Концепция: Лунная орбитальная станция

[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.

[Зомби. Просто Зомби]

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.

Типа того.
Я тоже подумал про тор, но притормозил, тк не могу сам определится, насколько просто было бы его транспортировать и монтировать
Но идея вот такая, да, тогда в ЛМ "все ценное" будет многоразовым.

PS.
А если так уж сложно сделать "условно 5-ти-тонный" двигатель достаточно ресурсным и под достаточное число включений, ничто, по-моему, не мешает "разбить" его "на четыре", т.к. маломощные движки, по-моему, опять-таки, могут свободно иметь даже и не "самолетный", а прямо-таки "автомобильный" ресурс
Вполне может быть "приемом оптимизации" для ЛМ.
И тогда он будет "практически вечным"

[Дем]

Для большинства РБ - с несамовоспламеняющимся топливом - для запуска используется одноразовый блок зажигания, и кратность определяется их количеством, а не реальным ресурсом двигателя.

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.

Неужели ты считаешь, что сварить пустую бочку представляет какую-то сложность?
Многососисочность наших ракет обусловлена исключительно тем, что наши ракетчики настолько не дружат с авиаторами, что требуют доставки своих ракет исключительно по ж/д.

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.

В том-то и дело, что может. Точка либрации - это как раз тот узел, через который проходит целый пучок орбит с разными скоростями исходящих из любой точки обращённой к ней части Луны. Т.е. тело при подлёте может иметь скорость от нулевой до какой захотим.
Кстати, требуемая для полёта в неё скорость не вторая космическая, а чуть меньше, потому что Земля слегка помогает.

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.

Пока всё топливо с Земли - действительно нет смысла поднимать лендер высоко. Но как только мы начали добывать хотя бы кислород - ситуация меняется. Становится выгодным перераспределить используемое топливо пропорционально тяжести его подъёма в космос. Тут надо много считать, но выгодным может оказаться даже посылать лендер на околоземную орбиту для стыковки с модулем там и последующей доставки его на Луну.

А здесь все просто. Есть полярные области, где вероятно строительство базы.

Полярные области - они удобны для базы, но вот насколько они интересны с точки дальнейших исследований - это большой вопрос.
Хотя для первых визитов - почему нет?

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.

Только бак не торовый, а цилиндрический или сферический - габариты нас не волнуют, а при выводе пакуются они удобней.

[Lev]

Только бак не торовый, а цилиндрический или сферический

Торовый. :wink:

[Lev]

Дем писал(а):

Пока всё топливо с Земли - действительно нет смысла поднимать лендер высоко. Но как только мы начали добывать хотя бы кислород - ситуация меняется. Становится выгодным перераспределить используемое топливо пропорционально тяжести его подъёма в космос. Тут надо много считать, но выгодным может оказаться даже посылать лендер на околоземную орбиту для стыковки с модулем там и последующей доставки его на Луну.

Я уже говорил про подобную классическую ошибку - представить то что только надо сделать в качестве того что уже есть и не задумываться как все это сделать.

[Зомби. Просто Зомби]

Многососисочность наших ракет...

Многососисочность "концептуальной" ракеты, да, действительно обусловнена факторами, внешними по отношению к ее чисто "инженерной" оптимальности.
Но это достаточно существенные факторы и это далеко не только возможность жел.дор. транспортировки.

[Зомби. Просто Зомби]

Полярные области - они удобны для базы, но вот насколько они интересны с точки дальнейших исследований - это большой вопрос.
Хотя для первых визитов - почему нет?

Полярные области совсем не удобны для обитаемой базы, там темно и холодно.
С точки зрения исследований они скорее интересны, чем нет, с точки зрения визитов - всенепременно, но очень вряд ли - первых.

Ну, то есть, если речь идет о человеках, а не о луноходах.