Lunar optimized Starship / Лунный Старшип от SpaceX

[Dulevo]

А что же у них ведущий инженер в  SpaceX сбежал?

Похоже что скоро станет стыдно писать в резюме что работал в Блу Ориджин. 
Люди смеяться будут.

[Михаил Михайлов]

Не учёл, что 250 тонн, это пн плюс вторая ступень. Для энергии считаешь только пн, а для суперхеви пн+ступень.

Нет. Я учел все. Для Энергии 4,2% это выводимая на НОО масса. У Сатурна было лучше (~ 4.5 - 4.8 %%) за счет 3-х ступеней и лучшей схемы (Энергия - пакет) и лучшего уи ДУ 2-й и 3-й ступени. Формулу Циолковского пока не переписали.

[Верный Союзник с Окинавы]

УИ вакуумных Рапторов бери за 380, сухую массу в 150-80 тонн и ПН в 100-150-180 тонн, в зависимости от оптимизма/пессимизма.

Стартовая масса порядка 5,5 тысяч тонн.

P.S. Маск говорил, что Лунный вариант корабля могут укоротить, чтобы в купе с отказом от крылышек и ТПЗ даст уменьшение массы. Ещё попытаются сделать всё, чтобы не ставить туда отдельные посадочные движки.

Ну хорошо. По крайней мере одно число есть. Стартовая масса 5500 тонн. Оттолкнемся от нее. Пока рекорд по выводимой массе у Сатурна 5. 2290 тонн стартовая, 140 тонн на НОО. К Луне уходило 47тонн. РН одноразовая, трехступенчатая. Массовое совершенство выше чем у супер-хэви+старшип, неважно лэндер или танкер. Супер - хэви+Старшип, при всем желании, учитывая многоразовость, худшее массовое совершенство по определению за счет материалов (сталь + многоразовость, а стало быть запас топлива на тормозной импульс и заключительный этап посадки за счет ДУ), а также худшую на минимум 30-35% (если каким то образом УИ достигнет 380сек) энергетику топливной пары на 2-х ступенях, должен выводить на НОО 250тонн.100 тонн сухая масса, + 150 тонн ПН. Т.е. каким то непостижимым образом % выводимой массы на НОО у них получается почти равным. Даже забудем пока про Луну. Про уменьшенную массу лэндера (насколько кстати, цифр нигде нет) ну допустим. Но танкеры то многоразовые, стало быть их сухая масса как минимум 100 тонн. Плюс те же 150 тонн топлива. Т.е. по любому 250 тонн. За счет чего? Х.З. Может я чего то не учел, но 4,5% выводимой на НОО массы это рекордная характеристика для одноразовых ракет. Емнип у водородной одноразовой "Знергии" она была чуть хуже, 4%. В общем непонятно

1) Сталь хороша для криогенного метана. Посчитайте, при сухой массе бустера и корабля порядка 200 и 100 тонн, там весовое совершенство не хуже ступеней Saturn V. Если брать 1200 тонн топлива и 150 тонн сухой массы для корабля, в худшем для Starship'а раскладе, то это 88% массовой доли топлива, против 109 тонн топлива на 13,5 тонн массы конструкции у 3-ей ступени Saturn V (тоже 88%).

Разница в УИ между Раптором и J-2 порядка 10%, а на уровне моря J-2 вообще 200 секунд выдаёт, т.е. на самом деле не такая чудовищная разница в УИ.

2) У Saturn V к Луне уходило 48 тонн из 140 тонн на НОО. Тут на НОО около полутора тысяч тонн... После дозаправок, естественно.

3) УИ в вакууме достигается вообще без проблем - тупо за счёт степени расширения сопла (ну и закрытого цикла, т.к. он топливо за борт только через сопло выбрасывает). Собственно потому простой RL-10 с давлением в КС=24 атмосферы имеет 465 секунд УИ (как у сложного и дорогого RS-25), а всё из-за степени расширения в 280 единиц. В конечном итоге потребная для высокого УИ степень расширения зависит от давления в КС - чем оно выше, тем компактнее может быть ЖРД при том же вакуумном УИ. Собственно потому у RS-25 хороший УИ в вакууме безо всяких насадков и раздвижных сопел.

