Энергия-Буран» Владимир Бугров.
- если ее использовать как основу для будущих межпланетных перелётов и заправка и буксир потребуются.
Я же сказал: статья слабая. Если на орбите есть заправка, то:
1. Зачем нужен ТМК, если достаточно МК?
2. МК выгоднее собирать на высокой, близкой к предельной, орбите Земли, или, несколько хуже - в одной из точек либрации.
ЦитироватьAstro Cat пишет:
Если делать межпланетный корабль, то надо делать межпланетный корабль. А не лепить по инерции никому не нужные станции.
А по теме. Надо выводить в точку лагранжа ядерный реактор с электролизером. Доставлять туда воду. Нарабатывать там кислород и водород. Газы сжижать не нужно. Хранить в огромных мягких оболочках или просто под давлением в емкостях. Ведь в космосе компактность не нужна. И использовать наработанное топливо в полетах. Как то так. )))
Вот тут-то и возникает законный вопрос - а нафига там реактор? СБ будут дешевле, и Солнце не будет заходить.
ЦитироватьSeerndv пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Если мощности по Союзу и Ангаре будут заняты, то потребуется ещё один носитель. Но не сверхтяжёлый, а сверхэффективный для указанной цели - доставки топлива к ЗС.
- не совсем понял, как вы себе его представляете?
Мне достаточно постановки задачи. Решения могут быть совершенно разные, и они приветствуются. Одно из решений есть на моём сайте, но не уверен, что сегодня оно актуально.
По поводу хранения криогенных компонентов есть одна идея "активного" термоса. Одна беда пока нет соответствующих материалов.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Цитироватьvlad7308
пишет:
mihalchuk ,
очень интересная программа!
а что имеется сейчас с длительным хранением низкокипящих и их перекачкой в невесомости?
вроде бы совсем ничего?
Пока есть только известный фильм с Брюсом Уиллисом в главной роли про российского космонавта Андропова.
Вся эта тема - новая. Но скажу, что низкокипящие компоненты могут храниться без холодильника, если их изолировать от излучения Солнца и Земли.
СБ впереди постaвить. Остaльное в тенёчке... .
:|
Цитироватьmihalchuk пишет:
Если мощности по Союзу и Ангаре будут заняты, то потребуется ещё один носитель. Но не сверхтяжёлый, а сверхэффективный для указанной цели - доставки топлива к ЗС.
- так как он должен выглядеть, носитель этого нового класса?
ЦитироватьSeerndv пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Если мощности по Союзу и Ангаре будут заняты, то потребуется ещё один носитель. Но не сверхтяжёлый, а сверхэффективный для указанной цели - доставки топлива к ЗС.
- так как он должен выглядеть, носитель этого нового класса?
Этакая труба, проложенная вдоль троса космического лифта. Точнее две.
Цитироватьmihalchuk пишет:
СБ будут дешевле, и Солнце не будет заходить.
Думаю на электролиз тонн воды надо много электричества. СБ потянут такую нагрузку?
ЦитироватьАнтикосмит пишет:
По поводу хранения криогенных компонентов есть одна идея "активного" термоса. Одна беда пока нет соответствующих материалов.
А вот зачем в космосе сжижать газ? Я полагаю - места валом. Можно просто в больших мешках надувных хранить ну или под давлением в больших емкостях. Это при выводе на орбиту надо компактность. Поэтому сжижают. А в космосе то зачем? По-моему лишний геморрой. Где я не прав?
ЦитироватьAstro Cat пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
СБ будут дешевле, и Солнце не будет заходить.
Думаю на электролиз тонн воды надо много электричества. СБ потянут такую нагрузку?
Да.
ЦитироватьAstro Cat пишет:
ЦитироватьАнтикосмит пишет:
По поводу хранения криогенных компонентов есть одна идея "активного" термоса. Одна беда пока нет соответствующих материалов.
А вот зачем в космосе сжижать газ? Я полагаю - места валом. Можно просто в больших мешках надувных хранить ну или под давлением в больших емкостях. Это при выводе на орбиту надо компактность. Поэтому сжижают. А в космосе то зачем? По-моему лишний геморрой. Где я не прав?
А как вы им будете пользоваться?
ЦитироватьШтуцер пишет:
ЦитироватьSeerndv пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Если мощности по Союзу и Ангаре будут заняты, то потребуется ещё один носитель. Но не сверхтяжёлый, а сверхэффективный для указанной цели - доставки топлива к ЗС.
- так как он должен выглядеть, носитель этого нового класса?
Этакая труба, проложенная вдоль троса космического лифта. Точнее две.
- не-не, я так понял у уважаемого mihalchuk- а есть секретные идеи как переплюнуть и ЦиХ и ЦСКБ, а может , даже страшно подумать, самого Маска! :D
ЦитироватьSeerndv пишет:
не-не, я так понял у уважаемого mihalchuk- а есть секретные идеи как переплюнуть и ЦиХ и ЦСКБ, а может , даже страшно подумать, самого Маска!
Дайте мне точку опоры...
Плеваться не люблю - если не переплюнешь, то попадёшь в уважаемых субъектов. Но Маска можно превзойти. Пока. Для этого нужно действовать грамотно и рационально, задействуя все имеющиеся возможности правильным образом.
В целом нужно пройти несколько итераций в решении общей задачи:
зачем - куда - сколько - как - зачем...
Отсюда и выяснится оптимальная транспортная система, которую и нужно реализовывать. А технические решения есть во множестве в виде предложений.
Цитироватьmihalchuk пишет:
А как вы им будете пользоваться?
Качать насосом к камере сгорания, когда нужно будет. Обязательно нужен жидкий компонент?
ЦитироватьAstro Cat пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
А как вы им будете пользоваться?
Качать насосом к камере сгорания, когда нужно будет. Обязательно нужен жидкий компонент?
Ну, это если самим лететь и недалеко. А как и что заправлять?
ЦитироватьAstro Cat пишет:
ЦитироватьАнтикосмит пишет:
По поводу хранения криогенных компонентов есть одна идея "активного" термоса. Одна беда пока нет соответствующих материалов.
А вот зачем в космосе сжижать газ? Я полагаю - места валом. Можно просто в больших мешках надувных хранить ну или под давлением в больших емкостях. Это при выводе на орбиту надо компактность. Поэтому сжижают. А в космосе то зачем? По-моему лишний геморрой. Где я не прав?
вес оболочки большого объема и давления с ЭВТИ будет гораздо больше (газ при атмосферном давлении в 1000 раз объемнее)
ЦитироватьAstro Cat пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
А как вы им будете пользоваться?
Качать насосом к камере сгорания, когда нужно будет. Обязательно нужен жидкий компонент?
Дык эффективность и компактность насоса зависит от плотности среды. В Вашем случае вентиллятор или компрессор получается. :)
Сделать депо-заправку высококипящих и не мучаться со сжижением.
ЦитироватьSFN пишет:
Сделать депо-заправку высококипящих и не мучаться со сжижением.
- да давно пора 8)
Забыть о высококипящих и использовать исключительно криогенику.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Забыть о высококипящих и использовать исключительно криогенику.
- аха, а на работу ездить на машинах с водородной заправкой :D
Только высококипящие и могут продвинуть заправки от картинок и разовых устройств к серии.
ЦитироватьSeerndv пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Забыть о высококипящих и использовать исключительно криогенику.
- аха, а на работу ездить на машинах с водородной заправкой
Только высококипящие и могут продвинуть заправки от картинок и разовых устройств к серии.
А чем они в космосе лучше криогенных?
может более стабильны?
правда могут и "закаменеть" в самый "хороший" момент...
их же подогревать надобно будет
правда и криогенные - охлаждать...
но в космосе это проще сделать? :?:
ЦитироватьLeonar пишет:
может более стабильны?
правда могут и "закаменеть" в самый "хороший" момент...
их же подогревать надобно будет
правда и криогенные - охлаждать...
но в космосе это проще сделать?
Вот это - правильная постановка вопроса.
в случае чего... "газы" можно стравить... а "камушки" не раздолбишь в трубке какой...
Греть, как правило, всегда проще чем охлаждать.
у ванючки в будущем будущего нет, поэтому нет смысла строить заправку на вонючке, а через 10-20 лет начинать все с нуля для криогенки, лишь время терять..
Хватит халтурить в ПК! уже 40 лет на месте топчимся, пора делать шаги в перед или ПК закроют..
ЦитироватьPretiera пишет:
у ванючки в будущем будущего нет, поэтому нет смысла строить заправку на вонючке, а через 10-20 лет начинать все с нуля для криогенки, лишь время терять..
Двигатели ориентации, стабилизации на чем будут работать?
ЦитироватьШтуцер пишет:
ЦитироватьPretiera пишет:
у ванючки в будущем будущего нет, поэтому нет смысла строить заправку на вонючке, а через 10-20 лет начинать все с нуля для криогенки, лишь время терять..
Двигатели ориентации, стабилизации на чем будут работать?
И это правильный вопрос.
Мне тоже кажется, что с высококипящими связываться в перспективе сомнительно, а криогенными компонентами можно решить все задачи - включая ориентацию и стабилизацию.
И это при том, что для некоторых задач достаточно близкого будущего высококипящие компоненты выглядят в целом привлекательнее. Например, организация экспедиций на Луну на имеющейся технике - с минимальными разработками новой - быстрее и экономичнее, на мой взгляд, делать с высококипящими компонентами.
Штуцер, в чём такие уж проблемы использования ЖК и ЖВ для ориентации и стабилизации? Особенно ЖК - это после разработок для Бурана?
ЦитироватьSFN пишет:
Сделать депо-заправку высококипящих и не мучаться со сжижением.
Это проще сегодня - но менее перспективное решение, если мы ориентируемся на достаточно большой срок вперёд.
На мой взгляд, криогенные компоненты перспективнее.
1. Не так уж и сложно их хранить в космосе, особенно, если двигаться к внешним от Земли объектам Солнечной системы. Высококипящие нужно термостатировать, и это не проще, чем криогенные.
2. У высококипящих малый хладоресурс.
3. У криогенных выше УИ.
4. Криогенные компоненты долговечнее.
5. Криогенные компоненты можно производить на местах.
6. Криогенные компоненты перегоняются без остатка и не расслаиваются при этом, при выкипании компонента состав остатка не меняется.
В принципе, высококипящие могут остаться, но для вспомогательных целей и при мелких объёмах, а основную ХС нужно набирать на криогенке.
Цитироватьavmich пишет:
Штуцер, в чём такие уж проблемы использования ЖК и ЖВ для ориентации и стабилизации? Особенно ЖК - это после разработок для Бурана?
В управляющих двигателях Бурана не использовались криогенные компоненты.
Цитироватьmihalchuk пишет:
ЦитироватьШтуцер пишет:
ЦитироватьPretiera пишет:
у ванючки в будущем будущего нет, поэтому нет смысла строить заправку на вонючке, а через 10-20 лет начинать все с нуля для криогенки, лишь время терять..
Двигатели ориентации, стабилизации на чем будут работать?
И это правильный вопрос.
Ориентация и стабилизация - это доли процента характерных... ммм ХС
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Штуцер, в чём такие уж проблемы использования ЖК и ЖВ для ориентации и стабилизации? Особенно ЖК - это после разработок для Бурана?
В управляющих двигателях Бурана не использовались криогенные компоненты.
И что? Зато, например, эти компоненты использовались в маршевом двигателе. Скажете, это не имеет отношения к вопросу? Даже то, что Буран планировался летать с этой криогеникой по месяцу?
Мне кажется, успех Бурана - в этом смысле - лишнее подтверждение возможности использования криогеники для широкого спектра применений.
Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Штуцер, в чём такие уж проблемы использования ЖК и ЖВ для ориентации и стабилизации? Особенно ЖК - это после разработок для Бурана?
В управляющих двигателях Бурана не использовались криогенные компоненты.
И что? Зато, например, эти компоненты использовались в маршевом двигателе. Скажете, это не имеет отношения к вопросу? Даже то, что Буран планировался летать с этой криогеникой по месяцу?
Мне кажется, успех Бурана - в этом смысле - лишнее подтверждение возможности использования криогеники для широкого спектра применений.
о каком успехе Бурана может идти речь?
Разработана ДУ для орбитального КК, предназначенная для работы в течение месяца, использующая криогенный компонент.
Вполне себе успех, по-моему, как новая разработка.
Цитироватьvlad7308 пишет:
Ориентация и стабилизация - это доли процента характерных... ммм ХС
Дело не в процентах, а в том, что без них - никуда.
Цитироватьavmich пишет:
И что? Зато, например, эти компоненты использовались в маршевом двигателе. Скажете, это не имеет отношения к вопросу? Даже то, что Буран планировался летать с этой криогеникой по месяцу?
И?
Цитироватьavmich пишет:
Мне кажется, успех Бурана - в этом смысле - лишнее подтверждение возможности использования криогеники для широкого спектра применений.
Два витка.
Как разработка - да. Как надежное, ГОДАМИ эксплуатируемое решение - нет.
а Шатла как пример не пойдет?
ЦитироватьLeonar пишет:
а Шатла как пример не пойдет?
Ага, в подтверждение моих слов.
Монометилгидразин-АТ.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьavmich пишет:
И что? Зато, например, эти компоненты использовались в маршевом двигателе. Скажете, это не имеет отношения к вопросу? Даже то, что Буран планировался летать с этой криогеникой по месяцу?
И?
Цитироватьavmich пишет:
Мне кажется, успех Бурана - в этом смысле - лишнее подтверждение возможности использования криогеники для широкого спектра применений.
Два витка.
Как разработка - да. Как надежное, ГОДАМИ эксплуатируемое решение - нет.
Не было подтверждения отработкой в программе полётов, да. Но был полный цикл разработки, испытаний и расчётов.
Сомнения в том, что эта система могла быть доведена до штатного использования? На чём основаны? Только на отсутствии факта использования? Это, конечно, определённый довод - но доказательство ли невозможности?
Цитироватьavmich пишет:
Сомнения в том, что эта система могла быть доведена до штатного использования? На чём основаны?
Сомнений нет, уверенности тоже.
Сомнений нет, уверенности тоже... Наверное, до высадки на Луну тоже было сложно себе такое представить. Особенно - лет за восемь до высадки. А чем ближе к 1969 - тем проще было себе представить постепенно разрабатываемую технику в решении такой задачи.
Ну хорошо, может быть, данная система и упёрлась бы в какие-нибудь технические тупики, которые подсказали бы, что лучше заново разработку делать. Но ведь при этом принципиальных - с точки зрения науки - препятствий иметь хранилища жидких газов на орбите нет? То есть, тут вопрос скорее "как", чем "а возможно ли это"?
Цитироватьavmich пишет:
Сомнений нет, уверенности тоже... Наверное, до высадки на Луну тоже было сложно себе такое представить. Особенно - лет за восемь до высадки. А чем ближе к 1969 - тем проще было себе представить постепенно разрабатываемую технику в решении такой задачи.
Все правильно, только я не вижу смысла держать месяцами криогенные компоненты на орбите.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Сомнений нет, уверенности тоже... Наверное, до высадки на Луну тоже было сложно себе такое представить. Особенно - лет за восемь до высадки. А чем ближе к 1969 - тем проще было себе представить постепенно разрабатываемую технику в решении такой задачи.
Все правильно, только я не вижу смысла держать месяцами криогенные компоненты на орбите.
Удачный случай поймать оппонента на слове. Что за орбиты такие, где у нас месяцами будет выдерживаться криогеника? Если это орбита ОЗК, то там оборудованное хранилище криогенных компонентов, пусть будут месяцы, и что? Не вижу препятствий и для их использования на ОЗК для ориентации. В плюсах - большой УИ. Остальные орбиты - какие? Напоминаю, тема про заправки и танкеры. Полёт к Луне - 3 суток, в точки Лагранжа - недели, но не месяцы. Держать ПК на орбите Луны пару месяцев - может быть об этом? Тут да, я бы не стал ориентироваться на криогенику. Но это временный вариант, перспективный - прямое возвращение с Луны на местном кислороде. Может быть, речь не об орбите, а о межпланетной траектории на пути к Марсу? Хотя это и дальняя перспектива, здесь можно на 100% быть уверенным за криогенику, так как на во время перелёта не нужно будет бороться в тепловым излучением планеты, достаточно укрыть баки светоотражающим экраном от Солнца.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Напоминаю, тема про заправки и танкеры.
Танкер - это не месяцами?
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Напоминаю, тема про заправки и танкеры.
Танкер - это не месяцами?
Нет. Сутки примерно.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Нет. Сутки примерно.
Это как? :)
Что за танкер такой?
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Нет. Сутки примерно.
Это как?
Что за танкер такой?
Танкер для доставки топлива на ОЗК. А какие ещё бывают?
