Туристические круизы "Союзов" на Луну

[Reentrant]

Теперь "серьёзный" вариант. Берём всё тот же КВТК, но не урезанный, выводим его "Ангарой". Масса - 24,5 тонн, масса топлива - 19,6 тонн. Берём "Союз", увеличиваем его ПАО (за счёт наращивания топливных баков), так чтобы масса его стала 12,5 тонн (в т. ч. топливо - 6,3 тонны). Приделываем к нему снизу КВСК - модификацию КВТК для "Ангары-3", который по сравнению с базовым опять немного укорачиваем (начальная масса - 12 тонн, масса топлива - 9,5 тонн). Масса получившейся связки - 24,5 тонны, выводим её второй "Ангарой". Пристыковываем к КВТК - суммарная масса 49 тонн. Стартуем с околоземной орбиты в два этапа: сначала отработает КВТК (масса конечная 29,4 тонны, скорость - 1634 м/с), затем КВСК (конечная масса связки - 15,45 тонн, приращение скорости - 1566 м/с). Масса "Союза" - 12,5 тонн, в том числе 6,3 тонны топлива. Чтобы выйти на окололунную орбиту мы должны израсходовать 3,7 тонны, чтобы стартовать обратно к Земле - ещё 2,6 тонны. Более-менее сходится, но впритык.

Минуточку... Вы использовали две трехступенчатых "Ангары" и два водородных РБ со стыковкой на ОИСЗ, чтобы свозить на ОИСЛ модифицированный "Союз" -- и то едва хватает? У вас нет ощущения, что что-то делаете не так?

[Дмитрий Инфан]

Есть, конечно.
Возможно, я беру неверную скорость истечения для ЖРД на водороде (3400 м/с) и гидразине (2850 м/с). Я пользуюсь таблицей из книги Уманского 1989 г.
Попробуем пересчитать по-другому. Возьмём в качестве аналога "Луну-19". На отлётной траектории её масса 5600 кг. На окололунной орбите её масса - 4100 кг. Отношение Мнач./Мкон. = 1,366. Применим эту пропорцию к нашему "Союзу". Его масса на отлётной траектории, после отделения всех разгонных блоков - 13500 кг. Вычтем топливо для корреции (500 кг) - 13000 кг. Делим на 1,366, и получаем массу на окололунной орбите - 9516 кг. Вычтем топливо для маневров на орбите, стыковки и т. д. - останется 9000 кг. Снова делим на 1,366 - при отлёте к Земле будет 6588 кг. Опять отнимаем 500 кг необходимые для коррекции - в итоге, на подлёте к Земле должно быть 6088 кг. В том числе, БО - 1370 кг, СА - 2900 кг, ПАО - 1818 кг.
Не очень хорошо получается  

[m-s Gelezniak]

На отработочный однопуск с облётом (Протон, Союз без сис. стыковки, РБ),деньги обосновать и получить можно. На двухпуск - сомневаюсь :wink:

Ни "Союз", Ни "Протон", ни гептильные/керосиновые РБ в пилотируемой лунной программе все равно участвовать не будут. Тратить средства на возню с ними бессмысленно, все это в мусорный бак пойдет после первой демонстрации. Сейчас надо сконцентрироваться на "Ангаре", КВРБ и ПТК НП. На них можно и нормальный облет сделать, и выход на ОИСЛ, и далее, вплоть до лунной базы.

У нас большие проблемы с отработкой систем.
Запускать кучу нового на новом? Представляете сколько писанины будет :lol:  :? И тыканья пальцем друг друга.
Я предлагаю отработочный пуск, причём без особой помпы.
Мы просто отрабатываем системы :roll: . Получится - прицепом пойдет рекламка по лунному туризму :lol: .

[Дмитрий Инфан]

Не очень хорошо получается  

В принципе, поскольку на обратном пути к Земле масса корабля уменьшается вдвое, расход топлива на коррекцию также должен уменьшиться вдвое. Таким образом, Масса корабля перед возвращением - 6338 кг, а масса ПАО, соответственно, - 2068 кг. Всё сходится!
Правда, не знаю насколько данный метод для расчёта корректен.

