Экспедиция на Марс по быстрой траектории

[pkl]

А если десантный аппарат со всем барахлом, которое понадобится космонавтам на Марсе и топливо на дорогу домой везти отдельно, электроракетным буксиром. Т.е. по "быстрой" траектории отправляется жилой модуль и возвращаемый аппарат :?:  :?:  :?:

Я то же так думаю, причем электроракетный возможно и не понадобится - обычным водородником

Чтоо?? Топливо на обратный путь с собой не брать? :?:  :shock:
Господа хорошие, Вы с ума сошли?!    А если случится чего по дороге?   Нее, на эту авантюру живых людей я не пущу!  

А что тут такого? Я сначала тоже слегка напрягся. Но, поразмыслив спокойно... мне эта идея /не моя кстати, а американская; у них ещё более сурово - к Марсу грузовик доставляет ещё и специальный корабль для возвращения домой / :!:  :!:  :!: /, т.е. летят туда на одном КК, а возвращаются на другом/ понравилась. Зачем им тащить с собой топливо на дорогу домой? Если что случится по дороге - они без торможения облетят Красную планету, как Аполлон-13 Луну. Если же на орбите - к ним на помощь придёт грузовик. Можно захватить с собой небольшой корабль-такси, сделанный из Союза. Так что никакая не авантюра.

Ну, в крайнем случае, только если вы построите на Марсе ДОМС...
В смсле Долговременную ОколоМарсианскую Станцию    - но это уже только после ДМБ - первой Долговременной Марсианской Базы...    

Вот и я о том же. Сделать базу, с хорошими запасами, с техникой, с оранжереей. Можно и отсидеться, и скучать не придётся. Может, даже не одну /на всякий случай/ - в гости друг к другу будут летать :wink:

[SpaceR]

Гм, а это ещё зачем такие сложности?  :shock:
Для аэроторможения НЕ НУЖНО обеспечивать ОГИБАНИЕ поверхности - его обеспечит сама гравитация. Просто необходимо подобрать глубину погружения.

Я придумал эту экзотику, чтобы суметь как-то посчитать перегрузки . Гравитация обеспечит огибание, только если скорость меньше или равна ОРБИТАЛЬНОЙ. Есть подозрение, что эта схема торможения будет вообще оптимальной. То есть, пока скорость не упадет до орбитальной, аэродинамическая сила тянет вниз, после того - вверх.
Конечно, возможно, что эти рассуждения опровергнуты еще в 50-х годах и изучаются студентами на первом курсе, не знаю .

А, понятно. Но вообще-то Вы ошибаетесь - гравитация обеспечивает огибание, хоть и незамкнутое  если скорость больше параблической.
Ну меньше будет время нахождения в атмосфере, так и что? В любом случае должно хватить для снижения скорости до орбитальной - вопрос только в "высоте погружения". И, конечно, допустимой перегрузке.
Предлагаемый Вами метод позволит как раз снизить перегрузки, действующие на КА в атмосфере, но если они приемлемы, то торможение в два захода можно обеспечить вообще без подъёмной силы.  Главная проблема будет в требуемой точности входа... Хотя всё это частности - аэроторможение всё равно вполне РЕАЛЬНО.

[SpaceR]

SpaceR
Чего нагнетать страсти? Спокойно поговорить нельзя?

. . .
---------------------------------------
  Суммарно: потребная ХС  ~ 14,5 / 29 км/с[/size]

Поправьте где неправ

Ну пусть на выход на марсиансую траекторию 8,5 км/с

На торможение у Марса я не очень понял сколько - у Игоря было 5,2 м/с, пусть даже 6 км/с

На отлет с марсиансой орбитальной пусть 6 км/с (сами так сказали)

У Земли я принял аэродинамическое торможение (пока кто конкретно не докажет что это невозможно бду считать так)

20,5 км/с и получили

Что не так?

"Не так" только то, что У МАРСА МОЖНО НЕ ТОРМОЗИТЬ двигателем -здесь использовать атмосферу ещё удобнее, чем у Земли.  

Прошу прощения, если Вам мой тон показался "нагнетанием страстей" - и в мыслях не было .

