Размерность модулей для пилотируемой космонавтики

[RadioactiveRainbow]

Итак, тема на обсуждение.
(Сейчас будет много буков. Если где грубо накосячил - поправьте.)

-----------вступление------------------------------

На данный момент и у России и у США имеются в наличии носители двух размерностей, значимых для пилотируемой космонавтики (примерно): 5-10т и 20-25т - за счёт которых и решаются все современные задачи (Или задачи подгоняются под размерность носителей).
Но на горизонте у Штатов замаячил новенький носитель, размерности Сатурна-5, т.е. порядка 120-140 тонн...

На новый носитель (точнее, на его концепцию - носитель размерность более 100т на основе системы SS) посыпалось немало критических комментариев.
Суть их сводилась к тому что новый носитель будет использован исключительно для Лунной программы, и, соответственно, создавать под конкретную программу новый носитель, тем более такой размерности - непозволительная роскошь.

Фактически, утверждается, что после реализации Лунной программы на подобный носитель не будет устойчивого и достаточно частого спроса (Т.е. не один полёт в 10 лет,а хотя бы порядка одного-двух полётов в год).

---------------------Собственно, вопросы:-------------------------

В связи с чем не мог не возникнуть сам собой вопрос: а не пора ли "поднять планку" грузоподъёмности серийных РН?

Есть мнение, что сложившуюся исторически классификацию ракет пора бы пересмотреть в сторону увеличения грузоподъёмности классов.
Т.е. размерность Союза перевести в лёгкий класс, Протон/Ариан-5/D4H - средний, ну а тяжелый отвести под РН размерности порядка 100 тонн.

Поясню свою точку зрения:
Сегодняшние "лёгкий" и "тяжелый" классы практически полностью обеспечивают потребности непилотируемой космонавтики - вывод различных ступников и АМС. В принципе, непилотируемая космонавтика, насколько я себе представляю, большего и не требует. Уровень технологий, потребности потребителей,  размерность аппаратов и размерность РН сошлись в некой практически оптимальной точке и особых сдвигов здесь не предвидется.

С пилотируемой же космонавтикой ситуация отличается кардинально. Думаю, многие со мной согласятся во мнении, что последние 30 лет ПК, фактически, топчется на месте.
О целесообразности ПК можно рассуждать долго, но обсуждение, фактически, сводится к вопросу: "Нужно ли человеку осваивать космос?".
Под космосом здесь, разумеется, подразумевается не только околоземное пространство, а под освоением - не только флаговтыкательство.
Ответ так же, полагаю, очевиден (для кого не очевиден - обсуждение не в этой теме, pls).

Итак, принимаем за аксиому что освоение нужно и, рано или поздно, усилия в этом направлении надо будет наращивать. И чем раньше тем, естественно, лучше.

-----------------Ещё несколько тезисов:-------------------------------
Для формирования межпланетных транспортных систем 20 тонного носителя явно мало. В теме "Пилотируемый облёт Венеры" это проявилось достаточно ясно. Либо мы используем тяжелые носители, формируя полноценные ЖРД-транспортные системы из двух-трёх блоков, либо с помощью нынешнего "тяжелого" класса РН собираем буквально ракетные поезда.
Какие в последнем случае идут потери на лишний металл и потери надёжности, полагаю, никому объяснять не надо.


Вывод 1:
Для пилотируемой космонавтики в принципе (если мы, конечно, не хотим её навечно оставить в нынешнем виде и объёме) носитель более 100 тонн - есть очень гут.
Вывод 2:
А не пора ли искуственно создать потребность ПК в таком носителе? В смысле - формировать новые программы ПК в расчёте на активное использование РН подобной размерности.

[RadioactiveRainbow]

ИМХО:
Фактически, использование сверхтяжелой по нынешней классификации РН может исключительно положительным образом сказаться на ПК.

Судите сами:
1) Стомость кг ПН на НЗО для сверхтяжелого носителя практически не отличается от аналогичного параметра для других классов РН.
2) Моноблочные объекты (орб станции, межпланетные корабли и т.д. и т.п.) при прочих равных легче и надёжнее сборных.
2.5) Простое увеличение размерности модулей сборных конструкций должно положительно сказаться на стоимости и надёжности объектов.


Теперь конкретные вопросы - лёгкое отклонение от темы:
а) Почему блочная схема, скажем, орб станций считается лучше моноблочной? Только из за возможности периодической смены устаревших модулей?
б) Считается ли блочная схема лучше Крупноблочной?

