Оптимальная транспортная система Земля-Луна

[Sevlagor]

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.

Хмм ... Как вы его разгоняете у Луны и тормозите у Земли?

ХС на перелёт к Луне ~4000 м/c, ХС на разгон у Луны ~800 м/с. Меньше в пять раз.
При УИ ~9000 на разгон у Луны надо ~10% массы.

Тормозится можно по разному.
Можно обратной стороной СБ или зеркал. Потихоньку летели к Луне потихоньку и возвращаемся. Тогда расходоваться будут считанные килограммы горючего на крохотные коррекции орбиты.
Хотя конечно можно забурится в атмосферу на 60 км и тогда придётся потратить изрядно массы на мощную ТЗ.
Как тормозимся такие и затраты массы.

[serb]

Тормозится можно по разному.
Можно обратной стороной СБ или зеркал.

Аттлична. Запишите в счет мощную ферму, способную воспринять и передать нагрузки от зеркал. И конструкцию самих зеркал усилить не забудьте, ага. А плечо там ба-альшо-ое :-)

А, да. И еше систему стабилизации и управления в атмосфере плииз. А то, знаете ли, "невинтового бруса не бывает" (с), перекосит у Вас зеркала на пару миллиметров - глядь - и закрутился аппаратик аки пропеллер.

В общеим, если предположить, что одноразовый буксир будет весить пару тонн - то многоразовый потянет на все четыре. Минимум.

[Зомби. Просто Зомби]

Да
Тормозить таки лучче мотором
Не жалея водорода

PS.
А так ничего выглядит: выводим "40-тонкой" бак с водородом и ПН, и непосредственно все стыкуем с разгонником
А в разгоннике еще свой бачок, небольшой, так что он от выведенного большого бака заполняется
А на ЛЛО ПН и большой бак отстыковываются, и буксир разгоняется (и тормозится потом, у Земли) совсем налегке, только "сам"

В принципе схема таже, что и для ТФЯРД
Только боюсь, что выигрыша двукратного неполучится
Придется мудрить с использованием многопусковых схем и более легкими ракетами, что существенно уменьшит экономию
И получится у нас "тоже на тоже", выигрыш от использования ТФЯРД "по Agent'у" непринципиальный при использовании "для Луны"
А мороки, включая разработку, - куча

Так что "40 тонн" форэва!
 :mrgreen:
Типа, даёшь! :wink:  :mrgreen:

[Sevlagor]

Аттлична. Запишите в счет мощную ферму, способную воспринять и передать нагрузки от зеркал. И конструкцию самих зеркал усилить не забудьте, ага. А плечо там ба-альшо-ое :-)

Фермы немерянной прочности ненужны.
Потому что, повторяю, бОльшая часть (~75%) массы МРБ - его зеркала и тормозится он ими же.
Эти 75% нагрузки никуда передавать не надо.
Каждый кв.метр зеркала тормозит сам себя.
Зеркалом я называю и отражающую фольгу и каркас и ЭВТИ и ТЗП.
С зеркал через их каркас надо передать на другие элементы МРБ только лиш ~25% нагрузки.
Через ферму на центр передаётся ~10-15% (потому что ~15-10% массы это сама ферма).

А, да. И еше систему стабилизации и управления в атмосфере плииз. А то, знаете ли, "невинтового бруса не бывает" (с), перекосит у Вас зеркала на пару миллиметров - глядь - и закрутился аппаратик аки пропеллер.

Не беспокойтесь про систему стабилизации и управления не забыл. Онаже система разворота на солнце и фокусировки и развёртывания. Такчто дополнительный вес на неё непотребуется. многофункциональная она.

В общеим, если предположить, что одноразовый буксир будет весить пару тонн - то многоразовый потянет на все четыре. Минимум.

А я так и считаю - сухая масса 4т.

