Концепция: Лунный корабль (лэндер)

[Alex_II]

Шлюзом может быть орбитальный отсек на "Союзе". Да и не обязательно - на "Джемини" безо всякого шлюза выходили.

Каждый раз разгерметизировать корабль и снова надувать? А не жирно будет? Атмосферы ж не напасемся... А Джемини вообще был кораблем некрупным, у него и объем кабины всего 2,55м3 был... Там это было некритично.

[pkl]

Шлюзом может быть орбитальный отсек на "Союзе". Да и не обязательно - на "Джемини" безо всякого шлюза выходили.

Каждый раз разгерметизировать корабль и снова надувать? А не жирно будет? Атмосферы ж не напасемся... А Джемини вообще был кораблем некрупным, у него и объем кабины всего 2,55м3 был... Там это было некритично.

Что значит каждый раз? Если летим на "Союзе" - будет одна высадка. Если на ЛОС/тяжёлом корабле - там штатно будет шлюзовая камера. На МКС и Шаттлах делают по пять-шесть выходов за полёт - и ничего. А что, на лэндере с гермоотсеком разгерметизировать ничего не надо?

[fan2fan]

Интересно, выйдет ли все же существенная экономия по массе в случае негерметичного взлета ? Не могу посчитать точно - просто "почти из пальца" попробую

Посадочная ступень - как в варианте serb
 
Взлетная:
550 кг. - ИМХО вот тот груз, который следует стремиться доставить с поверхности Луны (т.е. до 3-х астронавтов в скафандрах, по 180 кг. каждый, либо 2 + груз)
450 кг. - пусть будет сухая масса взлетной открытой платформы.
Топлива тогда - порядка 900-950 кг (?)
Всего же - порядка 1900 кг.
При сравнении с данными serb на стр.1 темы выходит выигрыш порядка 1900 кг (т.е. минус кабина 1100 кг и 900-950 кг. топлива).
Поскольку кабина нужна, но просто не летит обратно на орбиту, выигрыш - на массу топлива, всего максимум 950 кг...
Считается, что надувные блоки дают выигрыш по массе в 25 %, т.е. надувная лунная кабина (2 т) выйдет, видимо, примерно как обычная 2,5 тонная (т.е. более, чем в 2 раза больше 1100 кг-мовой в варианте старта с поверхности в гермообъеме при такой же посадочной ступени). Или же не увлекаться приростом размеров надувной кабины, а использовать сэкономленную массу для доставки более продвинутого "луноезда" или еще чего ?
 
Другой вариант взлетной - доставка обратно 720-730 кг груза с поверхности (т.е. до 4-х космонавтов по 180 кг)
Тогда пусть платформа - 500 кг.
Топлива - 1300 кг. (?)
Здесь выигрыш совсем небольшой, не считая кабины - чуть более 300 кг., если она надувная (1100 + 300 кг), то аналогичная обычной 1750 кг-мовой... Не очень практично: если ориентируемся на доставку именно сотен кг. образцов с поверхности, то часть ПН взлетника будет потеряна на упаковку (видимо, герметичную), а уже на орбите весь этот груз ляжет нагрузкой на корабль, летящий к Земле.
 
Максимум (уже совсем без всяких кабин) - шестиместная открытая платформа (скорее всего - пятиместная + роверы какие-нибудь или буровое оборудование). Направлять ее к уже посаженному невзлетающему гермомодулю (на унифицированной посадочной ступени) ? Но, думаю, это не выгодно, т.к. на поверхности Луны пространство кабины используется менее оптимально, чем в невесомости, т.е. трудно обеспечить комфортные условия пребывания такого экипажа в кабине, как Genesis oт Бигелоу или ненамного больше (3,8 тонн надувной как 4,75 тонн жесткий). ИМХО выгоднее всего вариант с возможностью 3х мест, но для двухместной экспедиции (доп. место - на случай спасательной экспедиции); не исключаю, что хватит на 14 дневную экспедицию. Для лендера, меньшего, чем аполлоновский - очень продвинуто !
 