4) Танкеры предполагалось сделать иной конструкции: они имеют большую стартовую массу и большее кол-во двигателей: 6 вакуумных и 3 атмосферных. И обтекатель ПН у них постоянно наддуваемый и является дополнительным топливным баком (сейчас и у прототипов также, но это пока они бездверные). Просто объём обтекателя Starship'а слишком большой для бакая с топливом, и проще нарастить движки, чем переделать обтекатель/таскать лишнюю сухую массу обтекателя

5) Вы за ПН считаете и корабль на НОО... Тогда уже неважно многоразовая ступень или нет. Просто Saturn V выводил на НОО дополнительное топливо, а Starship - ТПЗ, крылышки и т.п.. А топливо дозаправляется.

С тем же успехом можно и Орбитер системы Спейс Шаттл за ПН считать, тогда массовая доля ПН вообще будет 122 тонн/2030 тонн = около 6%.

А если за ПН считать лишь содержимое багажника, а не вторую ступень со всеми примочками для многоразовости, то это 100 тонн (Маск говорил, в перспективе до 180 тонн)/5500 тонн = 1,8-3,2%, нормально для многоразовости.

[Верный Союзник с Окинавы]

Не учёл, что 250 тонн, это пн плюс вторая ступень. Для энергии считаешь только пн, а для суперхеви пн+ступень.

Нет. Я учел все. Для Энергии 4,2% это выводимая на НОО масса. У Сатурна было лучше (~ 4.5 - 4.8 %%) за счет 3-х ступеней и лучшей схемы (Энергия - пакет) и лучшего уи ДУ 2-й и 3-й ступени. Формулу Циолковского пока не переписали.

Ну так ракете пофиг, там многоразовая ВТОРАЯ ступень или одноразовая, на орбиту она одинаково выводится.

[Дмитрий В.]

Не учёл, что 250 тонн, это пн плюс вторая ступень. Для энергии считаешь только пн, а для суперхеви пн+ступень.

Нет. Я учел все. Для Энергии 4,2% это выводимая на НОО масса. У Сатурна было лучше (~ 4.5 - 4.8 %%) за счет 3-х ступеней и лучшей схемы (Энергия - пакет) и лучшего уи ДУ 2-й и 3-й ступени. Формулу Циолковского пока не переписали.

Сатурн-5 "в чистоте" (т.е. при полной вырботке максимального РЗТ из S-IVB) мог вывести на НОО примерно 118 т, т.е. около 4%. Любопытно, что без S-IVB он бы вывел на ту же орбиту всего парой тонн меньше.

[Veganin]

Кстати, Блю Ориджин выпустили новый плакатик против Лунного Старшипа SpaceX. 

Похоже, Безос взял на вооружение методу Эдисона, который доказывал простым американцам преимущество электрификации Америки с помощью постоянного тока по сравнению с опасным для жизни переменным, предлагавшимся Теслой, с помощью весьма гнусных способов. Осталось сделать плакатик, где астронавты рядом с неисправным лунным Старшипом кричат "SOS!!!",  заламывают руки от безнадежности и молятся на прекрасную Землю.

Вестингауз выбрал переменку и не прогадал.

[Верный Союзник с Окинавы]

Не учёл, что 250 тонн, это пн плюс вторая ступень. Для энергии считаешь только пн, а для суперхеви пн+ступень.

Нет. Я учел все. Для Энергии 4,2% это выводимая на НОО масса. У Сатурна было лучше (~ 4.5 - 4.8 %%) за счет 3-х ступеней и лучшей схемы (Энергия - пакет) и лучшего уи ДУ 2-й и 3-й ступени. Формулу Циолковского пока не переписали.

Сатурн-5 "в чистоте" (т.е. при полной вырботке максимального РЗТ из S-IVB) мог вывести на НОО примерно 118 т, т.е. около 4%. Любопытно, что без S-IVB он бы вывел на ту же орбиту всего парой тонн меньше.

