Пилотируемая экспедиция на Марс

[Valerij]

Передвижное говорите? Что-то такого типа:

Примерно.
Отдельные блоки  ведь и в проекте большой стационарной базы понадобится перемещать - чтобы после посадки собирать их в единую конструкцию. Значит какое-то шасси они все равно должны иметь.
Для упрощения системы можно иметь на модулях просто шасси без двигателя. Модули будет по очереди перетаскивать к месту новой временной стоянки специальный тягач.
Это вполне допустимо с учетом того, что базе в целом высокая скорость "кочевок" не требуется.

Для "Марсианского поезда" я бы как основу взял бы проекты передвижных АЭС, некоторые из них, вроде как даже на колесном шасси были. Причем это, как я понимаю, должен быть именно "поезд", что бы вместе с энергетическим модулем перевозить массу другого оборудования, включая буровую, несколько роверов на аккумуляторах, и, возможно, взлетную ступень для возможности эвакуации на орбиту.

А вот для перемещения модулей можно использовать роверы на аккумуляторах. Если аккумуляторы полностью посажены - то питание оборудования связи и медленная зарядка обеспечивается СБ. Колесное шасси для стационарных модулей не требуется, для их перемещения вполне можно использовать метод, применяемый "Спецтрансом"
На таком шасси для начала работ по созданию станции должна быть доставлена ЯЭУ, подготовленная для автоматического развертывания.
.

[Salo]

http://www.infuture.ru/article/4287

Один маленький шаг к высадке на Марс: Фобос и Деймос[/size]

Два спутника Марса, Фобос и Деймос, находятся в поле зрения специалистов по планированию космических полетов как человека, так и роботов.

В прошлом году NASA по указу президента США Барака Обамы начало планировать миссию на Марс. В качестве одной из фаз осуществления этой задачи возникла идея, которая просачивается в среду аэрокосмической промышленности из стана Lockheed Martin Space Systems. Базирующаяся в окрестностях Денвера компания решила рассмотреть перспективы своего корабля «Орион» за пределами низкой околоземной орбиты. В ходе проекта Red Rocks предлагается изучить внешнюю луну Марса, Деймос, в качестве предпоследнего шага по пути к первому касанию ноги человека на Красную планету. Это продемонстрировало бы все ключевые технологии, необходимые для последующих высадок человечества на Марс — таких, как надёжная система жизнеобеспечения, система переработки отходов, долгосрочное хранение криогенного топлива и биомедицинские технологии для защиты астронавтов от воздействия микрогравитации и космической радиации.

Лучшей ближайшей возможностью отправить людей по направлению к Марсу будут 2033 и 2035 года, когда орбитальная механика, которая позволит получить минимальную скорость вхождения в плотные слои атмосферы с минимальным импульсом. В то же время, магнитное поле Солнца будет в пиковой фазе 11-летнего цикла, что астронавты будут надёжно защищены от космической радиации. При этом некоторое оборудование могут быть запущены и доставлены на орбиту Марса уже в 2031 г. Экипаж отправится на Деймос 2033 году, проведёт на орбите 18 месяцев и вернётся домой в 2035 г.



Важно высадиться в удачном месте — и такое есть на Деймосе. Площадка возле «полярного круга» освещена в течение всего марсианского лета, 10 месяцев, что позволит использовать простые солнечные энергетические системы. А марсианской зимой подобной локацией может служить южный полюс, также непрерывно освещаемый на протяжение всего сезона. Криогенное топливо можно хранить в холодной тени большого южного кратера. Параллельно миссии на Деймосе будут высажены марсоходы на поверхность Марса, которые будут управляться астронавтами со спутника, что позволит обойтись без многоминутной (от 3 до 22 минут в зависимости от расположения планеты) задержки сигнала с Земли. Для упрощения связи астронавты будут иметь прямой визуальный контакт и с Землёй, и с марсоходом на поверхности Марса.

Согласно информационному бюллетеню компании, высадка на Деймос также намного проще и доступней визита на Марс, так как не требует развития таких необходимых специально для Марса сложных технологий, как ядерная энергетика, лёгкие скафандры, биологическая защита для предотвращения межпланетного загрязнения и продвинутая система входа в плотные слои атмосферы, пригодные для посадки большого корабля. Отсутствие сильной гравитации у Деймоса также лишает необходимости в таких сложных решениях, как использование атмосферы для маневров торможения, в отличие от Марса, высадку на который придётся замедлять. Всё это, в конце концов, сильно облегчит космический корабль, а значит, вывести его с Земли можно менее мощными ракетами.