Возможно, сверхоптимистичная оценка, конечно (с цифирками же играл просто :-))
 
+ Совсем фантастика: в качестве жилой гермокабины используется "луноезд" ! В этом случае можно далеко удаляться от места посадки - а вернуться только для обратного старта через несколько дней. Однако, аппарат вместе с полозьями для съезда на поверхность должен уложиться в 1,9 тонны (в крайнем случае в зачет полозьев идет масса отсутствующего третьего космонавта). Интересно, сколько весит какой-нибудь Chariot ? Рискованная экпедиция, для продвинутого этапа...
 
upd Перепутал - Small Pressurized Rover, а не Chariot (тот открытый, но как раз около 2тонн).

[fan2fan]

упс... см. ниже

[fan2fan]

+ Совсем фантастика: в качестве жилой гермокабины используется "луноезд" ! В этом случае можно далеко удаляться от места посадки - а вернуться только для обратного старта через несколько дней. Однако, аппарат вместе с полозьями для съезда на поверхность должен уложиться в 1,9 тонны (в крайнем случае в зачет полозьев идет масса отсутствующего третьего космонавта). Интересно, сколько весит какой-нибудь Chariot ? Рискованная экпедиция, для продвинутого этапа...
 
upd Перепутал - Small Pressurized Rover, а не Chariot (тот открытый, но как раз около 2тонн).

Пока не нашел прецедента проекта Ровера на 2 чел и 2 недели массой до 2х тонн... Ближе всего -
http://www.astronautix.com/craft/boeglssm.htm
Но, возможно, что не на постоянное двухнедельное пребывание двоих, т.к. сходный - на несколько двухдневных поездок (и одноместный)
http://www.astronautix.com/craft/mobvr1de.htm

[pkl]

Интересно, выйдет ли все же существенная экономия по массе в случае негерметичного взлета ? Не могу посчитать точно - просто "почти из пальца" попробую...

А теперь прикиньте стартовый вес носителей в первом и втором вариантах.

Вообще, конечно, всё это ерунда. Чтобы делать на Луне что-то серьёзное, нужен носитель с массой ПГ на опорной орбите от 100 т. Лучше 200. А негерметичный лэндер годится только в двух случаях - для флаговтыка и частых вылазок в различные районы со орбитальной станции или тяжёлого орбитального корабля.

А я вообще за прямую схему а-ля Nova-Apollo и УР-700/ЛК-700.

[fan2fan]

А теперь прикиньте стартовый вес носителей в первом и втором вариантах

В смысле ? С Земли ? Так предполагается стыковка с ЛОС на лунной орбите -

Масса на окололунной орбите  с экипажем 10900 кг, без экипажа 10740 кг

Навесные баки 400 кг, запас топлива в баках 4460 кг, дельта V 1100 м/с (коррекция, выход  на орбиту Луны, стыковка с ЛОС или "Союзом-Л"

Масса на тракетории к Луне 15.6 т

Масса КВРБ 3.7 т, соответственно масса связки 19.3 т.
РЗТ КВРБ 19.3т достаточно для выведения связки на отлётную траекторию.

Как-то так

Т.е. "сорокатонник" (значит, будем считать, что > 1000 тонн стартовой массы точно). Масса лендера во всех случаях одинакова. Оттого и проблема вокруг наилучшего использования 2-тонной кабины, оставляемой на Луне (либо 1100 кг взлетной, "без обвеса" такой массы, в смысле). Она больше не получается (ну, если сажаем только одного космонавта, там еще масса высвободится, но на две недели это бессмысленно, половину операций из-за чрезмерного риска он не сможет сделать в одиночку). В лендер а ля аполлоновская кабина (т.е на 3 с копейками тонны тяжелее) по схеме "негерметичная взлетно-посадочная платформа и оставляемый на поверхности гермообъем на общей посадочной ступени" как раз даже 2-недельный автономный двухместный "луноезд" может влезть, т.к. масса оставляемой гермокабины существенно вырастет. (А 3-тонных эскизных проектов "луноездов" как раз много; необходимую дополнительную сажаемую тонну дополнительное топливо обеспечивает, кажется). Но такой аппарат нельзя доставить 40-тонником... В целом же экспедиция - минимум двухпуск сорокатонников, второй - для улучшенного корабля "Союзовской" схемы (производства КНР, да :-)), встреча на ОИСЛ. Максимум - в зависимости от конструкции ЛОС...
 