[Reentrant]

Возможно, я беру неверную скорость истечения для ЖРД на водороде (3400 м/с) и гидразине (2850 м/с). Я пользуюсь таблицей из книги Уманского 1989 г.

Во-первых, да.
3400/9.81=346с -- это что за водород такой? это керосин какой-то.
2850/9.81=290с -- а это РДТТ. 290 еще может быть у гидразина на уровне моря, но в космосе-то? В книжке может указано, для чего эти м/с, посмотрите внимательно. Возьмите нормальные значения, уже будет легче.

А во-вторых, вы несете потери из-за неправильной разбивки на ступени. Формулу Циолковского знаете? Элементарная математика: для каких пропорций между ступенями получается максимум ПН? Что такое довыведение, в чем его математический смысл, когда и зачем его используют?

Конечный ответ при правильном решении будет такой: "Ангара-5" (одна штука) + две водородных ступени (с далеко не рекордными характеристиками) позволяют свозить на ОИСЛ и вернуть к Земле ПН массой 7 тонн. И еще кое-на чем сэкономите. Как такие задачи решаются, я несколько раз писал в других темах, с примерами. Это тривиально, вообще-то.

[Дмитрий Инфан]

Reentrant, большое спасибо за ликбез! Пересчитал по новой.
Во первых, малый вариант, для туристов. Вместо КВТК теперь вполне подошёл КВСК, массой 14 тонн - его выводит "Зенит". Пристыковываем его к "Союзу": 14 + 7,2 = 21,2 тонны, что при старте с околоземной орбиты даёт 3323 м/с. Облёт получается.
Теперь большой вариант. КВТК, выводимый "Ангарой-5", оставляем. Вторая РН будет "Ангара-3", которая выводит глубоко модифицированный "Союз" с интегрированным в ПАО РБ "Фрегат". Масса - 15100 кг. Итого, после стыковки имеем 39,6 тонны. Конечная масса, после старта к Луне - 20 тонн, скорость - 3102 м/с. Недостающие 100 м/с добираем двигателями корабля, на что тратим 465 кг. Затем, по пути к Луне ряд коррекций, на что тратим ещё 465 кг., и перед выходом на ОИСЛ имеем 14170 кг. После выхода на ОИСЛ - 10339 кг. Тратим на орбитальные маневры где-то 400 кг. - остаётся 9939 кг. Потом старт к Земле - 7270 кг. Расходы на коррекцию (из-за уменьшения массы снизятся) - 232 кг. Итого, возвращается 7038 кг: БО - 1370 кг, СА - 2900 кг ПАО (с интегрированным "Фрегатом") - 2768 кг.

[Reentrant]

Во первых, малый вариант, для туристов. Вместо КВТК теперь вполне подошёл КВСК, массой 14 тонн - его выводит "Зенит". Пристыковываем его к "Союзу": 14 + 7,2 = 21,2 тонны, что при старте с околоземной орбиты даёт 3323 м/с. Облёт получается.

Для полного счастья используется Союз, отработавший на МКС (как вы упоминали), и затраты на облет Луны равны Зенит + КВСК + усиление теплозащиты СА и прочие частности + одно место в "Союзе".

Теперь большой вариант. КВТК, выводимый "Ангарой-5", оставляем. Вторая РН будет "Ангара-3", которая выводит глубоко модифицированный "Союз" с интегрированным в ПАО РБ "Фрегат". Масса - 15100 кг. Итого, после стыковки имеем 39,6 тонны. Конечная масса, после старта к Луне - 20 тонн, скорость - 3102 м/с. Недостающие 100 м/с добираем двигателями корабля, на что тратим 465 кг. Затем, по пути к Луне ряд коррекций, на что тратим ещё 465 кг., и перед выходом на ОИСЛ имеем 14170 кг. После выхода на ОИСЛ - 10339 кг. Тратим на орбитальные маневры где-то 400 кг. - остаётся 9939 кг. Потом старт к Земле - 7270 кг. Расходы на коррекцию (из-за уменьшения массы снизятся) - 232 кг. Итого, возвращается 7038 кг: БО - 1370 кг, СА - 2900 кг ПАО (с интегрированным "Фрегатом") - 2768 кг.

