Экспедиция на Марс по быстрой траектории

[ttt2]

Если можно хотел бы помощи в выяснении такого вопроса:

Полет к марсу по быстрой траектории

Сейчас почти все проекты предусматривают долгую экспедицию, года в полтора и более

Насколько энергозатратной была бы экспедиция по быстрой траектории?

То есть экспедиция отправляется когда Земля догоняет марс по орбите, какое то время - пусть пара недель на Марсе, потом взлет и догон Земли

Плюс - отпадают много гемороя по радиационной защите, проблемы долгой невесомости, экспедиция безопаснее из за меньшей длительности

Насколько это энергетически невыгоднее? Величину бы в деньгах и энергозатртах

Обеспечивают ли такую возможность существующие ЭРД?

[Дмитрий Виницкий]

Гыыы, а что это за "быстрая траектория"? ЭРД и "быстрота" - из разных опер

[Игорь Суслов]

хех...
ЕМНИП, при отлете с третьей космической скоростью (16,7 км/с), экспедиция занимает 5 месяцев (70 + 10 + 70).
Теперь предложите, КАК разогнать КК до таких скоростей...

[Дмитрий Виницкий]

И как потом затормозить у Марса

[Игорь Суслов]

И как потом затормозить у Марса

Точно мы ж собрались еще и вернуться  
Кстати, любопытно, можно ли пожлетая по гиперболе к Марсу, сделать "аэробрейк"? проще гворя затормозиться об атмосферу? или с марсианской атмосферой не получиться?

[ttt2]

хех...
ЕМНИП, при отлете с третьей космической скоростью (16,7 км/с), экспедиция занимает 5 месяцев (70 + 10 + 70).
Теперь предложите, КАК разогнать КК до таких скоростей...

Даже с помощью современных технологий можно разогнать очень и очень - по элементарным формулам Циолковского, только полезная масса будет мала

Я собственно и спрашивал - какой конкретный энергетический проигрыш при полете по "быстрой " траектории

Неужели никто не сможет дать аргументированный точный ответ?

[Игорь Суслов]

По формуле Циолковского, вы посчитаете только лишь прирощение скорости, но эта формула не скажет вам за какой время произойдет разгон до этой скорости. Т.к. вы явно имеете ввиду ЭРД, то это займет месяцы и месяцы...

какой конкретный энергетический проигрыш при полете по "быстрой " траектории

Что вы конкретно имеете в виду?

[Дмитрий Виницкий]

И как потом затормозить у Марса

Точно мы ж собрались еще и вернуться  
Кстати, любопытно, можно ли пожлетая по гиперболе к Марсу, сделать "аэробрейк"? проще гворя затормозиться об атмосферу? или с марсианской атмосферой не получиться?

С третьей космической? Наверно, нет

А вот прошлогоднюю дикую идею с подхватом в атмосфере Венеры аэростатного контейнера с грунтом во время "нырка" крылатого КК по пролётной траектории, мне это напомнило

[Игорь Суслов]

С третьей космической? Наверно, нет

...ну, или по меньшей мере, ширина "коридора входа" будет таким маленьким, что явно не получится в него попасть, или он будет вообще под поверхностью Марса...
Впрочем, конечно, нужно считать...

[ttt2]

По формуле Циолковского, вы посчитаете только лишь прирощение скорости, но эта формула не скажет вам за какой время произойдет разгон до этой скорости. Т.к. вы явно имеете ввиду ЭРД, то это займет месяцы и месяцы...

какой конкретный энергетический проигрыш при полете по "быстрой " траектории

Что вы конкретно имеете в виду?

Ну давайте сравним характеристическую скорость - по обычному длинному маршруту, и по короткому

Расклад - разгон, торможение у Марса, отлет от Марса, торможение у Земли (обязательно ли?? )

[ttt2]

Кстати я так же хотел бы аргументации, почему нельзя ЭРД

Почему нельзя - 50 процентов времени (прикидка конечно) разгон, 50 процентов - торможение?

[Игорь Суслов]

"Длинная" и "долгая" траектории:
 1. отлет от Земли: 11,5-7,9=3,6 (это самый минимум!!!)
 2. торможение у Марса: 5,1-3,6 = 1,5
 3. отлет от Марса: 5,1-3,6 = 1,5
 4. торможение у Земли: 11,5-7,9= 3,6
 _______
 Итого: 10,2 км/с. Реально запас ХС должен быть не менее 11,5 км/с, а то и больше...
 
 "короткая" и "быстрая" траетории.
 Тут не все так однозначно, во первых, из-за окон возвращения. Например, если мы "улетаем" к Марсу со скоростью 13 км/с, и перелет (от балды) занимает 5 месяцев, то может потребоваться не один месяц, а может и год с лишним, чтобы дождаться "окна" для обратного возвращения.
 Но расчитаем потребную ХС для перелета по гиперболе (со скоростью отлета, равной 3 космической) - я просто помню данный расчет - и обратно также по гиперболе:
 1. отлет от Земли: 16,7-7,9=8,8
 2. торможение у Марса (тут приближенно): 5,2 (не спрашивайте, откуда я взял это  )
 3. отлет от Марса: 5,2
 4. торможение ориетировочно 8,8 км/с
 __________
 итого: 28 км/с  
 