План высадки на Деймос — часть ориентированный на создание возможности для путешествие за пределы низкой орбиты Земли серии миссий «Stepping Stones» (примерный перевод: «Камни, положенный для перехода через речку») компании Lockheed Martin's. В программе помимо этого запланировано осуществить миссию на обратную сторону Луны и изучение астероидов. Каждая миссия призвана постепенно наращивать возможности для следующей миссии и решения научно-технических вопросов на общую тему: истоки и формирование нашей Солнечной системы. Миссия Red Rocks использует достижения всех предыдущих миссий, в свою очередь закладывая основу для высадки на Марсе.

Так, все технологии, необходимые для высадки на Марс, можно разделить на две группы. В первую можно включить всё, что касается межпланетных перелётов, тогда как вторая касается непосредственной высадки на Марс и проводимых на нём операций. Поездка на Деймос позволит довольно точно повторить первую часть путешествия, с точки зрения расстояния, продолжительности и окружающей среды, и отработать соответствующие технологии. В частности, это позволит понять, как защитить астронавтов от негативных эффектов продолжительного пребывания в невесомости и излучения дальнего космоса, как сконструировать надёжные системы рециркуляции воды, и как поддерживать здоровье и настроение астронавтов, оказывающихся в условиях изолированного, тесного замкнутого пространства.


План пути, по которому можно добраться до Деймоса

Между тем, оба спутника Марса вызывают неподдельный интерес не только у Lockheed Martin's. 11 ноября этого года Россия запустит «Фобос-Грунт», смелый проект, который планирует вернуться с пробами грунта спутника. Он будет отправлен к Марсу вместе с китайской автоматической межпланетной станцией Yinghuo-1. Россия также рассматривает этот проект как шаг к освоению Марса. При этом отмечается, что Фобос и Деймос сами по себе являются захватывающими мирами. Непонятно, как они появились у Марса — или это захваченные астероиды, или останки самого Марса? Учитывая их вес, у них должна быть пористая структура. Может ли в порах содержаться лёд? Высадка людей на эти луны поможет разрешить эти вопросы.
 

[Valerij]

Именно. Мощность ведь на два порядка ниже, чем для космического реактора, с коротого запитываем ЭРД. Так что проблемы с габаритами радиаторов нет.
На Марсе будет достаточно несколько сотен кВт поначалу, а потом количество реакторов можно увеличить.

Э... Ну несколько сотен киловатт - это для броневичка или не слишком тяжёлого танку, допустим, хватит. Типа, средненький дизель... Даже на пресловутое Т10 шасси хватит, если нызЭнько-нызЭнько, на лёгком Марсе и неспеша...
Тут правда о саавсэм других габаритах говорилось, но допустим...

"Отсутствие проблем с радиаторами" - это сколько кубометров марсианской "атмосферы" в сякунду? Или это броневичОк с развесистыми ушами? А насколько развесистыми?

Ну и для сравнения - ТЭС-3 на 4 шасси Т10... По 90 тонн...
Мощща как раз 15 сотен кыловатт - ф сумме, ф земном варианте.
В транспортном режиме воздушный радиатор справлялся... Это в земной атмосфере... Сливая 0.3% номинальной мощности.

Это так, порядки величин оценить .

З.Ы. Вот с чего бы даже на Земле никакого атомного транспорта окромя водного нету?

ТЭС-3 для генерации электричества "на ходу" ну никак не приспособлена. Мне кажется можно создать и АЭС с возможностью генерации энергии во время передвижения, используя все же более легкое колесное шасси, учитывая меньшую силу тяжести на Марсе, передавая часть тепла на радиаторы, установленные на других модулях, вынос модуля генераторов на отдельный полуприцеп и т.д....

З.Ы.
Естественно, генерируемая мощность в режиме передвижения намного меньше.

[Shestoper]

"Отсутствие проблем с радиаторами" - это сколько кубометров марсианской "атмосферы" в сякунду? Или это броневичОк с развесистыми ушами? А насколько развесистыми?

У Энергии есть проект марсианской АЭС на 200 кВт, с охлаждением атмосферой. В том числе в передвижном варианте. Уж они-то должны были просчитать возможности атмосферы как холодильника и размеры радиаторов.

[dan14444]

Ссылки в студию. Схемы теплового баланса.

