Буксировка 500-тонного астероида к Луне

[pkl]

Имеет ли смысл запускать астероид на орбиту вокруг Луны?
11 января 2013 года, 18:35 | Текст: Александр Березин

На семинаре, проведённом под эгидой Института космических исследований Кека (США), была дана примерная оценка возможностей организации захвата пролетающего недалеко от Земли астероида с дальнейшим размещением его на орбите вокруг Луны и последующей эксплуатацией его ресурсов для различных нужд.


Оценки таковы: посылка роботизированной миссии подобного рода по стоимости может быть сравнима ($2,6 млрд) с отправкой Curiosity ($2,5 млрд) на Марс. Для этого предлагается, как и в случае с Curiosity, использовать ракету Atlas V (её первая ступень, напомним, оснащается двигателями российского производства). После вывода аппарат будет приводиться в движение ионным ксеноновым двигателем, запитываемым от солнечных батарей мощностью 40 кВт. Он медленно начнёт набор скорости по направлению к ближайшему астероиду, путешествие до которого продлится полтора года. Чтобы облегчить задачу первого захвата, лучше выбрать целью небольшой объект диаметром примерно 6–7 м.

Захват и буксировка (всё тем же ионным двигателем) небольшого тела к окололунной орбите должны занять не более 2–6 лет. При этом, несмотря на скромный размер, астероид будет иметь массу около 500 т. Техническая подготовка миссии может быть завершена к концу следующего десятилетия.

 Средний 500-тонный астероид содержит примерно 200 т силикатов, 100 т воды, ещё 100 т приходится на углеродные соединения, наконец, 90 т составляют металлы, среди которых доминируют железо, никель и кобальт.

 Для чего их рациональнее всего использовать? Наиболее выгодным вариантом было бы строительство космической базы в точке Лагранжа L2, на удалении в 61 000 км от Луны. В итоге на окололунную орбиту будет доставлена масса в 28 раз тяжелее той, что выведет в космос первичная автоматизированная миссия, и это резко сократит затраты на транспорт материалов для строительства базы. Если поставка 500 т материалов для базы в точку L2 с Земли обойдётся в $20 млрд, то аналогичная миссия с «пленённым» астероидом будет чуть ли не в восемь раз дешевле.

 Как видим, концептуально рассматривается идея более чем вековой выдержки: аналогичные мысли развивал ещё тов. Циолковский.

Более всего в этой оценке важен технико-экономический аспект. Доставка астероидов на окололунную орбиту реальна и более выгодна, чем другие концепции развертывания постоянной базы в точке L2. Более того, при систематической посылке миссий такого рода стоимость каждой из них должна и вовсе упасть до $1 млрд. А соотношение масс запускаемой АМС и астероида может быть доведено до 1:70.

 Другой — и очень существенный — вопрос заключается в том, что важнейшим компонентом для запуска миссии такого рода в случае реализации концепции силами НАСА (именно о таком сценарии говорилось на семинаре) будет политическая воля руководства США. Увы, в этой области столь же достоверные технико-экономические расчёты просто невозможны.

http://science.compulenta.ru/730820/

Что-то уж очень оптимистично у них.

[Дмитрий]

Кусок кометы было бы еще лучше туда транспортировать, но он испарится. 
Есть вода и кислород и водород.
Хотя можно добывать частично их из материала астероида.

Первое возражение по проекту- очень дорого.
Проще-транспортировка космического мусора в точку Лагранжа. 
Переработка его роботами.
Для каких  нужд нужен там кусок астероида? 
Об этом не говорится. Значит этот проект  туфта.
И весь проект нужен для распила денег для поездки на конференции.
Если устаноовить катапульту на Луне, или рельс или канат.
То они позволят разгонять до первой Луненой скорости 
капсулу или контейнер с лунным веществом.Но нужен источник энергии.


В тени на Луне смогут работать высокотемпературные сверхпроводники.
Сейчас они работают при температуре жидкого азота менее -196С.
Но будущие материалы смогут работать при более высоких температурах.
То есть сопротивление электро току будет там равно нулю.

[Alex_II]

Иванов пишет:
Первое возражение по проекту- очень дорого.
Проще-транспортировка космического мусора в точку Лагранжа.
Переработка его роботами.
Для каких нужд нужен там кусок астероида?
Об этом не говорится. Значит этот проект туфта.

