Карликовый HLS: бардак в NASA, или в голове?

[blik]

Карликовый HLS: бардак в NASA, или в голове?

Карликовый HLS: бардак в NASA, или в голове?
 
Наш знакомый Тим Додд, автор известного блога Everyday Astronaut (https://x.com/Erdayastronaut), недавно разродился любопытным текстом (https://x.com/Erdayastronaut/status/1966248962202943799). Он предлагает радикальные изменения в "лунном Starship" — HLS: укоротить его, убрав баки и топливо, необходимые для перелета от Земли к Луне, а эту однократную функцию возложить на модифицированный орбитальный дозаправщик Starship, который и будет разгонять HLS к окололунной орбите.
 
Наш вариант адаптированного перевода:
 
⚠� (Внимание: пишет диванный инженер, текст длинный, но прошу дочитать до конца)
 
Программа Artemis сейчас в бардаке. Я работаю над очень подробным разбором всех возможных вариантов доставки людей на Луну с использованием существующих (и почти готовых) технологий и наткнулся на интересное наблюдение касательно текущих планов по Starship HLS.
 
Starship HLS абсолютно не должен выполнять собственный разгон к Луне (TLI – Trans Lunar Injection). SpaceX стоило бы сделать «укороченный» вариант HLS, в котором запас топлива рассчитан только на перелёты от окололунной орбиты (NRHO – Near Rectilinear Halo Orbit) до поверхности и обратно. Для этого потребуется около 400 тонн топлива, поскольку можно убрать примерно 20–25 тонн баков, которые нужны лишь один раз – для выполнения TLI.
 
Такой укороченный HLS получает куда большие эксплуатационные резервы — почти 700 м/с дельта-v на полный цикл «NRHO ↔️ Луна». Это означает, что для заправки в дальнейшем потребуется значительно меньше топлива, что облегчает и миссии с транс-лунным танкером, ведь ему самому понадобится меньше топлива для своей заправки.
 
В итоге:
 
✅ Меньше запусков в целом, более эффективный лунный модуль без «балластных» 25 тонн сухой массы.
✅ Более низкий центр тяжести, укороченная конструкция (проще спускать астронавтов с помощью лифта).
✅ Существенно меньшая масса при посадке, так как возвращение в NRHO требует меньше топлива.
 
Выгода по всем фронтам.
 
Недостатки:
 
❌ Понадобится состыковка HLS и транс-лунного танкера «нос к носу», плюс усиленное крепление для выполнения TLI уже в сдвоенной конфигурации. Но это всё равно будет легче, чем таскать лишние 25 тонн баков.
❌ Транс-лунный заправочный модуль с минимальной сухой массой (и всего двумя вакуумными Raptors) придётся запускать с частично заполненными баками и, скорее всего, с потерей ускорителя. Объяснение: два Raptors тратят около 19 минут, чтобы выжечь 1600 тонн топлива. Поэтому запуск придётся делать с ~600 т топлива, чего достаточно для выхода на орбиту при расходе ускорителя. Зато такой вариант будет оптимальным для всех операций транс-лунной заправки. Но! Это касается и полноразмерного HLS тоже.
 
Основная проблема: цифры «на пределе» — почти без запаса на ошибки или потери от испарения топлива, если HLS сам выполняет TLI. «Укороченный» вариант HLS — практически единственный реально жизнеспособный, с большими запасами и меньшими требованиями к заправке у Луны.
 
Лучшее в этой схеме: грузовой и жилой объём остаётся прежним. Почти никаких компромиссов, кроме необходимости выполнения TLI двумя состыкованными кораблями. Да, это ещё никогда не делали, но цена оправдывает усилия, если альтернатива — заведомо неэффективный лунный модуль.
 
Я сейчас готовлю подробный анализ всей программы Artemis. Есть несколько интересных альтернативных решений, которые могут помочь США обогнать Китай в возвращении на Луну и при этом лучше соответствовать целям долгосрочной устойчивости миссий.
 
Ну, как вам? 😄 Укорачивание лифта для спуска на поверхность выглядит конечно интересным. Но не чрезмерно ли усложнение перелета Земля — Луна, в таком состыкованном с дозаправщиком виде, да еще и потенциально с потерей одного бустера, с несколькими десятками Raptor? Стоит ли того возможность более частого "челночного" перелета от Lunar Gateway до поверхности Луны? А в итоге не получится ли как с Шаттлом, что "челночные" возможности так и не будут раскрыты в полной мере...
 
Пугалка Китаем в конце текста — взбадривает эмоции, но все таки решения лучше принимать с холодной головой.
 
#SpaceX #Artemis #HLS #Starship @Erdayastronaut (https://x.com/Erdayastronaut)

[Dulevo]

эту однократную функцию возложить на модифицированный орбитальный дозаправщик Starship, который и будет разгонять HLS к окололунной орбите.

Молодец Тодд!

Вместо разработки одного корабля HLS - он предлагает разработать 3 корабля.

- Нормальной длины Старшип - для Старлинков и прочего
- укороченный лунный
- Танкер разгонщик.

и таким вот образом СпейсХ сэкономит.... 

[Буцетам]

Молодец Тодд!

