Концепция: Лунная орбитальная станция

[Денис Лобко]

Bell писал(а):

ЛОС хороша для хранения ЛОКа и резервного лендера, пока экспедиция копается на поверхности. Включили ЛОК в розетку и спокойно полетели вниз. Причем не важно насколько долго или коротко. И можно всем экипажем спускаться, не требуется дежурного на ЛОКе оставлять.

Не надо забывать вот еще о чем. Если есть ЛОС - мы сразу имеем многоразовую ЛВС лендера. А ЛВС лендера - это обитаемый отсек в котором живет экипаж пока он на Луне и в котором он летит с Луны к ЛОС.
Если ЛВС многоразовая, мы можем сделать её максимально комфортабельной и дорогой. А с Земли будем пускать только лунные посадочные ступени (ЛПС).

Вопрос дилетанта. А не слишком ли стрёмной получается эта взлётная ступень? Ведь нету в условиях ЛОС возможности сделать ревизию ракетного двигателя (или я не прав?), просветить корпус на всякие трещины и т.д. (или я не прав?). Как осуществлять межполётное обслуживание?

И второй вопрос, в сторону. Какое время работы и примерная тяга этого двигателя? И ресурс по количеству взлётов такого модуля?

[Дем]

Тем не менее сейчас тяжелая модификация Фалькона-9 планируется как раз по схеме пакета сосисок.

Но сосисок всего три.

Для того, что бы чем-то выстрелить с поверхности Луны, что-то, что способно выстрелить необходимо доставить на поверхность Луны. А для этого необходим лендер.

Не надо путать лендер как отдельное законченное устройство с посадочной ступенью.

А если добавить, что для того, что бы выстрелить в направлении точки либрации, нужно придать образцам скорость 2,520м/сек, а на низкую орбиту 1870м/сек, почти в полтора раза меньше.

Угу, только с низкой орбиты всё равно придётся разгонять к Земле, добирая оставшуюся скорость. Сэкономить не получится. А "пушечный" старт гораздо экономичней реактивного.

Кроме того и туда и туда мало просто "выстрелить". нужно еще в верхней точке траектории дать дополнительный импульс. а потом еще произвести коррекцию траектории, что бы "попасть".

Л1 и есть верхняя точка траектории, так что остаётся только коррекция.

Станции в точках либраций бессмысленны. Считали, знаем.
Имеет смысл низкоорбитальная ЛОС рядом с Луной с целью удешевления строительства ЛБ и ЛКЗ (лунный кислородный завод).

Для перевозок Луна-Земля оптимальна как раз в точке либрации - спускать атмосферный СА в лунную гравитационную яму никакого смысла. Для спуска модулей на поверхность многоразовым лендером - высота орбиты особого значения не имеет, только вот с низкоорбитальной удобно только на полюса спускаться, в любую другую точку - только два раза в месяц можно.

Вопрос дилетанта. А не слишком ли стрёмной получается эта взлётная ступень? Ведь нету в условиях ЛОС возможности сделать ревизию ракетного двигателя (или я не прав?), просветить корпус на всякие трещины и т.д. (или я не прав?). Как осуществлять межполётное обслуживание?

Обслуживание действительно произвести нельзя, но оно и не нужно - современные движки могут работать без обслуживания в течении более десятка лет.

И ресурс по количеству взлётов такого модуля?

Какой запроектируем - такой и будет.

ЗЫ: люди, вам не надоело ваньку валять?

[Дмитрий Виницкий]

современные движки могут работать без обслуживания в течении более десятка лет.

Это какие?

[Дем]

Это какие?

Ну а как аппараты летают? Вот на той же МКС когда последний раз движки дефектоскопировали? Перед запуском?

[Valerij]

Тем не менее сейчас тяжелая модификация Фалькона-9 планируется как раз по схеме пакета сосисок.

Но сосисок всего три.

А это скорее минус, так как наличие пакета из пяти и семи сосисок и возможность добавить водородную верхнюю ступень делает систему намного более универсальной.

