Lunar optimized Starship / Лунный Старшип от SpaceX

[Sellin]

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.

Ну так покажи свой убойный рассчёт. Ты же опровергаешь, или пустозвонишь?
 
ХС может быть потребной для маневра, а может быть располагаемой. Располагаемая ХС(дельта V) как раз и определяется формулой Циолковского.
Что в левой части ФЦ стоит по твоему? 
 Блин, и он ещё куда то лезет опровергать.

[Sellin]

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.

Можно просто уменьшить пн на 10 тонн, и на орбите будет 90т ПН и 80т блок Ц. Итого 170.

[Верный Союзник с Окинавы]

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

Если считать РБ за ПН.

Если нет РБ, то выводится последняя ступень. А если не считать РБ за ПН, то ступени таки выводятся.

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.

Угу, дозаправок надо много при 100-тонной ПН. А ты как хотел?

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?

В теории можно метан с собой привозить, а кислородом заправляться на поверхности Луны. Выходит в целом неплохо, по расчётам.

P.S. Потребная ХС порядка 2200 м/с, для выхода на орбиту как у взлётной ступени Apollo.

Проблема, насколько я понял, даже в том, что некоторые коллеги считают характеристическую скорость переменной в зависимости от уи.

Угу. Выше УИ - выше ХС, при прочих равных. Причём зависимость линейная.

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?

Думаю это будет зависеть от конкретного профиля миссии.

[Quetzalcoatl]

Т.е. 16 танкеров + лэндер это видимо теоретически возможная схема для посадки на Луну.

Нет там никаких 16-ти танкеров. По предлагаемому плану есть 1 супертанкер, который заправляется 14 танкерами, а уже потом 1 Лунный Старшип заправляется от супертанкера. Причем этот процесс может растянуться на месяцы и сколько там топлива испариться и стравиться с супертанкера никто точно пока не знает. 

[Михаил Михайлов]

Ну так покажи свой убойный рассчёт

Что показывать? Формулу Циолковского? Изволь. Ничего убойного.

                                    V = I*ln(M1/M2)
Где V - характеристическая скорость, для старта с НОО и посадки на Луну ~6 км/сек, для старта с Луны и выхода на ОЛО + ~0,85 км/сек, итого для миссии посещения Луны с возвратом на ОЛО как то нужно набрать 6,85 км/сек, почти как для выхода на НОО с Земли. М1 - стартовая масса, т.е. ПН + сухой вес + топливо. М2 - конечная масса ПН + сухой вес. I - уи, для пары метан+кислород в справочниках приводится значение V истечения газа 3400 м/сек.
Задаетесь массой М2 и считаете массу М1 для чего угодно, зная требуемую хс. Для старта с Земли и выхода на НОО берете первую космическую для Земли (в первом приближении можно даже не заморачиваться на составной формуле многоступенчатой РН), для старта с НОО и посадки на Луну (~6)  а если еще не оставлять несчастных астронавтов на Луне, то еще прибавьте 0,85, числа я Вам привел, хотя можете сами по справочникам поискать. Короче, подставляйте и считайте сами требуемую М1. Я свои соображения приводил.

[Михаил Михайлов]

Угу. Выше УИ - выше ХС, при прочих равных.

Т.е., если я Вас правильно понял, чем выше уи, тем большую скорость нужно набрать КА чтобы достичь желаемой орбиты/цели?


Хмм... А я, по простоте душевной, полагал, что ХС это скорость необходимая для достижения какой либо орбиты. Например для старта с поверхности Земли на НОО она равна 7,9 км/сек. Для перелета потом на поверхность Луны + еще 6 км/сек. Для старта с Луны на ОЛО + еще 0,85км/сек. Но теперь видимо, в свете новых изысканий, выясняется, что  чем лучше будет уи, тем притяжение у Земли тоже будет выше...

[pignus]

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.

Как не хватает то? 8 вполне хватит. 