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Сомнений нет, уверенности тоже... Наверное, до высадки на Луну тоже было сложно себе такое представить. Особенно - лет за восемь до высадки. А чем ближе к 1969 - тем проще было себе представить постепенно разрабатываемую технику в решении такой задачи.
Все правильно, только я не вижу смысла держать месяцами криогенные компоненты на орбите.
Я так понимаю, по-Вашему, "уж лучше работать с высококипящими - у них токсичность, зато гораздо меньше проблем с хранением подолгу" - так?
Я полностью согласен с тем, что хранить высококипящие удобнее. И если нам что-то нужно срочно - то, конечно, сделать на высококипящих быстрее и дешевле.
Однако криогеника выигрывает, на мой взгляд, когда надо заложить решение, которое будет эксплуатироваться подолгу - десятилетиями. Тогда дополнительные затраты на разработку окупаются в течение многих лет, и мы имеем непрерывное состояние преимущества меньшей токсичности и более высокого УИ. Грубо говоря, лучше один раз попотеть, зато потом долго наслаждаться результатом. А что касается заправок на орбите - данной темы - то мне кажется, это как раз вопрос с долгой перспективой; создав такую заправку однажды, её можно эксплуатировать долго - она не такая дорогая, как супертяж, даже наоборот, позволяет удешевлять некоторые космические проекты.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Удачный случай поймать оппонента на слове. Что за орбиты такие, где у нас месяцами будет выдерживаться криогеника? Если это орбита ОЗК, то там оборудованное хранилище криогенных компонентов, пусть будут месяцы, и что? Не вижу препятствий и для их использования на ОЗК для ориентации. В плюсах - большой УИ. Остальные орбиты - какие? Напоминаю, тема про заправки и танкеры. Полёт к Луне - 3 суток, в точки Лагранжа - недели, но не месяцы. Держать ПК на орбите Луны пару месяцев - может быть об этом? Тут да, я бы не стал ориентироваться на криогенику. Но это временный вариант, перспективный - прямое возвращение с Луны на местном кислороде. Может быть, речь не об орбите, а о межпланетной траектории на пути к Марсу? Хотя это и дальняя перспектива, здесь можно на 100% быть уверенным за криогенику, так как на во время перелёта не нужно будет бороться в тепловым излучением планеты, достаточно укрыть баки светоотражающим экраном от Солнца.
На мой взгляд, не так уж сложно сделать достаточно хорошую изоляцию для ЖВ - и вдобавок активный холодильник, который поддерживал бы водород в жидком виде путём сжижения паров. Такая система ни весить ни должна много, ни стоить, и разместить её на низкой околоземной орбите или в точке L1 Земля-Луна при планировании лунных полётов - по-моему, вполне грамотное решение.
Цитироватьavmich пишет:
Я полностью согласен с тем, что хранить высококипящие удобнее. И если нам что-то нужно срочно - то, конечно, сделать на высококипящих быстрее и дешевле.
А вот я начал сомневаться. Насчёт простоты хранения и использования высококипящих компонентов в больших объёмах. В баке с криогеникой достаточно знать два параметра: температуру и давление, чтобы понять состояние компонента. Для высококипящего компонента давление ничего не даст, или даст, когда уже будет поздно. Поэтому температуру придётся контролировать в нескольких местах. Температурный диапазон у таких компонентов узкий, нужен не только холодильник, но и нагреватель. Причём, холодильник нужен с малым перепадом температуры - энергетически эффективный, но с большой поверхностью теплообмена. Кроме того, для вытеснения таких компонентов потребуются газы, которые будут загрязняться парами компонентов, а это затруднит их повторное использование.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Танкер для доставки топлива на ОЗК. А какие ещё бывают?
ОЗК - что это?
Наверное - орбитальный заправочный комплекс. ;)
Цитироватьmihalchuk пишет:
А вот я начал сомневаться. Насчёт простоты хранения и использования высококипящих компонентов в больших объёмах.
Аха! :D
Так на этом самом ОЗК криогенные компоненты будут храниться месяцами, да еще и использоваться в ЖРДМТ?
ЦитироватьШтуцер пишет:
Так на этом самом ОЗК криогенные компоненты будут храниться месяцами, да еще и использоваться в ЖРДМТ?
Они будут храниться непрерывно. Использоваться в ЖРДМТ - возможно.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Использоваться в ЖРДМТ - возможно.
В ЖРДМТ нет преимуществ по использованию криогенных компонентов, одни недостатки. Про хранение криогеники на орбите ничего не скажу, не знаю, но проблемы будут. А уж прием-выдача крионенных компонетов - это вообще темный лес и масса проблем. Это так, в общем. Ради чего все это - непонятно.
Цитировать5 февраля, AEX.RU (http://www.aex.ru/) – Специалисты компании «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» разрабатывают новый ксеноновый бак высокого давления для системы коррекции перспективных космических аппаратов. Ксеноновый бак высокого давления, который создаётся «ИСС» совместно с научными организациями, позволит обеспечивать космические аппараты тяжёлого класса увеличенным количеством топлива, сообщили в пресс-службе компании.
Впервые металлокомпозитный бак новой конструкции был применён на спутнике «Экспресс-АМ6», запуск которого состоялся 21 октября 2014 года. Этот резервуар для топлива заменил четыре бака предыдущей разработки, имея при этом вдвое меньший вес и обеспечивая заправку увеличенного количества топлива – 350 кг ксенона вместо 280 кг.
Новый ксеноновый бак высокого давления создаётся на основе топливного бака, применённого на спутнике «Экспресс-АМ6». Благодаря проведённым конструкторско-технологическим усовершенствованиям он обеспечит заправку 570 кг ксенона. Эта инновационная разработка даст возможность повысить технические характеристики и ресурс космических аппаратов производства АО «ИСС», отметили в пресс-службе.
http://www.aex.ru/news/2015/2/5/130066/ (http://www.aex.ru/news/2015/2/5/130066/)
- а ксеноном КА заправлять теоретически можно?
В ЖРДМТ можно использовать и газы этих компонентов.
А ради чего всё? Вроде восьмая страница темы, вроде как вы и в другой теме отметились - "переписка с Роскосмосом", Конечно, для того, чтобы не делать супертяж.
Цитироватьmihalchuk пишет:
В ЖРДМТ можно использовать и газы этих компонентов.
Это уже не ЖРДМТ
ЦитироватьSeerndv пишет:
- а ксеноном КА заправлять теоретически можно?
Можно и практически. Минимум проблем.
Цитироватьmihalchuk пишет:
А ради чего всё? Вроде восьмая страница темы, вроде как вы и в другой теме отметились - "переписка с Роскосмосом", Конечно, для того, чтобы не делать супертяж.
Это частности. Сверхзадача в чем? Освоение Луны, Марса?
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
В ЖРДМТ можно использовать и газы этих компонентов.
Это уже не Ж РДМТ
Условности. Согласен, пусть будут ГРДМТ.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
А ради чего всё? Вроде восьмая страница темы, вроде как вы и в другой теме отметились - "переписка с Роскосмосом", Конечно, для того, чтобы не делать супертяж.
Это частности. Сверхзадача в чем? Освоение Луны, Марса?
Как зачем?! Наращивать потенцию!
Цитироватьmihalchuk пишет:
Условности. Согласен, пусть будут ГРДМТ.
А у них не будет лучшего уи, особенно при кратковременных включениях.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Как зачем?! Наращивать потенцию!
Нарастить можно все, что угодно. Кроме.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Как зачем?! Наращивать потенцию!
Нарастить можно все, что угодно. Кроме.
Заправочный комплекс на орбите имеет свойства многоцелевого средства. С ним ближе и Луна, и Марс, и ГСО, и всё остальное.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Заправочный комплекс на орбите имеет свойства многоцелевого средства. С ним ближе и Луна, и Марс, и ГСО, и всё остальное.
Это на какой
год век планы? :)
ЦитироватьШтуцер пишет:
ЦитироватьSeerndv пишет:
- а ксеноном КА заправлять теоретически можно?
Можно и практически. Минимум проблем.
- а практический опыт дозаправки на орбите был?
По заправкам на земле, конечно, и куча действующих установок, и куча патентов, типа:http://www.findpatent.ru/patent/231/2317234.html, http://www.freepatent.ru/patents/2341424
Но даже по описанию в них уже можно судить что задача нетривиальная. :|
ЦитироватьSeerndv пишет:
- а практический опыт дозаправки на орбите был?
Сжатыми газами? По-моему - нет. Но это в принципе проще, чем передавать жидкость.
ЦитироватьШтуцер пишет:
ЦитироватьSeerndv пишет:
- а практический опыт дозаправки на орбите был?
Сжатыми газами? По-моему - нет. Но это в принципе проще, чем передавать жидкость.
Если только выровнять давление в баках. А если перекачивать насосом, то не факт. Ксенон, кстати, жидкий.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Ксенон, кстати, жидкий.
При каких условиях?
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Ксенон, кстати, жидкий.
При каких условиях?
Хм. точно сказать не могу, но подозреваю, что на спутниках баки заправляют жидким ксеноном. Критическое давление ксенона - 58 атм., при таких условиях его можно перевести в жидкое состояние при 16 град. С.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Критическое давление ксенона - 58 атм., при таких условиях его можно перевести в жидкое состояние при 16 град. С.
А при 30 град?
К чему такой вопрос? Ясно же, что будет газ.
Не знаю как сейчас, а раньше гарантированный диапазон температур на топливо: +5...+35
К сожалению.
Вот к чему такой вопрос.
другое топливо - другие диапазоны
ЗЫ разговор про ксенон тоннами в контексте орбитальных заправов - вообще неправильный
конкретно ксенон слишком дорог, чтобы его использовать в таких количествах
ЕМНИП все мировое производство ксенона измеряется в тоннах в год
для двигателей ориентации ИСЗ или маршевых на мелкие\редкие АМС он годится, но не более
но для таких применений не нужны орбитальные заправки
ЗЫЫ по нормальному - нужно один раз и навсегда решить инженерную задачу длительного хранения криогенных компонентов и их перелива в космосе.
либо - найти причины, по которым эта задача не решается в принципе (пока таких не видно, но кто его знает)
Цитироватьvlad7308 пишет:
ЗЫЫ по нормальному - нужно один раз и навсегда решить инженерную задачу длительного хранения криогенных компонентов и их перелива в космосе.
Нужно конечно.
Непонятно, правда, кому и зачем.
Цитироватьvlad7308 пишет:
другое топливо - другие диапазоны
С таким подходом, когда все о чем понятия не имеешь - просто, только междупланетным сообщением и заниматься.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьvlad7308 пишет:
ЗЫЫ по нормальному - нужно один раз и навсегда решить инженерную задачу длительного хранения криогенных компонентов и их перелива в космосе.
Нужно конечно.
Непонятно, правда, кому и зачем.
вероятно, тем, кому fuel depots представляются полезной технологией
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьvlad7308 пишет:
другое топливо - другие диапазоны
С таким подходом, когда все о чем понятия не имеешь - просто, только междупланетным сообщением и заниматься.
я не говорил, что все просто
я прекрасно знаю, что все простое на первый взгляд - сложно. но обычно - решаемо. хоть и не всегда, да.
а вот Вы зачем-то приплели про +5..+35 в контексте ксенона, то ли жидкого, то ли газообразного
Цитироватьvlad7308 пишет:
а вот Вы зачем-то приплели про +5..+35 в контексте ксенона, то ли жидкого, то ли газообразного
Потому что знаю, чего стоит заужение диапазона термостатирования.
Приплел я РЕАЛЬНЫЙ диапазон реального изделия.
У Вас есть другие данные по конкретным КА? Приведите.
Вот с таким подходом нам ни Луна, ни Марс не светят.
А там человеку и нехрен делать. Автоматы.
А там тоже температурный диапазон. ;)
ЦитироватьШтуцер пишет:
А там человеку и нехрен делать. Автоматы.
Антересно что скажет ув. Штуцер если у него воспалится (чисто гипотетически) простата, а добрый доктор из районной поликлинники скажет что ее нужно ампутировать, а не лечить ибо согласно экспертному мнению врача простата ув. Штуцеру уже не нужна - только риск умереть от рака повышает?
ЦитироватьШтуцер пишет:
У Вас есть другие данные по конкретным КА? Приведите.
У нас уже 41 тысячелетие на дворе и вся техника исключительно в Стандартных Шаблонных Конструкциях? Вроде бы еще 21е столетие и о возможности термостатирования КА можно говорить при помощи формулы Стефана-Больцмана и значений степени черноты материалов и их альбедо. Да, это сложнее чем ссылаться на "конкретные КА" - считать ведь надо.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Приплел я РЕАЛЬНЫЙ диапазон реального изделия.
Два варианта:
1) Диапазон у этого изделия обусловлен фундаментальными физическими ограничениями и другим быть не может. Но тогда эти физические ограничения приводить и надо (вот только не приведете за их отсутствием - термостат на скажем -100 С и в космосе не вечный двигатель совсем).
2) Диапазон у изделья такой, какой удовлетворил заказчика и какой смогли обеспечить данные конкретные конструкторы за выделенные деньги, время и килограммы. Но тогда на них тем более не надо ссылаться.
Цитироватьmihalchuk пишет:
Атам тоже температурный диапазон.
Конечно. Но массы КА совсем не те. Может и без криохоронилищ на орбите обойдемся.
По крайней мере у европейских спутников связи эксплуатационный диапазон ксенонового бака до +70 С.
_
Цитироватьfagot пишет:
По крайней мере у европейских спутников связи эксплуатационный диапазон ксенонового бака до +70 С.
Что и требовалось доказать.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьvlad7308 пишет:
а вот Вы зачем-то приплели про +5..+35 в контексте ксенона, то ли жидкого, то ли газообразного
Потому что знаю, чего стоит заужение диапазона термостатирования.
Приплел я РЕАЛЬНЫЙ диапазон реального изделия.
У Вас есть другие данные по конкретным КА? Приведите.
такие вещи определяются ТЗ и законами природы - термодинамикой и сопроматом
ЦитироватьKap пишет:
ЦитироватьШтуцер пишет:
А там человеку и нехрен делать. Автоматы.
Антересно что скажет ув. Штуцер если у него воспалится (чисто гипотетически) простата, а добрый доктор из районной поликлинники скажет что ее нужно ампутировать, а не лечить ибо согласно экспертному мнению врача простата ув. Штуцеру уже не нужна - только риск умереть от рака повышает?
Какой то сложный пример. :) Если экспертное мнение врача авторитетно - то и скажет ув Штуцер.
Гуглите "ампутация грудной железы джоли". Аналогичный случай.
Цитироватьfagot пишет:
По крайней мере у европейских спутников связи эксплуатационный диапазон ксенонового бака до +70 С.
Вот Вам и 41 тысячелетие и Стефан и Больцманн и Бойль с Мариотом и космические корабли бороздят Большой театр. :D
Каждый градус - это килограммы СТР. Вот и всё.
ЦитироватьKap пишет:
Диапазон у изделья такой, какой удовлетворил заказчика и какой смогли обеспечить данные конкретные конструкторы за выделенные деньги, время и килограммы
Надо сказать, что деньги и время были, с килограммами тоже не бешеный напряг. Кроме того, сужение температурного диапазона эксплуатации снижает вес ДУ, да и не только ее.
КАР, а Вы сам-то про СТР КА что-нито разумеете или из общедекларативных понятий выступаете?
Если последнее - то я с Вами согласен. В принципе. :D
Цитироватьvlad7308 пишет:
такие вещи определяются ТЗ и законами природы - термодинамикой и сопроматом
Мля, конгениально!!!
Однако законы я бы поставил на первое место, ТЗ на второе (оно тоже определяется законами природы).
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьvlad7308 пишет:
такие вещи определяются ТЗ и законами природы - термодинамикой и сопроматом
Мля, конгениально!!!
Однако законы я бы поставил на первое место, ТЗ на второе (оно тоже определяется законами природы).
да, порядок перечисления не соответствует порядку значимости :)
ТЗ кстати определяется не только ЗП, а еще и хотелками.
видел я такие ТЗ, которые противоречат ЗП :)
они отправляются в корзину. хорошо если ДО получения аванса, а не после :)
ЦитироватьШтуцер пишет:
Каждый градус - это килограммы СТР. Вот и всё.
Ой не всё. А ещё килограммы массы баков. Причём на границе газ/жидкость может быть довольно заметно.
Мы тут как-то плавно от, на мой взгляд, основных вопросов темы, перешли на полуперсональные пикировки.
Штуцер, не понимаю я Вас :) . Вы считаете, что орбитальные заправки не нужны? Тогда я буду рассказывать, как они позволяют осуществлять экспедиции а ля Аполлон на Луну без чего-то похожего на Сатурн-5. Или вы считаете, что они, эти заправки, слишком сложны - иными словами, проще решать задачи другими способами? Тогда можно говорить о конкретных технических сложностях - там и хранение жидких криогенных компонентов, и перекачивание их, и активное охлаждение, и использования в ЖРДМТ (которые, несмотря на то, что работают на газах, называются всё же ЖРД).
