Оптимальная транспортная система Земля-Луна

[Sevlagor]

15 лет?

25
А может и все 50  

[Зомби. Просто Зомби]

Да
Это ближе

[Fakir]

Прикинул для многоразового лэндера еще и трёхкомпонентник - керосин-кислород-водород а-ля РД-170, -171.

Водород - УИ 450 с при массовом отношении компонент 1:6 (взял соотношение, как у SSME, а не по стехиометрии; вероятно, оно может быть и больше, вплоть до 1:8 ).
Метан - УИ 370 с при отношении компонент 1:3,4
Керосин - УИ 350 с при отношении компонент 1:2,5

Керосин+водород - УИ 415 с при отношении компонент 1:4,4 (по массе - кислород 81%, керосин 13%, водород 6%).

Затраты топлива на взлёт-посадку (в долях от сухой массы лэндера) получились следуюшие:
Водород - 0,21
Метан - 0,47
Керосин - 0,7

Керосин+водород - 0,35

Т.е. если расход водорода за полёт взять за единицу:

Водород - 1
Метан - 2,2
Керосин - 3,2

Керосин+водород - 1,6

Для лэндера сухой массой 5 тонн расход топлива для водорода, метана и керосина соответственно 1 тонна, 2,3 тонны и 3,5 тонн.
Для трёхкомпонентника - 1,7 тонны, из них керосина - 1,15 тонны, водорода - 560 кг.

Чём чёрт не шутит - может, и выгоднее окажется. В целом по массе проигрываем, но по массе водорода выигрываем вдвое - так что, может быть, за счёт баков и охлаждающего оборудования выйдем в плюсы.
А ведь наверняка можно сделать трёхкомпонентник и на метане вместо керосина, параметры у него будут еще лучше.

[Вадим Семенов]

1. Несколько малых автоматов.
2. Создание транспортной системы - запуск одного-двух буксирова.
3. Вывешиваем над Луной ЛОС, оснащаем для принятия экспедиции.
4. (optional) Кратковременная экспедиция посещение на ЛОС - возможно, в основном занята также зондированием Луны и выбором места для создания базы.
5. Доставка на ЛОС лэндеров (одноразовых, грузовых) и оборудования для добычи кислорода на Луне.
6. (optional) Долговременная экспедиция на ЛОС для контроля последубщих стадий.
7. Спуск оборудования на Луну, добыча кислорода.
8. Доставка многоразового грузового лэндера на ЛОС.
9. Доставка элеметнов лунной базы, спуск многоразовым лэндером на лунном кислороде, развёртывание базы.
10. Доставка на ЛОС многоразового пилотируемого лэндера, экспедиция посещения на лунную базу.
11 и далее - светлое будущее, благорастворение воздухов. Долговременные экспедиции на ЛОС и лунную базу, использование лунного кислорода в качестве рабочего тела буксиров, дозаправка им же пилотируемых кораблей к Земле, и т.д. и т.п. - добыча местного водорода, воды, гелия-3 и взращивание яблонь и кукурузы.

Все правильно, только из этого плана нужно выкинуть ЛОС и все, что с ней связано. Это пятое колесо в этой телеге. Она не нужна ни для чего. Равно как и бесцельное болтание на орбите Луны. Пприлетел на LLO -- стыкуйся с лендером и садись.

[Fakir]

Нет, как раз в схеме с буксирами ЛОС необходима. Потому что в этом случае лэндеры доставляются отдельно, топливо для них - отдельно (причём в идеале частично - с Луны), космонавты прилетают отдельно, разнообразные грузы - тоже отдельна. Для сборки всего этого воедино ЛОС - то, что надо.

Еще немного о лэндерах. Каким размером "кирпича" стоит задаться для грузового лэндера? 12 тонн, по идее, должно хватить?

[Зомби. Просто Зомби]

Все правильно, только из этого плана нужно выкинуть ЛОС и все, что с ней связано.

Точно
Да и лэндеры тоже
Что там ваще делать, на этой долбаной Луне :mrgreen:  

Это пятое колесо в этой телеге. Она не нужна ни для чего.

[Зомби. Просто Зомби]

4. (optional) Кратковременная экспедиция посещение на ЛОС - возможно, в основном занята также зондированием Луны и выбором места для создания базы.

Ну
За недельку прикинем где чего

PS.
Да и ваще - ясно же, что на полюсе
Кто-то еще сомневается?