Что у вас таую ярость вызвала отдельная доставка разгонной ступени к Марсу??
Типа если рядом с баком люди то и не случится ничего??

Не, тут я имел в виду наоборот - если случится чего по дороге, как с Аполло-13, то не будет возможности спастись, не имея топлива на обратный путь  

Хотя в принципе, если помечтать о будущем, в котором межпланетные корабли станут надёжнее, можно летать и без топлива на обратный путь.  Но для ПЕРВЫХ экспедиций  я считаю, что это не годится.

А вот лэндер можно в принципе доставить и отдельно, но проблематично будет обеспечить совмещение плоскостей орбит у Марса .
Если же это будет обеспечено, то позволит, конечно, заметно сэкономить топливо "быстрого" корабля. Правда, нужно обеспечить, чтобы посадочный корабль-лэндер "медленным рейсом" успел попасть на околомарсианскую орбиту ДО ПРИБЫТИЯ  "экспресса" с экипажем, что тоже не так-то просто.

Для чисто одностороннего полета на марс - всего 14,5 км/с
Берем кислород/водород УИ 470 с (кто сказал ? )
Е в 3,1 = 23
Ну пусть с поправкой на двухступенчатость даже 30 - что нереального?
Пусть марсиансий корабль 30+20 посадочный тонн = 50 тонн
30х50=1500 тонн

Чего нереального?

Нереального здесь следующее:
1) Кислород-водородную ступень вряд ли можно довезти до Марса по медленной траектории - выкипит
2) 1500-50=1450 т - это столько топлива Вы должны потратить?  А Вы массу баков для него вместе с движком где-нибудь учли, а ?  
3) Марсианский лэндер - он у Вас как сделан, чисто для флаговтыка и одной ночёвки в скафандрах или всё же подразумевает несколько дней жизни на поверхности? Если второе, то 20 тонн нехватит никак. даже для двух человек.
4) Примерно же самое можно перефразировать и касательно ОСНОВНОГО корабля - ему не хватит 30 тонн.

Но главное, конечно, то, что такая "быстрая" траектория потребует доставки на околоземную орбиту и сборки в одном корабле в несколько раз большей массы, чем для любого из немалого числа вариантов менее быстрых экспедиций. И убедить спецов, что такая экспедиция будет для миссии на Марс более оптимальной - совершенно нереально.

[SpaceR]

...мне эта идея /не моя кстати, а американская; у них ещё более сурово - к Марсу грузовик доставляет ещё и специальный корабль для возвращения домой / :!:  :!:  :!: /, т.е. летят туда на одном КК, а возвращаются на другом/ понравилась. Зачем им тащить с собой топливо на дорогу домой? Если что случится по дороге - они без торможения облетят Красную планету, как Аполлон-13 Луну. Если же на орбите - к ним на помощь придёт грузовик. Можно захватить с собой небольшой корабль-такси, сделанный из Союза. Так что никакая не авантюра.

Гм, а Вы представляете, ПО КАКОЙ ТРАЕКТОРИИ полетит марсианский корабль, обогнув Марс без торможения?  Это же не система "Земля-Луна", здесь к Земле попасть несколько сложнее...
Я не исключаю, что такая траектория существует, и вероятно по ней можно летать к Марсу даже без топлива на обратный путь (ну, кроме коррекций), но она ЯВНО не относится к обсуждаемым тут "БЫСТРЫМ" траекториям.

[SpaceR]

Кгхм... а Вы внимательно читали вообще?  :?
В двух длинных предыдущих постах я всё это подробнейше описал...

Именно выбор траектории (по Штернфельду), соответствующие ей ХС и разгон с большой тягой (ЖРД).

Ну так и указывайте в лоб, при каждой строчке - что и в каких предположениях и допущениях вы считали. Всё в одном месте должно быть - что, каждый должен перекапывать предыдущие посты? А если вы передумали с того времени?

Ничего не нужно перекапывать 100 раз, не шумите. Просто Вам лень читать длинные посты, тольк и всего

Все ХС и прочие данные расчета приведены в трех сообщениях ПОДРЯД, причём ХС ещё и выделена КРУПНЫМ ЖЁЛТЫМ, я был уверен, что сообразительные форумчане такое проморгать не смогут  

А о малой тяге я тож не забывал, но умышленно оставил за скобками. Поскольку тут по Циолковскому не посчитаешь (да и вообще помойму можно только численно).