А то у меня такое ощущение, что возражения - из соображений консерватизма. Раньше не делали, или плохо получалось - мол, и не надо.
Отдельный вопрос о том, что заправки могут и высококипящие компоненты перекачивать - вроде все согласны, что это проще, просто некоторые считают, что если уж делать заправки, то сразу с криогеникой, как более эффективное решение.
Цитироватьavmich пишет:
Штуцер, не понимаю я Вас :) . Вы считаете, что орбитальные заправки не нужны?
Может и нужны. Но если они и будут, то лет 50 на штатных компонентах, без криогеники. А вообще, сложно рассуждать вне конкретной схемы. Сколько тонн, на какой орбите, какой грузопоток, для каких целей?
Цитироватьavmich пишет:
Мы тут как-то плавно от....
avmich, +1
Вы очень точно сформулировали :)
ЦитироватьШтуцер пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Штуцер, не понимаю я Вас :) . Вы считаете, что орбитальные заправки не нужны?
Может и нужны. Но если они и будут, то лет 50 на штатных компонентах, без криогеники. А вообще, сложно рассуждать вне конкретной схемы. Сколько тонн, на какой орбите, какой грузопоток, для каких целей?
Давайте вот о чём напомню. Исторически ракетно-космическая техника делалась под конкретные задачи. Можно понять, почему. Но потом в некоторый момент оказалось, что делать заново системы бортового питания для каждого спутника, адаптировать ракету-носитель под каждую ПН, и так далее - механические компоненты, системы связи - менее выгодно, чем строить универсальные - менее оптимизированные под каждую конкретную задачу, но способные работать в широком спектре применения, в том числе для задач, которые не предвиделись в деталях тогда, когда система разрабатывалась - системы. Например, Союз-У так появилась - и Черток тоже писал о стандартизации компонентов полезных нагрузок, необходимость которой в какой-то момент стала достаточно ясной многим.
Можно, наверное, строить заправки под какую-то конкретную задачу. Возможно, для того, чтобы сдвинуть поезд с точки, понадобится дождаться такой задачи... Может быть, наоборот, имеет смысл рассматривать заправки как инфраструктурную задачу - например, запуская ГЛОНАССы, не задаём вопрос, для какой именно навигационной задачи они будут нужны (и, конечно, окупится ли разворачивание группировки при решении одной этой задачи...), а запуская телекоммуникационные спутники - я, конечно, утрирую - не обсуждаем, какой именно телефонный разговор они будут передавать... В этом смысле, на мой взгляд, довольно хороший пример - МКС: когда её закладывали, не выписывали детально все эксперименты, которые собирались на ней проводить. Задача решалась иначе - обсуждали "интерфейсы" - стыковочные, организационно-протокольные, как утверждать предложение о посылке на станцию ПН такой-то... МКС - платформа, на базе которой можно решать многие "конкретные" задачи.
Так можно было бы рассматривать и заправки. Особенно учитывая, что они могут быть на несколько порядков дешевле МКС - и вопрос, будут ли они достаточно дёшевы, чтобы поворот рынка в сторону использования их оправдывал первоначальные риски по их развёртыванию.
Вроде бы спутники сейчас делают уже какие-то с возможностью обслуживания на орбите - даже если не планируются конкретные даты и действия?
Есть, например, такое ощущение, что заправки могут быть сделаны СпейсЭксом - или похожей компанией, похожим образом структурирующей принятие проектов - в обозримом будущем. Казалось бы, зачем было делать СпейсЭкс в 2002 году, с нуля, не на госденьги? Риск большой, отдача неочевидна... Однако посчитал кто-то, что деньги найдёт достаточно, чтобы добраться до самоокупаемости, и пошёл вперёд. Так же может быть и с заправками.
Это всё, конечно, гипотезы. Которые, однако, могут и осуществиться в какой-то форме.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Какой то сложный пример.
У многих наших инженеров почему-то есть привычка втирать заказчику что именно ему надо, а не объяснять что надо инженерам для решения задачи. А в результате почему-то в автомобилестроении и бытовой электроннике все очень и очень печально - либо сливаем аналогам с запада и востока по потребительским качествам, включая даже цену, либо вообще не делаем.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Если экспертное мнение врача авторитетно - то и скажет ув Штуцер.
Мнение врача - лечить ваш простатит ампутацией. При том что у других он даже при раке радикальный метод. Мнение ряда участников форума - люди на Луне (и далее) не нужны, хотя тот же сайт НАСА в разделе про Куриосити одной из целей называет подготовку к пилотируемым исследованиям.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Гуглите "ампутация грудной железы джоли". Аналогичный случай.
Как бы последствия "несколько" разные. Грудь-то можно имплантантом заменить если кормить не собираешся.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Вот Вам и 41 тысячелетие и Стефан и Больцманн и Бойль с Мариотом и космические корабли бороздят Большой театр.
Уж сколько пытался своим стадентам-инженерам объяснить что задачу по механнике надо решать с помощью ЗСЭ и ЗСИ а не запоминать 100500 формул на каждый случай - бесполезно.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Каждый градус - это килограммы СТР. Вот и всё.
Т.е. наконец-то признали что фундаментальных ограничений нет. И "килограммы" - это для каких размеров какой формы бака и сколько конкретно?
ЦитироватьШтуцер пишет:
Надо сказать, что деньги и время были, с килограммами тоже не бешеный напряг.
Значит заказчика удовлетворил, раз КА "конкретный" т.е. полетевший как я понимаю.
ЦитироватьШтуцер пишет:
КАР, а Вы сам-то про СТР КА что-нито разумеете
По образованию я физик, так что просто скажите какие там подводные камни не упомянутые в "Инженерном справочнике по космической технике" начала 70х.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Однако законы я бы поставил на первое место, ТЗ на второе (оно тоже определяется законами природы).
Реально законы природы практически ни чего не запрещают. Проблема только уметь их использовать. Ну и инфраструктурные ограничения вроде диаметра ракеты и перевозки блоков по ж/д.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Но если они и будут, то лет 50 на штатных компонентах, без криогеники.
Вот есть у нас бочка на орбите. Она излучает по Стефану-Больцману, принимает тепло от Солнца и ПАО. Задача сводится к обеспечению настолько малого теплового потока от Солнца и ПАО чтобы температура бочки была равна температуре хранения нашего криогена.
1) Солнце освещает только часть бочки, а вот излучает она всей поврежностью. Следовательно подобрав удлинение бочки и ориентировав ее строго торцом на Солнце получим искомое. Да, тут могут быть проблемы с обеспечением нужного удлинения.
2) Альбедо и степень черноты сильно скоррелированы. Но ни кто не запрещает сделать теневую часть чернее.
3) Тепло через вакуум проводится только излучением... Короче говоря, ЭВТИ. Много слоев ЭВТИ.
Т.е. задача создания хранилища криогена вполне решаема и существенно проще скажем создания ТфЯРД для Гурколета или даже нового керосинового ЖРД закрытого цикла.
ЦитироватьШтуцер пишет:
на штатных компонентах
Ну Бриз-М на своей стандартной паре вполне делает ДМ за счет массового совершенства (могу ошибаться, но вроде выше) и баллистики (кислород не выкипает на длинной переходной траектории).
ЦитироватьШтуцер пишет:
для каких целей
[IMG]Удешевить вывод на высокие и гелиоцентрические орбиты. Желательно предварительно иметь способ выводить топливо дешево (например, экономим на предполетном контроле и страховке - просто пишем навернувшееся в расходы), но стоимость РБ (под 500 деревянных за Бриз-М) совсем не из одного топлива состоит. Программа минимум - научить доработанный до многоразовости Бриз возвращаться на НОО для перезаправки.
Цитироватьvlad7308 пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Мы тут как-то плавно от....
avmich, +1
Вы очень точно сформулировали
Кстати, да. Штуцер замечен в бросании обрывками мыслей.
ЦитироватьKap пишет:
Ну Бриз-М на своей стандартной паре вполне делает ДМ за счет массового совершенства (могу ошибаться, но вроде выше) и баллистики (кислород не выкипает на длинной переходной траектории).
Скорее они равны по возможностям. Но Бриз-М компенсирует меньший УИ топливной пары двухступенчатостью - у него есть сбрасываемый топливный бак. Что усложняет конструкцию и снижает надёжность.
ЦитироватьKap пишет:
Мнение ряда участников форума - люди на Луне (и далее) не нужны, хотя тот же сайт НАСА в разделе про Куриосити одной из целей называет подготовку к пилотируемым исследованиям.
Да это мое убеждение. Ну а что сайт уважаемого НАСА указывает - это его дело.
ЦитироватьKap пишет:
Как бы последствия "несколько" разные. Грудь-то можно имплантантом заменить если кормить не собираешся.
Ну ... Вам виднее.
ЦитироватьKap пишет:
бесполезно.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Каждый градус - это килограммы СТР. Вот и всё.
Т.е. наконец-то признали что фундаментальных ограничений нет. И "килограммы" - это для каких размеров какой формы бака и сколько конкретно?
Я где то говорил про фундаментальные ограничения?
По килограммам - Вам тут надо, чтобы я кандидатскую зашитил? Я Вам обрисовал тенденцию, она неверна?
ЦитироватьKap пишет:
Значит заказчика удовлетворил, раз КА "конкретный" т.е. полетевший как я понимаю.
При чем заказчик. Это внутрисемейный вопрос, тсть. СТР- ДУ.
ЦитироватьKap пишет:
Реально законы природы практически ни чего не запрещают.
?
ЦитироватьKap пишет:
Вот есть у нас бочка на орбите.
Нету бочки на орбите. Есть космический аппарат с бочкой. Расличные системы, часть излучает, часть поглощает.
ЦитироватьKap пишет:
Она излучает по Стефану-Больцману, принимает тепло от Солнца и ПАО. Задача сводится к обеспечению настолько малого теплового потока от Солнца и ПАО чтобы температура бочки была равна температуре хранения нашего криогена.
Это все понятно.
Однако. Вам назвали реальную температуру (макс доп) бака. Вам надо обьяснять, что при 70 град в бак войдет меньше газа чем при 5, при условии равнопрочности?
ЦитироватьKap пишет:
ЦитироватьШтуцер пишет:
для каких целей
Удешевить вывод на высокие и гелиоцентрические орбиты.
А он таки удешевится? Появляется задача стыковки и передачи топлива.
Не проще ли добавить топлива в верхнюю ступень, чтобы она забросила ваш КА, минуя эти стыковки- дозапрвки?
ЦитироватьKap пишет:
Программа минимум - научить доработанный до многоразовости Бриз возвращаться на НОО для перезаправки.
Забудьтье в этом контексте про Бриз. Его для таких задач не существует.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Забудьтье в этом контексте про Бриз. Его для таких задач не существует.
"Допиленный для многоразовости Бриз"(с)
ЦитироватьШтуцер пишет:
А он таки удешевится? Появляется задача стыковки и передачи топлива.
Не проще ли добавить топлива в верхнюю ступень, чтобы она забросила ваш КА, минуя эти стыковки- дозапрвки?
И почем стоит именно стыковка на МКС? Без стоимости стыкуемой ПН и ее вывода? Ну а доливка топлива довольно скоро выливается в необходимость увеличивать тягу и запас топлива нижележащих ступеней - новую ракету короче.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Это все понятно.
Однако. Вам назвали реальную температуру (макс доп) бака. Вам надо обьяснять, что при 70 град в бак войдет меньше газа чем при 5, при условии равнопрочности?
Реальная температура бачка ксенона была названа в спутнике связи - относительно маленькой коробочке в которой дофига греющих элементов. Какое отношение она имеет к гипотетическому танкеру? Правильно никакого.
ЦитироватьШтуцер пишет:
?
Гляньте на уравнения в любом разделе физики - разрывы функции правой части есть только в СТО и отчасти ОТО. Где нет разрывов получение желаемого - вопрос техники.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Я где то говорил про фундаментальные ограничения?
По килограммам - Вам тут надо, чтобы я кандидатскую зашитил? Я Вам обрисовал тенденцию, она неверна?
Вы пишете что долго хранить криоген на орбите - так сложно что заморачиваться не будут. Хотя на мой дилетансткий взгляд там достаточно даже пассивной теплоизоляции ЭВТИ и правильной ориентацией на Солнце - это не Земля где горячий (оносительно криогена) воздух всюду залезть пытается и нужно активное охлаждение. (извиняюсь за даблпост - редактирование тормозило)
Кто-то плохо знает криогенику.Даже при больших больницах несмотря на скудное их финансирование годами стоят емкости с ЖК.ЭВТИ +турбодетандер весьма небольшой по размерам и мощности будет достаточным для длительного хранения не только ЖК но и ЖВ.Не забудьте чем больше емкость тем меньше относительные потери.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Про хранение криогеники на орбите ничего не скажу, не знаю, но проблемы будут.
Какие вопросы? :D
А где их не бывает?
http://i2.guns.ru/forums/icons/forum_pictures/010402/10402138.jpg(http://i2.guns.ru/forums/icons/forum_pictures/010402/10402138.jpg)
ЦитироватьШтуцер пишет:
Какие вопросы?
Что такое проблема? Например я как-то раз в одном проекте обнаружил что одна из использованных мной библиотек конфликтует с другой уже перед самым финишем (да, я дятел - проверять совместимость надо было сразу). Но называть это проблемой у меня лично язык не поворачивается.
ЦитироватьЮрий Темников пишет:
А где их не бывает?
Угу.
Виртуальная инженерия - виртуальные проблемы.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Виртуальная инженерия - виртуальные проблемы.
А по существу есть что сказать? Например как это выпускники аграрных ВУЗов с хранением жидкого азота на станциях осеменения справляются, политехи с жидким кислородом в поликлиниках справляются, а для окончивших аэрокосы и прочие МАИ с физтехами хранение ЖК в вакууме вдруг "проблема".
Про то что единственная на сегодняшний день контора способная разрабатывать внедрять новую РКТ в темпах 60х имеет в качестве генерального конструктора программиста скромно умолчим.ЗЫ Да, а если
форум почтовый сервер вдруг упадет в результате скажем ддоса - это тож будет виртуальная проблема?
ЦитироватьKap пишет:
А по существу есть что сказать? Например как это выпускники аграрных ВУЗов с хранением жидкого азота на станциях осеменения справляются, политехи с жидким кислородом в поликлиниках справляются, а для окончивших аэрокосы и прочие МАИ с физтехами хранение ЖК в вакууме вдруг "проблема".
- они в вакууме на околоземной орбите справляются?
Высококипящие и отработка всех действий на них , подсчёт дебета\ кредита, отработка методик, оценка результатов и при этом использование имеющихся носителей - "Протона", "Ангары".
ЦитироватьKap пишет:
А по существу есть что сказать? Например как это выпускники аграрных ВУЗов с хранением жидкого азота на станциях осеменения справляются
По существу, после таких примеров, мне сказать нечего.
Физику- осеменителю виднее.
ЦитироватьSeerndv пишет:
- они в вакууме на околоземной орбите справляются?
Справляются на Земле, где сложнее - воздух есть.
ЦитироватьШтуцер пишет:
По существу, после таких примеров, мне сказать нечего.
Примеры намного ближе к обсуждаемым танкерам чем ваш бак с ксеноном на спутнике связи.
ЦитироватьШтуцер пишет:
Физику- осеменителю виднее.
Вы как вроде бы инженер-КЛАшник ни каких конкретных "проблем" так и не назвали.
ЦитироватьKap пишет:
Вы как вроде бы инженер-КЛАшник
А Вы кто, позвольте поинтересоваться?
ЦитироватьШтуцер пишет:
А Вы кто, позвольте поинтересоваться?
Русским же языком написал - физик. Работаю в том числе как программист. Вот только к теме танкеров это еще дальше чем спутник связи.
Еще раз, криогенное топливо само по себе тепло не вырабатывает (точнее может из-за орто-пара переходов, но не долго). Следовательно хранить теоретически можно даже без активного охлаждения - минимизировав приток тепла извне до равенства оттоку через излучение при заданной температуре. Но на практике зная что такое четвертая степень склонен согласится с Юрием Темниковым - охлаждать придется. Но мощность холодильника будет умеренная ибо у нас вокруг идеальный теплоизолятор, а пихать бак рядом с передатчиком и его СБ совсем не обязательно. Где
проблемы-то? И не надо "нет ни каких проблем для тех кто не будет этим заниматься" - тем, кто занимается, вообще-то зарплату платят чтобы они проблемы решали а не жужали.
Специалист подобен флюсу полнота его односторонняя-Козьма Прутков.Общался однажды с одним МАИшником.Вопрос был о торможении КК о достаточно протяженный спутник с помощью магнитного поля так вместо мм и см при взаимодействии как в генераторе или электромоторе его понесло на супермощные поля протяженностью в сотни км.Или по давлению ,товарищ просто не понимает что 10+30=40 а не 300атм.А так вроде весьма адекватный товарищ.
