Гравитация: 1/3 земной. Технический уровень - 1880-1920.

[WAK]

Пишу роман.
http://zhurnal.lib.ru/k/kuznecow_wladislaw_arturowich/
Сразу отмечу - чтоб разговор серьёзнее - у меня две книги приняты издательством. Надеюсь, в печать пойдёт и эта.
Так вот - по сюжету мне нужен выход в космос. На указанном технологическом уровне. Чтобы помочь аборигенам, планета сделана на грани потери атмосферы. Ускорение свободного падения - треть от земного. Плотность атмосферы - вдвое ниже, давление - вдвое, парциальное кислорода у поверхности - то же, что и у нас.

Не подскажете технических идей?

Задачи:
1. Спутник.
2. Пилотируемый полёт.
3. Орбитальная станция.
4. За отсутствием Луны - сразу соседняя планета.

[Игорь Суслов]

Вообще то, неплохо было бы уточнить радиус планеты, чтобы понять, какова первая космическая скорость...

[WAK]

Характеристики планеты.

Stellar luminosity, 0.18 x Sun Светимость солнца
 Stellar mass, 0.62 x Sun  Масса солнца
 Semi-major axis, 0.43 AU  Большая полуось орбиты
 Orbital period, 0.36 years  Год
 Orbital eccentricity, 0.005  Эксцентриситет орбиты
 Orientation of orbital major axis, 190 degrees
 Diameter, 6000 km  Диаметр
 Mass = ~ 0.102 x Earth  Масса
 Surface gravity = ~ 0.32 g (руками вышло 3,044) g на поверхности
 Density = ~ 5.58 gm / cm^3  Плотность (правил)
 Inclination of planetary axis, 14.0 degrees
 50 percent ocean surface
 Atmospheric surface pressure, 500 millibars
 Atmospheric CO2, 0.25 millibars
Парциальное давление кислорода в атмосфере идентично земному.
 Latent heat energy factor
 (effect of temperature on cloudiness;
 typically 0.2 - 0.5); 0.20

[Lanista]

ну в порядке бреда можно попробывать
пороховые ракеты
или ммм, некий паровой аккумулятор и к нему пушка с капсулой

это так не думая...

[Чебурашка]

Масса - 0,102 массы Земли
Радиус - 3000/6378 = 0,47 от диаметра Земли

1-ая космическая  sqrt(0,102/0,47)*7900 м/с = 3700 м/с - чуть больше чем у Марса

[hcube]

Ага, тут уже же обсасывали. Многоступенчатая пороховая ракета для первого спутника и первого космонавта, та же ракета, запускаемая в суборбитальном полете с ракетного гидроплана на ЖРД - для орбитальной станции.

Ну, это абстрагируясь от того, насколько вообще реально создание в 18 веке больших ракет на твердом топливе.

[WAK]

Теперь о страшном: желательно три разных проекта. Принципиально разных.

Век всё-таки 19, и даже немного 20.

Навскидку два  проекта уже есть:
Ракеты и пушки.
Правда, без подробностей.

[Чебурашка]

Есть идея....

Опыт 1-ой мировой войны. Пушка "Большая Берта", которой немцы обстреливали Париж.
Дальность выстрела - 130 км, начальная скорость снаряда - 1700-2000 м/c. Высота траектории - 40 км. И всё это в условиях Земли.

В условиях указанной планеты дальности и высота будет соотвественно в 3 раза больше. А теперь представим такая пушка стреляет реактивными снарядами.  А апогее траектории включается  пороховой двигатель, который придаст необходимую скорость. Вот и 1-ый спутник готов

[hcube]

Ну...

Первый проект - пушка на легком газе. 10-километровый тоннель или скорее эстакада. Опоры эстакады - это водородные накопители и батареи для разогрева газа, плюс некая система синхронизации разогрева газа вольтовой дугой ;-) В общем, обычная 'длинная'  многокаморная пушка. Калибр - 1.5 метра, масса снаряда - 5-8 тонн. Абляционная защита для двухкратного прохождения атмосферы, снаряд (КК. фактически) снабжен небольшим ЖРД для орбитального маневрирования.
Кстати, можно просто водород сжигать, чтобы не возиться с электрикой. Двухступенчатая система - первая ступень греет водород и кислород до 2000К в некоем теплообменнике, а потом эти два горячих газа под давлением инжектируются в ствол и там сгорают, подбрасывая температуру еще на 2500К - причем с избытком водорода. В РН это делать нельзя, поскольку массовое совершенство страдает, а тут - вполне можно. Температура будет за 4000К, УИ - более 6 км/с. Т.е. как таковой разгон вполне реален. Ускорение при конечной скорости в 4 км/с и длине 10 км будет порядка 30G - неприятно, но в каких-нибудь гидрокомпенсаторах - терпимо. Если эстакада будет 80 км, то ускорение получается 10G. Правда есть тот ньюанс, что ускорение свободного падения на поверхности получается порядка 0.3G - т.е. пилоты будут хилые, для них 30G что для нас 100 ;-)