[Sevlagor]

Да
Тормозить таки лучче мотором
Не жалея водорода

При сухой массе 4 т на это уйдёт 1800 кг водорода.
А на разгон у Луны тогда потребуется не 400 кг а 580 кг (+180 кг)
Итого почти 2 т.
А ТЗП весит 100-200 г/м2.
При площади 1500 м2 это ~150-300 кг

[Agent]

Для Луны на промежуточном этапе (после базы, но еще до добычи гелия)  наверно лучше использовать химию. Реактор ток для отработки самого реактора (для Марса и уже настоящего освоения Луны)
Топливо для всей схемы берем с Земли (спирт), кислород - с Луны
На ЛЕО и ЛЛО могут понадобиться спецОС - большие танкеры с холодильником и СБ энергетикой. По совместительству и перевалочные склады.
Когда пойдет гелий, то попутно появится много водорода. Его можно паковать в воду(или нечто другое) и отправлять на те же ОС. Где он по мере необходимости крэкаеться на водород, кислород.
То есть добыча гелия попутно решает задачу почти неограниченного источника топлива\реактивной массы для передвижения по всей солнечной системе.

ЗЫ: это если лед на Луне не найдут в достаточном количестве

[serb]

А я так и считаю - сухая масса 4т.

И сколько Вы таскать этим 4-тонным чЮдом собираетесь?

[Sevlagor]

Кроме черной ткани на полторы тысячи кв.м, надо еще столько же ЭВИ. Надо считать...

Хватит одного слоя 10-20 г/м2
15-20 кг всего.

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?

Параметры различных орбит:
Орбита перелёта ЛЛО-ЛЕО: Rп=6378+105=6483 км, Vп=10980 м/с, Rа=312 тыс.км, Т/2= 3 сут 15 ч

Далее Rп везде 6378+105=6483 км

Vп=10,5 км/с, . Rа=55 770 км, . Т=15 ч 10 м
Vп=10 км/с, .... Rа=28 000 км, . Т=6 ч 17 м
Vп=9,5 км/с, ... Rа=17 800 км, . Т=4 ч 42 м
Vп=9 км/с, ...... Rа=12 480 км, . Т=3 ч 33 м
Vп=8,5 км/с, ... Rа=9 217 км, ... Т=2 ч 55 м
Vп=8 км/с, ...... Rа=7 024 км, ... Т=2 ч 32 м

[Sevlagor]

А я так и считаю - сухая масса 4т.

И сколько Вы таскать этим 4-тонным чЮдом собираетесь?

ПГ половина от того что РН вывела на ЛЕО. Другая половина водород и бак.
А дальше чем больше нагрузили тем дольше лететь.
При 12т ПГ + 12т водород (и бак) разгон у земли займет 2.5-4.5 дня в зависимости от "сезона", торможение у Луны 13-24 часа

[serb]

А дальше чем больше нагрузили тем дольше лететь.
При 12т ПГ + 12т водород (

Ага. Значит, 12 тонн из 25 где-то.

Без учета стоимости амортизации и ТО буксира, а также стыковочных операций имеем при стоимости выведения где-то 3 доллара за грамм стоимость у Луны 6.25 долларов за грамм.

А теперь берем и запускаем одноразовую 2-тонную СЭДУ вместе с грузом. Две тонны экономим на стыковочно-дозаправочных приблудах (2х300 кг), ТЗП (300 кг по Вашей же оценке), топливе на обратную дорогу(400 кг), доп. баке ЖВ (килограмм 100), обеспечении ремонтопригодности (разъемные соединения и пр)  и усилении конструкции. До Луны долетает больше - уже  13т ПН. По цене - с учетом стоимости буксира (грубо 6 млн в массовом пр-ве) - 6.23 долларов за грамм. А если учесть стоимость эксплуатации многоразового?

Видите ли, пока стоимость вывода на ОИСЗ сравнима со стоимостью железа - многоразовость не окупается.

[Sevlagor]

Ваша одноразовая СЭДУ это буксир на томже принципе что и мой только одноразовый? Да?

[serb]

Ваша одноразовая СЭДУ это буксир на томже принципе что и мой только одноразовый? Да?

Да. Просто показываю, что многоразовость себя не окупает.