Здрасте, с чего это не посчитаешь? ХС на то и ХС. Знаешь её - считай по Циолковскому.
Другой вопрос, что ХС для малой тяги - предмет отдельного разговора, ну так ХС для любой серьёзной траектории считается непросто, для того баллистиков и учат.

Угум. Меня, правда, не учили - в баллистике я, можно сказать, любитель-самоучка  
А насчёт Циолковского я, конечно, маху дал, признаю - хотел сказать "по Кеплеру" . Но ХС для малой тяги - где ж её взять-то?  Увы...
Fakir, может Вы чего подскажете ?  

[Игорь Суслов]

Но ХС для малой тяги - где ж её взять-то?  Увы...
Fakir, может Вы чего подскажете ?  

Читайте: О гравитационных потерях при полетах с малой тягой

Будут вопросы, спрашивайте, ибо: "...авторы выражают свою искреннюю благодарность И. Суслову за обсуждение данной работы."   ...хотя, если честно, предпочитаю численное моделирование аналитическому решению, благо компьютеры нынче быыыыстрые...
А вот и численное моделирование:
1. OrbitalModel - это ratman'a, Excel, достаточно сложный. Можно менять большое количество параметров, как самой тяги, так и гравитирующего тела - т.е. программа вполне пригодна для моделирования полета в околосолнечном пространстве.
2. Small Thrust - это уже моё , программка на VB, вполне доступная. Считает полет с малой тягой только около Земли.
Правда, она криво написана, вернее, там нет установщика (для уменьшения размера)... поэтому вам придется скачать пару файлов - http://www.geocities.com/igor_suslov/COMCTL32.zip (250 к) и http://www.geocities.com/igor_suslov/TABCTL32.zip (100 к) ...ну, в общем, читайте доку...

[ttt2]

"Не так" только то, что У МАРСА МОЖНО НЕ ТОРМОЗИТЬ двигателем -здесь использовать атмосферу ещё удобнее, чем у Земли.  

А вот лэндер можно в принципе доставить и отдельно, но проблематично будет обеспечить совмещение плоскостей орбит у Марса .
Если же это будет обеспечено, то позволит, конечно, заметно сэкономить топливо "быстрого" корабля. Правда, нужно обеспечить, чтобы посадочный корабль-лэндер "медленным рейсом" успел попасть на околомарсианскую орбиту ДО ПРИБЫТИЯ  "экспресса" с экипажем, что тоже не так-то просто.

Согласен в основном

"

Нереального здесь следующее:
1) Кислород-водородную ступень вряд ли можно довезти до Марса по медленной траектории - выкипит
2) 1500-50=1450 т - это столько топлива Вы должны потратить?  А Вы массу баков для него вместе с движком где-нибудь учли, а ?  
3) Марсианский лэндер - он у Вас как сделан, чисто для флаговтыка и одной ночёвки в скафандрах или всё же подразумевает несколько дней жизни на поверхности? Если второе, то 20 тонн нехватит никак. даже для двух человек.
4) Примерно же самое можно перефразировать и касательно ОСНОВНОГО корабля - ему не хватит 30 тонн.

Но главное, конечно, то, что такая "быстрая" траектория потребует доставки на околоземную орбиту и сборки в одном корабле в несколько раз большей массы, чем для любого из немалого числа вариантов менее быстрых экспедиций. И убедить спецов, что такая экспедиция будет для миссии на Марс более оптимальной - совершенно нереально.

Вот тут мысли

Думал даже топик отдельный создать о способах хранения водорода

А есть какие принципиальные запреты упростить задачу - возить водород просто сжатым в надувных баллонах из какого то материала?

с учетом потерь и тп? Что водород диффундирует я в курсе, но никак это не обойти?

Насчет массы уже сказали простую идею марсианский модуль тоже с разгонником по медленной - значит вопрос решаемый

[Fakir]

Но ХС для малой тяги - где ж её взять-то?  Увы...
Fakir, может Вы чего подскажете ?  