 Цена "разницы" скорости отлета: 28-11,5 = 16,5 км/с...
 Фигня вопрос  
 
 ЭРД, говорите?
 вы будете полгода У ЗЕМЛИ разгоняться до 11,2 км/с (тут тоже надо , конечно, считать, и для этого есть прекрасный инструмент у ratman'a:
 Orbital model )
 потом еще какое то время вы будете "догонять" скорость до 16,7 км/с (тут я вообще помолчу про время и число ОБОРОТОВ вокруг Солнца - просто не знаю), ну и потом - тормозить  
 БЫСТРАЯ получается траектория??? А кроме двигателей малой тяги типа ЭРД, 28 км/с ничто не осилит... если, конечно, речь не идет о полете к Марсу с ПН весом в несколько килограммов  
 
 Тормозиться около планет с атмосферами (коими являются обе - и Земля и Марс) можно конечно методом погружения в атмосферу (возможно неоднократно), это само-собой уменьшает потребную ХС. Но с повышением скорости подлета к планете с атмосферой, уменьшаются "коридоры" входа в атмосферу, ограниченные тепловыми потоками и перегрузкой, и почти уверен, что при подходе к Земле со скоростью 16-17 км/с, коридор "захлопнется", т.е. невозможно будет ТОЛЬКО лишь одной атмосферой затормозиться до орбитальной скорости.

[Игорь Суслов]

И, вообще, читайте оригиналы, что я тут полуправдивой компиляцией занимаюсь?  :evil:
 
 "Механика космического полета в элементарном изложении" Левантовского, или посерьезней:
 "Основы механики космического полета" Д.Е.Охоцимского и Ю.Г.Сихарулидзе. (они есть в сети)
 
 Кое что могу в интернете сразу посоветовать:
  А.В. Алёшин, О.В. Половников "Основы теории полета космического аппарата"

[Tiger]

Кстати, любопытно, можно ли пожлетая по гиперболе к Марсу, сделать "аэробрейк"? проще гворя затормозиться об атмосферу? или с марсианской атмосферой не получиться?

Думаю, можно при большом отношении площади теплозащитного щита к массе всего аппарата. Как насчет надувного щита или "ballute" ?

[Игорь Суслов]

Как то в журнале для "школьников" (!) "Квант", лет 15-20 назад была статья про коридор спуска, где доступным для школьников аппаратом физики и математики выводилась совсем нетрудная формула для ширины коридора спуска. Само-собой, в этой формуле удельная на площадь миделя масса присутствовала, как и градиент плотности атмосферы...
Сейчас погуглю:
http://space.org.ru/Media/Books/DPKA/7_2.htm  

или вот, из Кванта: http://kvant.mirror1.mccme.ru/1988/05/koridor_vhoda.htm - ВНИМАНИЕ КАРТИНКИ НА 3 МЕГА!

[ttt2]

"Длинная" и "долгая" траектории:
 1. отлет от Земли: 11,5-7,9=3,6 (это самый минимум!!!)
 2. торможение у Марса: 5,1-3,6 = 1,5
 3. отлет от Марса: 5,1-3,6 = 1,5
 4. торможение у Земли: 11,5-7,9= 3,6
 _______
 Итого: 10,2 км/с. Реально запас ХС должен быть не менее 11,5 км/с, а то и больше...
 
  Но расчитаем потребную ХС для перелета по гиперболе (со скоростью отлета, равной 3 космической) - я просто помню данный расчет - и обратно также по гиперболе:
 1. отлет от Земли: 16,7-7,9=8,8
 2. торможение у Марса (тут приближенно): 5,2 (не спрашивайте, откуда я взял это  )
 3. отлет от Марса: 5,2
 4. торможение ориетировочно 8,8 км/с
 __________
 итого: 28 км/с  
 
 Цена "разницы" скорости отлета: 28-11,5 = 16,5 км/с...
 Фигня вопрос  
 
 

Спасибо что ответили мне, но все таки уж очень грубая оценка, примерно на том уровне что и я могу

Где бы рассмотреть возможность уменьшения..

28 км/с - устрашающая цифра конечно ...

Первое вы сами сказали - даже древний Зонд спускался с 11 км/с

Чуть не основная потеря - торможение

Уберем хотя бы эти 8,8  - остается 20 км/с..

Ну пусть 22

По формулам даже для чистого водород/кислорода получаем где то "е" в пятой

порядка 150 ..

Для 10 тонной возвращаемой капсулы стартовый вес системы 1500 тонн

Для сборного комплекса не так уж и нереально - максимальный вариант Энергии LEO было ок 250-300 тонн

6 запусков всего

[ttt2]

Еще к сказанному - Нерва еще в 60-е испытывалась

Все таки 40 лет прошло - техника развивалась

[Игорь Суслов]

Бумага все стерпит...
Но делать такое никто никогда не будет. Уверяю вас.

[Fakir]

Бумага все стерпит...
Но делать такое никто никогда не будет. Уверяю вас.

Нечто а-ля старушка Нерва и родимый РД-0410 делать не токмо можно, но и нужно
Штука получится более чем безопасная. Уж 100% куда безопаснее, чем плутониевые РИТЭГ запускать
Просто надо избавиться от дурацких "махновских" паранойй

[Fakir]

Кстати, любопытно, можно ли пожлетая по гиперболе к Марсу, сделать "аэробрейк"? проще гворя затормозиться об атмосферу? или с марсианской атмосферой не получиться?

Думаю, можно при большом отношении площади теплозащитного щита к массе всего аппарата. Как насчет надувного щита или "ballute" ?

Конечно, можно!
Причём у Марса на-амного легче, чем у Земли, благодаря "мягкости" его атмосферы.
Но площадь тормозного щита да, нужна будет достаточно приличная. Но не запредельная какая-то.