Пилотируемый полёт на Марс с использованием ЖРД

[benderr]

Red Kite пишет:
потому что все компоненты будут легче и дешевле и можно обойтись без чрезвычайно дорогих огромных ракет) и её можно будет осуществить быстрее чем за 10 лет.

ну легче-понятно,но дешевле то с чего? думаете цена от кол-ва металла зависит???

[Red Kite]

benderr пишет:
ну легче-понятно,но дешевле то с чего? думаете цена от кол-ва металла зависит???

Ну да. Для испытаний большого двигателя понадобится испытательный стенд больших размеров, для изготовления специальные станки а маленький двигатель можно сделать на обычных, транспортировку больших блоков только по каналам на спецбарже а не на колёсной платформе по обычной дороге и так далее, до помещений больших размеров и более мощных дорогих кранов и всё это при увеличении размеров вызывает лавинный рост стоимости непропорциональный размерам и массе. То есть ракета в 10 раз больше (и из-за этого несерийная) будет стоить не в 10 а в 100 раз дороже.

[Кубик]

Astro Cat пишет: Одно верно - аварийный дублирующий корабль уже должен быть на марсианской орбите. До полета туда людей.

Мысль здравая, тем более, что это может быть испытательный беспилотный полёт, но поглядите, как возражали мне против наличия такого корабля даже на лунной базе...(см)

[Старый]

Олег Шляпин пишет:
И то масса будет тонн 600 как минимум

Примерно эту цифру Бугров и озвучил.

[Старый]

Дмитрий В. пишет: 
Однопуск в облет

Чиво??? 
Это где это и кем такое разрабатывалось? 

[Старый]

Дмитрий В. пишет: 
Да, кое-кто (не будем показывать пальцем) сочиняет легенду о том, что не было проекта ТМК  

О том что чегото не было легенду сочинять не надо. Фотонного звездолёта вон тоже не было но никто ж не сочиняет об этом легенд. 

А вот о "Марсианском проекте Королёва" легенд сочиняют много. Один вон даже книгу написал. 

Так значит, говоришь, был проект?  
Слушай, а в каком смысле "проект"? В смысле программа облёта Марса или в смысле технический проект корабля?  

[Олег Шляпин]

Red Kite пишет:
Поправлено 2 - я ошибся со скоростью отлёта с Марса. Для разгона с Земной орбиты к Марсу понадобится большая скорость чем от Марса к Земле. Поэтому, с земной орбиты к Марсу надо будет разгонять 55-60 тонн и общая масса на околоземной орбите приблизится к 250 тонн (если использовать водород для разгона с земной орбиты к Марсу то можно наверно уложиться в 200 тонн).

чисто теоретически -да, можно

[Олег Шляпин]

Старый пишет:
Примерно эту цифру Бугров и озвучил.

А можно ссылку?

[Старый]

"Марсианский проект Королёва".

[Олег Шляпин]

Red Kite пишет:
Если делать минималистскую экспедицию на 2 человек (из них 1 на Марсе) то

Gemini 3800 кг с топливом и 3400 без. То есть, корабль возвращения на 2 человек можно уложить в 3 тонны.
Все модули можно сделать втрое легче (они не предназначены для научной программы и не предназначены для нормального экипажа МКС в 6 человек а только для двух) и весь комплекс получится втрое легче (то есть не 1000 тонн а 350 а с аэродинамическим торможением не 600 а всего 200 и это 4 пуска Фалкон-Хэви).

Нету сейчас "Джемини". Есть "Союз-ТМА-М". На его основе можно создать модуль для возвращения в 5 т. 3 космонавта потребуют не намного больше СЖО. Объем - 120м3 на всё - типа "Мир-Квант-1". Взлетно-посадочный комплекс на базе БО КК "Союз-ТМА" с пребыванием на Марсе 2 космонавтов до 5 дней. При использовании надувного аэродинамического щита масса в пределах 22-23 т. Корабль собирается РН имеющихся типов "Протон-М/Ангара-5", "Зенит-2/Ангара-3", "Союз-У/Союз-2". Комфортабельность полёта на уровне "Мир/Квант-1". Тогда год летали в таких объёмах. Для сборки понадобится:
- 1 пуск РН "Протон-М/Ангара-5" - базовый орбитальный модуль массой до 22 т;
- 1 пуск РН "Протон-М/Ангара-5" - взлётно-посадочный комплекс массой до 23 т;
- 1 пуск РН "Зенит-2/Ангара-3" - модуль снабжения типа "Квант-1" массой до12 т;
- 1 пуск РН "Союз-У/Союз-2" - корабль возвращения на Землю массой до 6 т;
- 1 пуск РН "Союз-У/Союз-2" - транспортный КК "Союз-ТМА-М" массой до 7,2 т (в состав комплекса не входит);
- 1 пуск  РН "Протон-М/Ангара-5" - 2 и 3 недозаправленные ступени комплекса дляыхода на орбиту Марса и старта с неё;
- 1 пуск РН "Протон-М/Ангара-5" - 1 недозаправленная ступень комплекса для старта с орбиты Земли.