Для чего их рациональнее всего использовать? Наиболее выгодным вариантом было бы строительство космической базы в точке Лагранжа L2, на удалении в 61 000 км от Луны. В итоге на окололунную орбиту будет доставлена масса в 28 раз тяжелее той, что выведет в космос первичная автоматизированная миссия, и это резко сократит затраты на транспорт материалов для строительства базы. Если поставка 500 т материалов для базы в точку L2 с Земли обойдётся в $20 млрд, то аналогичная миссия с «пленённым» астероидом будет чуть ли не в восемь раз дешевле.

Написано и вроде как русским языком. У вас проблемы с чтением или с пониманием?

[Valerij]

Иванов пишет:
Кусок кометы было бы еще лучше туда транспортировать, но он испарится.
Есть вода и кислород и водород.

Туда можно транспортировать только то, что транспортировать по силам. Кусок кометы на доступных к транспортировке орбитах, мягко говоря, нереален, а углистые хондриты вполне попадаются. Состав приведен именно для метеороидов этого класса, они содержат до 20% воды.
   
З.Ы.
Вы бы хоть по ссылкам походили.
Это не российский проект, была тема "Проект Planetary Resources" это об этом. Хотите почитать - велкам: http://www.planetaryresources.com/ Да и ездить иностранцам по заграницам сподручней.

[SFN]

основной источник по этой теме
http://kiss.caltech.edu/study/asteroid/asteroid_final_report.pdf

а всякие бизнес-планы - просто чушь

[frigate]

Какой астероид. У нас кусочек айсберга из Антарктиды не могут добуксировать!

[Valerij]

SFN пишет:
основной источник по этой теме  http://kiss.caltech.edu/study/asteroid/asteroid_final_report.pdf
   
а всякие бизнес-планы - просто чушь

Между прочим, это практически готовый бизнес-план. Причем практически лишенный смысла для НАСА, но вполне интересный для  для перспективной коммерческой деятельности:
   

Более всего в этой оценке важен технико-экономический аспект. Доставка астероидов на окололунную орбиту реальна и более выгодна, чем другие концепции развертывания постоянной базы в точке L2. Более того, при систематической посылке миссий такого рода стоимость каждой из них должна и вовсе упасть до $1 млрд. А соотношение масс запускаемой АМС и астероида может быть доведено до 1:70

А все остальное - ваши заклинания.

[Дмитрий]

Alex_II материал  астероидов и Луны одинаковы, а зачем Вам база на Луне?
Откуда вы возьмете деньги на ее строительство и поддержание в рабочем состоянии? 
 1 кг лунной базы, привезенный с Земли стоит в несколько раз дороже золота. 
Почему для Луны для лунной станции нужен такой огромный вес?

На Луне есть пещеры. Можно послать машину для проделывания туннелей, как сделали туннель через реку Яузу в Москве и уже под поверхностью Луны можно сделать базу.

 Бюджет России около 3 миллардов долларов,  не предназначен для строительства лунной базы.

[Alex_II]

Иванов пишет:
Alex_II материал астероидов и Луны одинаковы, а зачем Вам база на Луне?
Откуда вы возьмете деньги на ее строительство и поддержание в рабочем состоянии?
 1 кг лунной базы, привезенный с Земли стоит в несколько раз дороже золота.
Почему для Луны для лунной станции нужен такой огромный вес?

На Луне есть пещеры. Можно послать машину для проделывания туннелей, как сделали туннель через реку Яузу в Москве и уже под поверхностью Луны можно сделать базу.

 Бюджет России около 3 миллардов долларов, не предназначен для строительства лунной базы.

Что за поток  сознания бреда это был?
Какое отношение лунная база и ее задачи имеет к станции в L2 и зачем поднимать 500т с Луны туда, если притащить в L2 астероид  дешевле?
Что же касается затрат - ну так с таким подходом можно вообще договориться до того что космонавтика не нужна, как когда-то англичане... Только не надо потом жаловаться на горькую судьбу сырьевого придатка...
Кроме того - до вас кажется так и не дошло, что этот проект к России вообще не имеет отношения...