P.S.
МКС сверхтяжелым носителем можно было бы вывести за 2-3 пуска.
Я сильно (Очень сильно) сомневаюсь, что подобная схема оказалась бы дольше, сложнее и дороже чем нынешняя сборка из мелких кирпичиков.

[Agent]

P.S.
МКС сверхтяжелым носителем можно было бы вывести за 2-3 пуска.
Я сильно (Очень сильно) сомневаюсь, что подобная схема оказалась бы дольше, сложнее и дороже чем нынешняя сборка из мелких кирпичиков.

Одной из целей постройки МКС как раз и есть наработка опыта в монтаже  таких сложнейших конструкций. На грабли лучше наступать поближе к дому.
ЗЫ: Оптимальный размер "кирпича" - максимальная ПН.
для Луны есть некая минимальная ПН - она и определила максимальную ПН Ареса (Сатурна, Н1)

[Вадим Семенов]

Для околоземной орбиты больше 20т. и не нужно. Но если нет намерения болтаться на ней вечно, а есть желание двигаться вперед, то нужен больший носитель.

[RadioactiveRainbow]

А вот вопрос:

Для околоземной орбиты больше 20т. и не нужно.

Для каких целей? Вообще для ПК? Есть у меня в этом сомнения.

Нет, конечно, сами по себе корабли более 20Т пока не нужны.
А вот сборка массивных из крупных модулей, либо замена сборных конструкций цельными (если нужна соответствующая масса) - мне кажется... впрочем, об этом я выше написал.

Оченно, кстати, симпатично американцы поступили со своим Скайлэбом - сразу на нём вывели запасы всего и вся для всех экспедиций
И не нужны были никакие грузовики

[hcube]

Сомнительно что вообще нужен не то что 100 - даже и 20-тонник.

Его нужность обусловлена только  тем фактом что все модули на орбите ВСЕ ЕЩЕ лабораторные. И как таковые не подразумевают ни сборку ни модификацию на орбите - за исключением ЗАРАНЕЕ ЗАПРОЕКТИРВОАННОГО дооснащения. Уверяю вас, если есть заказчик который помахивает 10 гигабаксами и говорит что ему нужен на орбите 'бублик как у Кларка' - то этот бублик нет проблем хоть Союзами туда поднять. И на месте собрать. Конечно, обьем сборки вырастет по сравнению со 100-тонником, и даже с 20-тонником, но сделать это можно. Т.е. мое мнение - что надо иметь не столько конкретную ПН, сколько возможность вывода негабаритных конструкций. 40-тонники типа водородного Протона или более оптимизированной по ХС Дельты поднимут на орбиту любую нужную в ближней перспективе ПН. А в дальней ИМХО правильнее переходить на челночный АКС (и скажем ГСО спутники грубо говоря покупать отдельно от услуг по запуску), и например ГСО спутники запускать так - подняли на орбиту ГСО спутник вместе со спецами по обслуживанию. Потом подняли РБ, интегрировали со спутником, заправили, и спецы удовлетворенно посмотрели как он на ГПО уходит ;-). При это деньги получили несколько компаний - транспортировщиков земля-орбита - одни привезли (и хранят на орбите) топливо, другие пустые РБ.. ну и т.д.

В общем, мое мнение - надо развивать ракетный транспорт в сторону серийности или многоразовости. А не в сторону увеличения размера. Народ, 20 тонн - это даже не Камаз, это фура. И чего нельзя построить имея камаз и средства загрузки-разгрузки? Такие обьекты можно по пальцам сосчитать, которые требуют более чем 20-тонного моногруза.

[RadioactiveRainbow]

Дык проблема в том, что "строить" ручками надо. А исторически (особенно в отечественной космонавтике) сложилось что человек - всего лишь придаток к железяке. Шагу сделать не смей без координации с ЦУПом.  
Пока ВКД не перестанет быть "теплично-лабораторной" (недельные подготовки, чёткий сценарий, отчёт по каждому шагу) - ничего нормального на орбите собрать просто невозможно.

А последнего не будет, пока деятельность на орбите не станет хоть сколько-нибудь массовой. А для этого по-любому надо наращивать грузопоток с орбитой и усилия по освоению космоса вообще.
Так что 100т для ПК - не альтернатива вашей, безусловно, правильной концепции, а предшествующий шаг (один из).