Старшип ( имеется в виду вторая ступень ) имеет полную массу 1320 тонн. Из них 120 тонн сам Старшип, 100 тонн - ПН. Это я беру из того что сейчас опубликовано, реально как оно будет разумеется не известно.
Если, учитывая это, Старшип-заправщик будет ( возможно ) выводить на орбиту 100 тонн топлива, то для того чтобы заправить Лунный лендер с сухой массой, предположим, 100 тонн и ПН 25 тонн потребуется 8 полетов Танкера. Считается так - лендер выводится на орбиту ступенью Суперхеви, масса на НОО 125 тонн + 90 тонн остаток топлива. 8 заправщиков уже привезли в орбитальную заправочную станцию 800 тонн топлива, пусть там изначально нет топлива, оно улетело с предыдущим лендером  
. Лендер стыкуется, переливает топливо себе и в итоге у него оказывается 890 тонн топлива, что дает ХС в 7749 м.с. при УИ 380. Вполне хватает на перелет к Луне, посадку и взлёт.

[Михаил Михайлов]

для того чтобы заправить Лунный лендер с сухой массой, предположим, 100 тонн и ПН 25

Я ориентировался на те цифры которые мне приводили здесь коллеги, ссылаясь на И. Маска. У них было 80-100 тонн сухой массы + 150 тонн ПН. И они ведь правы. Для танкера именно 150 тонн доставляемого топлива это и есть ПН.

[Михаил Михайлов]

в итоге у него оказывается 890 тонн топлива, что дает ХС в 7749 м.с.

Можно здесь поподробнее?

[Quetzalcoatl]

Как не хватает то? 8 вполне хватит.

Элементарно может не хватить и 18. Весь этот процесс дозаправок растягивается на месяцы. И есть такой показатель у топливных баков криогенного топлива, как % потерь в день. Понимаете? Например, отечественные криогенные РБ (водородно-кислородные) "живут" не более 7 часов. Поэтому, не зная точно, какой процент потерь в день получится в супертанкере и Лунном Старшипе нужен приличный (большой) запас криогенного топлива. 

[pignus]

Можно здесь поподробнее?

800 тонн топлива, это то, что довезли Старшипы - заправщики. 8 штук. Я беру что они везут всего 100 тонн топлива за вылет. Просто от фонаря, так как текущая информация о ПН Старшипа именно 100 тонн. Реально у заправщика должно быть больше.

Далее - 90 тонн остаток топлива в выводимом Лендере. Итого в сумме 890 тонн топлива. Массу лендера в 100 тонн и ПН в 25 тонн взял тоже от фонаря. Там вообще пока ни чего не известно. Так вот - общая масса заправленной системы на орбите будет 1015 тонн, из них топливо 890 тонн, лендер 100 тонн и ПН 25. Это даст delta V именно такое, что я выше написал.
То есть даже по самым приблизительным подсчетам 8 заправщиков вполне хватит.

[pignus]

Поэтому, не зная точно, какой процент потерь в день получится в супертанкере и Лунном Старшипе

Скорее всего вообще 0%. В криогенном супертанкере поставят два ожижителя газа для метана и кислорода + панели СБ для питания этого хозяйства вместо ПН. Он с жидким газом в такой конфигурации может летать вечно.

[Quetzalcoatl]

Поэтому, не зная точно, какой процент потерь в день получится в супертанкере и Лунном Старшипе

Скорее всего вообще 0%. В криогенном супертанкере поставят два ожижителя газа для метана и кислорода + панели СБ для питания этого хозяйства вместо ПН. Он с жидким газом в такой конфигурации может летать вечно.

Мечтать, конечно, не  вредно.   Но в НАСА (и в SpaceX) работают реалисты и понимают, что с 0% потерь в супертанкере из нержавейки вряд ли такой фокус прокатит.  И НАСА пока сомневается в криокулерах, так как криокулеры для космоса пока еще не отработаны. Их еще надо испытать и проверить в космосе. Кстати, Безосу НАСА дала отворот поворот, потому что тот как раз хотел использовать криокулеры для жидкого водорода. С метаном, конечно попроще, но 0% пока не достижим. Да, и Лунный Старшип может болтаться на ОЛО месяцы. Это предусмотрено требованием НАСА. Запас нужен и в танкере, и в лэндере.

[cross-track]

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

А откуда взялись 180 тонн брутто?

100 тонн ПН + блок Ц.

Тогда у Старшипа будет как минимум 200 тонн брутто.

[Sellin]

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

А откуда взялись 180 тонн брутто?

100 тонн ПН + блок Ц.

Тогда у Старшипа будет как минимум 200 тонн брутто.

250. От чего и рвет пукан у Михаила Михалова.

[Sellin]

Хмм... А я, по простоте душевной, полагал, что ХС это скорость необходимая для достижения какой либо орбиты.

