Оптимальная транспортная система Земля-Луна

[Agent]

Все уже украдено до вас
Если без ядерной и прочей высокоимпульсноя тяги, то оптимальным является прямой полет и возвтат. Имхо, ПН С5 + современная элементная база такое обеспечат. 100т чуток нехватает. 130-150 - самое оно.
НАСА такой "ход конем" в уме держат - HLV весь из хуманрейтед компонент планируется. 4 бустера - и все.

ЗЫ: я про это

[Sevlagor]

Имея многоразовую "24-х тонку" и МРБ-СРД можно в один пуск доставить на ЛЛО 12 тонн.

"40-тонкой" такое получится?

Ангару-5 делают и останавливаться уже не будут.
МРБ сделать дешевле 40 тонки.

МРБ многоразовый и Ангара можеть быть многоразовой.

А можно сделать многоразовую 40 тонку?
... думаю можно ...
У Ангары-5 блоки по 10 т весят и их можно ловить вертолётом.
Сомневаюсь что так можно подхватить 16 тонный блок.

И вобще вам 40 тонку нужно или всётаки на Луну?

[Sevlagor]

Все уже украдено до вас
Если без ядерной и прочей высокоимпульсноя тяги, то оптимальным является прямой полет и возвтат. Имхо, ПН С5 + современная элементная база такое обеспечат. 100т чуток нехватает. 130-150 - самое оно.
НАСА такой "ход конем" в уме держат - HLV весь из хуманрейтед компонент планируется. 4 бустера - и все.

40 лет назад так и было.
Керосиновые движки с УИ 3200.
Стыковок боялись почти как посадки на Луну.
ОС - дело будущего.
Компьютеры весом в несколько центнеров и с соответствующим энергопотреблением.

[Зомби. Просто Зомби]

Имея многоразовую "24-х тонку" и МРБ-СРД можно в один пуск доставить на ЛЛО 12 тонн.

Чё-то мне так ка'эцца, что вы лет 20 так "это" попроектируете-попроектируете (МРБ-СРД - чё такое-то?), да "при своих" и останетесь
Тока 20 лет спустя - в унитаз

[Agent]

А со спиртом еще возятся

http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=18898

NASA engineers have successfully tested a new breed of reaction control engine and propulsion system. Aimed at furthering NASA's space exploration goals, the tests helped investigate the possibility of future space travel fueled by non-toxic propellants.

The Reaction Control Engine and the Auxiliary Propulsion System Test Bed were tested in January at NASA's White Sands Test Facility near Las Cruces, N.M. The engine, a prototype thruster used for maneuvering a vehicle in space, was designed and developed by Aerojet of Sacramento, Calif., in cooperation with NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Ala., and Johnson Space Center in Houston.

The Reaction Control Engine is unique in its use of non-toxic propellants -- liquid oxygen and ethanol

[Зомби. Просто Зомби]

Компьютеры весом в несколько центнеров и с соответствующим энергопотреблением.

А космонахтов тоже уже вывели?
Микроминиатюрных?

[Sevlagor]

Чё-то мне так ка'эцца, что вы лет 20 так "это" попроектируете-попроектируете (МРБ-СРД - чё такое-то?), да "при своих" и останетесь
Тока 20 лет спустя - в унитаз

40 тонку точно 20 лет будут делать.
А МРБ сделать в 10 раз дешевле и в 5 раз быстрей. ИМХО.

СРД или ТСРД - тепловой солнечный РД. Гляньте 2 страницу этой темы.

[Waldi]

ресурс теплообменника - ? Система криогенной дозаправки - ? Деградация зеркал - ?

Ресурс теплообменника  стоит в полный рост не только у СДУ, но и в ЯРД-, или в ЯЭУ+ЭРД вариантах буксира. Там еще дело осложняется мощным нейтронным потоком, плюс фичи с ядерной физикой (СУЯР) и т.д.
Криогенная дозаправка нужна в ЯРД-буксире тоже, так что обе проблемы решать надо по-любому.
Деградацию зеркал надо изучать - на сколько рейсов хватит отражающей фольги. Если фольга заметно деградирует за пару-тройку месяцев, то буксир может за это время десяток раз сгонять до Луны и обратно и окупит себя.
Мона предусмотреть возможность быстрой замены отражающей фольги - путем одноименной электризации ее и каркаса зеркала "приклеиваем" ее, путем разноименной электризации - сбрасываем помутневшую пленку. Если разбить зеркала на удобноваримые прямоугольные модули (например, 5х5 метров), можно процедуру смены отажательной пленки неплохо автоматизировать...