Да, где-то так. Следующий шаг оптимизации -- выкинуть низкоэнергетичное топливо с больших dV и уложиться в однопуск.

[Александр Ч.]

Союз у вас беспилотный? Если нет, то выводиться будет А5П. Принципиально этом ничего не меняет... кроме стоимости ;-)

[Bell]

Если брать требуемые ХС отсюда - http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=9989&start=0

В реальности выход на ЛЛО 1000 м/с со встречной траектории, возвращение к Земле - 900 м/с. Плюс 300 м/с на коррекции, маневры на ЛЛО и резерв. Итого 2200 м/с и порядка 14,5 т масса Союза-Л с Фрегатом в качестве и вместо КТДУ.
Выводится либо однопуском простейшим 40-тонником, либо Зенитом и Протоном раздельно Союз-Л и КВТК соответственно.
Адекватный лендер - однозначно двухпуском.

[Reentrant]

Выводится либо однопуском простейшим 40-тонником, либо Зенитом и Протоном раздельно Союз-Л и КВТК соответственно.
Адекватный лендер - однозначно двухпуском.

Если в основе трехступенчатый керосиновый 40-тонник, то для доставки лэндера не хуже аполлоновского на Луну достаточно однопуска. Выкидывается керосиновая третья, вместо нее ставится двухступенчатый водородный РБ, и все. Посадочная масса на Луне около 7 тонн, взлетная 5+.

[avmich]

Если брать требуемые ХС отсюда - http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=9989&start=0

В реальности выход на ЛЛО 1000 м/с со встречной траектории, возвращение к Земле - 900 м/с. Плюс 300 м/с на коррекции, маневры на ЛЛО и резерв. Итого 2200 м/с

В таком случае получается ПН 4600. То есть, СА+БО уже вписываются с запасом.

Хотелось бы, однако, не только учитывать массы, УИ и ХС, но и наличие и стоимость компонентов - РН и РБ в первую очередь. Конечно, на Сатурне-5 всё получается просто - но его нет, нет и 40-тонника, и даже работы над 40-тонником если и ведутся, то достаточно условно. Зато есть Протон, РН Союз, Фрегат, РБ ДМ, КК Союз-ТММ, почти есть 12КРБ, можно говорить о Союзе 2-1в (в контексте данной темы он интересен как путь к Союзу 2-3), 12КРБ-М, Ангаре-5, КВТК. Из этого и хотелось бы исходить.

[avmich]

Дальше - пока что можно говорить о полётах на окололунную орбиту. Высадка на Луну потребует ЛК - что, во-первых, относительно крупный и сложный проект, во-вторых, не в ближайших планах - как по деньгам, так и по технике. Поэтому пока было бы достаточно ограничиться ЛОС - как максимальным на сегодня вариантом развития имеющейся техники.

[Дмитрий Инфан]

+ одно место в "Союзе".

Почему одно? Я вот о чём подумал: LG писал, что вместо термина "космический турист" правильнее было бы употреблять "коммерческий космонавт", ведь практически они проходят такую же подготовку, что и настоящие космонавты. Следовательно, инструктор на борту не нужен. Единственный критический момент - стыковка с КВСК. Поскольку МКС оснащён специальным манипулятором, нужно, чтобы КВСК и лунный облётный корабль стыковались с помощью последнего - у борта МКС. (К МКС "Союз" с туристами также пристыковывается манипулятором.) К Луне можно возить двух туристов! А это существенная прибавка.

[Дмитрий Инфан]

Союз у вас беспилотный? Если нет, то выводиться будет А5П. Принципиально этом ничего не меняет... кроме стоимости ;-)

А "Ангара-3" не потянет?