[Вадим Семенов]

А вот сборка массивных из крупных модулей, либо замена сборных конструкций цельными (если нужна соответствующая масса) - мне кажется... впрочем, об этом я выше написал.

Уметь стыковаться по любому надо. А насчет больших модулей на низкой околоземной -- если будет носитель, может таковые и возникнут. Но сами по себе они для низкообитального космоса не критичны, если только не собираемся строить "бублик" на пару сотен человек.

[Вадим Семенов]

А в дальней ИМХО правильнее переходить на челночный АКС.

Ну это в очень дальной. А в ближней нужен носитель, который позволит шагнуть за пределы околоземной орбиты. И если этот шаг не сделать, не возникнет и грузопоток на орбиту, который сделает оправданной разработку/эксплуатацию АКС.

[Дмитрий Виницкий]

В дальней перспективе надо переходить на нуль-порталы. Ибо это одинаково осуществимо, наряду с одноступенчатой АКС  

[AlexB14]

Можно я внесу свои 15 центов(С) в обсуждение. Я проголосовал за 2-ой вариант, хотя формулировка ответа меня не очень устраивает. Полагаю, что создание РН на 100 тонн - это системная диверсия. РН такой подъёмности, в наших условиях, может создаваться только для конкретных программ: лунной, марсианской, венерианской и т.д. При этом каждая отдельная страна возможно даже и не является финансовосостоятельной для независимого выполнения такой программы. При проблемах с программой (а они более чем вероятны) затраты на создание такой РН автоматически хоронятся. У нас уже выстроилася определённая линейка грузоподъёмности РН: Союз(2) - 7,2(8,2)т.; Зенит -13т.; Протон - 21т. Обратите внимание, что каждая последующая РН грузоподъёмнее предыдущей где-то на 60%. Я вообще полагаю, что мы имеем что-то типа ряда Фибоначчи. Напомню, что числа его ряда следующие: ..., 8, 13, 21, 34, ... Очень похоже на "правило золотого сечения". Это, кстати, вполне логично. Ну, к примеру, желаем мы создать 40-тонник Зомби. У нас сразу же начинает возникать соблазн обойтись 2-мя запусками Протона. То же самое и на 100тонн. Как только возникает предложение по созданию такого носителя, то сразу же появляется вариант n-пусковой схемы на уже существующей РН с возможностью сэкономить на разработке новой. А вот РН на 34т. может оказаться вполне жизнеспособной, - и блоки ОС посолиднее возможны, и полёты к Луне/Марсу/Венере полегче, да и в случае дефицита Протонов вполне можно запустить его ПН с каким-нибудь довеском. Зомби, кстати, тоже соглашался с тем, что РН на 34т. вполне достаточна для начала лунной эпопеи. Кстати, Протон-Н2[/size] и Ангара-7(без КВРБ) как раз где-то нужной размерности. :!: Ну, а 100т при нынешнем состоянии дел - сон разума.
Кстати, это у меня 500 сообщение. Конечно со Старым не сравнишь, но поздравления принять могу.

[RadioactiveRainbow]

15 центов лишними не бывают
Но всё же не покритиковать не могу.

РН такой подъёмности, в наших условиях, может создаваться только для конкретных программ: лунной, марсианской, венерианской и т.д.

И почему же вы так считаете?
Вам не кажется, что для развития ПК (как качественного так и количественного) принципиально необходимо увеличение массооборота между Землёй и Орбитой?

При проблемах с программой (а они более чем вероятны) затраты на создание такой РН автоматически хоронятся.

Нет. Не хоронятся, а идут в стоимость кг ПН на орбите для этой РН.
При вводе такой ракеты в регулярную эксплуатацию, наравне с более лёгкими классами, разумеется.

То есть предложение принять в строй сверхияжелую ракету для регулярного использования дополнительно (к конкретной программе) оправдывает риск по созданию подобного носителя.

У нас уже выстроилася определённая линейка грузоподъёмности РН: Союз(2) - 7,2(8,2)т.; Зенит -13т.; Протон - 21т. Обратите внимание, что каждая последующая РН грузоподъёмнее предыдущей где-то на 60%. Я вообще полагаю, что мы имеем что-то типа ряда Фибоначчи. Напомню, что числа его ряда следующие: ..., 8, 13, 21, 34, ... Очень похоже на "правило золотого сечения". Это, кстати, вполне логично. Ну, к примеру, желаем мы создать 40-тонник Зомби. У нас сразу же начинает возникать соблазн обойтись 2-мя запусками Протона. То же самое и на 100тонн. Как только возникает предложение по созданию такого носителя, то сразу же появляется вариант n-пусковой схемы на уже существующей РН с возможностью сэкономить на разработке новой.