На ночь глядя прикинул теплоизолирующую способность плоского листа ЭВТИ в вакууме на околоземной. Поглощается 0.05*1367 = 68.35 Вт/м2. Поскольку у ЭВТИ две стороны и излучает она на обе - за нее уйдет только половина - 34.175 Вт/м2. Абсолютно черное тело при 60 К излучает 0.73 Вт/м2. Выводы:
1) Для естественного охлаждения бака с графитовым покрытием (заодно решается проблема быстрого растекания ваттов по всей площади - надо только слои графита правильно ориентировать) надо бы поставить еще несколько экранов, иначе форме и габаритам бака Фрейд обзавидуется.
2) Можно просто активно охлаждать. Если не подставлять солнце слишком много площади, мощность установки будет весьма умеренной - откачивать всего 30-40 Вт на каждый освещенный квадратный метр.
Да, у меня не учитывались "протечки" тепла при контакте ЭВТИ с другими конструкциями и листами ЭВТИ, но способы борьбы с ними общеизвестны - диэлектрики наше все.
Что до спутника в котором не стали понижать температурный диапазон, то я как программист прекрасно знаю почему систему шлифуют не до идеала, а до удовлетворения заказчика даже в "виртуальной инженерии".
ЦитироватьKap пишет:
На ночь глядя прикинул теплоизолирующую способность плоского листа ЭВТИ в вакууме на околоземной. Поглощается 0.05*1367 = 68.35 Вт/м2. Поскольку у ЭВТИ две стороны и излучает она на обе - за нее уйдет только половина - 34.175 Вт/м2.
неверно
при расчете излучения вы рассматриваете ЭВТИ как ЧТ с бесконечной теплопроводностью
а у ЭВТИ должна быть очень низкая теплопроводность
Цитироватьvlad7308 пишет:
неверно
Ну посмотрим.
Цитироватьvlad7308 пишет:
при расчете излучения вы рассматриваете ЭВТИ как ЧТ с бесконечной теплопроводностью
а у ЭВТИ должна быть очень низкая теплопроводность
Любое тело за сколько-нибудь большой промежуток времени излучит ровно столько сколько получило - термодинмическое равновесие, однако. Поправки серого тела к Стефану-Больцману влияют только на излучение при заданной температуре и равновесную температуру. Теплопроводность нас интересует только когда мы рассматриваем не стационарный случай - например Блок Д при полете к Луне на Н-1. В случае криогенного танкера, которому летать годами - прогреется при любой теплопроводности. Кстати, теплопроводность у ЭВТИ низкая
удельная - с учетом толщины она в любом случае велика.
Цитироватьvlad7308 пишет:
при расчете излучения вы рассматриваете ЭВТИ как ЧТ с бесконечной теплопроводностью
Возможно непонимание из-за.
ЦитироватьKap пишет:
Абсолютно черное тело при 60 К излучает 0.73 Вт/м2.
Это не про ЭВТИ а уже сам бак за экраном из ЭВТИ. Считается абсолютно-черным только для оценки его теплового излучения сверху - чтобы понять стоит ли вообще заворачиваться пассивным охлаждением или проще будет активно холодильником откачать.
Цитировать11:14, 16 марта 2015
Lockheed Martin создаст трехэлементную дорогу для путешествий в глубокий космос
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/120922.jpg)
Изображение: lockheedmartin.com (http://lockheedmartin.com/)
Lockheed Martin запланировала создание аналога трансконтинентальной железной дороги для путешествий человека в глубоком космосе, сообщается в пресс-релизе на сайте компании. Система «дороги» включает три элемента: буксир Jupiter, грузовой контейнер Exoliner и робот-манипулятор. Для проектирования этих трех компонентов Lockheed Martin использует уже проверенные технологии, применяемые в космосе США и их партнерами.
Буксир представляет собой автоматический космический аппарат, который использует дизайн станции Maven (http://www.nasa.gov/mission_pages/maven/spacecraft/index.html) (в настоящее время исследующей атмосферу Марса), направляющегося к Юпитеру аппарата Juno (http://missionjuno.swri.edu/) и межпланетной станции OSIRIS-REx (http://science.nasa.gov/missions/osiris-rex/), предназначенной для исследований астероида. Все три аппарата произведены Lockheed Martin Space Systems.
Как и Maven у Красной планеты, буксир сможет менять свою высоту и всегда будет находиться на орбите. Ожидается, что он станет использоваться для транспортировки контейнера Exoliner к МКС, а потенциально — в качестве промежуточных точек при полетах к небесным телам в далеком космосе (например, астероидам и Марсу). Последовательность из буксиров Jupiter, выстроенных на космической дороге, сможет, по словам Lockheed Martin, решить проблему транспортировки грузов в глубоком космосе.
Размеры грузового контейнера Exoliner сравнимы с таковыми у железнодорожного вагона, а при его создании Lockheed Martin собирается опираться на технологии, использованные при создании автоматического грузовика ATV (http://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/ATV) (Automated Transfer Vehicle). Пять таких аппаратов для Европейского космического агентства создала французско-итальянская компания Thales Alenia Space.
Роботизированную руку-манипулятор Lockheed Martin уже имеет в своем распоряжении. При ее создании учитывался опыт использования аналогичных устройств на Международной космической станции (МКС) и в Space Shuttle (в частности, рука Canadarm2, изготовленная канадской компанией MDA Space Missions (http://www.mdacorporation.com/corporate/index.cfm)).
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/120921.jpg)
Изображение: lockheedmartin.com (http://lockheedmartin.com/)
Ожидается, что буксир Jupiter, грузовой контейнер и робот-манипулятор будут запущены в космос при помощи ракеты-носителя тяжелого класса Atlas V. Уже на орбите буксир доставит контейнер с полезной нагрузкой к МКС, пристыкует Exoliner к ней при помощи руки и вернется на более низкую орбиту для решения других задач, например различных манипуляций со спутниками.
При следующем запуске ракеты с Земли уже на орбите Jupiter забирает старый Exoliner (например, с мусором) и доставляет к МКС новый контейнер. Специалисты отмечают, что такая схема транспортировки будет дешевле существующих (в том числе с использованием российских «Союзов» или кораблей серии Dragon частной американской компании SpaceX).
Американская корпорация Lockheed Martin является одним из крупнейших в мире разработчиков и производителей военной и аэрокосмической техники. Основным ее заказчиком выступает Министерство обороны США. В компании работают около 120 тысяч человек, а объемы продаж корпорации за 2013 год составили 35,5 миллиарда долларов.- исходники
http://lockheedmartin.com/us/news/features/2015/crs2-deep-space-exploration.html
http://lockheedmartin.com/content/dam/lockheed/data/corporate/documents/Jupiter%20CRS%20Factsheet%20Final.pdf
Спасибо http://lenta.ru/news/2015/03/16/lockheedmartin/ они не забывают в свой материал вставлять ссылки на исходники
А заправки?! - спросите вы.
Ну до буксира они уже дошли, ещё немного :D
Дойдут.
Иначе картинка будет мало чем отличаться.:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/233318.jpg)
Паром
ЦитироватьНизкий временной КПД исследовательской и экспериментальной аппаратуры станции «Мир», определяемый тем, что одновременное проведение различных работ оказывается невозможным, и трудности, связанные с созданием и функционированием таких больших сооружений, как станции «Мир» или «Альфа», заставляют искать более эффективные идеи проектирования новых станций.
К трудностям создания и работы больших станций можно отнести громадные размеры ферменных конструкций, на которых размещены жилые и производственные помещения, заправочные станции, телескопы, солнечные батареи и транспортные корабли, что приводит к громадным моментам инерции и к трудностям ориентации таких сооружений. Слишком большая запрограммированность таких станций ограничивает возможности их развития и совершенствования производственной и исследовательской программ.
Включение производственных помещений в единую конструкцию приводит к возрастанию уровня микрогравитации в этих помещениях, что, скорее всего, скажется на качестве получаемой продукции и потребует ограничений на процессы ориентации и управления движением и на деятельность экипажа станции (например, это может привести к запрету бега на дорожках, необходимому для здоровья космонавтов). Для работы телескопов высокого класса требуется сверхточная ориентация, что, скорее всего, окажется невозможным в общей конструкции, даже если будет предусматриваться свобода угловых перемещений телескопов относительно конструкции станции.
Включение в состав такой единой конструкции заправочной станции (для заправки орбитальных и межпланетных аппаратов и кораблей, обслуживаемых орбитальной станцией), размещение заправочных емкостей, содержащих, как правило, самовоспламеняющиеся компоненты, сложные пневмо — и гидравлические схемы приема топлива от кораблей-заправщиков и заправки абонентов в общей конструкции станции представляются небезопасным и нежелательным. С другой стороны, все это естественно разместить рядом, чтобы можно было производить настройку, ремонт, испытания и обслуживание всех этих телескопов, технологических лабораторий, заводов, заправочных станций.
Эти трудности и противоречия можно устранить за счет использования схемы «станции-облака». Представим себе станцию, состоящую из нескольких автономных частей, например, базового жилого блока, астрофизической обсерватории, производственно-лабораторного модуля и заправочного модуля. Все части летают по одной орбите, не слишком удаляясь друг от друга, с тем чтобы расстояние от базового блока до каждого из них всегда находилось в выбранных пределах, например, составляло 10–50 километров. Для этого на каждой части нужно иметь систему измерения дальности и радиальной скорости относительно базового блока и двигательную установку с двигателями координатных перемещений.
Идея схемы совместного полета «облака» отдельных модулей достаточно простая. Скорость удаления или приближения уменьшается до минимума, определяющегося чувствительностью измерителей относительной скорости. Пусть это будет 1,5 сантиметра в секунду. Тогда расстояние от 10 до 50 километров (с учетом особенностей движения спутника на орбите) будет изменяться примерно за десять суток.
Когда расстояние от одного модуля до другого увеличится до 50 километров, на втором модуле выдается импульс, изменяющий знак относительной скорости, и модуль начинает сближаться с первым, доходит до своих 10 километров еще через десять суток и так далее. Если относительную скорость измерять с точностью порядка сантиметра в секунду (что вполне в возможностях современной радиолокационной техники при работе по активному приемнику-ответчику), то расход топлива на поддержание «облака» модулей станции в заданном относительном положении оказывается существенно меньшим, чем топливо, которое мы в любом случае обязаны тратить на компенсацию торможения станции атмосферой. Таким образом, телескоп, например, можно держать на расстоянии 10–50 километров сзади базового блока, производственный модуль на расстоянии 10–50 километров впереди, а заправочный модуль еще дальше впереди, на расстоянии, например, 60–100 километров.
Состав такой «станции-облака» может расширяться и меняться. Естественно было бы использовать базовый блок станции, где размещается дежурная смена космонавтов, и как геофизический модуль с аппаратурой экологического контроля, контроля состояния озонового слоя атмосферы, исследований природных ресурсов. Там же можно было бы разместить средства медицинских и биологических исследований.
На этом блоке должны быть несколько причалов для пилотируемых и грузовых кораблей и для орбитальных «автомобилей» — аппаратов, предназначенных для перелетов космонавтов между модулями станции для их обслуживания.
Эта идея была предложена мной в восьмидесятые годы, излагал я ее в курсе лекций для студентов в девяностые годы и долго считал, что будущее орбитальных станций именно за схемой «станция-облако». Сейчас у меня уже нет такой убежденности. Сегодня представляется целесообразным создавать специализированные станции как единые, включающие в себя механически связанные модули, а универсальные — в виде «станции-облака».
Например, специализированную астрофизическую станцию, включающую в себя ряд больших телескопов (допустим, с размерами телескопа «Хаббл»), можно все же попытаться создать в виде ряда механически соединенных карданных подвесов, в которых устанавливаются отдельные работающие по независимым программам телескопы, нацеливаемые на различные участки неба. Технические трудности, связанные с наличием в этой же конструкции жилого блока для бригады обслуживания из космонавтов, будут, по-видимому, немалые, но, возможно, их удастся преодолеть, а космонавтам на такой станции работать будет существенно проще, и топлива на перелеты между отдельными телескопами не потребуется. А универсальную станцию, включающую в себя и телескопы, и модули для технологических работ и исследований, и заправочную станцию, и строительную базу, строить с использованием схемы «станции-облака».
Я говорил об орбитальных станциях, размещаемых на относительно низких орбитах, с высотой порядка 400 километров. Но в принципе может оказаться целесообразным создание орбитальных станций на очень высоких орбитах, например, на геостационарной. Геостационарная орбита отличается тем, что она лежит в плоскости экватора, а период обращения спутника на этой орбите равен периоду вращения Земли вокруг собственной оси. То есть спутник на геостационарной орбите остается неподвижным относительно поверхности Земли.
База-станция на геостационарной орбите (ГСО) может оказаться необходимой для обслуживания автоматических геостационарных платформ, спутников связи, ретрансляторов телевидения и метеорологических спутников, размещаемых на ГСО, для размещения аппаратуры связи и ретрансляции телевидения, наблюдения поверхности Земли в интересах экологического контроля и исследования природных ресурсов, метеорологических наблюдений, астрофизических исследований в радио — и в некоторых других диапазонах. Она окажется необходимой в случае принятия решения о строительстве на ГСО солнечных орбитальных электростанций.
Создание базы на ГСО не выглядит сегодня насущной задачей, но развитие технических средств связи и ретрансляторов телевидения, появление многоцелевых платформ на геостационарной орбите может привести в будущем к выводу о необходимости создания базы на ГСО. Остальные цели (связь, телевидение, радиотелескопы) — попутные; если база будет создана, то логично использовать ее и для других задач, естественных для ГСО.
Можно отметить некоторые особенности базы на ГСО, отличающие ее от обычных низкоорбитальных станций.
Затраты энергии на доставку аппаратов на ГСО примерно такие же, как и при доставке на поверхность Луны. Поэтому доставка экипажа и грузов на базу будет обходиться очень дорого: в несколько раз дороже, чем при доставке грузов на низкоорбитальную станцию.
Отсутствие зонтика магнитного поля Земли, защищающего низкоорбитальные станции от опасных потоков солнечного космического излучения, возникающих при больших солнечных вспышках (такие вспышки на Солнце возникают до четырех раз в год).
Для возвращения экипажа на Землю нужно будет иметь спускаемый аппарат, предназначенный для движений в атмосфере при входе в нее примерно со второй космической скоростью.
В состав базы можно было бы включить: орбитальный блок, строительную платформу, заправочную станцию, орбитальный транспортный аппарат для перелетов космонавтов и доставки грузов к обслуживаем аппаратам и платформам.
Кроме того, в состав средств обеспечения работы базы должны входить транспортный пилотируемый корабль — для доставки экипажей на базу и для их возвращения, и грузовые транспортные корабли — для доставки грузов с низкой орбиты на базу.
При использовании современных одноразовых средств выведения на орбиту (исходя из стоимости выведения на низкую орбиту порядка 5000 долларов за килограмм) стоимость полета на базу корабля массой около семи тонн, с учетом массы двигательной установки с топливом, необходимой для возвращения на Землю, составит порядка нескольких миллионов долларов в зависимости от использованного носителя, плоскости орбиты выведения на промежуточную орбиту и компонентов, используемых в ракетной ступени для выведения корабля с промежуточной орбиты на ГСО. Это очень много. Поэтому нужно стремиться к минимальному составу экипажа на станции и к достаточно большому сроку вахты. Представляется логичным иметь в составе экипажа базы трех космонавтов со сроком работы каждой смены один год.
В жилом модуле базы, учитывая стоимость доставки грузов, следует ориентироваться на систему обеспечения жизнедеятельности экипажа, использующую для своего функционирования расходуемые материалы в виде заменяемых в процессе работы элементов оборудования. Обезвоженную пищу, белье, одежду придется доставлять грузовыми кораблями. Масса доставляемых пищи, белья и прочего может составить порядка 2–3 тонн в год при общем грузопотоке на базу порядка 15–20 тонн в год (напомним, что грузопоток на станцию «Мир» составляет 10–15 тонн в год). Основную часть грузопотока будет составлять оборудование для регламентных работ, приборы и агрегаты, требующие замены на обслуживаемых базой аппаратах, новое научное оборудование, топливо и тому подобное.
В варианте «облака» заправочная станция должна представлять собой самостоятельный автоматический космический аппарат. Поэтому она должна иметь в своем составе весь набор служебных систем, обеспечивающий ее существование: системы управления и ориентации (в том числе и радиолокатор для измерения дальности и радиальной скорости относительно основного блока базы, силовые гироскопы в качестве управляющих органов), связи, терморегулирования, электропитания, систем обеспечения жизнедеятельности, включаемых во время посещения их космонавтами.