[mark200000]

http://www.vsesmi.ru/news/6891747/

Поповкин: NASA предложило Роскосмосу осуществить миссию по захвату астероида
                  
                         [IMG]             
Фото c А. Кстенко
         04.04.2013 21:57       
       
              [IMG]       Руководитель Федерального космического агентства Владимир Поповкин рассказал в четверг, Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) предложило Роскосмосу участвовать в миссии по захвату астероида. Поповкин отметил, что астероиды опасны «не для какой-то определенной страны, а для всей Земли. И защищаться можно только вместе, в международной кооперации", пишет"Российская газета". С его слов, ведущие страны готовы к международной кооперации, чтобы поставить барьер астероидной опасности.»При этом довольно показательно, что руководитель NASA Чарльз Болден сказал: «При моей жизни мы только будем молиться, чтобы эти астероиды не упали на нас. Других способов борьбы с ними я не вижу». С его слов, NASA предложило российскому агентству «подтянуть на орбиту Луны» астероид диаметром 15-20 м при помощи космического тягача. На объект намечают направить экспедицию и изучать его при помощи автоматизированной техники. Поповкин рассказал, что Россия уже собирается повесить радиомаяк на ставший известным астероид Апофис. Он напомнил, что некоторые астрономы не исключили угрозы столкновения этого небесного тела с Землей в 2036 году. «Чтобы понять, насколько это реально, надо с высокой точностью рассчитать орбиту астероида. Именно для данного в 2024-2026 годах, когда он будет пролетать довольно близко от Земли, мы и установим на него маяк», — сказал глава Роскосмоса. Он обратил внимание, что Роскосмос занимается объединением 3-х систем наблюдения, одна из которых принадлежит Минобороны, вторая – РАН, а третья создается в Федеральном космическом агентстве. Это повысит эффективность анализа астероидной опасности. Как сообщала газета ВЗГЛЯД, в понедельник стало известно, что NASA в ближайшие годы собирается провести миссию по захвату астероида и его последующему доведению до орбиты Луны для исследования астронавтами. Всего на эту миссию намечается потратить около 2,6 млрд $. Эти средства будут направлены на создание единственного в своем роде беспилотного космического корабля, который сможет захватить в открытом космосе астероид и привести его на окололунную орбиту. Ожидается, что реализация проекта может занять до 10 лет. На первом этапе миссии, который растянется на 4 года, беспилотный корабль должен будет достичь астероида массой около 500 т. Потом в течение 90 дней орбита космического тела будет потихоньку меняться, чтобы через два–6 лет оно смогло достигнуть Луны. В дальнейшем недалеко от единственного естественного спутника Земли изучением астероида смогут заняться астронавты международных космических миссий. Этот проект рассматривается учеными в качестве потенциальной платформы подготовки для пилотируемого полета на Марс. «Данная миссия предоставит самую масштабную возможность для исследования космоса с момента запуска программы ,,Аполлон", – считают профессионалы Института космических исследований при Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, где в апреле прошлого года и было опубликовано соответствующее исследование. ,,Это будет нашей первой попыткой изменить порядок движения небесных тел с тем, чтобы в будущем иметь возможность постоянно присутствовать в космосе", – уверены ученые. Ожидается, что исключительный космический корабль будет возведен не раньше 2025 года.             

[SFN]

Первое апреля было недавно. Поосторожней с коллекторами новостей. Могут первоапрельскую утку выдать за сенсацию  

Предыдущий взял отсюда http://www.vz.ru/news/2013/4/4/627429.html
 А эти откуда?

[SFN]

Похоже на компиляцию сенсации из интервью "Поповкин на деловом завтраке в РГ"
 
http://www.rg.ru/2013/04/05/kosmos.html
 
И все же у американцев на орбите уже летает обсерватория, которая выявила все крупные астероиды, а в ближайших планах новая система, которая будет искать и более мелкие космические тела. То есть у них уже есть ясная программа действий. А у нас, кроме пожеланий, есть какая-то реальная программа?
Владимир Поповкин: Сейчас Роскосмос занимается объединением тех трех составляющих, о которых я говорил. Хочу подчеркнуть, что астероиды опасны не для какой-то конкретной страны, а для всей Земли. И защищаться можно только вместе, в международной кооперации. В одиночку ничего не получится. Да и нельзя быть первым по всем научным направлениям. Поэтому ведущие страны готовы к международной кооперации, чтобы поставить барьер астероидной опасности. При этом довольно показательно, что руководитель НАСА Чарльз Болден сказал: "При моей жизни мы только будем молиться, чтобы эти астероиды не упали на нас. Других способов борьбы с ними я не вижу".
Что касается наших планов, то Россия, к примеру, собирается на уже знаменитый астероид Апофис повесить радиомаяк. Зачем? Некоторые астрономы утверждают, что в 2036 году Апофис с большой вероятностью может угрожать жизни на Земле. Но чтобы понять, насколько это реально, надо с высокой точностью рассчитать орбиту астероида. Именно для этого в 2024-2026 годах, когда он будет пролетать довольно близко от Земли, мы и установим на него маяк.
Кстати, с астероидами связан еще один очень интересный проект, который предлагает НАСА реализовывать вместе со специалистами Роскосмоса. Речь идет о том, чтобы с помощью космического тягача подтянуть на орбиту Луны астероид диаметром 15-20 метров. И начать с ним работать, может быть, отправить на него пилотируемую экспедицию или изучать с помощью автоматов.

