Экспедиция на Марс по быстрой траектории

[Fakir]

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

Клевета!
На БОЛЬШИХ расстояниях ЭРД как раз-таки позволяет слетать быстрее, чем ЖРД.

Это только для полётов Земля-Луна траектория аппарата с малой тягой действительно всегда "медленная".

[Peter]

(кровожадно)
Тут бы и о ГФЯРДах не грех вспомнить!
Вообще, ИМХО, это минимальный вменяемый двигатель для пилотируемой межпланетки (дальше, чем Луна). Хотя флагофтык на марсе можно, конечно, и проще, но тогда вопрос о быстрых траекториях отпадает.

[Ну-и-ну]

А оно вообще зачем надо-то? 15 лет уникальный корабль строить, чтобы 10 дней по Марсу попрыгать? Онанизм сие.

Или автор топика рассказ фантастический пишет? Тогда нет проблем - при мощности энергетической установки в единицы мегаватты на тонну корабля - будет "малое НФ-счастье", на Марс за 70 дней.

[ttt2]

А оно вообще зачем надо-то? 15 лет уникальный корабль строить, чтобы 10 дней по Марсу попрыгать? Онанизм сие.

Или автор топика рассказ фантастический пишет? Тогда нет проблем - при мощности энергетической установки в единицы мегаватты на тонну корабля - будет "малое НФ-счастье", на Марс за 70 дней.

Сложный вопрос

Ну пусть будет большое НФ счастье- год+ в невесомости изнывать от скуки и безделья под солнечной радиацией ради пары недель на Марсе

Самое дорогой срок заключения в истории человеческой цивилизации

[ttt2]

Кстати по топику - несколько новостей

Первая - а для чего создавать 10 этажный монстр а ля Оберт

Можно разгонные блоки посылать по обычным медленным траекториям и стыковаться с ними уже на масианской орбите

Куда беспилотным танкерам торопиться?

Вторая - нашел дома книгу

Гребеников, Демин "Межпланетные перелеты" М. Наука

Там описаны траектории к Марсу

таблица оттуда

по порядку - гелиоцентричекая начальная скорость, гелиоцентрический угол между Землей в момент старта и Марсом в момент прибытия, продолжительность полета в месяцах (так в книге)

32,71 180 8,63
33,71 124 5,25
34,71 108 4,32
35,71 97 3,77
36,71 90 3,40

Прирост скорости относительно старта с низкой орбиты не приводится, но есть формула, по ней для нижней строки получается 5,2 км/с

Не такая уж высокая цифра

Даже с учетом затрат на торможение у Марса (явно меньше чем приведенные Игорем 5,2 км/с) можно в одну ступень вписаться

Плохо то что при полете Земля обгонит марс и будет впереди по орбите - сложности с обратным полетом

Оптимальные траектории пр полете к внутренней планете из этой книги  на примере Венеры - когда внутренняя планета отстает по траектории

[Игорь Суслов]

Нечто а-ля старушка Нерва и родимый РД-0410 делать не токмо можно, но и нужно

Я про 1500 КК на водороде-кислороде...

Плохо то что при полете Земля обгонит марс и будет впереди по орбите - сложности с обратным полетом

Вот именно! В одну сторону летим?

[ttt2]

Вот именно! В одну сторону летим?

Наверное лучше год на Марсе просидеть чем в корабле

Люди при деле и кости не размягчаются - невесомости нет

[Игорь Суслов]

Не совсем понятно, зачем так торопиться ТУДА, если потом там год жить? К тому же, полностью замкнутой СЖО пока не создано, поэтому на этот год житья на Марсе придется тащить еду, питье, кислород и т.д., а это масса, и не малая.
Пока мы летаем на ЖРД или всяческих "ионниках" и иже с ними, наш удел - 1,5-2 годовалые экспедиции на Марс, с целью "флаговтыкательства".
Даешь гравицапу!

