К истории выбора способа посадки на Луну

Автор Я.И. Колтунов, 22.07.2012 17:51:08

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Я.И. Колтунов

Я.И. Колтунов

СПОСОБ
ПОСАДКИ НА ЛУНУ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ
ТОРМОЖЕНИЯ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ  - один из
рассматривавшихся вариантов
(ПОВТОРЕНИЕ РАБОТЫ 1959 г.)
И КОММЕНТАРИИ 2008г. АВТОРА К ЭТОЙ РАБОТЕ

1959 г.
(при перенесении swhift+insert выделенной ctrl+insert статьи на форум с компьютера  формулы, рисунки, некоторые обозначения не проявились; все они полностью приведены в статье и книге автора  "Моя жизнь среди Звёзд, работы по ракетной технике и осмонавтике", т. 2, которая будет помещена и на сайте koltunov.ru  автора).

Я.И. Колтунов

СПОСОБ
ПОСАДКИ НА ЛУНУ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ
ТОРМОЖЕНИЯ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
(ПОВТОРЕНИЕ РАБОТЫ 1959 г.)
И КОММЕНТАРИИ 2008г. АВТОРА К ЭТОЙ РАБОТЕ

1959 г.
Введение

Большой практический интерес для техники космических полетев в настоящее время имеет решение вопросов, связанных с посадкой космического аппарата на Луну или другие планеты без атмосферы или с атмосферой малой плотности.
Предложенный ранее способ торможения посредством  ракетных двигателей космического аппарата до скорости, безопасной для посадки, требует значительного  расхода топлива.
Например, в случае посадки аппарата на Луну с начальной относительной скоростью V0=2270 м/сек. и при применении ракетного тормозного двигателя со скоростью истечения из сопла с=3000 м/сек, найдем, что потребный коэффициент запаса топлива одиночной ракеты (отношение начальной массы  топлива Мт к начальной массе ракеты «Мо») равен:
 
Таким образом, полезная (опускаемая на поверхность Луны) масса ракеты составит лишь 47% начальной массы.
Следует отметить, что указанное значение коэффициента «а» подсчитано без учета дополнительного расхода топлива  на эволюции по ориентации ракеты перед посадкой и при посадке.
С учетом указанного дополнительного расхода топлива, прилуненная масса аппарата составляет примерно 40-42% начальной массы космического аппарата.
Прилунение таким способом заставило бы делать космический аппарат, особенно с человеком, больших размеров.
Например, для обеспечения обратного взлета ракеты с человеком с Луны, прилуненная масса ракеты должна быть порядка 1200-1500 кг. (ускорение силы тяжести на поверхности Луны – 1,64 м/сек2), а начальный вес перед посадкой на Луну должен быть порядка 6,0-8,0 т.
Большее значение, поэтому, приобретает изыскание способов посадки космического аппарата на Луну или на другие космические тела, утратившие свою атмосферу, без затраты топлива на торможение с помощью ракетных двигателей.
Такой способ дал бы выигрыш в начальном весе космической ракеты перед посадкой в несколько раз / в случае Луны в 3-4 раза/.
Таким способом, по-видимому, является способ, основанный на использовании для торможения и посадки ракетного аппарата пылевого слоя, имеющегося на поверхности многих космических тел, утративших свою атмосферу.

1.   ДАННЫЕ О НАЛИЧИИ ПЫЛЕВЫХ ОБРАЗОВАНИЙ НА ЛУНЕ

По данным В.Г. Фесенкова и О.П. Крамер коэффициент теплопроводности лунной поверхности очень мал, примерно в 1000 раз меньше, чем в случае любых земных пород, например, гранита, стекла, песка, и пр. [1, 3, 5, 9-12].
Указанное явление может быть объяснено лишь крайней пористостью или разрыхленностью поверхностных слоев почвы.
Поляризационные исследования поверхности Луны, проведенные с 1811 г., показали, что в подавляющем большинстве породы равнинных площадей поверхности Луны находятся в тонкораздробленном пылеобразном состоянии и похожи на земные вулканические пеплы [1, 4, 6, 7-9, 12] или шлаки метеорных выбросов [10, 11].
Исследования характера охлаждения затененной поверхности Луны при лунных затмениях, показавшие, что температура поверхности затененной области менее, чем за час падает с +70

Valerij

ЦитироватьЯ.И. Колтунов

СПОСОБ
ПОСАДКИ НА ЛУНУ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ
ТОРМОЖЕНИЯ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ  - один из
рассматривавшихся вариантов
(ПОВТОРЕНИЕ РАБОТЫ 1959 г.)
И КОММЕНТАРИИ 2008г. АВТОРА К ЭТОЙ РАБОТЕ

На самом деле очень интересная работа, и сейчас есть смысл, имея сегодня информацию о реальном грунте провести компьютерное моделирование посадки на пылевой слой, и разработки конструкции ракеты, предназначенной для такого метода посадки. Можно лишь предполагать, что взаимодействие корпуса ракеты с пылевым слоем на большой скорости будет во многом похоже на глиссирование по поверхности воды. Очень интересно было бы узнать, будет ли такая система выгодна по сравнению с посадкой на двигателях.

В связи с этим очень жаль, что на форуме не отражены формулы. Их можно было бы вставить как вставляются изображения, захватив область экрана с формулой. Было бы очень интересно, если бы этим заинтересовались наши гуру цифрового моделирования.

Со своей стороны предлагаю в качестве элементов, касающихся пылевого слоя на большой скорости колеса (возможно - надувные) большого диаметра. Это не классическое использование колеса, эти колеса должны проворачиваться под действием тормозного усилия и распределять выделяющееся при торможении тепло на большую поверхность, и даже частично охлаждать поверхность контакта излучением в пространство во время торможения. После того, как скорость будет снижена до определенного уровня, можно перейти и к более привычному использованию колес, что позволит при посадке буквально "подрулить" к месту назначения. Возможен, кстати, и комбинированный вариант - снижение скорости двигателями и посадка на пылевой слой, примерно как используется для торможения самолета развитая механизация крыла и воздушные тормоза на самолете.

ИМХО, абсолютно неэффективно будет использование "пылевых катеров" и взлет с разгоном по пылевому слою - такие небесные тела имеют, как правило, незначительную гравитацию, поэтому использование двигателя для отрыва представляется более выгодным.

Второе ИМХО - можно представить заранее размеченную посадочную полосу, оборудованную системой наведения на посадочную глиссаду и предварительную разведку посадочной полосы.....

Повторюсь - было бы очень интересно путем компьютерного моделирования сравнить эффективность использования двигателей и посадки на пылевой слой.

Уилбер Райт: "Признаюсь, в 1901-м я сказал своему брату Орвиллу, что человек не будет летать лет пятьдесят. А два года спустя мы сами взлетели".


BradPit

Щас, я тебе буду моделировать бред сумашедшего 59г.

Valerij

ЦитироватьЩас, я тебе буду моделировать бред сумашедшего 59г.
Хорошая идея должна выглядеть сумасшедшей.

Я не думаю, что на пыль стоит садиться с орбитальной и тем более второй космической (для Луны) скоростью. Но снизить эту скорость до какой-то величины, а потом погасить остаток торможением на колесах, вполне может быть выгодно. А вот до какой именно без моделирования не скажешь.

Уилбер Райт: "Признаюсь, в 1901-м я сказал своему брату Орвиллу, что человек не будет летать лет пятьдесят. А два года спустя мы сами взлетели".