Заправочная станции должна предусматривать как свою заправку от грузового корабля-заправщика, так и заправку от нее корабля обслуживания и, возможно, других аппаратов, которые будут к ней подходить на заправку. Ее пневмогидросхема заправки должна быть секционированной и включать в себя: емкости для компонентов, баллоны наддува, компрессорные установки и пневмогидроавтоматику.
Аппарат для перелетов между объектами обслуживания базы может представлять собой орбитальный корабль, способный работать как в пилотируемом режиме, так и в беспилотном. В беспилотном режиме корабль может использоваться для простейших операций обслуживания, таких, например, как операция заправки. Для более сложных операций, связанных с заменой или ремонтом приборов и оборудования обслуживаемого аппарата, в полет на этом корабле отправляется экипаж. В составе корабля обслуживания не нужно иметь спускаемый аппарат. Зато все остальное должно быть: аппаратура управления и связи, энергопитания с использованием солнечных батарей, системы терморегулирования и жизнеобеспечения, двигательная установка с маршевым и управляющими двигателями, стыковочный узел.
Кроме того, в нем должны быть установлены средства заправки обслуживаемых аппаратов: емкости для компонентов заправки, баллоны наддува, компрессорная установка (для перекачки газа наддува из баков заправляемой двигательной установки в ее баллоны) и пневмогидроавтоматика.
Естественно, что аппараты, которые станут клиентами базы на ГСО, должны будут унифицировать используемые компоненты, пневмогидросхемы своих двигательных установок (хотя бы в части заправки и обеспечения безопасности), стыковочные устройства.
Если принять ту же стоимость доставки топлива на низкую орбитальную станцию — 5000 долларов за килограмм, то переход к многоразовому кораблю МПК ГСО может сократить расходы на смену экипажа базы примерно вдвое. Но нужно еще принять во внимание расходы на полет пилотируемого транспортного корабля «Земля — орбита — Земля» и ту долю расходов на низкоорбитальную станцию обслуживания, которая будет отнесена на счет межорбитального пилотируемого корабля, так что выигрыш может оказаться не столь существенным.
Но будущее все же, наверное, за многоразовыми системами. И на них и нужно ориентироваться. А решительного сокращения транспортных расходов можно добиться только при последовательном применении принципа многоразовости, только при создании действительно экономичной многоразовой транспортной системы, обеспечивающей доставку грузов на низкую околоземную орбиту по цене примерно 100 долларов за килограмм.
Повторю, что на базу ГСО потребуется доставлять около 15–20 тонн грузов в год. Доставка этого количества грузов с помощью одноразовых грузовых кораблей обойдется примерно в 500 миллионов долларов (при такой же, как и в случае использования одноразового пилотируемого корабля, схеме оценки, то есть при работе в плоскости экватора). Поэтому и здесь возникает задача оценки целесообразности создания многоразового грузового транспортного корабля.
http://militera.lib.ru/explo/feoktistov_kp/07.html
Цитировать(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/115735.jpg)
Орбитальный модуль-заправщик
Авторы патента:
Буланов Вячеслав Васильевич (RU) (http://www.findpatent.ru/byauthors/315456/)
Шувалов Вячеслав Александрович (RU) (http://www.findpatent.ru/byauthors/315459/)
Иванов Виктор Михайлович (RU) (http://www.findpatent.ru/byauthors/315457/)
Успенский Георгий Романович (RU) (http://www.findpatent.ru/byauthors/315458/)
http://www.findpatent.ru/patent/230/2309092.html (http://www.findpatent.ru/patent/230/2309092.html)
© FindPatent.ru - патентный поиск, 2012-2015
Изобретение относится к специализированным космическим аппаратам, выполняющим дозаправку автономных космических аппаратов криоагентами (жидким азотом, жидким гелием) и компонентами топлива (жидким кислородом, сжиженным метаном, гидразином). Предлагаемый модуль имеет силовой каркас в форме шестигранной призмы. В состав модуля входят периферийные стыковочные устройства, подвижная ферменная конструкция, оснащенная дополнительными силовыми электроприводами и быстроразъемными фиксирующими устройствами. Ферма имеет незамкнутый внутренний объем, в котором размещены сменные криогенные и топливные емкости для хранения и транспортировки криоагентов и компонентов топлива. С использованием средств стыковки и подвижной ферменной конструкции, оснащенной криогенными и топливными емкостями, осуществляются многократные операции замены пустых емкостей из состава автономных КА на заправленные. Технический результат изобретения направлен на то, чтобы существенно расширить функциональные возможности орбитального модуля-заправщика, а также существенно уменьшить потери доставляемых компонентов (до 5-7% от их общей массы). 1 ил.
Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при орбитальной дозаправке автономных космических аппаратов компонентами топлива и криоагентами при реализации этими аппаратами различных орбитальных маневров и длительном (в течение нескольких лет) периоде эксплуатации.
Известен способ (пат. RU 2165869 С1, 08.08.2000) заправки жидким кислородом бака окислителя первой ступени ракеты-носителя, горизонтально расположенной на борту самолета-разгонщика воздушно-космической системы (ВКС), путем подачи жидкого кислорода в нижнюю часть бака и отвода паровой фазы при сообщении верхней части бака окислителя с дополнительной криогенной емкостью с жидким кислородом.
Данный способ заправки обеспечивает надежный запуск ЖРД первой ступени при десантировании ее с самолета-разгонщика. Однако наличие на борту самолета-разгонщика криогенной емкости с жидким кислородом, а также криогенного насоса, трубопроводов и арматуры, существенно усложняет конструкцию и функционирование ВКС.
Известен также способ (пат. RU 2197413 С1, 08.06.2001) заправки жидким кислородом бака окислителя ракеты-носителя ВКС, который включает заполнение перед стартом бака окислителя ракеты-носителя жидким кислородом. Термостатирование кислорода производят с использованием дополнительной криогенной емкости в процессе выведения ракеты-носителя на высоту воздушного старта. В качестве криогенного компонента этой емкости используют жидкий азот с начальной температурой, равной его температуре кипения при нормальном атмосферном давлении.
Данный способ позволяет улучшить эксплуатационные качества соответствующей системы, упростив ее оборудование и уменьшив потери кислорода при термостатировании.
Известны также другие способы и устройства (в т.ч. модульной схемы) заправки топливными компонентами баков ракет-носителей и орбитальных объектов (см. пат. RU 2197413 C1, RU 2241645 С2, RU 2215891 С2, US 4880187 A, US 4884770 А и др.).
Эффективная и экономичная система заправки описана в патенте RU 2208563 С2. В ней предусмотрено заполнение бака окислителя жидким кислородом наземными средствами заправки с последующей подачей в бак окислителя переохлажденного кислорода и переливом кислорода из бака в дополнительную криогенную емкость после заполнения бака, при поддержании в дополнительной криогенной емкости избыточного давления, соответствующего штатному давлению в баке окислителя.
Данная система заправки позволяет улучшить эксплуатационные качества ВКС за счет существенного упрощения технологии работ по подготовке воздушного старта ракеты-носителя при ее десантировании с самолета-разгонщика. При этом значительно уменьшается количество и вес оборудования, поскольку дополнительная криогенная емкость отстыковывается перед взлетом самолета-разгонщика. Это позволяет увеличить массу выводимого на орбиту полезного груза.
Для данного участка полета самолета-разгонщика вместе с ракетой-носителем характерно наличие силы тяжести, во многом определяющей прогнозируемое положение жидкого кислорода и парогазового объема в баке окислителя и создающей необходимые условия для надежного запуска жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) ступени.
Известные системы заправки обычно предполагают включение в свой состав следующего комплекса средств: силового каркаса, криогенных и топливных емкостей, системы энергоснабжения, системы газовых баллонов высокого давления, быстроразъемных стыковочных устройств, системы термостатирования, электроприводов, фиксирующих устройств.
Одним из недостатков перечисленных выше заправочных комплексов является обязательное использование при предварительной заправке бака окислителя жидким кислородом наземного заправочного оборудования с применением одного из возможных вариантов термостатирования этого бака до момента его десантирования в составе ракеты-носителя на основе подачи в бак окислителя переохлажденного кислорода, с переливом кислорода из этого бака в дополнительную криогенную емкость.
Другим недостатком является их ограниченные функциональные возможности, затрудняющие заправочные операции на орбите, где должна проводится дозаправка компонентами топлива и криогенными агентами как автоматических, так и пилотируемых космических аппаратов.
Целью предлагаемого изобретения является устранение отмеченных выше и других недостатков путем расширения функциональных возможностей заправочного устройства в виде орбитального модуля-заправщика, выполненного с возможностью дозаправки как автоматических, так и пилотируемых космических аппаратов, находящихся на своих рабочих орбитах. При этом операция дозаправки осуществляется в условиях невесомости и предполагает многократную дозаправку КА как компонентами топлива, так и криогенными агентами.
Поставленная цель достигается тем, что силовой каркас предлагаемого модуля-заправщика выполнен в виде объемной шестигранной призмы, имеющей в своем составе два торцевых стыковочных шпангоута, соединенных между собой с помощью шести углепластиковых штанг, на которых закреплены шесть однотипных панелей солнечной батареи, на обоих стыковочных шпангоутах установлены периферийные стыковочные устройства, каждое из которых оснащено тремя направляющими выступами; во внутреннем объеме объемной шестигранной призмы установлена форменная конструкция, выполненная из композиционных материалов и повторяющая конфигурацию объемной шестигранной призмы, во внутреннем объеме форменной конструкции установлены две криогенные и две топливные емкости, имеющие одинаковую конфигурацию и габаритные размеры, при этом форменная конструкция оснащена дополнительными электроприводами и фиксирующими устройствами и выполнена с возможностью ее возвратно-поступательного перемещения вместе с криогенными и топливными емкостями вдоль продольной оси орбитального модуля-заправщика, причем криогенные и топливные емкости оснащены активными разделителями фаз и теплоизолирующими экранами на основе экранно-вакуумной изоляции, кроме того, обе криогенные емкости оснащены дополнительными экранами, на цилиндрических оболочках которых установлены дополнительные трубопроводы, соединенные с системой термостатирования, при этом система термостатирования выполнена с возможностью прокачки газообразного гелия по внутреннему объему дополнительных трубопроводов.
В результате реализации стыковочных операций орбитального модуля-заправщика с автономными КА и замены с помощью ферменной конструкции, оснащенной дополнительными электроприводами и соответствующими фиксирующими устройствами, пустых емкостей на заправленные существенно расширяются функциональные возможности орбитального модуля-заправщика и при этом достигается высокая оперативность осуществления всей операции дозаправки и одновременно реализуются минимальные потери доставляемых компонентов в процессе их транспортировки.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется прилагаемым чертежом.
Предложенный орбитальный модуль-заправщик содержит жесткий силовой каркас, выполненный из продольных и поперечных элементов в виде объемной шестигранной призмы 1. На боковых гранях этой призмы закреплены панели солнечной батареи 2, обеспечивающие энергоснабжение бортовых служебных систем 3 и подпитку аккумуляторной батареи 4, от которой осуществляется электроснабжение дополнительных электроприводов 5. Эти дополнительные электроприводы 5 установлены на форменной конструкции 6 вместе с фиксирующими устройствами 7 и сменными заправленными криогенными емкостями 8, а также сменными заправленными топливными емкостями 9. Кроме того, на ферменной конструкции 6 установлены дополнительные фиксирующие устройства 10, реализующие фиксацию пустых криогенных емкостей 11 и пустых топливных емкостей 12, причем все криогенные и топливные емкости оснащены активными разделителями фаз 13, а также теплоизолирующими экранами 17. Кроме того, криогенные емкости 8 и 11 оснащены еще дополнительными экранами 18, которые охлаждаются газообразным гелием. На поперечных элементах каркаса объемной шестигранной призмы 1 с обоих торцов установлены стыковочные шпангоуты 14 и направляющие выступы 15, обеспечивающие жесткую стыковку с подобными стыковочными устройствами автономного КА. Ориентация объемной шестигранной призмы 1 при проведении стыковочных операций осуществляется бортовой системой ориентации с помощью батареи газовых баллонов высокого давления 16.
На прилагаемом чертеже в составе орбитального модуля-заправщика пустые криогенные емкости 11 и пустые топливные емкости 12 показаны условно пунктиром, поскольку в составе орбитального модуля-заправщика, во внутреннем объеме ферменной конструкции 6 при осуществлении стыковочных операций с автономным КА могут находиться либо заправленные криогенные емкости 8 и заправленные топливные емкости 9 при срабатывании фиксирующих устройств 7, либо пустые криогенные и топливные емкости 11 и 12 при срабатывании дополнительных фиксирующих устройств 10. Такое положение обусловлено тем, что орбитальный модуль-заправщик сначала забирает пустые криогенные и топливные емкости, которые штатно функционировали в составе автономного КА, а затем переправляет на борт этого КА заправленные криогенные и топливные емкости. Фактически заправленные и пустые емкости находятся одновременно на борту орбитального модуля-заправщика только в процессе осуществления повторной стыковки этого орбитального модуля-заправщика с автономным КА.
Работа предлагаемого орбитального модуля-заправщика осуществляется следующим образом.
Штатное функционирование орбитального модуля-заправщика предполагается в связке с орбитальной базовой платформой, в составе которой установлены криогенные и топливные резервуары, оснащенные аппаратурой, агрегатами термостатирования и заправки.
Именно из этих резервуаров осуществляется заправка криогенных и топливных компонентов в криогенные и топливные емкости 8 и 9, установленные на ферменной конструкции 6.
После заправки осуществляется расстыковка орбитального модуля-заправщика с базовой платформой и затем его орбитальный маневр к автономному КА, оснащенному таким же периферийным стыковочным устройством, что и орбитальный модуль-заправщик. С помощью направляющих выступов 15 и стыковочного шпангоута 14 осуществляется жесткая стыковка орбитального модуля-заправщика с аналогичным периферийным стыковочным устройством автономного КА. После стыковки с помощью дополнительных электроприводов 5 реализуется продольное перемещение ферменной конструкции 6 во внутренний объем автономного КА и с помощью фиксирующих устройств 10 производится захват пустых криогенных емкостей 11 и пустых топливных емкостей 12. По факту фиксации этих емкостей осуществляется с помощью дополнительных электроприводов 5 возврат ферменной конструкции 6 в исходное положение. Далее орбитальный модуль-заправщик осуществляет расстыковку с автономным КА и отход от него с помощью струйных сопел, питаемых от батареи газовых баллонов высокого давления 16, с последующим зависанием и разворотом орбитального модуля-заправщика на угол 180°. С помощью направляющих выступов 15 и стыковочного шпангоута 14 второго периферийного стыковочного устройства этого орбитального модуля-заправщика осуществляется его повторная жесткая стыковка с автономным КА.
Затем с помощью дополнительных электроприводов 5 реализуется продольное перемещение ферменной конструкции 6 во внутренний объем автономного КА и с помощью его фиксирующих устройств производится захват заправленных криогенных емкостей 8 и заправленных топливных емкостей 9. Затем с помощью дополнительных электроприводов 5 реализуется возврат ферменной конструкции 6 в исходное положение. После выполнения этой операции орбитальный модуль-заправщик осуществляет расстыковку с автономным КА и отход от него. Таким образом, осуществлена дозаправка автономного КА криоагентами и топливом путем оперативной замены пустых емкостей 11 и 12 на заправленные емкости 8 и 9.
Оснащение криогенных емкостей и топливных емкостей активными разделителями фаз 13 обеспечивает в полном объеме жидкими криоагентами (жидким азотом, жидким гелием) и жидкими топливными компонентами агрегаты, научную и служебную аппаратуру автономного КА в течение всего срока его активного функционирования.
При этом минимизируются потери доставляемых компонентов при транспортировке и передаче их на борт автономного КА. Проведенные оценочные расчеты по определению потерь криоагентов при их транспортировке и передаче на борт автономного КА с помощью предлагаемого орбитального модуля-заправщика показали, что они не превышают 5-7% от общей массы криоагентов. Для сравнения потери криоагентов при использовании традиционных средств дозаправки достигают 30-40% от их общей массы.