Возможно, лишние 3 тонны на отлетной траектории (в пользу лендера) можно как-то впихнуть при стыковке двух сорокатонников на LEO, в каждый из которых включен водородный РБ (особенно, если "Союз" оставить таким же скромным, как в реале). Но здесь надо извратиться, конечно (если бы 1х80 тонн на LEO, было бы проще): скажем, связка СоюзЛК 11 тонн и 29 тонн ВБ, который запускают первым + связка лендер 15 тонн и 25 тонн РБ даже на гидразине (прошу не бить за расчет - два раза подставил в формулу Циолковского :-)) дает х/с около 4,2 км/с, кажется (что вроде достаточно). Но меньше, до "Зонда" (для того, чтобы был больше ВБ и больше лендер), сокращать его нельзя, т.к. пролетев трое суток в тесной кабине космонавтам еще придется вылезать на негерметичную посадочную платформу и садиться на поверхность, что малореально. Другое дело, если увеличенная, оставляемая на поверхности Луны, лунная кабина используется и как орбитальный отсек по дороге к Луне (но тогда без "Луноезда" - нахрена на нем таскать стыковочный узел по поверхности, в том случае, если этот ровер же - и орбитальная кабина ?); но, боюсь, что при таких малых массах весь выигрыш потеряется за счет массы стыковочных узлов. Даже если какой-то компромисс возможен, схема посадки излишне усложняется, если оставляем взлет на негерметичной платформе: залезаем в скафандрах в лунную кабину, закрываем двери, как-то отстыковываемся (вот и потери массы на систему управления), отлетаем, вылезаем на негерметичную платформу (в целях безопасности - ведь возможен нештатный взлет без посадки на Луну!), и только потом садимся... Да и при возвращении: прилетаем c Луны на негерметичной платформе - поэтому нужно залезать в разгерметизированную кабину, а далее надо накачать воздух - и все равно торчать 3 суток в скафандрах во время полета к Земле, т.к. их некуда девать...
 
Главный недостаток схемы с негерметичной платформой и 2недельной экспедицией - требования к ресурсу скафандров... Все тогда ясно - надо их срочно разработать и завезти на МКС для испытаний путем экспонирования в космосе на несколько недель :-). Если серьезно, то разработка скафандра, способного долго храниться в космосе - вполне себе интересная национальная программа (заслуживающая отдельной темы на форуме :-)).

[pkl]

А теперь прикиньте стартовый вес носителей в первом и втором вариантах

В смысле ? С Земли ? Так предполагается стыковка с ЛОС на лунной орбите -

Нет, я имел в виду вариант с экспедицией на Луну без ЛОС. Причём, для чистоты эксперимента, орбитальный карапь и там, и там одинаковый - или Союз-Л, или ППТС /или как его там/. Ведь смысл затеи, в конечном счёте, в экономии стартовой массы носителей. И вся эта изюминка с лэндером стоит лишь если удастся обойтись одним-двумя пусками существующих носителей или "Ангары". Ну, может, ещё с КВРБ.