PPS.
Да и ваще - усё будут делать аутоматы
И разведку и дОбычу :roll:

PPPS.
ПЁрл, чистый пЁрл :mrgreen:

[Вадим Семенов]

РН ........................ ПГ ЛЕО ................ СЭТМРБ-800 ........................ МЛАБ-400 .................... ТЛАБ-10
.......................................................... ХС=5000+900 .................. ХС=8000+8000 .......... ХС=5000+4700
Союз-2 .................. 8 250 кг .............. 3 610 кг (3) ..................... 3 620 кг (69) ................. 500 кг (3.8 )
Ангара-3 ............. 14 500 кг .............. 7 260 кг (5) ..................... 8 400 кг (101) .............. 5 800 кг (4.7)
Протон .................. 20,5 т ............... 10 640 кг (7) .................... 13 000 кг (132) ........... 10 890 кг (5.5)
Ангара-5 ............... 24 т .................. 12 650 кг (8.) ................... 15 680 кг (151) ........... 13 850 кг (6.0)
Ангара-5В ............. 35 т .................. 18 960 кг (12) .................. 24 100 кг (208) ........... 23 160 кг (7.5)
2х Протона ........... 41 т .................. 22 460 кг (14) .................. 28 700 кг (239) ........... 28 160 кг (8.3)
2х Ангара-5 .......... 48 т .................. 26 470 кг (16) .................. 34 000 кг (275) ........... 34 170 кг (9.3)

Было бы интересно посчитать МЛАБ-400 с аэродинасическим торможением. В этом нет ничего страшного. На Канаду ядерный реактор свалился и практически без последствий. Но то было падение в непредсказуемом месте. Торможение "по плану" наверняка можно расчитать так, чтобы возможное падение остатков произошло в мировой океан, благо он занимает 3/4 поверхности планеты. Так что ежли гикнется, то и концы в воду.

Что касается солнечных двигательных установок, то торможение в атмосфере лопухами зеркал выглядит настолько новой и неопробованной технологией, что я бы ее пока всерьез вообще не воспринимал. К счастью СЭДУ вполне может быть одноразовой, поскольку она принципиально проще реактора, и ее можно просто выбрасывать у Луны. Правда, для этого она должна быть менее монструозной (ценой более длительного полета к Луне). Где-нибудь на порядок меньшей тяги/мощности.

[Вадим Семенов]

Нет, как раз в схеме с буксирами ЛОС необходима. Потому что в этом случае лэндеры доставляются отдельно, топливо для них - отдельно (причём в идеале частично - с Луны),

И что? Стыкуй доставленную буксиром бочку с горючим прямо к лендеру и заправляй на здоровье. Зачем промежуточное звено в виде ЛОС? Ну а если топливо с Луны, то это вообще недоступно моему пониманию. Привез лендер кислород с Луны, перекачал его в баки ЛОС, через некоторое время перекачал обратно с ЛОС в лендер и полетел на Луну. Бред! Не проще ли его просто оставить в баках лендера?

космонавты прилетают отдельно, разнообразные грузы - тоже отдельна. Для сборки всего этого воедино ЛОС - то, что надо.

Зачем все это собирать вместе? Чтобы монструозный лендер построить? Грузы и "личный состав" нужно спускать раздельно. Для "живой силы" нужна надежность лендера, для грузов ей отчасти можно пожертвовать в пользу грузоподъемности. Космонавтам от лендера нужен герметичный объем, сжо, а грузам только открытая платформа, их можно спускать на поверхность в той же "таре", в которой они были доставлены на LLO.

Еще немного о лэндерах. Каким размером "кирпича" стоит задаться для грузового лэндера? 12 тонн, по идее, должно хватить?

ИМХО, хватит. Если не делать из лендера грузо-пассажирского монстра.

[Зомби. Просто Зомби]

Из другой ветки, правда, но оччень, оччень

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=117951#117951

Сходство с Гермесом только в идеологии связки  ВА+орбитальные модули, остальное : и аэродинамическая компоновка, и характеристики орбитальной части,  и все системы  -  в принципе различны.

Не только. Гермес за все годы своего бумажного и макетрого существования постоянно менял "форму и вид". То у него появлялся хвостовой стабилизатор, то пропадал. То крылья у него были прямые, а то вдруг закруглялись вверх. Менялось число членов экипажа. Менялся внешний вид кабины. Вам это ничего не напоминает из истории Клипера?

Да, самое главное! На Гермес потратили кучу денег и построили несколько макетов, которые таскали по выставкам. И даже отобрали специально под него космонавтов. Все кончилось ничем. Думается, тут еще одна паралель с Клипером получится.