[Зомби. Просто Зомби]

При начальной массе 28,85 т...

Вы писали?

А еще есть такая тенденция, что при переходе от "эскиза" к "металлу" "сложности" возрастают, а ПН наоборот, снижается

40-тонка доставляет на ЛЛО 10 тонн, и без операций типа "развертывания зеркал" (как, кстати, делать? "Оператором в скафандре"?)

Стартовое "тягло" оптимальной 40-тонки идентично или почти идентично таковому же для Ангары-5

Многоразовость как для Ангары, так и для МБР-СРД мягко говоря, под сомнением, особенно без снижения ПН для Ангары

А что "МРБ сделать в 10 раз дешевле и в 5 раз быстрей", так это уж точно - ваше "ИМХО".

[Зомби. Просто Зомби]

Опять-таки, я не исключаю в принципе применимость подобных устройств в транспортной системе для ЛОС или лунной базы, но я сильно сомневаюсь, что с их помощью можно легко обойти "ракетный барьер"
Лунный минимум - это "40-тонка"
Без нее я в никакие лунные прожекты, простите, не верю
Можете расстрелять :mrgreen:

[Sevlagor]

40-тонка доставляет на ЛЛО 10 тонн, и без операций типа "развертывания зеркал" (как, кстати, делать? "Оператором в скафандре"?)

А 40-ка тонка сгущается из воздуха в заправленном виде прямо на стартовом столе и одного такого сгушения хватает на десяток пусков? так чтоли?  

[Зомби. Просто Зомби]

А СРД достаточно нарисовать, и прям с листа или с экрана - в космос запускать? :wink:  :mrgreen:

[Sevlagor]

Деградацию зеркал надо изучать - на сколько рейсов хватит отражающей фольги. Если фольга заметно деградирует за пару-тройку месяцев, то буксир может за это время десяток раз сгонять до Луны и обратно и окупит себя.
Мона предусмотреть возможность быстрой замены отражающей фольги - путем одноименной электризации ее и каркаса зеркала "приклеиваем" ее, путем разноименной электризации - сбрасываем помутневшую пленку. Если разбить зеркала на удобноваримые прямоугольные модули (например, 5х5 метров), можно процедуру смены отажательной пленки неплохо автоматизировать...

Поправлю:
1. За время деградации зеркала надо окупить востановление зеркала.
2. Думаю востановить зеркало можно методом напыления.

[Waldi]

Есть еще более простой вариант, применяемый на шлемах гонщиков Ф-1. На лопухах наносятся энное количество слоев отражающей пленки, например 10. За пару месяцев внешний слой пленки деградирует, тогда манипулятором базы, куда буксир периодически доставляет грузы, сдирают изношенный слой и - вуаля, имеем прежний блеск!

[serb]

надо окупить

Ключевые-то слова - вот.

Может, стоит посчитать, окупим мы многоразовостью разницу ПН?

Давайте прикинем хотя бы грубо, исходя из доступных данных.

Коммерческая цена ПН на орбите ИСЗ - порядка 3000 уев за кило.
Коммерческая цена серийного одноразового железа - приблизительно такая же (взял из заявленной Перминовым стоимости КК "Союз").

По (ИМХО оптимистичным) оценкам РККЭ стоимость межполетного обслуживания - на Земле! - 30% от стоимости изготовления нового железа.

Рассмотрим одноразовую СЭДУ. Пусть размер связки - 20 тонн.
Вывод - 60 МБаксов. СЭДУ - ну, пусть 2 тонны - 6 МБаксов.

Пусть мы, используя СЭДУ, доставляем на орбиту Луны порядка 50% первоначальной массы. Т.е. Мкон - 60%, но 10% (грубо) съедает буксир.

Итого, мы доставили груз по цене 66 МБаксов за 10 тонн. Т.е. 6.6 баксов за грамм.

теперь рассматриваем многоразовую СЭДУ. Пусть наша 2-тонная СЭДУ выводится отдельно, а к ней стартуют 18-тонные контейнеры с ПН. Стоимостьью вывода СЭДУ и его собственной стоимостью - пренебрегаем. Считаем, что он сделает 100 рейсов и его доля исчезающе мала.  Более того, межполетное обслуживание тоже считаем бесплатным. Стоимость вывода контейнера - 54 МБакса.
Доставляем на лунную орбиту 10 тонн... и забираем "на обратную дорогу" 50% массы буксира, т.е. тонну. Вы ее и так, и так отдадите - либо рабочим телом, либо увеличением массы буксира на ТЗ. Итого имеем 9 тонн ПН у Луны. По цене 6 долларов за грамм. 10%.  Полагаете, такая разница окупит разработку? Это при бесплатном буксире. И бесплатном ТО. В общем, в идеальных условиях.