Всё остальное - танкеры-заправщики с массой топлива до 20 т.

Что то типа этого:
 
 

Вот типа этого. Одно Но! Старт с орбиты Земли при помощи РБ на кислород-водородном топливе массой около 200
т. Если масса корабля будет в пределах 180 т, а масса разгонной кислород-водородной ступени до 20 т, то получится

[Олег Шляпин]

Старый пишет:
"Марсианский проект Королёва".

Я понял. А ссылка есть на конкретную статью?

[Олег Шляпин]

Red Kite пишет:
Вы используете все массы рассчитанные на 3-4 человек а не на 2 человек.
Корабль возвращения 3 тонны (см. массу двухместного Gemini) !

Вы немного перепутали с темой о полёте на Марс "малыми средствами". Речь идёт о вполне полноценной пилотируемой экспедиции на Марс при помощи ЖРД.

В принципе, вполне реализуемой. Если исходить из возможности создавать РН типа "Вулкан", SLS, Ares-5 с массой ППН на НОО от 130 до 180 т, и массой на монтажной орбите 100-140 т, при количестве до 8 пусков в год, то вполне возможно. Другое дело - какая цена вопроса?

Ракеты такой размерности будут востребованы только в случае достаточно крупной и масштабной лунно-марсианской программы, рассчитанной на лет 30-40.  Кстати, когда "Энергия" полетела, то так и говорили - эта ракета и её модификации будут рассчитаны примерно на 40 лет эксплуатации.

1. Водород-кислородные технологии в относительно простом варианте конструкции разгонной ступени и полёт по траектории Гомана, как самой экономной с точки зрения расхода топлива, возможен при раздельной доставке грузов. Например жилого отсека и посадочного модуля. Возможно и применение аэродинамического торможения

Если РН "Вулкан" при массе ПН на НОО=200 км могла вывести 175 т груза и отправить по траектории Гомана к Марсу 52 т, то Vхар выхода на низкую орбиту Марса =2128 м/с ( http://alexandr4784.narod.ru/lewantov.htm )
при уд импульсе 325 с (Vгазов 3185 м/с) имеем соотношение Мст/Мп=1,95. Пусть будет 2. И того при торможении двигателем 26 т вместе с пустой ступенью. При массе тормозного экрана 10 т и импульсе на коррекцию 1000 м/с Мст/Мп=1.38. Пусть будет 1.4. И тогда масса груза, тормозного экрана и пустых баков после коррекции будет 37 т. Т.е. масса чистого груза около 25 т на ОИС Марса. Для лёгкого взлётно-посадочного модуля и небольшого жилого отсека для работы 2-3 космонавтов, в принципе, хватит. Если же аэродинамический экран используется затем и для торможения в атмосфере при посадке на Марс, то масса груза будет еще больше.

2. Можно пойти иным путем - выводить модули в 2 пуска и состыковывать их на орбите. Тогда масса собранного беспилотного корабля, перевозящего жилой модуль и взлётную ступень возрастёт - при нагрузке на монтажной орбите до 140 т, масса одного беспилотного корабля составит 280 т. Это позволит выводить на орбиту Марса груз в "чистой" массе до 60 т. А значит садить жилой модуль и взлётную ступень как одно целое.

3. Теперь сам корабль - он собирается на орбите с высотой как у МКС, а при старте используется разгонная ступень на кислород-водородном топливе типа как у РН "Анес-5" для полёта к Луне. Это дает частично выигрыш в массе корабля.

При использовании РН типа "Арес-5" с массой ПН на орбите высотой 440 км до 140 т, за 8 пусков можно собрать корабль массой 1120 т. Это вполне приличный корабль для перелёта даже с торможением ракетными двигателями.