[pkl]

Т.е. "сорокатонник" (значит, будем считать, что > 1000 тонн стартовой массы точно). Масса лендера во всех случаях одинакова. Оттого и проблема вокруг наилучшего использования 2-тонной кабины, оставляемой на Луне (либо 1100 кг взлетной, "без обвеса" такой массы, в смысле). Она больше не получается (ну, если сажаем только одного космонавта, там еще масса высвободится, но на две недели это бессмысленно, половину операций из-за чрезмерного риска он не сможет сделать в одиночку). В лендер а ля аполлоновская кабина (т.е на 3 с копейками тонны тяжелее) по схеме "негерметичная взлетно-посадочная платформа и оставляемый на поверхности гермообъем на общей посадочной ступени" как раз даже 2-недельный автономный двухместный "луноезд" может влезть, т.к. масса оставляемой гермокабины существенно вырастет. (А 3-тонных эскизных проектов "луноездов" как раз много; необходимую дополнительную сажаемую тонну дополнительное топливо обеспечивает, кажется). Но такой аппарат нельзя доставить 40-тонником... В целом же экспедиция - минимум двухпуск сорокатонников, второй - для улучшенного корабля "Союзовской" схемы (производства КНР, да :-)), встреча на ОИСЛ. Максимум - в зависимости от конструкции ЛОС...
 
Возможно, лишние 3 тонны на отлетной траектории (в пользу лендера) можно как-то впихнуть при стыковке двух сорокатонников на LEO, в каждый из которых включен водородный РБ (особенно, если "Союз" оставить таким же скромным, как в реале). Но здесь надо извратиться, конечно (если бы 1х80 тонн на LEO, было бы проще): скажем, связка СоюзЛК 11 тонн и 29 тонн ВБ, который запускают первым + связка лендер 15 тонн и 25 тонн РБ даже на гидразине (прошу не бить за расчет - два раза подставил в формулу Циолковского :-)) дает х/с около 4,2 км/с, кажется (что вроде достаточно). Но меньше, до "Зонда" (для того, чтобы был больше ВБ и больше лендер), сокращать его нельзя, т.к. пролетев трое суток в тесной кабине космонавтам еще придется вылезать на негерметичную посадочную платформу и садиться на поверхность, что малореально. Другое дело, если увеличенная, оставляемая на поверхности Луны, лунная кабина используется и как орбитальный отсек по дороге к Луне (но тогда без "Луноезда" - нахрена на нем таскать стыковочный узел по поверхности, в том случае, если этот ровер же - и орбитальная кабина ?); но, боюсь, что при таких малых массах весь выигрыш потеряется за счет массы стыковочных узлов. Даже если какой-то компромисс возможен, схема посадки излишне усложняется, если оставляем взлет на негерметичной платформе: залезаем в скафандрах в лунную кабину, закрываем двери, как-то отстыковываемся (вот и потери массы на систему управления), отлетаем, вылезаем на негерметичную платформу (в целях безопасности - ведь возможен нештатный взлет без посадки на Луну!), и только потом садимся... Да и при возвращении: прилетаем c Луны на негерметичной платформе - поэтому нужно залезать в разгерметизированную кабину, а далее надо накачать воздух - и все равно торчать 3 суток в скафандрах во время полета к Земле, т.к. их некуда девать...
 
Главный недостаток схемы с негерметичной платформой и 2недельной экспедицией - требования к ресурсу скафандров... Все тогда ясно - надо их срочно разработать и завезти на МКС для испытаний путем экспонирования в космосе на несколько недель :-). Если серьезно, то разработка скафандра, способного долго храниться в космосе - вполне себе интересная национальная программа (заслуживающая отдельной темы на форуме :-)).

Мда. Фигня какая-то получается. Может, проще сделать двухсоттонник и сигать на Луну по прямой схеме? Такой корабль обещает быть простым - ВА + ракетные блоки под ним, а значит надёжным. Можем садиться куда угодно, оставаться на Луне сколько угодно и не напрягаться насчёт стартовых окон. И эвакуация проста - стартуем сразу на Землю! Имхо, оно того стоит.

[Зомби. Просто Зомби]

40-тонник - это под ЛОС
Этап лунной базы предполагает, в частности, другую конструкцию системы транспортного обеспечения
Как вариант - сверхтяжелые носители

[Bell]

Оставьте в покое 40-тонник!
Это коммерческий носитель, на котором попутно можно недорого летать к Луне в 4 пуска. С нормальным 16-тонным лендером.