Орбитальный модуль-заправщик, содержащий силовой каркас, бортовые криогенные и топливные емкости, солнечную батарею, систему газовых баллонов высокого давления, быстроразъемные стыковочные устройства, систему термостатирования и электроприводы, при этом указанный силовой каркас выполнен в виде объемной шестигранной призмы, имеющей в своем составе два торцевых стыковочных шпангоута, соединенных между собой с помощью шести углепластиковых штанг, на каждой из которых закреплено по одной однотипной панели солнечной батареи, причем на обоих стыковочных шпангоутах установлены периферийные стыковочные устройства, каждое из которых оборудовано тремя направляющими выступами, а во внутреннем объеме указанной шестигранной призмы установлена ферменная конструкция, повторяющая конфигурацию этой призмы и выполненная из композиционных материалов, причем во внутреннем объеме ферменной конструкции установлены две криогенные и две топливные емкости, имеющие одинаковую конфигурацию и габаритные размеры, при этом ферменная конструкция оснащена дополнительными электроприводами и фиксирующими устройствами и выполнена с возможностью ее возвратно-поступательного перемещения вместе с криогенными и топливными емкостями вдоль продольной оси орбитального модуля-заправщика, при этом криогенные и топливные емкости оснащены активными разделителями фаз и теплоизолирующими экранами на основе экранно-вакуумной изоляции, причем обе криогенные емкости оснащены дополнительными экранами, на цилиндрических оболочках которых установлены дополнительные трубопроводы, соединенные с системой термостатирования, которая выполнена с возможностью прокачки газообразного гелия по внутреннему объему дополнительных трубопроводов.
http://www.findpatent.ru/patent/230/2309092.html (http://www.findpatent.ru/patent/230/2309092.html)
© FindPatent.ru - патентный поиск, 2012-2015
Однако как долго уже витает эта идея:
ЦитироватьThe concept of an orbital fuel depot, supplied from Earth in order to fuel missions to Mars and the like, is not especially new. Shown below is a concept from General Dyanamics from 1963, depicting a toroidal propellant depot. A torus is a rather poor shape for such a thing... not only is it heavier than an equivalent-mass spherical tank, it also has substantially more surface area. But the advantage of this configuration is that it would easily pack in excess payload space aboard a partially-loaded Nova launch vehicle. Dimensions weren't given, but maximum diameter would be less than 70 feet.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/222399.jpg)
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/233203.jpg)
ЦитироватьОсобенностью нового газотурбовоза стала принципиально новая концепция экипировки и хранения газового топлива. Криогенная емкость выполнена в виде контейнера, имеющего стандартные габариты и монтажные размеры. Это позволяет осуществлять дозаправку емкости сжиженным газом как прежним способом, т.е. при нахождении ее непосредственно на локомотиве, так и ее заменой. В этом случае по прибытии локомотива в пункт оборота криогенный контейнер с помощью крана снимается с локомотива, а на его место устанавливается ранее заправленный сжиженным газом. Это сокращает время простоя локомотива для экипировки. Кроме того, контейнер может быть пополнен на газозаправочной станции. Криогенная емкость имеет геометрический объем 46 м3 и вмещает до 20 т сжиженного газа.
- может и для орбитальной заправки вариант такой подошёл бы.
С поправками, конечно. :D
в смысле - замена бака вместо заправки?
Контейнером с имеющимся в нём баком - это по тексту.
Только патент на эту тему для буксиров вроде уже существует.
ЦитироватьApollo13 пишет:
Inside ULA's Plan to Have 1,000 People Working in Space by 2045 (http://www.space.com/33297-satellite-refueling-business-proposal-ula.html)
ЦитироватьApollo13 пишет:
Было уже
http://www.ulalaunch.com/uploads/docs/Published_Papers/Commercial_Space/SSP_12_15_sowers.pdf
- хоть это уже и было, но сама-то статья от June 29, 2016 02:55pm ET ;)
Значит свежаК! :D
ЦитироватьInside ULA's Plan to Have 1,000 People Working in Space by 2045
By Leonard David, Space.com's Space Insider Columnist | June 29, 2016 02:55pm ET
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/234381.jpg)
United Launch Alliance (ULA) has devised a plan that could enable a robust space economy based on the refueling of spacecraft away fr om Earth.
Credit: ULA
GOLDEN, Colorado — A major American launch provider has outlined a plan that the company says will help enable a space economy based on refueling spacecraft in Earth orbit.
Dubbed the "Cislunar 1,000 Vision," the initiative foresees a self-sustaining economy that supports 1,000 people living and working in Earth-moon space (http://www.space.com/26499-manned-moon-exploration-future-infographic.html)roughly 30 years from now. The concept stems from an analysis and ongoing technical work by United Launch Alliance (ULA), a joint venture between Lockheed Martin and Boeing Co. that provides launches aboard Atlas and Delta rockets.
A central element of the plan involves the use of a souped-up Centaur rocket stage called ACES (Advanced Cryogenic Evolved Stage). This liquid oxygen/liquid hydrogen upper stage is designed to be reusable and can be refueled, perhaps by propellant made using water extracted from Earth's moonor asteroids. [Moon Base Visions: How to Build a Lunar Colony (Photos) (http://www.space.com/21583-moon-base-lunar-colony-photos.html)]
Цитировать(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/234382.jpg)
Graphic depicting the basics of ULA's "Cislunar 1,000 Vision," a plan based on buying propellant sourced off Earth.
Credit: ULA
A road map to attain the Cislunar 1,000 Vision was detailed at the seventh joint meeting of the Space Resources Roundtable and the Planetary & Terrestrial Mining Sciences Symposium, which was held here from June 7 through June 9.
Mining the moon
"ACES is the innovation that we're bringing to bear on this idea, to start talking about lunar propellant and setting price points," said George Sowers, vice president of advanced programs for Colorado-based ULA. "What makes ACES unique is technology that we're currently developing called Integrated Vehicle Fluids."
Sowers told Space.com that the road map also includes a tanker called XEUS. XEUS will use a "kit" that augments an ACES stage, allowing the vehicle to land horizontally on the lunar surface and be stocked with moon-mined fuel (http://www.space.com/21713-mining-moon-resources.html) for transport to a gravitationally stable "libration point" in the Earth-moon system known as L1.
The XEUS work is being done in collaboration with California-based Masten Space Systems (http://www.space.com/30385-xombie-rocket-got-brains-proves-new-mars-landing-system-video.html), Sowers said.
"The basic technology has been in development for a number of years," he said. Work is underway to test the Integrated Vehicle Fluids concept at NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, along with demonstrations of various ACES features, Sowers added.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/234384.jpg)
CRYOTE3 is a test bed based on a Centaur tank currently undergoing a series of tests at NASA's Marshall Space Flight Center in Alabama.
Credit: ULAEnter the Vulcan
ULA will solicit proposals for ACES' upper-stage engines, tapping the technologies of aerospace companies such as Aerojet Rocketdyne, XCOR Aerospace and Blue Origin. And the U.S. Air Force is supporting some ACES work under rocket propulsion system contracts, Sowers said.
"There's a lot of activity ongoing," he said, "and we're designing a Vulcan booster to accommodate the ACES upper stage."
Vulcan is ULA's next-generation launch system. [Vulcan Rocket: ULA Unveils New Modular Launch System (Video) (http://www.space.com/29093-vulcan-rocket-ula-unveils-new-modular-launch-system-company-video.html)]
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/234385.jpg)
A second-generation prototype of the Integrated Vehicle Fluids engine is an internal combustion engine that runs off hydrogen and oxygen gas, and powers a compressor and a generator. A third-generation flight-like version is now being designed, and should be tested next year, if current schedules hold.
Credit: ULA
"Once we have ACES flying, sometime in the early to mid-2020s, we would be in a position to utilize space-provided propellant," Sowers said.
Lowering the cost of spaceflight
Rocket fuel sourced off Earth could be a game changer for spaceflight, because it's very expensive to launch anything from Earth, Sowers said.
"I want to buy propellant in space," he said. "Once I have a reusable stage and can buy my fuel, then I have the potential to dramatically lower costs to go elsewh ere."
For example, a rocket could carry just enough fuel to get to low Earth orbit and then refuel its upper stage in space to get a payload to the much more distant geosynchronous transfer orbit.
"I can potentially do that whole mission cheaper if I can get propellant cheap enough in low Earth orbit," Sowers said.
As a customer, ULA is willing to pay about $1,360 per lb. ($3,000 per kilogram) for propellant in low Earth orbit. The going rate for fuel on the surface of the moon is $225 per lb. ($500 per kg), Sowers said. In talking withasteroid-mining experts (http://www.space.com/33079-turning-asteroids-into-spaceships-made-in-space.html), ULA would take delivery of propellant at L1 for $450 per lb. ($1,000 per kg), he said.
"Having a source of propellant in space benefits anybody going anywhere in space, to be honest," Sowers said. "What excites me is that, once you have the propellant capability going, you make a lot of other business plans look a lot better, be they on the moon (http://www.space.com/19619-top-10-moon-facts.html), at L1, or other places."
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/234386.jpg)
ULA's reusable, refuelable Advanced Cryogenic Evolved Stage (ACES).
Credit: ULAFrom prospecting to utilization
Angel Abbud-Madrid, director of the Center for Space Resources at the Colorado School of Mines, is bullish on ULA's plan.
For several decades, three important elements have been considered essential to the development of space resources: finding a recoverable resource, developing the technology to recover it, and a customer, Abbud-Madrid told Space.com.
This third component has been the most challenging task for in-situ resource utilization (http://www.space.com/31474-mars-colony-living-off-the-land.html) (ISRU) advocates, Abbud-Madrid said.
"Up to now, governments have been the only customer in the business plan," he said. "The announcement made by ULA radically addresses this weak link by opening up new opportunities for space resources development (http://www.space.com/31177-space-mining-commercial-spaceflight-congress.html)."
For the first time, a major launch-service provider has seriously stepped forward as a true commercial client to purchase space resources, Abbud-Madrid said.
"ULA's detailed analysis of the water-based propellant market in cislunar [Earth-moon] space has established specific price points at various orbital destinations," Abbud-Madrid said.
This plan has reinvigorated the ISRU community by challenging it to re-evaluate all steps of the ISRU process — from prospecting to utilization — to meet these targets, he added.
A turning point?
"I think this is a turning point for ISRU," said Dale Boucher, CEO of Deltion Innovations Ltd. in Ontario, Canada. Deltion develops mining technologies and robotics (http://www.livescience.com/topics/robots) for the resource sector and is a leader in investigating the promise of space mining.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/234387.jpg)
Artist's illustration of ULA's XEUS tanker touching down on the moon. XEUS would transport fuel processed from very rich ice fields at the lunar poles.
Credit: ULA
"It is the first private industry customer declaring an interest in purchasing space-derived materials for commercial use," Boucher told Space.com. "They have provided quantities and price points. They are prepared to set quality metrics. This opens the door to negotiations for 'futures' types of speculative contracts for purchase of commodities, much like new gold mines do, or oil and gas."
The numbers that ULA provided, once crunched, are within the realm of typical terrestrial mining activities and can be used to generate realistic budgets and mine plans, Boucher said.
ULA's estimate that it will need the off-Earth propellant in the early 2020s follows a pattern seen in Earth-based mining, Boucher added.
"Typically, a mine will go from an idea to production in five to 10 years, spend billions to get it up and running, and expect a 10-year life," he said. "It all starts with a solid financing plan coupled to prospective customers."
For the most part, the only potential customers for space-based fuel have been space agencies. But their timelines keep shifting, their budgets keep getting reappropriated and the political will to enable this kind of activity "gets bogged down in bureaucratic zombie zones," Boucher said.
As for the ISRU impact, Boucher said, the ULA plan enables commercialization in deeper space and provides risk reductions for space-agency-sponsored missions.
The "next steps would be to evaluate the knowledge and technical gaps that must be addressed to close the case," he said. "This is not a science task; it is a commercial task."
During this process, Boucher said, it is conceivable that mission plans could be generated, feasibility studies performed, regulatory regimes examined and financing established.
"This puts a whole new perspective on commercial space mining (http://www.space.com/28189-moon-mining-economic-feasibility.html)," Boucher concluded.
Leonard David is the author of "Mars: Our Future on the Red Planet," to be published by National Geographic this October. The book is a companion to the National Geographic Channel six-part series coming in November. A longtime writer for Space.com, David has been reporting on the space industry for more than five decades. Follow us @Spacedotcom (http://twitter.com/spacedotcom), Facebook (https://www.facebook.com/spacecom) orGoogle+ (https://plus.google.com/+SPACEcom/posts). Originally published on Space.com (http://www.space.com/).
Ибо речь идёт уже о рынке топлива на орбите
Чьё-то небольшое исследование
Космические заправщики (http://lozga.livejournal.com/121338.html)
ЦитироватьСпутник-танкер, способный обслуживать несколько спутников-целей, имеет смысл только для группировок спутников, находящихся в одной плоскости.
Дальше исследование можно не читать.
ЦитироватьKap пишет:
ЦитироватьСпутник-танкер, способный обслуживать несколько спутников-целей, имеет смысл только для группировок спутников, находящихся в одной плоскости.
Дальше исследование можно не читать.
А что вызывает отторжение в данном тезисе?
ЦитироватьZOOR пишет:
А что вызывает отторжение в данном тезисе?
То что автор путает орбитальную плоскость и наклонение - первую поменять "малой кровью" без изменения наклонения как раз не проблема. Т.е. в число "клиентов" танкера можно включать всю спутниковую группировки Иридиума или GPS какого. Кроме того, самая популярная орбита пока геостационар, у которого используется всего три наклонения геопереходной орбиты.
Ну, нестрого автор сформулировал. Но смысл понятен.
А "малой кровью" подвинуть плоскость на 120 град например (ГЛОНАСС) - шибко долгое кровотечение будет.
А про ГПО вообще не понял. С чего это их счетное количество? Договариваются на дельтаВэ - а там высоты с наклонением связаны.
И зачем дозаправлять на ГПО?
ЦитироватьKap пишет:
ЦитироватьСпутник-танкер, способный обслуживать несколько спутников-целей, имеет смысл только для группировок спутников, находящихся в одной плоскости.
Дальше исследование можно не читать.
Очень даже интересно прочитать! Описана история експериментов и проекты, которые выполняются!
В конце июня этого года космическое агентство Китая объявило об успешной дозаправке спутника на орбите. Два специальных спутника были запущены 25 июня на первом пуске новой ракеты-носителя "Великий поход-7".
Летом 2016 года NASA объявило о создании спутника Restore-L, который в середине 2020-х должен будет состыковаться и дозаправить спутник дистанционного зондирования Земли Landsat-7 (запущен в 1999) на полярной орбите.
и т.д.
ЦитироватьKap пишет:
ЦитироватьZOOR пишет:
А что вызывает отторжение в данном тезисе?
То что автор путает орбитальную плоскость и наклонение - первую поменять "малой кровью" без изменения наклонения как раз не проблема.
Да ну?
ЦитироватьДимитър пишет:
ЦитироватьKap пишет:
ЦитироватьСпутник-танкер, способный обслуживать несколько спутников-целей, имеет смысл только для группировок спутников, находящихся в одной плоскости.
Дальше исследование можно не читать.
Очень даже интересно прочитать! Описана история експериментов и проекты, которые выполняются!
В конце июня этого года космическое агентство Китая объявило об успешной дозаправке спутника на орбите. Два специальных спутника были запущены 25 июня на первом пуске новой ракеты-носителя "Великий поход-7".
кажется на форуме выдвигались предположения что как таковой дозаправки одного спутника другим, которые летели раздельно - не было. А было намного проще.
ЦитироватьZOOR пишет:
Ну, нестрого автор сформулировал.
Он не просто нестрого сформулировал - он реально не понимает разницы. "По 8 спутников в одной плоскости находятся у GPS/ГЛОНАСС".
ЦитироватьZOOR пишет:
А про ГПО вообще не понял. С чего это их счетное количество? Договариваются на дельтаВэ - а там высоты с наклонением связаны.
У США, ЕЭС, Японии, Индии и Китая во-первых космодромы достаточно южные во-вторых верхние ступени криогенные. Потому носитель у них почти всегда (исключение - ВВС США с прямым выводом) работает только на нижней части ГПО - дальше апогейник. И наклонение при этом сколько-нибудь значительно не меняется. У нас Байконур слишком северный и РБ работает в апогее поднимая перигей и уменьшая наклонение. Но и тампараметры стандартные чтобы каждый раз новую траекторию не считать.
Цитироватьavmich пишет:
Да ну?
Ну да. Меняем время оборота (т.е. перигей, апогей либо всю орбиту) и долгота восходящего узла начинает смещаться.
ЦитироватьKap пишет:
ЦитироватьСпутник-танкер, способный обслуживать несколько спутников-целей, имеет смысл только для группировок спутников, находящихся в одной плоскости.
Дальше исследование можно не читать.
Это вызывает удивление - я бы вполне сказал бы так.
ЦитироватьKap пишет:
Меняем время оборота (т.е. перигей, апогей либо всю орбиту) и долгота восходящего узла начинает смещаться.
Что это значит?
Я уверен, что вопрос терминологический.
http://www.roscosmos.ru/23039/
ЦитироватьЦНИИМАШ. НТС ОБСУДИЛ ПЕРСПЕКТИВЫ ДОЗАПРАВКИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В КОСМОСЕ
14.12.2016 18:11
13 декабря 2016 года состоялось заседание Научно-технического совета (НТС) ФГУП ЦНИИмаш, на котором специалисты обсудили вопросы реализации орбитального обслуживания российских космических аппаратов (КА) и анализ технологической готовности ракетно-космической промышленности (РКП) по созданию космических средств орбитального обслуживания в связи с новыми задачами, которые стоят перед Россией по использованию космического пространства.