Для того, что бы чем-то выстрелить с поверхности Луны, что-то, что способно выстрелить необходимо доставить на поверхность Луны. А для этого необходим лендер.

Не надо путать лендер как отдельное законченное устройство с посадочной ступенью.

А посадочная ступень - это не отдельное законченное устройство? На самом деле между лендером и посадочной ступенью для ситуации ЛОС разница не очень велика.

А если добавить, что для того, что бы выстрелить в направлении точки либрации, нужно придать образцам скорость 2,520м/сек, а на низкую орбиту 1870м/сек, почти в полтора раза меньше.

Угу, только с низкой орбиты всё равно придётся разгонять к Земле, добирая оставшуюся скорость. Сэкономить не получится. А "пушечный" старт гораздо экономичней реактивного.

Но в отношении "выстрелить" я с вами частично согласен. Частично - потому, что пушка. способная отправить снаряд (да еще и не маленький, он должен иметь возможность коррекции траектории и прочее) сама по себе весьма не маленькое и очень не лёгкое устройство, которое, к тому же должно погасить отдачу....
 
Я думаю, что мы с вами можем договориться, что взлетная ракета должна быть с минометным стартом, и при пуске/выстреле ствол упирается в грунт.

А к Земле с ЛОС пробы летят уже в контейнере, который загружается на грузовозвращающий корабль или в спускаемый аппарат пилотируемого корабля.

Кроме того и туда и туда мало просто "выстрелить". нужно еще в верхней точке траектории дать дополнительный импульс. а потом еще произвести коррекцию траектории, что бы "попасть".

Л1 и есть верхняя точка траектории, так что остаётся только коррекция.

Да, только посчитайте, какова в этом случае будет разница скоростей снаряда и станции. Вы хотите в качестве орбитальной станции танк использовать? Да и тому от такой скорости удара мало не покажется. Так что взлетная ракета, если она летит к ЛОС, должна выйти на орбиту, близкую к круговой.

Станции в точках либраций бессмысленны. Считали, знаем.
Имеет смысл низкоорбитальная ЛОС рядом с Луной с целью удешевления строительства ЛБ и ЛКЗ (лунный кислородный завод).

Для перевозок Луна-Земля оптимальна как раз в точке либрации - спускать атмосферный СА в лунную гравитационную яму никакого смысла. Для спуска модулей на поверхность многоразовым лендером - высота орбиты особого значения не имеет, только вот с низкоорбитальной удобно только на полюса спускаться, в любую другую точку - только два раза в месяц можно.

Как раз для многоразового лендера высота траектории очень важна - чем ниже - тем меньше необходимый запас топлива на лендере, тем на большее число полетов хватит его двигателей. Для штатных полетов низкая околополярная солнечносинхронная орбита очень хороша, для экспедиций посещения и спуска лендеров с посадкой на рассвете и взлетом на закате.

Но вы отчасти правы, "запасной" лендер, и, возможно, даже запасной транспортный корабль, способный встретить взлетевший лендер на орбите с любым наклонением и состыковаться с ним, можно держать в точке либрации. Возможно, для них понадобится по дополнительному разгонному блоку. Но вот постоянное присутствие людей там вовсе не обязательно.

[Денис Лобко]

Обслуживание действительно произвести нельзя, но оно и не нужно - современные движки могут работать без обслуживания в течении более десятка лет.

Только если это двигатель Стирлинга, и то - в проекте. А чтобы РД, да ещё и в условиях вакуума - "ваш покорный слуга глубоко не уверен"(с)

[Дем]

А это скорее минус, так как наличие пакета из пяти и семи сосисок и возможность добавить водородную верхнюю ступень делает систему намного более универсальной.

А нам не надо универсально. Надо дёшево.
Движки - в самом деле хоть десяток ставить возможно. А вот бак - для него целесообразна арифметика с сильно меньшими цифрами.

А посадочная ступень - это не отдельное законченное устройство? На самом деле между лендером и посадочной ступенью для ситуации ЛОС разница не очень велика.