Теперь мы в Европы сиганули, так что теперь будет "как у них" :roll:
Масссса проектов, масссса...
С крыльями, с реакторами, с термоядом, с гелием...
Очччень, очччень...
 :mrgreen:

[Fakir]

Зомби. Просто Зомби

То, что предполагают американцы сейчас отчасти оправдывается большой ракетой, которая одна в состоянии доставлять на Луну ПН в 20 тонн

Отговорки.

И тем, что летят они сразу на Луну

Отговорки.

И тем, что планируется относительно малое число полетов в год (кажется, не более 3-х? )

Отговорки. Мы можем летать не чаще 2-х раз бес потери качества.

Мы же "собираемся" лететь только на ЛОС и в этом полете уже есть как минимум одна стыковка - с ЛОС
А может быть и больше - если это экспедиция на Луну

Отговорки. В любом полёте на Луну с посадкой есть еще одна стыковка. Т.е. у американцев их по две штуки за полёт. И ничего. 2 стыковки или три - разница непринципиальная; стыковка должна быть делом вполне заурядным.

К тому же и параметры доставляемой на ОЛО ПН "оставляют желать", ЛОС на таком построить невозможно -

Зомби, а с чего это вам приснилось, что модуль ЛОС должен быть всенепременно массой 20 тонн? У вас на потолке эта цифра написана? Так может, это просто застарелые следы потопа у соседей сверху, а?

да, очевидно, и не планируется: "у нас нет планов по Луне" (С) Перминов

Потому и не планируется, что пока нет хорошей комплексной программы, не чрезмерно дорогой и с побочными бонусами. Идти по пути, аналогичному американскому, нам сейчас и впрямь нафиг не надо.

Холодильник

Уважаемый Факир, а почему не рассмотреть вариант холодильника для жидкого водорада?

Надо рассмотреть, конечно. Но я сейчас не смог бы этого сделать - не располагаю достаточными данными.

[Sevlagor]

Факир,
Насчёт трёхкомпонентника:

Он нужен чтобы сэкономить на массе баков и на массе ЖРД.
Это иногда актуально для земных РН.
У них масса топлива в 30-40 раз превышает массу ПГ, масса баков соответственно в 2-5 раз превышает ПГ
Т.е. если массу баков уменьшили на 10% то массу ПГ за счёт этого можно увеличить на 20-50%
Поэтому иногда трёхкомпонентник может оказатся выгоден.

Для лунного лендера трёхкомпонентник ЧЕРЕЗВЫЧАЙНО невыгоден

Для лунного лендера ПГ раз в 10-15 больше массы баков.
Если сделать баки вобще невесомымы масса ПГ увеличится на жалкие 7-10%.
При этом вы уменьшаете массу баков на 30-40% (которые в массе лендера составляют 10-15%) ценою увеличения массы горючего в 1.5-2.5.
А ведь горючее приходится возить аж с Земли,
в то время как баки надо возить всего лиш с ЛЛО на Луну и обратно.

Пусть масса водородных баков = 1/5 массы ЖВ
Пусть масса 2-компонент. бака = 1/16 от массы горючего.
Примем массу ЖВ за 1.
Тогда масса баков = 0.2
Меняем ЖВ на ЖВ+керосин.
Масса горючего увеличивается с 1 до 1.6
Масса баков уменьшается с 0.2 до 0.1
В плюсе 0.2-0.1 = 0.1 (экономия веса)
В минусе 1.6-1 = 0.6 (потери)
Более того
Эти сэкономленные 0.1 массы баков не потребовалось разгонять до 3500 м/с (ХС для ЛЛО-Луна-ЛЛО)
А дополнительные 0,6 массы горючего теперь надо доставить аж с Земли (ХС = 9000+8000)

Керосин или метан по той же причине ещё более невыгодны.

[Fakir]

Зомби. Просто Зомби

Под что годится вышеупомянутая "хрень"?
Под пилотов - с временем выведения "от 30 суток"?

Зомби, ну в самом деле, хорош дурочку-то валять.
Уже ведь русским по чёрному десять раз написано было: то, что вы так ласково и интеллигентно поименовали "хренью", предназначено для транспортировки грузов и беспилотной техники (модулей и лэндеров).

Посчитайте "по Факиру":
 - атомный реактор для буксира

Будет. Говорил же - военные хотят 100-киловаттник. Будет мощнее - тоже, надо думать, не откажутся, да и опыт будет.

- "сам буксир" (двигатели, преобразователи, радиаторы и тд)

Это просто. Движки - вообще не проблема. Вообще, вся конструкция при наличии реактора не сложнее геостационарного спутника.