Короче, третья ступень нужна лишь для того, чтобы не таскать к Луне вторую ступень.

[Михаил Михайлов]

Сатурн-5 "в чистоте" (т.е. при полной вырботке максимального РЗТ из S-IVB) мог вывести на НОО примерно 118 т, т.е. около 4%

Тем более. Получается, что многоразовые супер-хэви+старшип со своими ~4.3 - 4.4%% накрывают его как бык овцу(© М. Жванецкий) Именно поэтому я полагаю, и уже писал об этом, что видимо у И. Маска есть какая то засекреченная пока гравицапа.

[Дем]

Нет. Я учел все. Для Энергии 4,2% это выводимая на НОО масса. У Сатурна было лучше (~ 4.5 - 4.8 %%) за счет 3-х ступеней и лучшей схемы (Энергия - пакет) и лучшего уи ДУ 2-й и 3-й ступени. Формулу Циолковского пока не переписали.

Энергия выводила на орбиту примерно 180 тонн брутто, это 7.5%

Сатурн (запуск Скайлэба) - 120т (но на 440 км)

[Верный Союзник с Окинавы]

Сатурн-5 "в чистоте" (т.е. при полной вырботке максимального РЗТ из S-IVB) мог вывести на НОО примерно 118 т, т.е. около 4%

Тем более. Получается, что многоразовые супер-хэви+старшип со своими ~4.3 - 4.4%% накрывают его как бык овцу(© М. Жванецкий) Именно поэтому я полагаю, и уже писал об этом, что видимо у И. Маска есть какая то засекреченная пока гравицапа.

250 (150 тонн ПН + 100 тонн корабля, или наоборот)/5500 = 4,4

118/2965 = 4%, но тут как я понял ступень не считают.

Вообще, если сравнивать Saturn V и Starship, то весовое совершенство первых ступеней у них примерно одинаково, тяговооружённость у Super Heavy выше (меньше гравитационных потерь), можно отказаться от дросселирования движков при прохождении maxQ (тоже минус грав потери. Изначально, в 2016 году, там вообще преодолевание maxQ шло на 3 с копейками тысячах км/ч), УИ у Раптора на всех режимах гораздо выше, чем у F-1, не сильно уступает J-2 в вакууме и превосходит последнего на моменте разделения ступеней. Весовое совершенство второй ступени при сравнении тут не роляет, т.к. вторую ступень обусловились считать за ПН.

И космодром там чуть ближе к экватору.

[Верный Союзник с Окинавы]

Нет. Я учел все. Для Энергии 4,2% это выводимая на НОО масса. У Сатурна было лучше (~ 4.5 - 4.8 %%) за счет 3-х ступеней и лучшей схемы (Энергия - пакет) и лучшего уи ДУ 2-й и 3-й ступени. Формулу Циолковского пока не переписали.

Энергия выводила на орбиту примерно 180 тонн брутто, это 7.5%

Сатурн (запуск Скайлэба) - 120т (но на 440 км)

Блок Ц на орбиту не выходил!

[Дем]

Блок Ц на орбиту не выходил!

Почти выходил, ибо в Тихий океан улетал. Там совсем чуть-чуть не хватало.

И неизвестно сколько там ещё остатков было.

[Sellin]

Нет. Я учел все. Для Энергии 4,2% это выводимая на НОО масса. У Сатурна было лучше (~ 4.5 - 4.8 %%) за счет 3-х ступеней и лучшей схемы (Энергия - пакет) и лучшего уи ДУ 2-й и 3-й ступени. Формулу Циолковского пока не переписали.

Энергия выводила на орбиту примерно 180 тонн брутто, это 7.5%

Сатурн (запуск Скайлэба) - 120т (но на 440 км)

Блок Ц на орбиту не выходил!

Хоспадя, этож значит что Энергия не могла на орбиту штатно, прям как Старшип в первом испытательном полете. Т.е. Энергия это суборбитальная ракета. Как тут недавно выяснили.