В передвижную 200кВ - могу поверить. Проехал, развернул, запустил.
С низким КПД, с активным холодильником, съедающим большую часть мощности или гигантскими простынями радиаторов... Ресурсом в годик... Габаритами поболее ТЭС-3. Т.е. жуткое техническое извращение, но возможное хотя бы теоретически.

"Тяжёлый танк на атомном ходу" - ну ооочень сомнительно.  
Разве что тележка с батареями и дохленьким РИТЭГом для подзарядки... Передвинуться на километр раз в неделю...

[Shestoper]

Я бы предпочел, что бы это был тяжелый вариант ряда 40-60 тонн....

....

С моей точки зрения Циклер потребуется не ранее конца этого века, и должен иметь вместимость порядка пятидесяти человек. Поэтому все рассуждения, касающиеся Циклера относятся к весьма отдаленной перспективе.

На первом этапе экипаж, численностью 6-10 человек, будет доставляться к Марсу с помощью МЭКа, представляющего из себя единый комплекс из "буксира Перминова", жилого модуля с радиационным убежищем, возвращаемого аппарата для посадки на Землю при возвращении, и одного-двух марсианских ВПК, использующих при посадке аэродинамическое торможение и имеющих на борту посадочную и взлетную ступени для обеспечения мягкой посадки и взлета на орбиту.




Первый МЭК, достигнув Марса, остается на его орбите в качестве посещаемой орбитальной станции. После доставки грузовым кораблем рабочего тела (это можно сделать и заранее) его можно использовать для возвращения к Земле.


АКС начнет летать задолго до циклера, она за несколько рейсов доставит на орбиту экипаж и пассажиров (только давайте здесь не будем спорить об АКС) .

У нас некоторые различия в схеме транспортировке именно из-за наличия/отсутствия Циклера.
Если каждый раз корабль стартует с НОО -  целесообразно использовать АКС для доставки на орбиту.
Но в моем варианте циклер пролетает мимо Земли на второй космической. Чтобы экипаж его перехватил в однопуск, нужна ракета класса Сатурна-5 или Аулкана.
Впрочем и при старте МЭК с НОО экипаж на него лучше доставлять уже после прохода радиационных поясов, то есть экипаж нужно разгонять на ЖРД опять же почти до второй космической.

Размерность супертяжа я выбрал исходя из возможности доставлять на Луну и Марс тяжелые спускаемые аппараты, которые привозят крупногабаритые модули и экспедиционные вездеходы массой порядка десятков тонн.
Масса спускаемого аппарата тогда будет порядка 100 тонн, такой вот грузовой квант.
И даже 100-200-тонных носителей для обслуживания лунной, а потом марсианской базы понадобятся многие десятки, возможно даже сотни при продолжительном функционировании баз.
Это достаточно крупная серия.
Общая стоимость  создания инопланетных баз такова, что на этом фоне стоимость разработки супертяжа мизерна, а количество пусков он может сократить очень существенно, и обеспечить удобную доставку крупногабаритных грузов.

В моем варианте первая экспедиция летит на корабле, который становится марсианской орбитальной станцией и не возвращается к Земле. А возвращается первая экспедиция уже на Циклере, на котором прилетает на Марс вторая экспедиция.

Идея "марсианского поезда" весьма интересна. Но, по моему мнению, начинать надо со стационарной станции. На  надо учиться жить на Марсе. Это предмет для обсуждения, который стоит вынести в отдельную тему типа "Марсианский поезд или стационарная база?", возможно в разделе Зомби.

Можно использовать промежуточный вариант: база из "вагончиков", которые тягач может перетаскивать один за другим на новое место.
Серьезное отличие со стационарной базой тогда будет только в том, что обитаемые модули лучше не зарывать в грунт, а использовать двойные стенки с засыпкой между ними десятков кубометров грунта, и шасси модуля должно иметь запас грузоподъемности.

Не обязательно для тягача и экспедиционных марсоходов использовать именно аккумуляторы или напрямую энергию АЭС.
Можно использовать для движения например топливные элементы, а кислород и горючее для их работы (например алюминий или другой хороший восстановитель) нарабатывать из местных ресурсов, используя энергию АЭС. Или использовать двигатель Стирлинга с тем же топливом.

Работу "кочующей базы" можно отрабатывать на Луне, откуда сравнительно легко эвакуироваться  в крайнем случае и куда легко доставить новый модуль взамен сломавшегося.

[Shestoper]

Ссылки в студию. Схемы теплового баланса.

[dan14444]

Угу, угу. Мобильная. При КПД меньше 25% и турбинке на 1500С - верю. Хотя как они на 8кВт вентиляторе в марсианскую атмосферу сбросили 78 кВт - было бы любопытно посмотреть.