Заслушав доклады специалистов ЦНИИмаш, участники НТС отметили перспективность работ по дозаправке космических аппаратов на орбите и рекомендовали продолжить разработку конкретных технических решений по данной тематике.
По мнению специалистов, тот, кто первым реализует эту идею на практике, получит большие преференции на рынке коммерческого использования таких КА, так как в результате продления срока эксплуатации объекта на орбите уменьшится количество запусков для пополнения орбитальной группировки, и повышения рентабельности.
ЦитироватьSalo пишет:
По мнению специалистов, тот, кто первым реализует эту идею на практике, получит большие преференции на рынке коммерческого использования таких КА, так как в результате продления срока эксплуатации объекта на орбите уменьшится количество запусков для пополнения орбитальной группировки, и повышения рентабельности.
Специалисты, ....
ЦитироватьSOE пишет:
Специалисты, ....
- вы уже пробовали? :o
ЦитироватьNASA selects builder for robotic satellite servicing craft
December 9, 2016 (http://spaceflightnow.com/2016/12/) Stephen Clark (http://spaceflightnow.com/author/stephen-clark/)
http://spaceflightnow.com/2016/12/09/nasa-selects-builder-for-robotic-satellite-servicing-mission/
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/155218.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/155218.jpg)Artist's concept of the Restore-L spacecraft (left) with the Landsat 7 satellite (right) for an in-orbit refueling demonstration. Credit: Space Systems/Loral
NASA has a builder to construct a five-ton spacecraft to catch up with the aging Landsat 7 Earth observation satellite and refuel it in 2020, employing robotic tools mastered in years of rehearsals on the International Space Station.
The government-managed servicing mission is named Restore-L, and NASA officials hope it will jump-start commercial concepts to refuel and repair satellites.
NASA announced Dec. 5 that Space Systems/Loral, a U.S.-based satellite manufacturer owned by Canada's MDA Corp., will build the Restore-L mission's satellite bus. The contract is worth up to $127 million, NASA said, but that could represent just part of MDA's contribution to the mission.
The robot arms in development to fly on Restore-L is similar to arms flown on NASA's Mars rovers — a "combination of in-house NASA expertise and technology, and the best from industry," said Benjamin Reed, deputy project manager at NASA's Satellite Servicing Capabilities Office at Goddard.
Restore-L's servicing arms will also be based on a ground test unit developed in partnership between NASA, MDA and Motiv Space Systems.
Space System/Loral's spacecraft design will provide power, communications and propulsion for the Restore-L mission.
"We are pleased to work with NASA to provide a high-performance spacecraft platform that will help make next generation satellite servicing a reality," said John Celli, president of SSL. "This mission will be a breakthrough in the way we think about satellites on orbit, which previously could not be touched after launch. By using the SSL 1300 production platform as the structure and power system for the spacecraft, the mission will benefit from the high performance, reliability, and value that has been proven on more than a hundred missions."
The Restore-L demonstration will the first of its kind, extending techniques first tried out on space shuttle flights to salvage stranded satellites and refurbish the Hubble Space Telescope.
No astronauts will be on Restore-L, but engineers will closely track the mission as it marches through its tasks step-by-step, first to autonomously catch Landsat 7 in orbit more than 400 miles (700 kilometers) above Earth, then lock on to the spacecraft, cut into its propellant tank, and refuel the satellite, and do almost all of it by itself.
Launched aboard a Delta 2 rocket in 1999, Landsat 7 was not designed to link up with another object in orbit, and engineers never intended for the satellite to be refueled after launch.
"Restore-L effectively breaks the paradigm of one-and-done spacecraft" said Frank Cepollina, associate director of Goddard's Satellite Servicing Capabilities Office, and former leader of the shuttle servicing missions to Hubble.
"It introduces new ways to robotically manage, upgrade and prolong the lifespans of our costly orbiting national assets," Cepollina said in a NASA press release. "By doing so, Restore-L opens up expanded options for more resilient, efficient and cost-effective operations in space."
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/155205.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/155205.jpg)Landsat 7, pictured here before its launch in April 1999, was not designed to be approached or refueled in orbit. Lockheed Martin built Landsat 7 for the U.S. Geological Survey and NASA. Credit: Lockheed Martin photo by Russ Underwood
Robotics experts at NASA's Goddard Space Flight Center in Maryland have practiced satellite refueling techniques with mock-up tools outside the space station since 2011, when the Robotic Refueling Mission arrived at the complex aboard the shuttle Atlantis on the space shuttle program's final flight.
The refueling demo package hosted servicing tools, adapters and task boards requiring the space station's Dextre robot to cut into a sealed fuel cap simulating what a servicing freighter might encounter at a satellite that was not designed for refueling.
After using cutters to slice through thermal blankets and wires, the two-armed Dextre robot successfully unscrewed a filling cap and transferred ethanol, a simulated satellite propellant, in 2013.
The breakthrough demonstrated a satellite could break the seal on another spacecraft's fuel tank, a mundane task on Earth but one that requires practice in orbit.
"We have learned what tools work well," Reed said. "For example, (the tools for) cutting wire and removing two different-sized caps, those tools will be very little changed from our ISS tools to our Restore-L tools."
A second phase of experiments with the Robotic Refueling Mission in 2015 successfully tested a microscopic visual inspection camera, which was called into service to determine the cause of a mysterious black mark that appeared on the space station's Canadian-built robot arm.
The RRM also practiced techniques for transferring coolants between spacecraft, manipulated electrical connectors, and worked with decals that could aid operations guided by machine vision and recognition, NASA said.
Engineers wrapped up the Robotic Refueling Mission project earlier this year, and the package is now awaiting disposal aboard a supply ship after it departs the space station on a future mission.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/155217.png) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/155217.png)The Raven experiment will fly to the International Space Station in the unpressurized cargo bay of a SpaceX Dragon supply ship in early 2017. It is part of a U.S. Air Force instrument package named STP-H5. Credit: NASA
The Goddard-based satellite servicing team is about to send a new experiment to the space station named Raven. Set for launch on SpaceX's next Dragon cargo mission in early 2017, the Raven module hosts visible, infrared and laser sensors and a high-speed processor to track the motion of incoming and departing vehicles in the vicinity of the space station.
In an interview earlier this year, Reed said Raven "will demonstrate that we can autonomously sense and track — in three different wavelengths simultaneously — range, bearing and pose — what is the pitch, roll and yaw angle of an on-orbit satellite."
The pose determination is a new challenge for targets not equipped with laser reflectors or tracking markers — what space engineers call "uncooperative objects" — to aid an approaching spacecraft's navigation system.
"It's to buy down technology risk prior to doing it for the first time on a real-world mission," Reed told Spaceflight Now. "We are going to be tracking visiting vehicles as they come and go from station delivering cargo and crew."
Restore-L passed a mission concept review in May, followed weeks later by a confirmation review when top NASA managers endorsed the project.
Reed said NASA will oversee the rendezvous sensors, dual robot arms and propellant transfer system to fly on Restore-L, leaning on Goddard's expertise from the robotic rehearsals on the space station, but industrial suppliers will have a role in the payload.
Ball Aerospace and Technologies Corp. is expected to provide a three-dimensional vision navigation sensor for Restore-L's autopilot rendezvous suite, and NASA is procuring visible and infrared cameras from outside sources.
NASA's robot arms slated for the Restore-L mission also have roots in the Defense Advanced Research Project Agency's satellite servicing program, which has seen stops and starts, with its latest focus centered on approaching and servicing spacecraft in geostationary orbit more than 22,000 miles (nearly 36,000 kilometers) above Earth.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/155190.jpg) (https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/155190.jpg)An engineering design unit of the NASA servicing arm, which will be used for the Restore-L mission, stands in the Robotics Operations Center at NASA's Goddard Space Flight Center.
Credit: NASA/Chris Gunn
Geostationary satellites are most often used for communications missions.
NASA considered a geostationary refueling mission, but elected to try the demonstration in low Earth orbit, settling on Landsat 7 as a target for Restore-L.
Space agency officials are in the final stages of working out a final agreement on the refueling mission with the U.S. Geological Survey, Landsat 7's owner.
The Landsat 7 satellite is well beyond its five-year design life, and will be in its third decade of service by the time Restore-L arrives. The USGS has a newer land imaging observatory, Landsat 8, that launched in 2013 to take over Landsat 7's mission, allowing the older craft to transition to a backup role.
With Landsat 7 no longer a top-priority asset, and with the satellite expected to run out of fuel in 2020 or 2021, the Earth-imaging craft became a natural target for Restore-L's first-time servicing demo.
Reed said Restore-L, built on Space System/Loral's 1300-series satellite bus, will weigh just shy of 5 metric tons (11,000 pounds) at launch. A rocket for the Restore-L mission has not been sel ected, but it is compatible with SpaceX's Falcon 9 booster and United Launch Alliance's basic Atlas 5 rocket configuration without strap-on boosters.
Restore-L will blast off from Vandenberg Air Force Base in California, go through a short period of in-orbit testing, then rendezvous with Landsat 7.
Mission managers have budgeted about three months for Restore-L to complete its tasks. The preliminary flight plan calls for the spacecraft to spend about a week at Landsat 7, slicing into thermal blankets, breaking the cap to the satellite's fuel tank, pumping propellant, and resealing the fuel reservoir.
The rest of the flight plan will include in-orbit tests before Restore-L is cleared to approach Landsat 7, a multi-day rendezvous profile, and decommissioning at the end of the mission.
NASA aims to transfer the know-how from the Restore-L mission to U.S. companies in hopes of fostering a commercial satellite servicing business. DARPA's geostationary servicing program, which is, so far, less defined than NASA's Restore-L mission, has a similar privatization objective.
One company is already planning a commercial satellite servicing mission.
Orbital ATK's first Mission Extension Vehicle, named MEV 1, is booked for a flight on an International Launch Services Proton rocket by the end of 2018, heading for an Intelsat communications satellite in geostationary orbit.
The MEV 1 servicer will not have the refueling capabilities of Restore-L. Instead, the vehicle will latch on to the Intelsat satellite's disused rocket engine and take over control of its positioning, extending the client spacecraft's lifetime as it runs out of maneuvering fuel.
Orbital ATK and Intelsat envision the extension vehicle could visit several satellites, keeping the telecom stations active and potentially pushing them around Earth to cover new regions.
NASA also hopes robotic satellite repairs on Earth orbit could lead into deep space. The robotic arms and automation to be used on Restore-L could also aid NASA's Asteroid Redirect Mission, in which an unpiloted craft will snag a boulder from an asteroid and return it to the vicinity of the moon for visits by astronauts.
The asteroid retrieval idea has attracted critics in Congress and in the science community, who say the project's benefits could be achieved in other ways. Backers say the mission would advance deep space solar-electric propulsion technologies required for human expeditions to Mars, offer science opportunities in asteroid research, and test a way to tug an asteroid off a collision course with Earth.
NASA's Wide-Field Infrared Survey Telescope, or WFIRST, scheduled for launch around 2024 is being designed for servicing and refueling once in space. WFIRST will be stationed a million miles (1.5 million kilometers) fr om Earth at the L2 Lagrange point.
The James Webb Space Telescope, the successor to Hubble, is not designed to be visited after its 2018 launch.
But some engineers have quietly suggested a servicing mission could be considered if the observatory runs into trouble with the complicated choreography needed to extend its power-generating solar panel, unfurl its thermal sunshield, and unfold its segmented gold-coated mirror.
Цитироватьhttps://www.roscosmos.ru/23448/
МОСКОВСКИЙ КОСМОМОЛЕЦ. ВЛАДИМИР СОЛОВЬЕВ О ПОДВИГАХ ПРОШЛОГО
12.04.2017 14:06
...
- Чем вы занялись после института, когда пришли в Центральное конструкторское бюро машиностроения (ЦКБМ, нынешняя РКК «Энергия»)?
- Я окончил энергомашиностроительный факультет по специальности «пневмогидроавтоматика силовых установок» в феврале 1970 года. И, прибыв в ЦКБМ, почти сразу стал заниматься пневмогидросхемами для лунной посадочной кабины. Я человек нетерпеливый, по крайней мере, раньше таким был, и меня очень интересовал результат. Космонавтика как стремительно развивающаяся отрасль давала возможность быстрого достижения поставленной цели. После прихода в 1974 году в ОКБ-1 Валентина ГЛУШКО мы, к сожалению, отказались от лунной тематики. Но многие лунные технологии воплотили потом при создании орбитальных станций, которые делались за два года! От «Салюта-1» до «Салюта-7» и «Мира» - я застал все.
- Кстати, благодаря разрабатываемым системам для станций я и стал космонавтом, - говорит Владимир Соловьев. - На 3-м «Салюте» у нас произошел очень плохой отказ - мы выхолостили топливо за 90 минут, пытаясь запустить станцию, которая летала вне зоны связи. Тогда впервые родилась идея о дозаправке в космосе.
В нашем отделе создали так называемую рабочую бригаду, которой поручили в сжатые сроки создать такую систему. Подлетает танкер, стыкуется с космическим кораблем, станцией, спутником, и автоматика начинает заполнять их резервуары топливом. Нас было около десяти человек. Всем до 30 лет, очень веселая компания, которая работала над воплощением проекта в жизнь в режиме «сутки через ночь». Многие к тому времени были уже женаты, и жены были крайне недовольны нашими ночными испытаниями.
Первое время наша система дозаправки (кстати, до сих пор ею владеет только Россия) была ручной, очень хитрой: надо было знать, какие нажимать кнопки, какие открывать клапаны. Ошибки случались часто. И вот в какой-то момент, обучая космонавтов работе с нашей системой на специальном тренажере, я решил слетать на орбиту сам, воочию разобраться, что там, в невесомости, порой идет не так.
Цитироватьhttps://iz.ru/906509/dmitrii-litovkin/zapravka-v-kosmos-v-rossii-sozdaiut-proekt-podzariadki-sputnikov-na-orbite (https://iz.ru/906509/dmitrii-litovkin/zapravka-v-kosmos-v-rossii-sozdaiut-proekt-podzariadki-sputnikov-na-orbite)
6 августа 2019, 00:01
Заправка в космос: в России создают проект подзарядки спутников на орбите
Это продлит ресурс космических аппаратов в 1,5 раза
Дмитрий Литовкин
(https://iz.ru/author/dmitrii-litovkin)
В России разрабатывают проект «космической бензоколонки». Он предусматривает создание группировки спутников, которые будут подзаряжать аппараты на орбите.Функцией роботов-заправщиков станет преобразование энергии солнца и сбор отражаемого от поверхности планеты света. Также они смогут подпитываться электричеством по радиоканалам с Земли. Об этом «Известиям» сообщили в Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. По оценкам экспертов, внедрение такой системы позволит продлить сроки службы спутников различного назначения на орбите в 1,5 раза и сэкономить до 3 млрд рублей на каждый спасенный аппарат.Роботов-заправщиков пока не создала ни одна страна мира — разработкой технологии параллельно занимаются в американском NASA и компании Илона Маска.
Подзарядка на автомате
Проект «космической бензоколонки» разработала группа ученых Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского –– крупнейшего политехнического вуза Минобороны, рассказали «Известиям» в академии. Он рассчитан на обеспечение бесперебойной работы малых космических аппаратов Cospas-Sarsat –– международной поисково-спасательной системы, а также спутников — ретрансляторов интернета, видео и радиосвязи. Для этого, по замыслу разработчиков, на орбите должна быть развернута группировка из нескольких десятков роботов-заправщиков.
Прототип такого изделия –– это «классическая» летающая тарелка, в верхней и нижней полусферах которой размещены солнечные батареи и фотоэлектрические модули. Последние как раз отвечают за прием и передачу лазерного луча. В приборном модуле находятся система управления, аккумуляторы и импульсное зарядное устройство на основе ионистора, или, как его еще называют, суперконденсатора –– гаджета, способного мгновенно накапливать заряд электричества и так же быстро перенаправлять его потребителю.
–– Проект внесен на рассмотрение Главного управления научно-исследовательской деятельности и технологического сопровождения передовых технологий военного ведомства, –– рассказал «Известиям» начальник кафедры бортового электрооборудования и энергетических систем академии им. А.Ф. Можайского полковник Дмитрий Каргу. –– Наша идея позволяет увеличить энерговооруженность спутников, находящихся на теневом участке орбиты, где нет солнечного света, а также в ситуациях, когда запаса электроэнергии не хватит для выполнения целевых задач. То есть фактически предотвратить потерю аппарата. В этой ситуации никто не откажется получить даже 100 Вт дополнительной электроэнергии.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/134569.jpg)Проект «космической бензоколонки» разработала группа ученых Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского –– крупнейшего политехнического вуза Минобороны
Фото: РИА Новости/Алексей Даничев
Еще недавно КПД таких систем, с учетом потерь на преобразование света и передачу электричества, составлял не более 10–20%. Сейчас, благодаря использованию инфракрасных лазеров и высокоэффективных фотоэлектрических модулей на основе арсенида галлия, можно говорить о росте эффективности передачи энергии до 70%.