Тим Додд неуважаем в определённых кругах, за то что является лысым куколдом, погоняло Сойбой. Но сегодня наш дружок выдал на редкость гоноту, браво Сойбой! 
А годнота не в том что "HLS на 20 тонн стал легче", а в том, что HLS теперь двухступ!!! 
Причём на данный момент, если не ошибаюсь, от HLS-а требуется 3,2км/с(к Луне) +2,9км/с(посадка) +2км/с(взлёт). То есть 8,1км/с в одно рыло, будучи стальным одноступом не на водороде и с посадочным обвесом. В таких условиях разница одноступ/двухступ будет гигантская, актуальность сойбойских идей сложно переоценить...
Причём 1я ступень многоразовая, это ж обычный танкер с тепловым щитом. Я даже не знаю какую причину должен выдумать Маск, чтобы не делать двухступ. 

[Шлангенциркуль]

Тут интересна его косвенная оценка сухой массы HLS на основе второй ступени Старшипа, которая получается в ближней перспективе, 100 т. короткий под 400т заправки, 125 обычный.

[cross-track]

Не понял, почему "Транс-лунный заправочный модуль с минимальной сухой массой (и всего двумя вакуумными Raptors) придётся запускать с частично заполненными баками". Если этот модуль - это новое изделие, то что мешает сделать его с меньшими баками?

[МБР]

Тоже мне, "идея". Не гоним к Луне лишнюю массу в Старшипе, но гоним туда лишнюю массу в виде танкера? Причем не только в виде топлива, но и лишних двигателей. Я правильно понял? А танкер потом куда? 
Впрочем, какая разница - всё равно Луну Безосу отдадут, так надежней. 

[Шлангенциркуль]

Самое надежное - ничего не делать.

[Кот Бегемот]

Эх, а диды однопуском летали

[Шлангенциркуль]

У Безоса танкер тоже остается пустым на приколе где-то на задворках Луны.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/19/Artemis_V_HLS_concept_of_operations.svg/2880px-Artemis_V_HLS_concept_of_operations.svg.png

[Шлангенциркуль]

"Транс-лунный заправочный модуль с минимальной сухой массой (и всего двумя вакуумными Raptors) придётся запускать с частично заполненными баками". Если этот модуль - это новое изделие, то что мешает сделать его с меньшими баками?

Имеется ввиду начальный вывод танкера на орбиту, максимальная масса второй ступени, которую могут вывести два раптора.

[Буцетам]

Не понял, почему "Транс-лунный заправочный модуль с минимальной сухой массой (и всего двумя вакуумными Raptors) придётся запускать с частично заполненными баками". Если этот модуль - это новое изделие, то что мешает сделать его с меньшими баками?

Да Сойбой дурачек просто, слишком много думал, перетрудился и запутался. Не надо никаких "недозаправрк" и "потерь ускорителя". Транс это обычный танкер с тепловым щитом. Разница в том что у него баки больше, и другие танкеры его тоже заправляют. Раньше 20 танкеров заправляли HLS, а теперь 10 для HLS, а 10 для транса

[nonconvex]

Самое надежное - ничего не делать.

Самое надежное - делать, но не болтать. 

[Водитель]

Вот, движение в мысли в правильном направлении. Лендер надо поменьше, чтобы в однопуск одноразового старшипа уложиться, и будет всем счастье.

[Андрюха]

так как возвращение в NRHO требует меньше топлива.

Вот это совсем не понял. По сравнению с чем? С посадкой?

+2км/с(взлёт)

Вот откуда Вы это берете? Да, взлет...но на НОЛО...а где еще 700 м/с на переход к NRHO? В Орион то пересадка там...

[vlad7308]

Если HLS это многоразовый (да даже и одноразовый) лунный челнок "луна-орбита луны", то лишние баки на топливо для перелета с ноо на оло ему действительно совершенно ни к чему.
Так что вроде довольно разумное предложение.

[cross-track]

Если менять конструкцию, то, может, сделать HLS похожим на стартовую конфигурацию шаттла? Т.е. вместо разгонного танкера прицепить сбоку большой бак с топливом, а разгон осуществлять двигателями HLS с переливом.

[Андрюха]

Если HLS это многоразовый (да даже и одноразовый) лунный челнок "луна-орбита луны",

HLS - human landing system. С чего он стал орбитальным челноком? И на чем тогда садиться на Луну??

[vlad7308]

Если HLS это многоразовый (да даже и одноразовый) лунный челнок "луна-орбита луны",

HLS - human landing system. С чего он стал орбитальным челноком? И на чем тогда садиться на Луну??

Вы невнимательно прочитали.

[garg]

Я  тоже предлагал уменьшить лунный старшип. Но не до 400 тонн заправки, а до 600-700. ПН все равно 100 тонн не предполагается по программе  там цели не более  20.
Без двухступности, но с заправкой лунным танкером на промежуточной (около ГПО) орбите - собственно промежуточную орбиту и сами спейсатые предлагали.
Из изменений только баки укороченные, никаких дополнительных укреплений, которые возвращают массу  после обрезания баков не надо.

[cross-track]

Из изменений только баки укороченные, никаких дополнительных укреплений, которые возвращают массу  после обрезания баков не надо.

И оставить 6 рапторов?