Плюс пушки в том, что у нее очень хорошее отношение конечной ПН (грубо говоря, половина массы снаряда) к стартовой массе. И еще простая конструкция снаряда, обеспечивающая большой грузопоток. Минус - высокое ускорение при старте и ограничение на габарит и массу ПН - все что больше по диаметру, чем ствол, так запустить нельзя. Ну, и требуется капитальное строительство - грубо говоря, в пересчете на наши цены 20-км пушка будет стоить первые единицы миллиардов баксов.

Второй проект - обычная многоступенчатая пороховая ракета с вертикальным стартом. Думаю, 3 ступени вполне достаточно, УИ около 2000 м/с. Плюс - небольшие начальные затраты. Минус - высокая стоимость ПН.

Третий проект - трехступенчатый АКС - первая ступень - сверхзвуковой экраноплан/самолет на ракетной тяге, вторая - такой же, только меньше и из более жаропрочныйх материалов, третья ступень - челнок типа X-48, с дельтавидным крылом или несущим корпусом. Посадка всех трех - на воду, взлет - тоже с воды. Топливо - спирт+перекись, УИ - 2200 м/с. Плюс - низкая стоимость ПН при меньшей стоимости летного комплекта, чем строительства пушки. Минус - длительная отработка с возможными катастрофами.

[Lanista]

крылья вроде бы не особо катят, атмосфера разряженная очень.

а думать надо в сторону использования пара\пороха\слабого электричества(нормальных изол. материалов небыло)

[Dude]

Ну, я бы предложил три варианта.

1. Пакетная схема, много длинных пороховых ТТРД малого диаметра сходятся в один большой коллектор, откуда расходятся к главному и управляющим соплам, по таймеру или по падению тяги, выгоревшие ускорители сбрасываются и поджигаются следующие.

2. Многоступенчатая, тоже с ТТРД или вертикального старта или с разгоном на тележке по рельсам на какую-то местную гору. Нужна развитая химия, чтобы готовить и заливать твердое топливо в сегменты ступеней.

3. Обычная ракета вертикального старта, двух или трехступенчатая на ЖРД, на спирте и азотной кислоте, вернее некой местной смеси на её основе, типа "красной и дымящейся".

Насколько я понимаю, то даже неважно, какая схема будет выбрана, для цивилизации "19/начало 20" основной сложностью всё равно будет система управления РН. Вот за это и будет главная драка - за электромеханические счетные машинки, гироскопы и математиков, если там несколько стран участвуют в "космической гонке".

[hcube]

Не бывает слишком разряженной атмосферы, бывают только низкие скорости полета ;-D. Я ж написал - гидроплан. Ему никто не мешает в глисирующем режиме хоть до 500 км/ч разогнаться по поверхности, кроме того крыло будет работать в экранном режиме, и, думаю, скорость отрыва будет километров 300, не больше, даже при разряженной атмосфере.

[Alex_II]

У вас там вроде бы, по тексту аборигены с ракетным оружием возятся. Так что для начала - наверное твердотопливный многоступ. Пороховой. Особо большой ПН не вывести, но для начала, для первых спутников - пойдет. А потом - нормальные ракеты с ЖРД на перекиси, или как Блэк Арроу - перекись/керосин (ну, может перекись/спирт) А как апофеоз высокой технологии можно попробовать OTRAG - вытеснительная подача, керосин/азотная кислота.

[Ber]

На начало XX века уже есть синтетический порох, динамит. Химия хорошо развита. Со сплавами хуже, но дюраль тоже по моему уже есть.  Так что РТТД вполне реален, и идея с гидропланом экранопланом тоже хороша. Потом тут мелькала на форуме идея НАСА сделать внутри горы паровую пушку с  испарением водорода (у водорода скорость расширения паров выше). Очень красиво для романа, и  факт малоизвестный.

[Bell]

Недавно по ТВ показывали серию Рашрушителей мифов, в которой они строили ракету на технологиях 60-х годов 19 века.