Разработкой «орбитальных заправок» в настоящее время занимаются также РКК «Энергия» (провела практический эксперимент по передаче электричества в атмосфере) и американское NASA c компанией Илона Маска SpaceX.
Развитие систем межспутниковых лазерных коммуникаций для передачи больших потоков информации, электроэнергии — очень перспективное направление, считает Анатолий Копик, директор по маркетингу компании «Спутникс», занимающейся разработкой малых космических аппаратов. Эксперт отметил необходимость проведения технологического эксперимента для изучения экономического эффекта от применения таких способов передачи информации и энергии.
–– По существующим расценкам, вывод на орбиту 1 кг полезной нагрузки стоит около $50 тыс. В такую же сумму обходится создание 1 кг самого спутника. Малые аппараты весят от 100 до 500 кг. Так что достаточно просто посчитать себестоимость вывода такого объекта в космос (до $25 млн. — «Известия»). Служат они по 5–7 лет. Если мы сумеем сохранить изделие или продлить срок его активной работы на орбите, то очевидно, что получится ощутимая экономия, ведь стоимость спасенного аппарата, по приблизительным подсчетам, может достигать 3 млрд рублей, –– отметил он.
Помимо увеличения рабочего ресурса спутников, по словам специалистов академии им. А.Ф. Можайского, использование разработки может привести к изменению самой концепции проектирования космических аппаратов. При наличии на орбите заправщиков можно будет уменьшить площадь солнечных панелей с нескольких метров до одного, убрать дополнительные аккумуляторы. Это снизит вес летательных аппаратов, освободив место под размещение допоборудования.
Создание автономных источников получения энергии –– ключевая задача для освоения дальнего космоса, сказал «Известиям» член-корреспондент академии им. Циолковского Андрей Ионин.
–– Теоретически это возможно и надо поддерживать, будь то создание атомных реакторов или дистанционная передача электричества по лазеру. Проблема в том, что это проекты двойного назначения и их реализация будет воспринята другими участниками космической гонки технологий –– Францией, США, Китаем или Японией –– как прямая угроза безопасности. Возможность ее снять –– работа в рамках международной кооперации, –– считает эксперт.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/134568.jpg)При наличии на орбите заправщиков можно будет уменьшить площадь солнечных панелей с нескольких метров до одного, убрать дополнительные аккумуляторы
Фото: Global Look Press/ZUMA/Scott Kelly
По его словам, как показывает практика, например, с МКС, когда станцию финансировали несколько стран, при прочих равных условиях бюджеты и сроки выдерживаются строже, чем в случае национальных программ, где поводов для «секвестра» и срыва дедлайна значительно больше.
По словам эксперта, реализация проекта может занять от нескольких лет до бесконечности. Технический замысел понятен, и теперь всё зависит от уровня требуемых технологий и возможности их реализации. Например, советская лунная ракета Н-1 не смогла взлететь из-за того, что аналоговая система управления не справилась с синхронизацией работы 32 двигателей первой ступени. Но тяжелая ракета Falcon Heavy Илона Маска поднимается 27 моторами, которыми управляет более совершенная цифровая система, отмечает эксперт.
Цитата: undefinedПентагон выбрал разработчика орбитальной станции
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/31235.jpg)
Shooting Star
Sierra Nevada
Подразделение оборонных инноваций (DIU) министерства обороны США заключило с американской компанией Sierra Nevada контракт на разработку необитаемой орбитальной станции, которую на первом этапе можно было бы использовать в качестве космической заправочной станции или склада. Как пишет (https://breakingdefense.com/2020/07/sierra-nevada-wins-diu-contract-for-experimental-space-station/) Breaking Defense, в основу орбитальной станции планируется положить служебно-грузовой модуль Shooting Star, который Sierra Nevada разрабатывает для доставки грузов на Международную космическую станцию.
Американские военные уже долгое время интересуются разработкой различных технических средств, которые бы обеспечивали относительно быструю и дешевую доставку спутников на орбиту и их распределение, а также проведение различных исследований в стратосфере и космическом пространстве. Например, для проведения исследований в области микрогравитации и гиперзвукового движения в интересах ВВС США создается (https://nplus1.ru/news/2019/04/27/trials) гиперзвуковая ракета-носитель X-60A. В мае 2020 года на орбиту в шестой раз был запущен (https://nplus1.ru/news/2020/05/17/x-37b-once-again) беспилотный орбитальный космоплан X-37B, помимо прочего, создаваемый в рамках программы многоразовых космических аппаратов.
Заказ на разработку орбитальной станции был заключен с Sierra Nevada по итогам тендера, объявленного (https://nplus1.ru/news/2019/07/04/orbital) в середине прошлого года. Конкурс предполагал разработку концепции орбитальной станции, которую можно было бы использовать для проведения экспериментов и хранения грузов. Согласно списку (https://www.diu.mil/work-with-us/companies/cso-solution-brief?utm_source=hs_email&utm_medium=email&utm_content=74085075&_hsenc=p2ANqtz-_QFTCAKLzwcglMV6HN_lsYUjpm3slpALE_KcQ6BypYGQOq354JJa04p5fj8ckCk0NlsAD2wvBIiIWjcv037p09BB4GQw&_hsmi=74085075) требований, опубликованному на сайте подразделения, новая станция должна быть пригодна для космического строительства, экспериментов с микрогравитацией, обучения, испытаний, хранения грузов и их транспортировки, «а также для выполнения других функций».
Изначально подразделение оборонных инноваций Пентагона планировало заказать победителю конкурса проектирование и прототипирование небольшой роботизированной орбитальной станции с внутренним объемом 1 кубический метр. Эта станция должна быть пригодна для работы с грузами или полезной нагрузкой массой до 80 килограммов. Бортовой источник питания должен быть способен на длительную электрическую мощность в 1 киловатт. При этом системы связи станции должны обеспечивать обмен данными на скорости не менее 100 килобит в секунду.
На первом этапе орбитальная станция будет размещена на низкой околоземной орбите, однако позднее ее могут переместить на одну из орбит начиная средней околоземной и заканчивая лунной.
Shooting Star является службно-грузовым модулем, пристыковываемым к космоплану Dream Chaser. Он создается по контракту NASA. В рамках соглашения с космическим агентством Dream Chaser должен совершить шесть полетов на МКС в период с 2021 по 2024 год. Модуль Shooting Star представляет собой конструкцию высотой около 4,9 метра. Он рассчитан на перевозку грузов массой до 4,5 тонны. Этот модуль будет использоваться в рамках программы NASA CRS-2 по доставке грузов на Международную космическую станцию.
Василий Сычёв
- источник:
Цитата: undefinedhttps://breakingdefense.com/2020/07/sierra-nevada-wins-diu-contract-for-experimental-space-station/ (https://breakingdefense.com/2020/07/sierra-nevada-wins-diu-contract-for-experimental-space-station/)
SierSierra Nevada Wins DIU Contract For Experimental Space Station
"It does raise a lot of questions: namely, what R&D/scientific research did they want to work on that really necessitated this?," says Secure World Foundation's Victoria Samson.
By THERESA HITCHENSon July 17, 2020 at 7:01 AM
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/191322.png)Sierra Nevada Corp's "Shooting Star" spacecraft
WASHINGTON: The Defense Innovation Unit (DIU) picked Sierra Nevada Corp's "Shooting Star" spacecraft, originally designed to carry payloads to the ISS for NASA, as its "Unmanned Orbital Outpost" space station to test capabilities — and perhaps in future serve as on-orbit fuel stations or logistics hubs.
"The most immediate and logical use [of the station] is to facilitate the flight qualification of new hardware," Brig. Gen. Bucky Bustow, DIU's space portfolio director, told Breaking D in an email today. "There is a steady stream of new components, sensors and systems that ultimately require operational employment in space for reliability and mission assurance."
He said that "a wide range of payloads are under consideration" for the station — including from the list of tech efforts approved by DoD's Space Experiments Review Board. "For example, the outposts could support payloads from the SERB list without the need to build a dedicated bus," he explained.
"Additionally all outposts will provide services to their payloads including power, communications, and possibly robotics," Bustow added. "Besides prototype payloads, outposts are intended to serve as logistics nodes and as such could host fuel depots and support berthing or docking."
While the initial project is all about autonomous, robotic activities, Breaking D readers may remember that in last year's solicitation for the project, DIU raised the possibility that future iterations of the space station might actually be manned.
And while the 1967 Outer Space Treaty technical doesn't bar military troops from being based in space, the concept of manned military space station is controversial, both for political and cost/benefit reasons. (Indeed, the US military back in the 1960s studied the concept of a Manned Orbiting Laboratory under a highly classified program, but cancelled the program pretty quickly.)
Indeed, the DIU effort as it stands already is raising some eyebrows among experts. The Space Force already operates the X-37B space plane, which also is a test platform that, while not quite a space station, does spend long periods of time on orbit undertaking mostly classified tests and operations
"It does raise a lot of questions: namely, what R&D/scientific research did they want to work on that really necessitated this?," Secure World Foundation's Victoria Samson said in an email today. Another concern, she said, is the negative political vibes the project gives off.
"I would argue the optics are pretty questionable: if the Chinese military announced that it was creating its own space station, purely for scientific reasons of course, there would be a lot of people who find it pretty threatening. One only has to look at how Chinese lunar missions have been perceived to get a sense of it. Combine this with concerns that the creation of the Space Force means that Starship Troopers are eventually in our future, and it looks like the US has plans for space that it's not talking about publicly," she said.
According to DIU's original solicitation, the station is first going to be based in Low Earth Orbit (LEO, up to 2,000 kilometers in altitude). However, later iterations might be based anywhere from Medium Earth Orbit (MEO) to Geosynchronous Orbit (GEO, some 36,000 kilometers in altitude), to even cislunar orbit (between GEO and the Moon), DIU said in the 2019 solicitation. And as Breaking D readers know, military space leaders have been expressing increased interest in cislunar operations for a couple of years now.
Shooting Star was designed as a 16-foot, unmanned attachment to SNC's Dream Chaser space plane for NASA commercial resupply missions to the ISS, providing extra storage for payloads — but it also can free-fly.
"The current Shooting Star is already designed with significant capabilities for an orbital outpost and by adding only a few components we are able to meet Department of Defense needs," said Steve Lindsey, senior vice president of strategy for SNC's Space Systems business area, in a press release Tuesday.
And it can carry up to 10,000 pounds, according to the firm's website. This is is a lot more than DIU's initial requirement of 80 kilograms, or about 176 pounds — although it is not designed to carry people.
While the Air Force has never released the weight capacity of the X-37B's cargo bay — which is about the size of a pick-up truck bed — given that the fly-away weight of the entire plane including fuel is about 11,000 pounds, one can deduce that it is a lot smaller than that of the Shooting Star.
SNC's press release did not include the amount of the contract; and DIU makes it a practice to leave disclosure of that info up to the contractor.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/38362.jpg)
Цитироватьhttps://www.lockheedmartin.com/en-us/news/features/2021/refueling-satellites-in-space.html
Refueling Satellites in Space
Lockheed Martin Adds to On-Orbit Capabilities with New Venture
Lockheed Martin is adding another tool to its innovative workbox of pioneering on-orbit satellite servicing capabilities with an investment in Orbit Fab's Gas Stations in Space™ refueling technology.
Orbit Fab, a San Francisco-based space-industry startup, has developed end-to-end refueling service using its Rapidly Attachable Fluid Transfer Interface (RAFTI). RAFTI, Orbit Fab's first product, is a fueling port to allow satellites to be refueled easily in orbit. It can also be used as a drop-in replacement for existing satellite fill-and-drain valves.
Accessing fuel in-orbit will allow satellite operators to defer capital costs, increase asset utilization and lifetime, and create the opportunity for new, flexible business models.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/207241.jpg)
Orbit Fab's RAFTI (Rapidly Attachable Fuel Transfer Interface) Service Valve that enables satellite to be refuel on-orbit.
Lockheed Martin Ventures, along with other investors, provided investment dollars for Orbit Fab's refueling technology. "This investment in Orbit Fab is one of several we have made that have created and supported innovative technologies and capabilities for on-orbit flexibility," said Paul Pelley, ASPIN program director at Lockheed Martin Space . "The ability to refuel a satellite on orbit is a critical component for our customers' missions because it allows them greater maneuverability and can extend the life of a mission with replenished fuel."
The RAFTI fueling port has flight heritage, having flown on the company's Tanker-001 Tenzing in June this year. The tanker is an on-orbit fuel depot. Orbit Fab's architecture includes a system of tankers and fuel tenders in low Earth orbit, geostationary orbit and cis-lunar space.
"Lockheed Martin sees clear value in on-orbit refueling to create a bustling in-space economy," said Orbit Fab co-founder Jeremy Schiel. "Their support will help drive adoption and interface standards for the satellite servicing industry."
With the investment in Orbit Fab's satellite refueling technology, Lockheed Martin continues to lead in developing new, disruptive capabilities for on-orbit satellite servicing designed to extend mission longevity, value and flexibility.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/207240.jpg)
Orbit Fab's Refueling Network Concept.
Earlier this month, the company announced that the Lockheed Martin In-space Upgrade Satellite System (LINUSS (https://news.lockheedmartin.com/linuss-small-sats-mission)) completed environmental testing and is ready for launch later this year. LINUSS is designed to demonstrate how small CubeSats can regularly upgrade satellite constellations to add timely new capabilities and extend spacecraft design lives.
LINUSS' pair of LM 50™ 12U CubeSats -- each about the size of a four-slice toaster will be two of the most capable CubeSats in Geosynchronous Earth Orbit (GEO). LINUSS will showcase several capabilities, including miniaturized Space Domain Awareness and SmartSat (https://news.lockheedmartin.com/2019-03-20-Lockheed-Martins-First-Smart-Satellites-are-Tiny-with-Big-Missions)™ (transformational on-orbit software upgrade architecture) technologies by Lockheed Martin.
LINUSS will be able to work in tandem with another of Lockheed Martin's on-orbit innovations, the Augmentation System Port Interface (ASPIN). ASPIN is a docking adapter that Lockheed Martin will include in its baseline LM 2100 combat satellite bus as a novel way to add new mission capabilities after launch. It allows satellite operators to unlock a new range of upgrade options, including processors, storage and sensors and to replace or retrofit components after launch. Its design was not only focused on power and data, but with plenty of open space to support future refueling interfaces, of which Orbit Fab's RAFTI could be one.
Together with software-defined platforms like SmartSat™, Lockheed Martin's approach will enable the kind of mission flexibility and network resiliency demanded by the U.S. military for Joint All-Domain Operations (JADO). The addition of ASPIN is planned to GPS IIIF Space Vehicle 13 as part of Lockheed Martin's LM 2100 Combat Bus.
ЦитироватьКитайский космический заправщик дебютировал на авиасалоне Airshow China 2021
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/197020.gif)
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/42203.jpg)
4 октября 2021 г., AEX.RU (https://www.aex.ru/) – Космический заправочный аппарат китайского (https://www.aviaru.net/tag/%D0%9A%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%B9) производства впервыепредставлен на проходящем 13-ом Китайском международном авиакосмическом салоне (Airshow China (https://www.aviaru.net/tag/Airshow%20China) 2021), сообщает Синьхуа (http://russian.news.cn/).
Новый аппарат был разработан и создан Шанхайской академией технологий космических полетов (SAST (https://www.aviaru.net/tag/SAST)) при Китайской корпорации аэрокосмической науки и технологий.
По замыслу разработчиков, данный аппарат позволит продлить продолжительность службы спутников после дозаправки топлива.
Космический заправщик оборудован навигационной системой, состоящей из радаров и фотокамер. Под содействием наземной контрольной системы этот аппарат может автоматически отслеживать и приближаться к спутнику, отправляющему сигнал тревоги в связи с нехваткой топлива.
На расстоянии примерно двух метров от спутника, аппарат может состыковаться с узлом дозаправки с помощью механической руки и завершить перекачку топлива.
Функции заправочного аппарата были упрощены на стадии проектирования, чтобы загрузить как можно больше топлива. Он способен транспортировать до 1,3 тонны топлива, что превышает половину его собственной массы.
Разработчики отметили, что продление срока службы уже работающего на орбите геостационарного спутника с помощью указанного аппарата может обойтись на 35 проц. дешевле, чем запуск нового геостационарного спутника.
https://www.aex.ru/news/2021/10/4/235974/print/