Так ты тут свою простоту душевную пришел демонстрировать? Так бы и сказал: "Дяденьки, я не знаю, что находится в левой части формулы Циолковского, подскажите пожалуйста?".

[pignus]

Мечтать, конечно, не  вредно.   Но в НАСА (и в SpaceX) работают реалисты и понимают, что с 0% потерь в супертанкере из нержавейки вряд ли такой фокус прокатит.

А может быть и прокатит. Ни чего технически непреодолимого тут нет.

И НАСА пока сомневается в криокулерах, так как криокулеры для космоса пока еще не отработаны. Их еще надо испытать и проверить в космосе.

Да там очень много чего нет, не отработано и так далее. Криокулер это самое последнее, о чем надо волноваться.

Кстати, Безосу НАСА дала отворот поворот, потому что тот как раз хотел использовать криокулеры для жидкого водорода. С метаном, конечно попроще, но 0% пока не достижим.

Не, ну жидкий водород применимо к данной задаче это вообще адски ад. Безосу дали поворот по многим причинам, и по водороду, конечно, в том числе.

[Sellin]

Ну так покажи свой убойный рассчёт

Что показывать? Формулу Циолковского? Изволь. Ничего убойного.

                                    V = I*ln(M1/M2)
Где V - характеристическая скорость, для старта с НОО и посадки на Луну ~6 км/сек, для старта с Луны и выхода на ОЛО + ~0,85 км/сек, итого для миссии посещения Луны с возвратом на ОЛО как то нужно набрать 6,85 км/сек, почти как для выхода на НОО с Земли. М1 - стартовая масса, т.е. ПН + сухой вес + топливо. М2 - конечная масса ПН + сухой вес. I - уи, для пары метан+кислород в справочниках приводится значение V истечения газа 3400 м/сек.
Задаетесь массой М2 и считаете массу М1 для чего угодно, зная требуемую хс. Для старта с Земли и выхода на НОО берете первую космическую для Земли (в первом приближении можно даже не заморачиваться на составной формуле многоступенчатой РН), для старта с НОО и посадки на Луну (~6)  а если еще не оставлять несчастных астронавтов на Луне, то еще прибавьте 0,85, числа я Вам привел, хотя можете сами по справочникам поискать. Короче, подставляйте и считайте сами требуемую М1. Я свои соображения приводил.

Ну так подставь циферки СШ и утрись. Чеж ты формулу знаешь, а посчитать по ней не можешь?

[Zhilinsky Valerij]

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?

Сейчас просто нет смысла считать, сколько танкеров или запусков потребуется для первого демонстрационного полёта Старшипа на Луну. Просто потому, что сейчас никто, в том числе и сам Маск, не знает, каковы точно будут его параметры, и даже параметров парковочной орбиты. НАСА это не волнует, потому, что потенциал Старшипа в разы перекрывает большинство требований НАСА, а остальным вполне соответствует с запасом.
 
Повторяю - мы не знаем параметров парковочной орбиты и ёмкости баков лунного Старшипа, поэтому нельзя ни подсчитать, сколько танкеров потребуется для дозаправки, и нельзя сказать, что Старшипу не хватит ХС при заправке на НОО для полёта на Луну и последующего взлёта на ОЛО.
 
И, да, после первого полёта лунного Старшипа Маск будет заправлять его на ОЛО. Будет гонять туда танкер-накопитель. Он делает заказанный НАСА Старшип-лендер многоразовым, и не предназначенным для возвращения на НОО. У этого лендера не будет ни аэродинамических поверхностей, ни теплозащиты. После астронавтов Старшип-лендер будет возить на Луну туристов. Поэтому Маск будет заправлять его и на ОЛО, но, вероятно, не в первом полёте.
   

[Михаил Михайлов]

Так ты тут свою простоту душевную пришел демонстрировать? Так бы и сказал: "Дяденьки, я не знаю, что находится в левой части формулы Циолковского, подскажите пожалуйста?".

Ну так подставь циферки СШ и утрись. Чеж ты формулу знаешь, а посчитать по ней не можешь?

В левой части формулы при расчетах характеристическая скорость это скорость для достижения требуемой орбиты/цели. И для выхода на околоземную орбиту она не зависит от уи. От уи зависит отношение М1/М2. Что до утрись, то пока тут утерся ты. С цифрами, которые ты тут привел, каменный цветок не выходит.