Далеко не всегда. Ступень зачастую делается под конкретный аппарат и без него нефункциональна.

Я думаю, что мы с вами можем договориться, что взлетная ракета должна быть с минометным стартом, и при пуске/выстреле ствол упирается в грунт.
А к Земле с ЛОС пробы летят уже в контейнере, который загружается на грузовозвращающий корабль или в спускаемый аппарат пилотируемого корабля.

Угу.

Да, только посчитайте, какова в этом случае будет разница скоростей снаряда и станции. Вы хотите в качестве орбитальной станции танк использовать? Да и тому от такой скорости удара мало не покажется. Так что взлетная ракета, если она летит к ЛОС, должна выйти на орбиту, близкую к круговой.

В районе Л1 орбитальная скорость - околонулевая. Независимо от наклонения и т.д. орбиты.

Как раз для многоразового лендера высота траектории очень важна - чем ниже - тем меньше необходимый запас топлива на лендере, тем на большее число полетов хватит его двигателей.

Только вот тем больше необходимый запас для торможения до орбитальной скорости того модуля, что он спускать будет. И если топливо для лендера берём на Луне, а для модуля - тащим с Земли, то оптимальная точка достаточно высоко...

Для штатных полетов низкая околополярная солнечносинхронная орбита очень хороша, для экспедиций посещения и спуска лендеров с посадкой на рассвете и взлетом на закате.

А не бывает. Через три месяца её плоскость повернётся на 90 относительно солнца, и получится полдень и полночь...

А чтобы РД, да ещё и в условиях вакуума - "ваш покорный слуга глубоко не уверен"(с)

Дык ведь летает! Ладно те, что на ГСО/ГПО - там тяга небольшая нужна. А вот всякие межпланетные зонды весьма сильно маневрируют.

[Valerij]

А это скорее минус, так как наличие пакета из пяти и семи сосисок и возможность добавить водородную верхнюю ступень делает систему намного более универсальной.

А нам не надо универсально. Надо дёшево.
Движки - в самом деле хоть десяток ставить возможно. А вот бак - для него целесообразна арифметика с сильно меньшими цифрами.

Спорить - не буду. Но, при наличии регулярно выпускающихся "сосисок" это может быть выгодно. Я с вами согласен, что лучше бы сорокотонник состоял, скажем, из трех "сосисок" диаметром немного побольше. Ну, и что-то сверху. Это отдельный вопрос.

А посадочная ступень - это не отдельное законченное устройство? На самом деле между лендером и посадочной ступенью для ситуации ЛОС разница не очень велика.

Далеко не всегда. Ступень зачастую делается под конкретный аппарат и без него нефункциональна.

Ну, скажем, посадочная ступень ФГ вполне законченное изделие. Во всяком случае сделать из многоразового лендера посадочную ступень намного проще, чем наоборот. И, более того, можно планово это делать, когда ресурс лендера заканчивается.

Я думаю, что мы с вами можем договориться, что взлетная ракета должна быть с минометным стартом, и при пуске/выстреле ствол упирается в грунт.
А к Земле с ЛОС пробы летят уже в контейнере, который загружается на грузовозвращающий корабль или в спускаемый аппарат пилотируемого корабля.

Угу.

Ну и отлично - мы хоть в чем-то согласны друг с другом.

Да, только посчитайте, какова в этом случае будет разница скоростей снаряда и станции. Вы хотите в качестве орбитальной станции танк использовать? Да и тому от такой скорости удара мало не покажется. Так что взлетная ракета, если она летит к ЛОС, должна выйти на орбиту, близкую к круговой.

В районе Л1 орбитальная скорость - околонулевая. Независимо от наклонения и т.д. орбиты.

От наклонения орбиты - действительно не зависит. Но очень серьезно зависит от формы орбиты. Если капсула с пробой получит ускорение только один раз, при старте, то она не сможет оказаться в точке либрации с относительно небольшой скоростью. Необходима коррекция траектории, перевод на круговую орбиту, как минимум потребуется еще один импульс.