[Sellin]

Сатурн-5 "в чистоте" (т.е. при полной вырботке максимального РЗТ из S-IVB) мог вывести на НОО примерно 118 т, т.е. около 4%

Тем более. Получается, что многоразовые супер-хэви+старшип со своими ~4.3 - 4.4%% накрывают его как бык овцу(© М. Жванецкий) Именно поэтому я полагаю, и уже писал об этом, что видимо у И. Маска есть какая то засекреченная пока гравицапа.

Возми ты уже формулу Циолковского и посчитай. Или таки в натуральный логарифм не смог?

[Михаил Михайлов]

Хоспадя, этож значит что Энергия не могла на орбиту штатно, прям как Старшип в первом испытательном полете. Т.е. Энергия это суборбитальная ракета. Как тут недавно выяснили.

Почему? У нынешнего союза тоже все ступени падают, выводится на орбиту только ПН. Т.е. Союзы, Протоны, спутники там всякие и т.п. А Энергия выводила на орбиту 100 тонный Буран. Но не суть, я в общем не об этом. Я о том, что самые оптимистичные расчеты показывают, что в своем буклетике информаторы из НАСА были правы. Т.е. 16 танкеров + лэндер это видимо теоретически возможная схема для посадки на Луну. 8 - ну никак не хватает. Осталась только одна проблема. Луна все же не Марс. Выработать там метан и кислород видимо несколько сложнее, чем на Марсе. Как старшип/лэндер взлетать на ОЛО для стыковки с Орионом будет? Сколько еще ему топлива понадобится до посадки на Луну? Или на ОЛО его тоже будут танкеры доставлять?

[Михаил Михайлов]

Возми ты уже формулу Циолковского и посчитай. Или таки в натуральный логарифм не смог?

Я посчитал. Задолго до первых постов по теме. Потому и пишу. Не знаю, что там нужно в натуральный логарифм смоЧ. Проблема, насколько я понял, даже в том, что некоторые коллеги считают характеристическую скорость переменной в зависимости от уи. Поэтому пишу попроще.

[Дем]

Почему? У нынешнего союза тоже все ступени падают, выводится на орбиту только ПН.

Так это у нынешнего.   А когда Спутник-1 запускали - вторая ступень на орбиту вышла.

в своем буклетике информаторы из НАСА были правы. Т.е. 16 танкеров + лэндер это видимо теоретически возможная схема для посадки на Луну. 8 - ну никак не хватает. Осталась только одна проблема. Луна все же не Марс. Выработать там метан и кислород видимо несколько сложнее, чем на Марсе. Как старшип/лэндер взлетать на ОЛО для стыковки с Орионом будет? Сколько еще ему топлива понадобится до посадки на Луну? Или на ОЛО его тоже будут танкеры доставлять?

Кроме танкеров и лунника - должно быть ещё нечто.

ИМХО - вариант танкера без функций посадки и с баками во весь объём. Это 2500м³ которых вполне хватит чтобы залить выведенное за остальные запуски.
Дальше запускаем лунник на высокоэллиптическую орбиту с выработкой топлива в ноль, стыкуем, заправляем, летим на ОЛО ждать астронавтов.

[cross-track]

Энергия выводила на орбиту примерно 180 тонн брутто, это 7.5%

А откуда взялись 180 тонн брутто?

[Верный Союзник с Окинавы]

Блок Ц на орбиту не выходил!

Почти выходил, ибо в Тихий океан улетал. Там совсем чуть-чуть не хватало.

И неизвестно сколько там ещё остатков было.

ЕМНИП, в "Триумф и трагедия Энергии" говорили о 90-то тонных РБ для вывода груза на ГСО. РБ с довыведением. И 90 тонн они после довыведения весят.

[Верный Союзник с Окинавы]

Энергия выводила на орбиту примерно 180 тонн брутто, это 7.5%

А откуда взялись 180 тонн брутто?

100 тонн ПН + блок Ц.