[Dave Bowman]

При этом, несмотря на скромный размер, астероид будет иметь массу около 500 т.

А почему скромный? Если плотность вещества, к примеру, 4 грамма/см3, то это всего 125 кубов - советская 3-комнатная квартира

[Дмитрий Инфан]

Чебаркульский метеорит был и того больше. И транспортировать не надо было - сам прилетел.

[frigate]

Статья из апрельского выпуска журнала Aviation Week and Space Technology 
(Vol. 175 Number 11, 1-8 Apr 2013) Big Catch by Jen Dimascio:

[SFN]

НАСА запросила на камешек 100млн, а сколько попросит Роскосмос?

https://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/awx_03_28_2013_p0-564163.xml
NASA Wants $100 Million To Catch An Asteroid
By Frank Morring, Jr. morring@aviationweek.com

March 28, 2013
Credit: Rick Sternbach/Keck Institute for Space Studies

NASA's fiscal 2014 budget request will include $100 million for a new mission to find a small asteroid, capture it with a robotic spacecraft and bring it into range of human explorers somewhere in the vicinity of the Moon.
Suggested last year by the Keck Institute for Space Studies at the California Institute of Technology, the idea has attracted favor at NASA and the White House Office of Science and Technology Policy. President Obama's goal of sending astronauts to a near-Earth asteroid by 2025 can't be done with foreseeable civil-space spending, the thinking goes. But by moving an asteroid to cislunar space — a high lunar orbit or the second Earth-Moon Lagrangian Point (EML2), above the Moon's far side — it is conceivable that technically the deadline could be met.
The Keck study estimated it would cost about $2.65 billion to bring in a 500,000-kg (1.1 million-lb.) asteroid, using solar-electric propulsion to reach it and a deployable capture bag to enfold a carbonaceous asteroid measuring 7 meters across. Positioned at EML2, the small space rock would be close enough to reach with an Orion crew vehicle launched by a heavy-lift Space Launch System, and would give a crew a real objective for scientific study.
Members of the Keck team that drafted the proposal briefed it to a National Research Council human-spaceflight technical feasibility panel on March 28, noting that the mission would not pose a threat to Earth because the asteroid would have the density of "a dried mudball," and would come in much more slowly than the slightly larger asteroid that exploded over Chelyabinsk, Russia, in February.
The hardest part, says Paul Dimotakis of Caltech, would be finding a suitable target, since it would be much smaller than the threatening near-Earth objects already being sought. One or more targets may already have been spotted and dismissed as noise by sky-scanning telescope algorithms, he says, and could be pulled out of existing databases with a software rewrite. In addition to size, makeup and spin, prospective targets would need to be on a heliocentric orbit that will return to Earth's vicinity in the 2020s, to allow time to develop the mission.
The initial NASA request will be divided among the agency's human exploration, science and space technology directorates to begin advancing technology already in the works.
That hardware and know-how would also be useful in developing a way to push a threatening asteroid off a collision course with Earth if that ever becomes necessary, says former Planetary Society chief Louis Friedman, another member of the Keck team. And it would be useful to private companies that are already developing long-term plans to exploit asteroids with robotic mining for water and metals.
"I certainly do see a role," says Chris Lewicki, president and chief engineer of Planetary Resources, Inc. Lewicki says a captured asteroid could serve as a "test mine" that would "allow human operators to bridge the gap between current robotic capability and autonomy" and give expert researchers an opportunity to gain field experience.