[Дмитрий Инфан]

Как всегда, самые умные мысли приходят в конце.
Масса связки "Союз" + КВСК - 21,2 тонны. Это как раз ПН "Протона". К чёрту двупуск и сборку на орбите! Пускаем туристов "Протоном"! Причём не двух, а трёх: во-первых, стандартный "Союз" не оптимален - в баках у него 900 кг топлива, в то время как требуется не больше 500 кг, во вторых стандартный КВСК разгоняет корабль на целых 100 м/с больше, чем нужно. КВСК чуть-чуть укорачиваем, ПАО "Союза" тоже чуть-чуть уменьшаем, за счёт чего наращиваем БО. Полная масса лунного "Союза" - 7470 кг, в том числе БО - 2040 кг, СА - 2900 кг, ПАО - 2530 кг. САС, по сравнению со штатной "союзовской" придётся сделать чуть помощней, чтобы вытянуть лишние 670 кг, но "Протон", думаю, справится (для него ПН 22 тонны, в то время как у нас - 21,2).
За счёт более крупного БО к Луне полетят трое - никаких стыковок по пути, инструктор не нужен.

[avmich]

Как всегда, самые умные мысли приходят в конце.
Масса связки "Союз" + КВСК - 21,2 тонны. Это как раз ПН "Протона". К чёрту двупуск и сборку на орбите! Пускаем туристов "Протоном"!

Это, конечно, замечательно, но у нас на календаре - XXI век. И требования к системам для запуска людей к Луне будут пожёстче, чем в 1960-е годы.

Вряд ли имеет смысл посылать людей на орбиту на Протоне - как минимум с вопросом по части топлива. Из имеющегося - РН Союз, потому что пока с Ангарой не так всё ясно. А имея не меньше чем двупуск, ресурсов для решения задачи - в том числе с пересадкой на МКС - вполне достаточно.

[Reentrant]

Вряд ли имеет смысл посылать людей на орбиту на Протоне - как минимум с вопросом по части топлива. Из имеющегося - РН Союз, потому что пока с Ангарой не так всё ясно. А имея не меньше чем двупуск, ресурсов для решения задачи - в том числе с пересадкой на МКС - вполне достаточно.

С пересадкой на МКС можно и на одних Союзах. Загнать туда полупустой РБ и заправлять его понемногу остатками топлива из транспортный кораблей.

[avmich]

Вряд ли имеет смысл посылать людей на орбиту на Протоне - как минимум с вопросом по части топлива. Из имеющегося - РН Союз, потому что пока с Ангарой не так всё ясно. А имея не меньше чем двупуск, ресурсов для решения задачи - в том числе с пересадкой на МКС - вполне достаточно.

С пересадкой на МКС можно и на одних Союзах. Загнать туда полупустой РБ и заправлять его понемногу остатками топлива из транспортный кораблей. :)

Можно. Вопрос, опять же, в том, какие ракеты недостаточно большие, достаточно большие и избыточно большие.

[avmich]

Если бы Королёв продолжил свой проект полёта к Луне с выводом ПН только на Р-7... интересно, что было бы. Успел бы раньше американцев? Во всяком случае, проблемы бы совсем другие решались.

[Reentrant]

Если бы Королёв продолжил свой проект полёта к Луне с выводом ПН только на Р-7... интересно, что было бы. Успел бы раньше американцев? Во всяком случае, проблемы бы совсем другие решались.

Технически, облет Луны могли бы выиграть. Отказаться от Н-1, сконцентрироваться на "Союзах" и РБ, отработать стыковку, и к 1968-1969 году, при условии отсутствия серьезных аварий... Но высадка американцев свела бы эти усилия даже не к нулю, а к отрицательной величине. Надо было трезво оценить возможности экономики и не ввязываться принципиально в эту безнадежную гонку. В идеале, будь тогда обстановка более располагающая, можно было бы пойти на сотрудничество и сделать совместную программу, но в тех условиях для руководства СССР это было невозможно.