Как раз для многоразового лендера высота траектории очень важна - чем ниже - тем меньше необходимый запас топлива на лендере, тем на большее число полетов хватит его двигателей.

Только вот тем больше необходимый запас для торможения до орбитальной скорости того модуля, что он спускать будет. И если топливо для лендера берём на Луне, а для модуля - тащим с Земли, то оптимальная точка достаточно высоко...

Не понял.
Первое время все топливо - с Земли. Если лендер многоразовый, то количество топлива, которое он использует за несколько рейсов, очень сильно зависит от высоты орбиты. Ну, конечно, ЛОС не должна быть на очень низкой орбите, но точки либрации - это уж очень высоко.

Для штатных полетов низкая околополярная солнечносинхронная орбита очень хороша, для экспедиций посещения и спуска лендеров с посадкой на рассвете и взлетом на закате.

А не бывает. Через три месяца её плоскость повернётся на 90 относительно солнца, и получится полдень и полночь...

А здесь все просто. Есть полярные области, где вероятно строительство базы. Там посадка и взлет возможны практически всегда, там интересно посадить большой и "теплый" лендер в качестве базы первого этапа, ну, и РИТЕГ в качестве "печки". Есть другие интересные места. Там возможны короткие (сутки-двое) или длительные, 10-12-14 дней экспедиции посещения. Для длительных время выбирается так, что бы посадка происходила лунным утром, а взлет - вечером....

[Дмитрий Виницкий]

Это какие?

Ну а как аппараты летают? Вот на той же МКС когда последний раз движки дефектоскопировали? Перед запуском?

Вы на них с Луны взлетать собрались?

[Alex_II]

Вы на них с Луны взлетать собрались?

Ну, на них - вряд ли. Но! Движок взлетной ступени LEMа был на 1,6т тяги. Ну для трехместной, многоразовой и более тяжелой ЛВС - понадобится от 3 до 5т Относительно маломощный. Неужели нельзя в такой размерности соорудить нечто многоразовое и долгоживущее? Это ж не РД-170 все же...

[Дмитрий Виницкий]

RS-18 был расчитан на одно включение.

[Alex_II]

RS-18 был расчитан на одно включение.

Так я и не спорю. А чем будет плоха пара С5.92? До 20 включений...

[Lev]

Bell писал(а):

ЛОС хороша для хранения ЛОКа и резервного лендера, пока экспедиция копается на поверхности. Включили ЛОК в розетку и спокойно полетели вниз. Причем не важно насколько долго или коротко. И можно всем экипажем спускаться, не требуется дежурного на ЛОКе оставлять.

Не надо забывать вот еще о чем. Если есть ЛОС - мы сразу имеем многоразовую ЛВС лендера. А ЛВС лендера - это обитаемый отсек в котором живет экипаж пока он на Луне и в котором он летит с Луны к ЛОС.
Если ЛВС многоразовая, мы можем сделать её максимально комфортабельной и дорогой. А с Земли будем пускать только лунные посадочные ступени (ЛПС).

Вопрос дилетанта. А не слишком ли стрёмной получается эта взлётная ступень? Ведь нету в условиях ЛОС возможности сделать ревизию ракетного двигателя (или я не прав?), просветить корпус на всякие трещины и т.д. (или я не прав?). Как осуществлять межполётное обслуживание?

И второй вопрос, в сторону. Какое время работы и примерная тяга этого двигателя? И ресурс по количеству взлётов такого модуля?

Если говорить о многоразовости движков - уже давно на космических кораблях используются движки допускающие многие тысячи включений в космосе.
Не вижу проблемы - будет проведена соответствующая отработка и не более.
Касаемо многоразовости ЛВС. Конкретная степень многоразовости ЛВС может быть определена только на более поздних и более проработанных этапах проекта. Я беру самую пессимистичную оценку - до 10.
Подозреваю моя оценка многоразовости резко занижена.

Какое время работы и примерная тяга этого двигателя?

Надо у Прогресса посмотреть ресурс и количество включений. ИМХО там более чем с запасом.