- криоген на ЛОС
- добыча кислорода на луне

Ой млин... Ну десять раз же подчёркивал - все эти компоненты можно вводить в бой по очереди, хотя и желательно использовать все вместе.

- пилотируемый полет к ЛОС на миникорабле ("джемини")

Ок. Не "джемини". БО "Союза". Устраивает?

P.S. Не, Зомби, вы уж извините, но это становится чересчур утомительно. Что-то вас последние полгода одолели сплошь кретинистические... тьфу, то есть критические... настроения - то не так, это не этак, "Клипер" плох, гелий - опиум для народа, ядерный буксир - происки врагов, а единственное спасение от всех напастей - 40-тонная РН, коя и приведёт к всеобщему благорастворению воздухов.

[Sevlagor]

Керосина надо в 3.2 раза больше чем ЖВ.

Для того чтоб появилась возможность компенсировать увеличившуюся массу горючего экономией на криогенной системе,
надо чтоб её вес был сравним с массой керосина.
Т.е. чтоб криосистема смогла съесть всю выгоду от использования ЖВ она должна весить больше чем весь ЖВ в баках. Раза в 2 больше.

Понятно что вес криосистемы на порядок меньше веса ЖВ.

О экономии на ней не может быть и речи.

[Fakir]

Sevlagor

Т.е. если массу баков уменьшили на 10% то массу ПГ за счёт этого можно увеличить на 20-50%

Пусть масса водородных баков = 1/5 массы ЖВ
Пусть масса 2-компонент. бака = 1/16 от массы горючего.

Это реальные данные, или взятые просто для примера? К тому же нам воленс-ноленс надо бы еще массу криогеники учесть...

Баки баками, но нам ведь нужно еще и захолаживающее оборудование, так? Сколько оно может весить - хрен его знает; пока нет более-менее достоверных данных, трудно судить, какой вариант окажется лучше и проще.

Надо, надо бы нарыть данные по водородным бакам и криогенике...

Посчитал по ratman'у "полу-цандеровскую" траекторию разгона для ТЛАБ-10 с 35 т ПГ+горючка.

Ага, очень интересно. А для 400-киловаттника не считал?

Перелёт обратно ЛЛО->ЛЕО
ХС = 4 711 м/с

Ммм... А если и в самом деле обнаглеть, и попробовать на обратном пути тормозиться атмосферой?

ПГ на ЛЛО = 24 100 кг

Ага, внушает... Но обрати внимание - по сравнению с 400-киловаттником (мощность в 20 раз меньше, масса в 4 раза меньше) ПН возросла всего вдвое - хотя и при уменьшении времени перелёта. А сам агрегат уже посложнее, пожалуй.
У меня складывается ощущение, что под такого монстра нужна уже ПН эдак под 100 тонн, и что вообще для буксира оптимальная масса "подхватываемого" груза может быть где-то на порядок больше его собственной массы.

[Fakir]

Agent

Ядерный буксир раньше или позже делать придется.
Если уж начинать с него, то пилотруемые полеты к Луне начнутся гораздо позже в любом случае.

А и не факт. Пока американцы там будут делать носители под CEV - две штуки аж! - буксир можно сделать трижды.
А для пилотируемых использовать давно существующую технику. Она неоптимальна, конечно, но на первое время - сойдёт.

Отрабатывается на засылке к Луне автоматов и компонентов будущей базы. По однопусковой схеме (то есть лендер, топливо и груз вместе).

Наверное, первые несколько пусков - только так. Разве что для особо массивных налунных грузов лэндер нужно будет вести отдельным рейсом.

И летаем между низкими орбитами БЕЗ химии вобще. Попутно отрабатывая марсианскую схему. То есть буксир для людей будет носить на себе нечто салютоподобное, к которому стыкуеться Клипер и баки с топливом.

Хм... тут, конечно, надо смотреть все pro et contra, но сдаётся мне, что это чересчур - в первую очередь, слишком много времени придётся провести в радиационных поясах, что есть очень не гут. На защите разоримся. Да и на СЖО, пожалуй - таскай всю эту массу туда-сюда.

Зомби. Просто Зомби

Надо еще учитывать, что работоспособность в коллективе поддерживать на должном уровне, когда нет никакого зримого выхода сложновато будет, да и разбежится народ с глухой темы
Такая постановка - это перевод на путь, аналогичный разработке термоядерного реактора

Знаете, в упомянутой вами разработке термоядерного реактора работоспособность коллектива на вполне приличном уровне.