Читайте: О гравитационных потерях при полетах с малой тягой

Будут вопросы, спрашивайте, ибо: "...авторы выражают свою искреннюю благодарность И. Суслову за обсуждение данной работы."   ...хотя, если честно, предпочитаю численное моделирование аналитическому решению, благо компьютеры нынче быыыыстрые...
А вот и численное моделирование:
1. OrbitalModel - это ratman'a, Excel, достаточно сложный. Можно менять большое количество параметров, как самой тяги, так и гравитирующего тела - т.е. программа вполне пригодна для моделирования полета в околосолнечном пространстве.
2. Small Thrust - это уже моё , программка на VB, вполне доступная. Считает полет с малой тягой только около Земли.
Правда, она криво написана, вернее, там нет установщика (для уменьшения размера)... поэтому вам придется скачать пару файлов - http://www.geocities.com/igor_suslov/COMCTL32.zip (250 к) и http://www.geocities.com/igor_suslov/TABCTL32.zip (100 к) ...ну, в общем, читайте доку...

Гораздо лучше, ИМХО, обратиться к специальной литературе по вопросу - напр., Гродзовский с соавторами, "Механика космических полётов с малой тягой". Большая монография, целиком посвященая этим вопросам.
Не хочу никого обидеть, но самодельные модельки неспециалиста могут многое упустить из поля зрения. Не обязательно, конечно, но - шансы немалы.
Особенно если не забывать, что самодельные модели не учитывают относительного движения планет и т.п.

[Игорь Суслов]

Гораздо лучше, ИМХО, обратиться к специальной литературе по вопросу

Безусловно!

Не хочу никого обидеть, но...

Никто и не обижается Приведенные выше ссылки, так сказать, на поверхности - в Сети. Кроме того, они позволяют "на коленке" достаточно точно прикинуть ХС, время перелета и т.п., безусловно, никто не собирается отправлять АМС с ЭРД к Марсу, пользуясь вышепреведенным софтом

[Дем]

Ну в общем достаточно очевидно, что предложенные варианты слишком тяжелы для практической реализации.
Поэтому предлагаю минимизировать поднимаемый с Земли груз. Берём только обитаемые модули + энергию (реактор). Рабочее тело ковыряем в космосе.
Сразу вопрос - что и где. На вопрос "где" ответ почти однозначный - Луна. А вот "что"... Водорода там нет, и вообще с легкоиспаряемыми материалами напряг. Поэтому - добываем на луне металл и используем его в двигателе (разгон металлической пыли/расплава ЭМ-полем). Масса - произвольная, хоть десятки тысяч тонн....

[ttt2]

Дем пишет:
 Ну в общем достаточно очевидно, что предложенные варианты слишком тяжелы для практической реализации.
Поэтому предлагаю минимизировать поднимаемый с Земли груз. Берём только обитаемые модули + энергию (реактор). Рабочее тело ковыряем в космосе.

с реактором другой коленор

хватит и того что  земли доставляем

[Дем]

Да как сказать... долго возить придётся - с водородом можно и не успеть.
А до марса вообще водород хрен довезёшь...

[SpaceR]

Ну в общем достаточно очевидно, что предложенные варианты слишком тяжелы для практической реализации.
Поэтому предлагаю минимизировать поднимаемый с Земли груз. Берём только обитаемые модули + энергию (реактор). Рабочее тело ковыряем в космосе.
Сразу вопрос - что и где. На вопрос "где" ответ почти однозначный - Луна. А вот "что"... Водорода там нет, и вообще с легкоиспаряемыми материалами напряг. Поэтому - добываем на луне металл и используем его в двигателе (разгон металлической пыли/расплава ЭМ-полем). Масса - произвольная, хоть десятки тысяч тонн....

Ого, ну вы и загнули... похоже на беспорядочный набор вариантов с уклоном на "хрень" (не хочу никого обидеть, но лучше уж сказать прямо).
Вы бы покритичнее относились к стоимости и реализуемости подобных вещей, прежде чем перечислять...

Касательно непосредственно "быстрой траектории" - так ЗАЧЕМ Вам нужно быстрее, чем за 500 дней ?  ИМХО потребующееся увеличение доставляемой в космос массы никакими преимуществами "быстрого" полета не окупятся.