Вобщем долго думали и пришли к ГРД - парафин с закисью азота. Улетело на пару сотен метров

Покопался в википедии - первый раз это был 40 выпуск, "Ракета конфедератов", второй раз перепроверка - 51 выпуск, "Ракета из салями".

[KBOB]

Характеристики планеты.

Stellar luminosity, 0.18 x Sun Светимость солнца
 Stellar mass, 0.62 x Sun  Масса солнца
 Semi-major axis, 0.43 AU  Большая полуось орбиты
 Orbital period, 0.36 years  Год
 Orbital eccentricity, 0.005  Эксцентриситет орбиты
 Orientation of orbital major axis, 190 degrees
 Diameter, 6000 km  Диаметр
 Mass = ~ 0.102 x Earth  Масса
 Surface gravity = ~ 0.32 g (руками вышло 3,044) g на поверхности
 Density = ~ 5.58 gm / cm^3  Плотность (правил)
 Inclination of planetary axis, 14.0 degrees
 50 percent ocean surface
 Atmospheric surface pressure, 500 millibars
 Atmospheric CO2, 0.25 millibars
Парциальное давление кислорода в атмосфере идентично земному.
 Latent heat energy factor
 (effect of temperature on cloudiness;
 typically 0.2 - 0.5); 0.20

Дык это Марс 3 млрд. лет назад!
150 лет назад отсуствовали легкие сплавы - алюминий еще не изобрели. Бездымный порох тоже появился в 1886г, жидкий кислород получен швейцарским физиком Р. Пикте в 1877г. Aммония перхлорат, впервые синтезирован Серулле в 1831 году; первый завод по производству перхлоратов был построен в Швеции в 1893 году.
Не знаю можно ли создать РДТТ на перхлорате и натуральном каучуке, но мне кажется вполне правдоподобным 1- или 2-х ступенчатый РДТТ в корпусе из чугуния.

С электричеством 150 лет назад тоже были перебои, поэтому дуговой сваркой не пользовались, а все делали на заклепках а-ля Титаник.
Не знаю как клепаный стальной корпус межпланетного космического корабля будет противостоять космическому вакууму....

Кстати, без солнечных батарей и ядерных источников энергии приходилось в космосе очень туго! Двигатель Стирлинга с солнечным обогревом единственная на мой взгляд альтернатива.

Кстати первый спутник без открытия радиоволн, зачем он нужен на орбите???

Фантазируем дальше. МБР очень даже реальны - торможение в атмосфере происходит в очень щадящем режиме, но вот незадача атомную бомбу еще не изобрели.

Вообщем без магии и волшебных заклинаний трудно придется.

Гораздо интереснее если спутники у планеты такие как Фобос и Деймос у Марса все-же есть.

[Saul]

Надеюсь не сочтут за оффтоп.
 Строится "Цеппелин", как обычно, со скелетом, но внутри "хребта" сквозная труба. Редуктор двигателя оснащён дополнительным валом отбора мощности на лебёдку. На МАКСИМАЛЬНОЙ высоте дирижабль задирает нос, лебёдка мотает трос, который через блок катапультирует одну из редложенных вами ракет.  "Если бы у рыбы была шерсть, то в ней водились блохи" - очень старый анекдот, про студента, который успел выучить, по зоологии, только один вопрос (про блох). Кстати, и в подводной лодке можно понаделать сквозных наклонных шахт (по ходу движения) и выталкивать оттуда ракеты.

[Alex_II]

150 лет назад отсуствовали легкие сплавы - алюминий еще не изобрели. Бездымный порох тоже появился в 1886г, жидкий кислород получен швейцарским физиком Р. Пикте в 1877г. Aммония перхлорат, впервые синтезирован Серулле в 1831 году; первый завод по производству перхлоратов был построен в Швеции в 1893 году.
Не знаю можно ли создать РДТТ на перхлорате и натуральном каучуке, но мне кажется вполне правдоподобным 1- или 2-х ступенчатый РДТТ в корпусе из чугуния.

Чутка передерг. У автора указаны 1880 - 1920г, да еще большая война. Так что сварка и как минимум сталь для корпусов РДТТ уже есть...

[KBOB]

1000-тонник на такой планете не роскошь, а стредство выведения.

[fan2fan]

А что будет с дирижаблями на такой планете ? Пусть давление атмосферы одинаково с земным, но какова плотность (в кг на кубометр) ? Ведь от нее, судя по формулам, зависит подъемная сила (правда, и от g). Будет ли с учетом этих факторов подъемная сила дирижаблей больше или меньше ?