Интересная теория насчёт ряда чисел.
Но вот насчёт замены тяжелого носителя многопусковой схемой...
А где доказательство, что сборный объект окажется лучше?
Многопусковая схема оправдана только в том случае, если массивный объект является единовременным проектом. Ради одного массивного комплекса создавать новый носитель, действительно, исключительно неправильно...
Но ПК подошла к той черте, за которой массивные элементы будут необходимы в массовом количестве. И для такой перспективы сверхтяжелая РН отлично подходит.
Даже тот факт что она перескакивает через несколько классов грузоподъёмности (по вашей теории) вряд ли скажется негативно - для пилотируемого освоения космоса дальше НЗО прирост необходимой массы как раз является резким - в разы. Промежуточные носители здесь попросту не нужны.
То есть, конечно, на каком-то этапе они могут оказаться весьма полезны, но потом всё равно понадобится более тяжелый носитель - так не проще ли его эксплуатировать сразу?  :?

Кстати, это у меня 500 сообщение. Конечно со Старым не сравнишь, но поздравления принять могу.  

Поздравляю!  :wink:

[hcube]

Ну, склонен согласиться с 35-тонником ;-). Вот его - да, можно, это просто масштабирование существующей РН 'в линейной области', т.е. с минимумом технического риска.

А вот 100-тонник... да он не то что не нужен - он просто вреден ;-). Использование такой РН значит, что сборки на орбите НИКОГДА не будет - потому что есть стимул упихать все в 1-2 100-тонных модуля и запулить именно их. А правильный путь развития - как раз орбитальная сборка, космические верфи, космическая обрабатывающая промышленность и все такое.

Именно поэтому мне ЗНАЧИТЕЛЬНО больше нравится АКС ТРД+ЖРД, чем 100-тонны носитель. Именно потому, что ограниченная, но ДЕШЕВАЯ ПН заставляет мозги инженеров работать в нужном направлении.

[RadioactiveRainbow]

Ну, блин. Начинается спор: "Мягкое vs тёплое"  :evil:
С чего это вы взяли, что использование крупных блоков исключает необходимость ВКД и монтажных работ на орбите?

[hcube]

Да потому что рабочая сила на поверхности дешевле - есть соблазн вместо оплаты ВКД сделать пресборку на земле, усложнив конструкцию, и потом не ПОСТРОИТЬ, а СОБРАТЬ. Как сейчас МКС и СОБИРАЮТ из отдельных блоков.

[RadioactiveRainbow]

Так и сейчас собирают, а не строят!
А работа вне станции всё равно находится, ибо без ручек всё равно всего не присоединить.

Ещё раз - строительство в том виде, в котором мы хотим его видеть - дело довольно далёкой перспективы.
Строительство - это в принципе работа не с модулями, а с материалами и элементами.

А я сейчас говорю о необходимости увеличить размерность модулей для улучшения конструкции объектов. На объём ВКД это вряд ли повлияет.
Скайлэб - вообще монолитным куском был. И ведь понадобилось по нему ползать. И немало.

[Лютич]

Некоторые приборы все равно будут снаружи, поскольку так им лучше.
А если прибор должен стоять внутри, в стандартной стойке, то тут как раз удобнее запустить одну банку, чем жонглировать в космосе и стыковать несколькими такими банками поменьше.

[hcube]

Как раз повлияет. Больше интеграция соединений - меньше ВКД. В предела - вообще без ВКД обойдутся.

[RadioactiveRainbow]

Без ВКД обойтись невозможно, не беспокойтесь.
Да и всё оборудование в бочку не запихать. Как правильно заметили - снаружи тоже туеву хучу мусора привинчивать придётся.

И, кстати, здоровенную ферму с СБ на бочке сразу не запустить. - Придётся позже присоединять.
Не переживайте так. Фактически, речь пока идёт о намерении заменить десяток бочек одной-двумя. Навесное оборудование можно как и сегодня возить-крепить.

[hcube]

Так это как раз и плохо. Нужнто чтобы была ОДНА бочка, и команда монтажников которая ее собирает из кусочков. С полноценными монтажными операциями. ТАКУЮ деятельность при космическом развитии все равно придется начинать - лучше начать раньше, больше опыта появится.