[Fakir]

Не совсем понятно, зачем так торопиться ТУДА, если потом там год жить? К тому же, полностью замкнутой СЖО пока не создано, поэтому на этот год житья на Марсе придется тащить еду, питье, кислород и т.д., а это масса, и не малая.

Кислород тащить не надо, он на ура нарабатывается плазмохимическими методами из СО2 марсианской атмосферы.

[Alex_II]

Не совсем понятно, зачем так торопиться ТУДА, если потом там год жить? К тому же, полностью замкнутой СЖО пока не создано, поэтому на этот год житья на Марсе придется тащить еду, питье, кислород и т.д., а это масса, и не малая.

Кислород тащить не надо, он на ура нарабатывается плазмохимическими методами из СО2 марсианской атмосферы.

Да там, судя по ландшафтам и воду найти будет много проще, чем на Луне...

[Александр Ч.]

Марсианский экспресс На гравитационных рогатках

[Mexannik]

Что касается длительности экспедиции, то для месячного пребывания на Марсе оптимальным является где то полтора года. Если меньше, то растут энергозатраты, а больше - доза радиации...  :lol:   :lol:   :lol:
А вообще надо строить базу и жить там по году, а все грузы доставлять на малой тяге грузовыми кораблями. Экипаж может летать по быстрым траекториям на ЖРД или ЯРД.

[Alex_II]

Что касается длительности экспедиции, то для месячного пребывания на Марсе оптимальным является где то полтора года. Если меньше, то растут энергозатраты, а больше - доза радиации...  :lol:   :lol:   :lol:
А вообще надо строить базу и жить там по году, а все грузы доставлять на малой тяге грузовыми кораблями. Экипаж может летать по быстрым траекториям на ЖРД или ЯРД.

Уж сколько было сказано про "Циклер"... Если действительно строить базу, то тут поможет только он - и находится как раз в пределах досягаемости современных технологий...

[Mexannik]

Что касается длительности экспедиции, то для месячного пребывания на Марсе оптимальным является где то полтора года. Если меньше, то растут энергозатраты, а больше - доза радиации...  :lol:   :lol:   :lol:
А вообще надо строить базу и жить там по году, а все грузы доставлять на малой тяге грузовыми кораблями. Экипаж может летать по быстрым траекториям на ЖРД или ЯРД.

Уж сколько было сказано про "Циклер"... Если действительно строить базу, то тут поможет только он - и находится как раз в пределах досягаемости современных технологий...

Что за "Циклер"?

[Alex_II]

Что за "Циклер"?

Вверху страницы ссылочка на "Популярную механику", от Alexandrc
http://www.popmech.ru/part/?articleid=3752&rubricid=4

[SpaceR]

Экспедиция на Марс по быстрой траектории[/size]

В своё время я немного интересовался этим вопросом

"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...

Листаю А.А. Штернфельда "Парадоксы космонавтики"...
У него приводится средняя минимальная скорость отлета к Марсу 11,59 км/с - в зависимости от положения Марса на его эллиптической орбите - в перигелии или в афелии:  "в первом случае скорость отлета с Земли должна быть меньше, чем во втором, а именно: 11,44 и 11,75 км/с"
"...С прилетающей на красную планету ракетой происходит как раз обратное явление: она падает на Марс  ...со скоростью 6,01 км/с в перигелии планеты и 5,41 км/с - в афелии."

Иначе говоря, суммарная скорость составит в минимальном случае:
1.  11,75-7,9=3,85 км/с
2.  5,41-3,6=1,81 км/с  (можно заменить аэробрейкингом)
3.  5,41-3,6=1,81 км/с
4.  11,75-7,9=3,85 км/с (тоже можно заменить аэробрейкингом, хотя здесь и сложнее)
-----------------------------------------
Суммарно потребная ХС составит ~5,7 км/с с аэробрейкингом или вдвое больше - без него. Если учесть грав.потери на "медленность" разгона и коррекции, то получим ~ 5,8 / 11,6 км/с [/size]

[walt]

А Космонавты в результате "короткого полета" будут живые или в виде кашицы?