[Олег Шляпин]

Грубый расчет массы корабля, летящей к Марсу при стартовой массе 1120 т, скорости отлёта 12 км/с, уд. тяге 325 с, соотношении массы топлива к массе пустой ступени µ=10, "чистая" масса КК летящего к Марсу у меня вышла 228 т

[Олег Шляпин]

Характеристическая скорость старта с ОИС Земли (12 км/с) V= 4100 м/с При использовании кислород-водородной ступени с ЖРД уд. тягой 470 с Мст/МП=2,43. Если стартовая масса КК будет 1120 т, то имеем Мп=1120/2,43=460 т. Мт=660 т. При соотношении масс топлива/пустой ступени µ=10, масса ступени составит 66 т. "Чистая" масса КК=394 т

[benderr]

вопрос к специалистам.
1.если на пути к марсу миссия будет отменена (при условии что КК работоспособен и это не волшебный стартрек! но к примеру -СЖО критически барахлит,туалет не восстановим,посадочный модуль отвалился ну или еще чего...) на сколько сложно «развернуться » и вернуться?


2.я так понимаю-без расчетов ЦУПа это в принципе невозможно?
извиняюсь за ламерские вопросы :oops:

[Олег Шляпин]

benderr пишет:
вопрос к специалистам.
1.если на пути к марсу миссия будет отменена (при условии что КК работоспособен и это не волшебный стартрек! но к примеру -СЖО критически барахлит,туалет не восстановим,посадочный модуль отвалился ну или еще чего...) на сколько сложно «развернуться » и вернуться?


2.я так понимаю-без расчетов ЦУПа это в принципе невозможно?
извиняюсь за ламерские вопросы  :oops:

Сложно и при использовании современных двигателей (ЖРД, ЯРД, ЭРД) развернуть корабль не возможно. Есть. к примеру, траектория Кроко, при которой корабль дважды пересекает орбиту старта и возвращается к Земле. Полёт по такой траектории длится 500 дней.

Какие места самые слабые? Наверное все. Вы правы - если туалет не работает, то в космосе это проблема. Я вот читал о таком предложении - памперсы. Ничего не сломается. Кроме того, каловые массы хорошо защищают от радиации, и упаковав использованные памперсы, можно усилить радиационную защиту.

Одним из самых гиблых мест будет отказ двигателя при старте с орбиты Марса. Частично эта проблема может быть решена дублированием двигателей. Или же необходим корабль-дублёр, который будет рядом.
   У меня даже такая мысль была - запускать сдвоенный корабль. В случае ЧП экипаж, в несколько стеснённых условиях, возвращается на одном корабле. Можно, в принципе, запустить 2 корабля и иметь средство для перелёта. Например корабль для возвращения на Землю, имеющий дополнительный запас топлива.

Так же в основе систем безопасности будет лежать дублирование и резервирование основных систем корабля. 

[benderr]

значит после разгона пути назад нет и вернуться можно только с помощью гравиманевра у марса?  :cry: а при 500 дневном варианте полета к марсу разгонный импульс к марсу примерно на какой день придется?


а есть какието обьяснения антирадиационного действия го в кала?
это ж органика.

[pkl]

Олег Шляпин пишет:
...При использовании РН типа "Арес-5" с массой ПН на орбите высотой 440 км до 140 т, за 8 пусков можно собрать корабль массой 1120 т. Это вполне приличный корабль для перелёта даже с торможением ракетными двигателями.

РН "Энергия" могла стартовать один раз в год. "Сатурн-5" летал не чаще двух раз в год. Как обеспечить хранение топлива столь долгое время?

[pkl]

Одним из самых гиблых мест будет отказ двигателя при старте с орбиты Марса. Частично эта проблема может быть решена дублированием двигателей. Или же необходим корабль-дублёр, который будет рядом.

Это самая простая авария - космонавты могут вернуться на марсианскую базу и дождаться другого КК. А вот если что-то случится во время перелёта... :oops:

[Олег Шляпин]

benderr пишет:
значит после разгона пути назад нет и вернуться можно только с помощью гравиманевра у марса?  :cry:  а при 500 дневном варианте полета к марсу разгонный импульс к марсу примерно на какой день придется?

На каком то начальном этапе. в принципе можно. Например если разместить корабль возвращения на Землю так, как на этом рисунке, а запас СЖО корабля возвращения на Землю будет достаточно большим, то на начальном этапе повернуть еще можно
 

benderr пишет:
а есть какието обьяснения антирадиационного действия го в кала?
это ж органика.

Какие то есть