[ttt2]

Еще раз по топику

Я думаю реального освоения межпланетных траекторий без ЯРД или ЭРД добиться невозможно

Склоняюсь к ЯРД как обеспечивающий нормальные разгонные характеристики

Берем просто достигнутую технологию NERVA-2

Просто в Супер-Нерва принимаем регулировку тяги в любых пределах

Никаких физических или технологических препятствий нет

Отсюда вполне реальный проект экспедиции на Марс по быстрой траектории

Вес спускаемого аппарата – 25 тонн (как у американцев в проекте Rombus три человека на 20 дней)

Вес самого КА – тоже 25 тонн – для 6 месяцев полета 4 человек достаточно -

Принимаем полет двух кораблей – обитаемого по быстрой траектории и разгонного блока по медленной

Оба запускаются той же ЯРД ДУ с разным запасом топлива

Для основного обитаемого

Для характеристической скорости 14,5 м/с и уже давно достигнутого импульса 9 км/с

Соотношение ровно 5

Берем 50 процентов на вес конструкции и 50 процентов на корабль

Отсюда стартовый вес обитаемого с околоземной орбиты – 500 тонн

Плюс столько же для разгонного блока

1000 тонн LEO.  меньше чем МПК Тихонравова 1600 тонн

В пересчете к Аполло – один полет как 8 полетов Аполло

Реально?

Ваши замечания и поправки??

[pkl]

...мне эта идея /не моя кстати, а американская; у них ещё более сурово - к Марсу грузовик доставляет ещё и специальный корабль для возвращения домой / :!:  :!:  :!: /, т.е. летят туда на одном КК, а возвращаются на другом/ понравилась. Зачем им тащить с собой топливо на дорогу домой? Если что случится по дороге - они без торможения облетят Красную планету, как Аполлон-13 Луну. Если же на орбите - к ним на помощь придёт грузовик. Можно захватить с собой небольшой корабль-такси, сделанный из Союза. Так что никакая не авантюра.

Гм, а Вы представляете, ПО КАКОЙ ТРАЕКТОРИИ полетит марсианский корабль, обогнув Марс без торможения?  Это же не система "Земля-Луна", здесь к Земле попасть несколько сложнее...
Я не исключаю, что такая траектория существует, и вероятно по ней можно летать к Марсу даже без топлива на обратный путь (ну, кроме коррекций), но она ЯВНО не относится к обсуждаемым тут "БЫСТРЫМ" траекториям.

Не знаю, я не баллистик. Но после "огибания" коррекция, разумеется, будет нужна

[SpaceR]

...мне эта идея /не моя кстати, а американская; у них ещё более сурово - к Марсу грузовик доставляет ещё и специальный корабль для возвращения домой / :!:  :!:  :!: /, т.е. летят туда на одном КК, а возвращаются на другом/ понравилась. Зачем им тащить с собой топливо на дорогу домой? Если что случится по дороге - они без торможения облетят Красную планету, как Аполлон-13 Луну. Если же на орбите - к ним на помощь придёт грузовик. Можно захватить с собой небольшой корабль-такси, сделанный из Союза. Так что никакая не авантюра.

Гм, а Вы представляете, ПО КАКОЙ ТРАЕКТОРИИ полетит марсианский корабль, обогнув Марс без торможения?  Это же не система "Земля-Луна", здесь к Земле попасть несколько сложнее...
Я не исключаю, что такая траектория существует, и вероятно по ней можно летать к Марсу даже без топлива на обратный путь (ну, кроме коррекций), но она ЯВНО не относится к обсуждаемым тут "БЫСТРЫМ" траекториям.

Не знаю, я не баллистик. Но после "огибания" коррекция, разумеется, будет нужна

При подлёте к Марсу с гиперболической скоростью может не оказаться ни одной траектории, ведущей к Земле за приемлемый срок. Поэтому потребуется не коррекция, а достаточно серьёзный импульс, сравнимый с торможением.
Гм, правда в принципе есть возможность обеспечить его за счет атмосферы Марса... хотя это всё же высокий риск.
А риск сбоев при стыковке уже у Марса с грузовиком топлива на обратный путь - ещё более серьёзен. И тут беспилотный грузовик може стать не спасателем, а наоборот, источником проблем. Так что - всё-таки авантюра.  (хоть и реализуемая - в теории).