[Boo]

Это смотря как на Солнышке вспышка шарахнет... Ускорения далеко не предельные.

[SpaceR]

"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

Ну, можно и не разгоняться до третьей космической, для варианта короткого перелета к Марсу в принципе можно обойтись и меньшими скоростями.
Опять же, у Штернфельда:
"Оказывается, что при увеличении скорости отлета с Земли всего на 3,2% длительность полета уменьшается на 42% !"
Тут он, правда, отсчитывал скорость относительно поверхности Земли, т.е. от минимальной отлетной до Марса 11,59 км/с. Получается, что 11590*1,032=11960,9 м/с, т.е. добавка составляет 371 м/с. А длительность перелёта сократится с 259 до 157 сут.
Далее: "Правда, если увеличить скорость до 15,1 км/с, время перелета сократится с 259 до 79 сут, но период ожидания на Марсе симметрической траектории ...станет более длинным - с 454 сут увеличится до 775 сут. В результате общий выигрыш во времени окажется очень незначительным.
Однако ... при увеличении стартовой скорости до 15,8 км/с нас ожидает сюрприз: в этом случае полет может происходить по такой траектории, благодаря которой время принудительного ожидания на Марсе окажется равным нулю.  ...продолжительность всей экспедиции резко сократилась бы - до 150 сут вместо двух лет восьми месяцев."
Здесь вспоминается уже книга С.П. Уманского (не помню точно название, кажется "Космическая Одиссея" - там у него как раз приведена траектория "Марс-Экспресс" (Не путать с европейской АМС! ), соответствующая вышеописанному случаю.
Правда, для того, чтобы получить в распоряжении экспедиции хотя бы 2-3 недели для высадки и исследований на поверхности, необходимо и дальше увеличивать отлетную скорость... возможно, вплоть до 3-й космической, или по крайней мере до 16 км/с. В этом случае потребная отлетная с НОО скорость составит 16-7,9=8,1 км/с, если с запасом на потери, коррекции и т.п., то вероятно ~8,5 км/с. Аэроторможение так же вполне реально, по крайней мере у Марса.

При отлете с Марса, как я понял, нужна такая же гелиоцентрическая скорость, однако у него меньше будут потери на притяжение планеты, так что тут имхо потребная скорость будет где-то ~6 км/с.

...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.

Атмосферное торможение у Земли с такими скоростями - крайне сложная задача (из-за большей скорости входа и более высокого градиента плотности), однако думаю, что она реализуема - за счет повышения точности определения положения марсианского корабля благодаря наземным и орбитальным средствам (например, уголковые лазерные отражатели) и за счет использования хорошего аэродинамического качества возвращаемого аппарата. Возможно, потребуется "двухступенчатый" теплозащитный экран и наверняка более двух входов в атмосферу.
---------------------------------------
  Суммарно: потребная ХС  ~ 14,5 / 29 км/с[/size]

[SpaceR]

Если даже допустить при этом использование обоих "атмосферных" маневров,
расчет по формуле Циолковского показывает, что для доставки в атмосферу Марса орбитального корабля-станции (с аэродин. щитом и СА) общей массой 100 т  и с ним 60-тонного десантного аппарата, плюс разгонный блок для  последующего запуска корабля к Земле --
на околоземной орбите должна быть собрана система массой:

А) Для "МЕДЛЕННОЙ" траектории - 707 т[/size]

Б) Для "БЫСТРОЙ"   траектории - 50652 т !!! [/size]  :shock:  

Всё так и есть, я перепроверил.
(это при использовании на разгоне водорода, УИ=470 с, а у Марса - АТ+НДМГ, УИ=335 с, и массовом совершенстве РБ=0,12)

Конечно, для таких ХС неизбежно потребуется многоступенчатые РБ, твердофазные или более совершенные ЯРДы и т.п., но суть разницы скоростей достаточно наглядна.

Вот такая вот плата за скорость...