[Зомби. Просто Зомби]

Да
Тормозить таки лучче мотором
Не жалея водорода

При сухой массе 4 т на это уйдёт 1800 кг водорода.
А на разгон у Луны тогда потребуется не 400 кг а 580 кг (+180 кг)
Итого почти 2 т.
А ТЗП весит 100-200 г/м2.
При площади 1500 м2 это ~150-300 кг

Закоптятся зеркала :roll:
Или эти пойдут, как его :roll:
Цвета побежалости :mrgreen:
Не, "из общих соображений" - лучше двигателем

[Зомби. Просто Зомби]

Ваша одноразовая СЭДУ это буксир на томже принципе что и мой только одноразовый? Да?

Да. Просто показываю, что многоразовость себя не окупает.

На данном этапе и в поставленных граничных условиях, "в режиме экономии"
А когда пойдет, скажем, лунный кислород в качестве топлива или раб.тела или что-то вроде того, АРК, например, появится - многим можно будет пренебречь, в плане "неэффективности"
Тогда, возможно, ситуация поменяется
Типа, "неэстетично, зато дешево надежно и практично" (С) :wink:  :mrgreen:

[Agent]

У СЭДУ есть существенный недостаток. Отсутсвие будущего.
Есть (возможно) некие экономические предпосылки для создания в краткосрочной перспективе. Да и то - "от бедности".
Нужна большая тяга.

[serb]

А когда пойдет, скажем, лунный кислород в качестве топлива или раб.тела или что-то вроде того,

Ну, тогда либо шах помрет, либо падишах сдохнет. Все будет уже сильно иначе.

Один из вариантов - кто-то таки делает АКС, позволяющий снизить коммерческую стоимость вывода  не 3К за кило, а 500 долларов, скажем. При том, что кило "железа" остается в той же цене. И тогда уже можно думать о многоразовости.

[Agent]

Ну, тогда либо шах помрет, либо падишах сдохнет. Все будет уже сильно иначе.

Задачи такой (лунной) в ФКП нет. Так что подыхать пока некому.
Эффективность и дешевизна имеют очень узкую область пересечения.
Задачу можно по разному ставить
неправильно - есть сумма N, нужно ее максимально эффективно освоить
правильно - есть конкретная цель, нужно определить оптимальный баланс эффективности\стоимости, позволяющий достичь цели.
Пока что нету ни первого ни второго. Образно говоря - нету медведя, которого нужно убить.

[serb]

Задачи такой (лунной) в ФКП нет.

А тут эту задачу никто и не обсуждает.
Тут происходит гимнастика ума.

[Sevlagor]

Ваша одноразовая СЭДУ это буксир на томже принципе что и мой только одноразовый? Да?

Да. Просто показываю, что многоразовость себя не окупает.

СЭДУ это вот что http://www.kerc.msk.ru/ipg/development/solar/sol_eng.shtml - совершенно другой принцип.
Такой аппарат может быть одноразовым у него относительно небольшие СБ - раскрываются после выведения автоматически.

Но их мощность 15 кВт.
И у него либо ЖРДшный УИ и тяга как у моего МРБ-СТДУ,
либо УИ на 10% меньше чем у меня и тяга в 90 раз меньше.

Мой МРБ нужно собирать на МКС - одноразовые замучаешся монтировать.

[Зомби. Просто Зомби]

Ну, тогда либо шах помрет, либо падишах сдохнет. Все будет уже сильно иначе.

Задачи такой (лунной) в ФКП нет.

Злорадствуем, из-за океана? :mrgreen:

Да нет, хотелось бы:
а) оценить реальные возможности, которые существуют сегодня
б) хотя бы "оконтурить" в самом общем виде тот <...> "фактор", из-за которого этой задачи нет
Для меня это остается непонятным, объяснений слишком много, что ничего не показывает, кроме реального бессилия мысли в этом направлении
Впрочем, это старая проблема: "почему человек, зная как надо поступить правильно, делает все же себе во вред" (С) вольный пересказ, "из Платона"