[SpaceR]

Еще раз по топику

Я думаю реального освоения межпланетных траекторий без ЯРД или ЭРД добиться невозможно

Склоняюсь к ЯРД как обеспечивающий нормальные разгонные характеристики

Берем просто достигнутую технологию NERVA-2

Просто в Супер-Нерва принимаем регулировку тяги в любых пределах

Никаких физических или технологических препятствий нет

:shock: Вы шутите??
Впрочем, эту ошибку можно пока опустить.

Отсюда вполне реальный проект экспедиции на Марс по быстрой траектории

Вес спускаемого аппарата – 25 тонн (как у американцев в проекте Rombus три человека на 20 дней)

Вес самого КА – тоже 25 тонн – для 6 месяцев полета 4 человек достаточно -

Принимаем полет двух кораблей – обитаемого по быстрой траектории и разгонного блока по медленной

Оба запускаются той же ЯРД ДУ с разным запасом топлива

Для основного обитаемого

Для характеристической скорости 14,5 м/с и уже давно достигнутого импульса 9 км/с

Соотношение ровно 5

Берем 50 процентов на вес конструкции и 50 процентов на корабль

Отсюда стартовый вес обитаемого с околоземной орбиты – 500 тонн

Плюс столько же для разгонного блока

1000 тонн LEO.  меньше чем МПК Тихонравова 1600 тонн

В пересчете к Аполло – один полет как 8 полетов Аполло

Реально?

Ваши замечания и поправки??

1) 25 тонн на 4 человек и прочее оборудование не хватит, имхо нужно тонн 30-40 на обитаемый отсек со всем необходимым оборудованием, плюс 5 т на спускаемый аппарат для земной атмосферы.
2) ИМХО крайне проблематично пока что обеспечить доставку к Марсу водород для возврашения назад, да ещё и по "медленной" траектории. Однако в ЯРД можно использовать аммиак, УИ=550 с. (кстати, а пустые водородные баки после разгона у Земли можно и сбросить
3) Не знаю, какая масса у NERVA-2, но подозреваю тонн 10. Плюс масса баков, где-то одна десятая от массы израсродрванного топива.

Если это подправить, то масса возрастет, но будет ещё в пределах реально достижимой.

Однако более важный вопрос в другом, и я его здесь уже ставил немного раньше:

ИМХО потребующееся увеличение доставляемой в космос массы никакими преимуществами "быстрого" полета не окупятся.

[ttt2]

Вчера купил еженедельник "Аномальные новости" "25

О б экспедтции на Марс

Примерно то же - огромная радиационная опасность и тп

при путешествии 2 года

а зачем это?

берем быструю траекторию и ЯРД - все нормально

[Alex_II]

Вчера купил еженедельник "Аномальные новости" "25
О б экспедтции на Марс
Примерно то же - огромная радиационная опасность и тп
при путешествии 2 года
а зачем это?
берем быструю траекторию и ЯРД - все нормально

Не читайте на ночь уфологических газет  :wink:
Вот ссылки на уровень радиации в полетах Аполлонов:
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910008686_1991008686.pdf
Radiation protection for human missions to the Moon and Mars.
http://www.hq.nasa.gov/alsj/tnD7080RadProtect.pdf
Apollo Experience Report - Protection from Radiation.
А за ЯРД (пусть даже он и работать-то будет только в космосе) господа зеленые мать родную удавить готовы... Может со временем что-то изменится, но это вряд ли... Эх, словить бы штук несколько покрупнее, да поспрошать с пристрастием, на каких таких вечнозеленых человечков они работают      

[SpaceR]

Вчера купил еженедельник "Аномальные новости" "25
Об экспедтции на Марс

Примерно то же - огромная радиационная опасность и тп
при путешествии 2 года

а зачем это?
берем быструю траекторию и ЯРД - все нормально

А зачем быструю траекторию?
Берём разумную противорадиационную защиту и получаем вдвое-втрое меньшую стартовую массу корабля, чем Вы предлагаете, а уровень радиации такой же будет.