[Waldi]

Предложенная Sevlagor'ом выше ТСДУ долетает за 5-7 дней до Луны. Т.е. в месяц делает 2 рейса. Замучаетесь изготавливать каждые 2 недели новый буксир и выводить его на орбиту.
А вот ЭРД-буксир летит полгода-год. И если ему еще пару месяцев понадобится на возврат к Земле, то вполне может быть, что за это время он полностью выработает свой ресурс, особенно если его так спроектировать. С другой стороны, жалко делать одноразовую ЯЭУ. Так что в одноразовые ЭРД-буксиры на пленочных СБ верю, в одноразовые ТСДУ или ЯЭУ+ЭРД - нет.

[Зомби. Просто Зомби]

Вообще, из трех вариантов - ЯРД, СРД, ЭРД, - СРД выглядит наиболее привлекательным
Никакой радиации, минимум преобразователей, достаточно высокая тяга и небольшое время перелета

Поэтому "со стороны ЛОС" ( :wink:  :mrgreen: ) можно сформулировать "заказ" под следующие ТТХ:
- ПН на ЛЛО = 20 тонн
- многоразовый
- скорее всего без аэродинамического торможения ("лопухи" отражателей вряд ли годятся для этого, лучше их делать "хлипкими" и легкими, они не смогут держать аэродинамических нагрузок)
- возвращение "пустым", без никакого груза назад

Вопрос: хватит ли одного запуска 40-тонки (20 тонн ПН + 20 тонн водорода, условно говоря) для обеспечения одного рейса?

В этом случае против ЖРД мы экономим одну 40-тонку

[Sevlagor]

- скорее всего без аэродинамического торможения ("лопухи" отражателей вряд ли годятся для этого, лучше их делать "хлипкими" и легкими, они не смогут держать аэродинамических нагрузок)

МРБ тормозится обратной стороной  зеркал. Их площадь ~1450 м2.
Аппарат массой 4т при торможении с 10800 до 7800 должен сбросить 112 ГДж кинетической энергии. Перевести её в тепло и сбросить излучением.
Т.е. каждый кв.метр теплозащиты за всё время торможения должен излучить ~80 МДж тепла.
Допустим общее время торможения за 3 витка 2400 сек.
Тогда равновесная температура в среднем за время торможения составит всего ~873 град.К  или ~600 град.С

Т.е. для теплозащиты можно использовать некую ткань чёрного цвета натянутую на каркас и способную длительно держать температуру 600-800 град.С

У пустого МРБ на конструкцию зеркал приходится порядка 75% массы и только 25% на центральную часть.
Т.е. зеркала тормозят в основном сами себя.
Каждый квадратный метр зеркала тормозит в основном сам себя.

Вопрос: хватит ли одного запуска 40-тонки (20 тонн ПН + 20 тонн водорода, условно говоря) для обеспечения одного рейса?

В этом случае против ЖРД мы экономим одну 40-тонку

Должно хватить.

[Зомби. Просто Зомби]

Т.е. зеркала тормозят в основном сами себя.
Каждый квадратный метр зеркала тормозит в основном сам себя.

Теплозащита - теплозащитой, а хватит ли им механической прочности?

Вопрос: хватит ли одного запуска 40-тонки (20 тонн ПН + 20 тонн водорода, условно говоря) для обеспечения одного рейса?

В этом случае против ЖРД мы экономим одну 40-тонку

Должно хватить.

Теперь осталось подсчитать "по многоразовости" разницу между стоимостью МРБ и числом сэкономленных 40-тонок
Вполне могу себе представить, что результат может быть положительный, многоразовости на хотя бы 5 - 10 рейсов - и возможна реальная экономия

[Waldi]

Кроме черной ткани на полторы тысячи кв.м, надо еще столько же ЭВИ. Надо считать...
Да и тормозиться хочешь в три витка - по 1 км/с за виток? А не улетишь после первого торможения с 10 км/с далеко-далеко? Какой период обращения при этом получится - дни, недели?