[Fakir]

Зомби. Просто Зомби

БУКСИР ДЛЯ ЛУННОЙ ПРОГРАММЫ на такой основе вообще сразу не получится

Такое ощущение, что вы вообще слабо представляете, о чём разговор... Буксир в отличие от того же "Шаттла" - далеко не предельная машина. Нет там ни огромных тепловых нагрузок, и никакого другого экстрима.
Все технологии неплохо известны. Движки просто есть, реактор есть наполовину. Вся остальная требуха - вообще мелочи.

Или я не понял?
Вы ведь не о ТФЯРД?
ТФЯРД - да, то, что вы сказали
Только для Луны-то он зачем?

ТФЯРД бы пригодился весьма. Как раз для частых полётов к Луне он весьма выгоден - это еще 20 лет назад посчитали.

[Fakir]

Shiver

К сожалению "заточить" реактор чтобы он генерировал абсолютно все и силовые и управляющие напряжения не получится  
Слишком большая номенклатура напряжений и токов.

Тем не менее для оптимизации есть широкое поле. На реактор много чего можно прилепить - даже, например, две (а то и больше) различные генерирующие системы. Возможно, это может оказаться выгоднее, нежели преобразовывать токи/напряжения.

Но даже в этом случае возможны серьезные проблемы при стыковке. И без промежуточных блоков просто не обойтись, а где блоки там и потери

Бесспорно, потери будут. Речь идёт о том, что их можно и нужно свести к минимуму.

Можно "заточить" под какое-нибудь одно силовое напряжение, например, разрядное (в рассмотренном СПД около 700 В).

Я его и имел в виду. Только, сдаётся мне, оно должно быть всё же немного поменьше - ближе к 600 В, скорее.

[Sevlagor]

Т.е. если массу баков уменьшили на 10% то массу ПГ за счёт этого можно увеличить на 20-50%

Пусть масса водородных баков = 1/5 массы ЖВ
Пусть масса 2-компонент. бака = 1/16 от массы горючего.

Это реальные данные, или взятые просто для примера?

Масса бака для водорода завышена, на самом деле гдето 1/8-1/9
А для 3-комп. занижена. насамом деле будет тяжелее. У ангары например баки (киросин+кислород, большИИИе и ЖВ нету) 1/16.

К тому же нам воленс-ноленс надо бы еще массу криогеники учесть...

Баки баками, но нам ведь нужно еще и захолаживающее оборудование, так? Сколько оно может весить - хрен его знает; пока нет более-менее достоверных данных, трудно судить, какой вариант окажется лучше и проще.

Надо, надо бы нарыть данные по водородным бакам и криогенике...

Возьмите киросиновый лендер сухой массой 5 т как вы уже считали. Расчитайте сколько топлива надо привезти с земли для 1 десантирования без ПГ, с возвратом.

Потом тоже самое для лендера на ЖВ, 5т сухой массы и плюс ... ну пускай ... 2 т криосистема ... пускай сухая масса будет 7 т
И для него посчитайте сколко надо привезти с земли топлива на такоеже десантирование.

[Fakir]

Вадим Семенов

И что? Стыкуй доставленную буксиром бочку с горючим прямо к лендеру и заправляй на здоровье. Зачем промежуточное звено в виде ЛОС? Ну а если топливо с Луны, то это вообще недоступно моему пониманию. Привез лендер кислород с Луны, перекачал его в баки ЛОС, через некоторое время перекачал обратно с ЛОС в лендер и полетел на Луну. Бред! Не проще ли его просто оставить в баках лендера?

В одном из соседних топиков Зомби резонно напомнил, что на околоземных ОС ресурс пристыкованного КК больше, чем в свободном полёте. Надо полагать, это неспроста, и с лунными кораблями всё аналогично.
Кроме того, на ЛОС можно повесить мощную криогенику (и не таскать её лэндерами с Луны и обратно), мощную СЖО и радиационную защиту (на случай повышения солнечной активности), и таким образом обеспечить доп. безопасность экипажа

Зачем все это собирать вместе? Чтобы монструозный лендер построить?

Нет. Просто груз, лэндеры, и топливо для них рационально везти по отдельности. Один рейс - шруз, другой - два лэндера, третий - бочка-рефрижератор с водородом. Тащить водород с лэндером вместе - неоптимально, лучше сблокировать криогенику.

ИМХО, хватит. Если не делать из лендера грузо-пассажирского монстра.

Грузы и человеци - однозначно раздельно, специально подчёркивал.