Вес хреновины "без обваловки" - 7 тонн (т.е. всё прожаривается). К семитонному генератору цеплояем всё остальное - допустим в 11 тонн влезли.
Итого: 2 лошадиных силы на тонну, без учёта питания оборудования. Далеко уедем? В вашей машине сколько?

Мобильная - не значит "танк на атомном ходу" . Это значит, что её с жутким геморроем можно перетащить на другое место, не более того .

[Shestoper]

АЭС из проекта Энергии не предназначена для обеспечения перемещения базы. Думаю если бы стояла такая задача - мощность мобильной АЭС можно увеличить в разы. Но примем ваши цифры.


http://www.unique-autos.ru/blog/mechanics/140.html

Вот экскватор массой 13 тысяч тонн. Совокупная мощность его электродигатаелей 9 МВт. Причем они используются не только для движения, но и для копания. Какую часть мощности можно передать на гусеницы, я не знаю.
Но даже если бы всю (что не так) - это примерно и есть одна л. c. на одну тонну.
Причем экскаватор движется по Земле, на Марсе сила тяжести меньше.

Вот установщик Шаттла - при мощности 4 МВт масса 3700 тонн.  http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%83%D1%81%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82%D1%91%D1%80_%D0%9D%D0%90%D0%A1%D0%90

[Valerij]

У нас некоторые различия в схеме транспортировке именно из-за наличия/отсутствия Циклера.
Если каждый раз корабль стартует с НОО -  целесообразно использовать АКС для доставки на орбиту.
Но в моем варианте циклер пролетает мимо Земли на второй космической. Чтобы экипаж его перехватил в однопуск, нужна ракета класса Сатурна-5 или Аулкана.
Впрочем и при старте МЭК с НОО экипаж на него лучше доставлять уже после прохода радиационных поясов, то есть экипаж нужно разгонять на ЖРД опять же почти до второй космической.

Здесь не принципиальная разница. Правда, для подсадки 6-7 человек достаточно 60-тонника, судя по тому, что говорит Лев в теме про полет к Луне.

Размерность супертяжа я выбрал исходя из возможности доставлять на Луну и Марс тяжелые спускаемые аппараты, которые привозят крупногабаритые модули и экспедиционные вездеходы массой порядка десятков тонн.
Масса спускаемого аппарата тогда будет порядка 100 тонн, такой вот грузовой квант.
И даже 100-200-тонных носителей для обслуживания лунной, а потом марсианской базы понадобятся многие десятки, возможно даже сотни при продолжительном функционировании баз.
Это достаточно крупная серия.
Общая стоимость  создания инопланетных баз такова, что на этом фоне стоимость разработки супертяжа мизерна, а количество пусков он может сократить очень существенно, и обеспечить удобную доставку крупногабаритных грузов.

Согласен, желательно иметь преемственность техники от лунной программы к марсианской, и квант груза не менее 100 тонн. Делать супертяж более сотни тонн сейчас несколько преждевременно, а для обеспечения функционирования лунной и марсианской баз такой носитель будет очень хорош. Поэтому интересно семейство носителей....

В моем варианте первая экспедиция летит на корабле, который становится марсианской орбитальной станцией и не возвращается к Земле. А возвращается первая экспедиция уже на Циклере, на котором прилетает на Марс вторая экспедиция.

Боюсь, что начальный период создания марсианской станции будет таким напряженным, что одновременно создать Циклер и все девайсы для работы с ним сил не хватит.

Идея "марсианского поезда" весьма интересна. Но, по моему мнению, начинать надо со стационарной станции. На  надо учиться жить на Марсе. Это предмет для обсуждения, который стоит вынести в отдельную тему типа "Марсианский поезд или стационарная база?", возможно в разделе Зомби.

Можно использовать промежуточный вариант: база из "вагончиков", которые тягач может перетаскивать один за другим на новое место.
Серьезное отличие со стационарной базой тогда будет только в том, что обитаемые модули лучше не зарывать в грунт, а использовать двойные стенки с засыпкой между ними десятков кубометров грунта, и шасси модуля должно иметь запас грузоподъемности.

Это возможно, особенно учитывая, что можно использовать колеса большого диаметра с относительно низким давлением в шинах. Тем более у нас нет жестких ограничений на ширину колеи. Но, все же я думаю, что первая станция должна быть стационарной.