[Bell]

Вы на них с Луны взлетать собрались?

Ну, на них - вряд ли. Но! Движок взлетной ступени LEMа был на 1,6т тяги. Ну для трехместной, многоразовой и более тяжелой ЛВС - понадобится от 3 до 5т Относительно маломощный. Неужели нельзя в такой размерности соорудить нечто многоразовое и долгоживущее? Это ж не РД-170 все же...

3-5 тс тяги двигателя - это 18-30 тонн массы ВЗЛЕТНОЙ ступени

[Alex_II]

3-5 тс тяги двигателя - это 18-30 тонн массы ВЗЛЕТНОЙ ступени

Откуда дровишки? У меня получилось от 8 до 15т... И то, если копировать параметры LM. Что не обязательно.

[Lev]

Посмотрел характеристики ОДУ Прогресса.
Движок СКД - тяга до 300кг, количество включений - до 30
Движки ДПО, всего 28 штук. Тяга - до 14 кг, количество включений - до  40000
Не вижу проблем сделать на этой базе движки для ЛПС и ЛВС.

[Lev]

Смотрим Бриз-М
http://www.khrunichev.ru/main.php?id=49
Маршевый ЖРД. Тяга - до 2 тонн, количество включений - до 8

[Зомби. Просто Зомби]

Вы на них с Луны взлетать собрались?

Ну, на них - вряд ли. Но! Движок взлетной ступени LEMа был на 1,6т тяги. Ну для трехместной, многоразовой и более тяжелой ЛВС - понадобится от 3 до 5т Относительно маломощный. Неужели нельзя в такой размерности соорудить нечто многоразовое и долгоживущее? Это ж не РД-170 все же...

3-5 тс тяги двигателя - это 18-30 тонн массы ВЗЛЕТНОЙ ступени

Возможно, что лучше "совместить" взлетный и посадочный двигатели в одном, как на советском ЛМ для Н-1, а сбрасываемыми сделать только топливные баки, кои и привозить оказией и заново устанавливать для следующего полета.

[Lev]

Вы на них с Луны взлетать собрались?

Ну, на них - вряд ли. Но! Движок взлетной ступени LEMа был на 1,6т тяги. Ну для трехместной, многоразовой и более тяжелой ЛВС - понадобится от 3 до 5т Относительно маломощный. Неужели нельзя в такой размерности соорудить нечто многоразовое и долгоживущее? Это ж не РД-170 все же...

3-5 тс тяги двигателя - это 18-30 тонн массы ВЗЛЕТНОЙ ступени

Возможно, что лучше "совместить" взлетный и посадочный двигатели в одном, как на советском ЛМ для Н-1, а сбрасываемыми сделать только топливные баки, кои и привозить оказией и заново устанавливать для следующего полета.

Тоже вариант. В этом случае ЛПС вырождается фактически в торовый бак с посадочными упорами. Над ним - еще один торовый бак для ЛВС. Вот и все что нужно доставить с Земли для каждой новой высадки.

[Зомби. Просто Зомби]

Да, текущие "рутинные" или "нерутинные" "содержательные" лунные проекты, типа "ЛП-Марий-2025" могут быть самого разного состава, в зависимости от количества и качества предварительно забрасываемого оборудования на исследуемый полигон.

Это может быть и высадка в пустыню а-ля Аполлон, а может быть и целый полевой лагерь, наподобии Энергиевской лунной базы, когда сначала запускается некий атомный "источник силы", а потом разные "жилые" и "лабораторные" модули, соединяемые с ним (может даже луноходом-манипулятором, если это возможно, или космонавтами 1-ой "экспедицией посещения") силовым кабелем.
И после такой запитки они, как я понимаю, становятся более или менее долговременными сооружениями, способными пережить лунную ночь и быть используемыми достаточно длительное время.

Очевидно, что уровень оборудованности таких проектов может нарастать постепенно, от раза к разу, пока не станет сопоставимым с тем, который нужен для закладки полноценно ЛБ.