[oldleshy]

...
Оценки таковы: посылка роботизированной миссии подобного рода по стоимости может быть ... $2,6 млрд
...
Средний 500-тонный астероид содержит примерно 200 т силикатов, 100 т воды, ещё 100 т приходится на углеродные соединения, наконец, 90 т составляют металлы, среди которых доминируют железо, никель и кобальт. Для чего их рациональнее всего использовать? Наиболее выгодным вариантом было бы строительство космической базы в точке Лагранжа L2, на удалении в 61 000 км от Луны. В итоге на окололунную орбиту будет доставлена масса в 28 раз тяжелее той, что выведет в космос первичная автоматизированная миссия, и это резко сократит затраты на транспорт материалов для строительства базы. Если поставка 500 т материалов для базы в точку L2 с Земли обойдётся в $20 млрд, то аналогичная миссия с «пленённым» астероидом будет чуть ли не в восемь раз дешевле.
...
Более всего в этой оценке важен технико-экономический аспект. Доставка астероидов на окололунную орбиту реальна и более выгодна, чем другие концепции развертывания постоянной базы в точке L2.

что-то у меня пока двоякое отношение к этой идее:
с одной стороны, интересная инженерно-техническая задача по отработке способов транспортировки объектов большой массы в межпланетном пространстве, т.е. решение транспортных задач и только.

с точки зрения экономики - ни в какие ворота не лезет (по крайней мере на текущем этапе развития) и размахивание сравнением со стоимостью доставки такой же массы с Земли выглядит несколько странным...

грубо говоря, за $20 млрд. при доставке с Земли мы имеем у Луны "квартиру под ключ", доставляя полностью готовые модули станции.
за $2,6 млрд. у Луны мы имеем даже не склад стройматериалов, и даже не сырьё для их производства - а только карьер или шахту. Далее надо добыть руду, переработать её в первичное сырьё для стройматериалов, изготовить стройматериалы, и уже из стройматериалов собрать орбитальный комплекс или что ещё...

т.е. для реализации заявленной идеи на орбите ещё должен быть как минимум горно-обогатительный комбинат с металлургическим заводом, не говоря уже об обслуживающем персонале.
сколько эти "дополнительные опции" могут стоить и сколько весить?

может нужно начать есть сосиску с другого конца?
например, разработать автономные минизаводы и направлять их к астероидам для самостоятельной добычи и переработки материала. будет хотя бы экономия на транспортных расходах - не надо будет бесполезный шлак возить туда-сюда по космосу...

ещё вопрос по ксенону:
на эту миссию ксенона нужно 10-12 тонн, а вроде во всем мире общий годовой объем производства ксенона 40-50 тонн. И на задачи космоса его идёт всего какие-то проценты от общего объема производства.
есть ли какие-то планы или заявления по увеличению мирового производства ксенона?
а то, например, вот чтоб на Марс лететь на ксеноне всего мирового производства может и не хватить...

[Alex_II]

oldleshy пишет:
на эту миссию ксенона нужно 10-12 тонн, а вроде во всем мире общий годовой объем производства ксенона 40-50 тонн.

А зачем вам ЭРД обязательно на ксеноне? Чем так уж плох криптон или вообще аргон? А вообще даже на азоте можно, хотя и сложнее, конечно...

[oldleshy]

Alex_II пишет:

oldleshy пишет:
на эту миссию ксенона нужно 10-12 тонн, а вроде во всем мире общий годовой объем производства ксенона 40-50 тонн.

А зачем вам ЭРД обязательно на ксеноне? Чем так уж плох криптон или вообще аргон? А вообще даже на азоте можно, хотя и сложнее, конечно...

Это не мне нужно, а разработчикам миссии:
Each thruster is estimated to have a mass of 19 kg, and would operate at a specific impulse of up to
3,000 s at a PPU input power level of ~10 kW. The xenon propellant tank design is based on a
cylindrical, composite overwrap pressure vessel (COPV) design with a seamless aluminum liner. Such
tanks are projected to have a tankage fraction for xenon of approximately 4%. (For reference, the Dawn
xenon tank had a tankage fraction of 5%.) A total of seven xenon tanks would be needed to store the
12,000 kg of xenon required for this mission. Each tank would have a diameter of 650 mm and would
be approximately 3,500 mm long.

[Alex_II]

oldleshy пишет:
Это не мне нужно, а разработчикам миссии:

Разработчики взяли те ЭРД, которые есть. Но смена рабочего тела для них особой проблемы не составляет - ну, будут параметры несколько хуже... При массовом использовании ЭРД все равно придется отказаться от ксенона, его ж не напасешься...