Не обязательно для тягача и экспедиционных марсоходов использовать именно аккумуляторы или напрямую энергию АЭС.
Можно использовать для движения например топливные элементы, а кислород и горючее для их работы (например алюминий или другой хороший восстановитель) нарабатывать из местных ресурсов, используя энергию АЭС. Или использовать двигатель Стирлинга с тем же топливом.

Аккумуляторами в данном случае я назвал любые восстанавливаемые источники энергии. Это могут быть и топливные элементы. А вот возможность, пусть и медленно, двигаться не заглушив реактор - это огромный плюс. Например, не придется глушить и длительное время охлаждать реактор перед передвижением.

А вот проводить эксперименты по производству топлива на местных материалах или по использованию двигателя Стирлинга лучше на стационарной базе.

Работу "кочующей базы" можно отрабатывать на Луне, откуда сравнительно легко эвакуироваться  в крайнем случае и куда легко доставить новый модуль взамен сломавшегося.

Да, это возможно. Только слово "легко" я бы заменил на "много легче"....

[Дмитрий Виницкий]

У Энергии есть проект марсианской АЭС на 200 кВт, с охлаждением атмосферой. В том числе в передвижном варианте. Уж они-то должны были просчитать возможности атмосферы как холодильника и размеры радиаторов.

Бугагагааа! Проект? Есть? У "Энергии"? Да у них и картинок-то приличных на эту тему нет.
Скажите, а с каких это пор "Энергия" АЭС проектирует?
Вы тут себя преподносили как ракетчика, я сильно внимания не уделял вашим постам, но теперь я вижу, что вы отличная компания для Валерия.

[Shestoper]

Вы тут себя преподносили как ракетчика,

Не было такого и быть не могло, c кем-то путаете.
Я теоретик, специалист по калибровочным и квантовым теориям тяготения.
Ракетостроение не моя специализация.

[dan14444]

Вот экскватор массой 13 тысяч тонн. Совокупная мощность его электродигатаелей 9 МВт.

Солидный зверь! Но...
Нет, ну он конечно ездит... По карьеру... Скорость на силу можно менять очень долго...  
Но тут предлагались поездки на тыщи километров. А это совсем другая история. С одной лошадью на тонну, повторюсь, далеко не уедешь . А проехать десяток километров до перезагрузки топлива - оно кому надо?  :roll:

З.Ы. И, повторюсь, мне интересна мобильная система, выдувающая 78кВт ценой 8. Для Земли - это нормально, а для Марса - нэ увэрэн...

[Дмитрий Виницкий]

Я теоретик, специалист по калибровочным и квантовым теориям тяготения.

Вау, а где можно ознакомится с вашими работами?

[Shestoper]

Я в основном публикуюсь в Physics Review, Journal of Mathematical Physics, Physics Letters.
 Чтобы быстро найти текст статей - можете посмотреть в архиве xxx.lanl.gov, там у меня 2 работы в соавторстве.
Наберите в поиске по авторам Yu. G. Vasilevski

[Дмитрий Виницкий]

Спасибо, попробую почитать и, может, позадавать вопросы.

[sychbird]

"Отсутствие проблем с радиаторами" - это сколько кубометров марсианской "атмосферы" в сякунду? Или это броневичОк с развесистыми ушами? А насколько развесистыми?

У Энергии есть проект марсианской АЭС на 200 кВт, с охлаждением атмосферой. В том числе в передвижном варианте. Уж они-то должны были просчитать возможности атмосферы как холодильника и размеры радиаторов.

Охлаждаться можно и используя подпочвенный твердый углекислый газ. Про воду спекуляции пока преждевременны. (Но не беспочвенны. )  Не на ходу конечно, но циклически с остановками.  :roll:

[Lev]

У Энергии есть проект марсианской АЭС на 200 кВт, с охлаждением атмосферой. В том числе в передвижном варианте. Уж они-то должны были просчитать возможности атмосферы как холодильника и размеры радиаторов.

Бугагагааа! Проект? Есть? У "Энергии"? Да у них и картинок-то приличных на эту тему нет.
Скажите, а с каких это пор "Энергия" АЭС проектирует?
Вы тут себя преподносили как ракетчика, я сильно внимания не уделял вашим постам, но теперь я вижу, что вы отличная компания для Валерия.

Однако есть тем не менее. :cry:

[Дмитрий Виницкий]

Прямо-таки проект? Не "технические соображения"?

[Lev]

Прямо-таки проект? Не "технические соображения"?

Проект. Что такое "технические соображения" - не знаю.