[Зомби. Просто Зомби]

Повторим концепт в целом, т.к. есть некоторые небольшие "изменения и дополнения"

Базовый проект в "высокоорбитальной космонавтике" - ЛОС, окололунная орбитальная станция

Базовый сценарий - полеты "экспедиций", "основных" и "посещения" на эту ЛОС

Базовый корабль - минимизированный под эту миссию вариант КК "Союз" или, скорее, теперь уж Шеньжоу

Это "номинально четырехместный" вариант, проектируемый заново, с нуля, с использованием "только опыта", с тем же принципиально разделением на "спускаемый аппарат" и "бытовой" или "орбитальный отсек"
Реально, "по сценарию" он используется как трехместный + порядка 100 кг "дополнительных" грузов "туда-обратно"

Базовая схема полетов - "однопусковая"

Из этого "вытекает" обеспечивающая ракета, по-видимому, с "номиналом" грузоподъемности поряка 45 тонн ПН на низкой околоземной орбите

Ракета по наиболее подходящей и, видимо, оптимальной схеме представляет собой чисто керосиновый пятиблок с ЦБ отличающимся лишь длиной от ББ, с отделяемыми, для повышения величины ПН (за счет "полутораступенчатости") боковыми блоками

На каждом блоке первой, а, возможно, и на второй ступени используется один и тот же "разгруженный" по рабочим параметрам четырехкамерный двигатель

-------------

ВотЪ

Вот так вот - "можно сделать"

А где описан конкурсный вариант "Энергии"?

Первый вопрос к нему - КАК "летит к Луне" тот крокодил, который "они хотят"?

[Зомби. Просто Зомби]

В конце концов, "по размерам", за исключением "крупноватого" ОО, Шеньжоу нам вполне подходит
Так может реально договорится с китайцами (ну нам же так хочется "международного сотрудничества", ну так хочется, ну прям так... что...) о поставках "основы", чтобы начинять ее собственным "лунным" оборудованием, раз уж это теперь невозможная задача для нас, разработка адекватного космического корабля?

[Зомби. Просто Зомби]

Оставьте в покое 40-тонник!
Это коммерческий носитель, на котором попутно можно недорого летать к Луне в 4 пуска. С нормальным 16-тонным лендером.

В 4 пуска - это здорово
Вот спорим, что "тогда" (давно, и оба раза) все было "точно так же", как сейчас?
И все прекрасно понимали изначально, что ни на какую Луну ни Н-1 ни Энергия не полетят?

[avmich]

Оставьте в покое 40-тонник! :)
Это коммерческий носитель, на котором попутно можно недорого летать к Луне в 4 пуска. С нормальным 16-тонным лендером.

В 4 пуска - это здорово
Вот спорим, что "тогда" (давно, и оба раза) все было "точно так же", как сейчас?
И все прекрасно понимали изначально, что ни на какую Луну ни Н-1 ни Энергия не полетят?

Ну так и сейчас же не полетят, если всё точно так же :) . Какой смысл из этого исходить?

[Зомби. Просто Зомби]

Смысл такой - что и сейчас не полетят
Потому, что "все точно также" :roll:  :mrgreen:

[Lev]

При российском 60-тоннике просматриваются 2 варианта высадки (без ЛОС): 2 пуска - "легкий" лендер, 3 пуска - "тяжелый" лендер

[Зомби. Просто Зомби]

60-тонник это тяжелый "водородник", парный пуск двух таких ракет?
Ну, это очевидный повтор Аполлонов, если без ЛОС, тоже несколько полетов без продолжения, в лучшем случае, у нас, скорее всего, и это не получится

О тройном пуске можно даже вообще не говорить

Если с ЛОСом, то... ну а зачем тогда тяжелый корабль?

И потом, на "простенький мотор" денег нет, а на водородник исключительно для Луны - есть?

"Это странно" (С)

[Bell]

Я тут последнее время заинтересовался вопросом изменения наклонения орбиты.

У меня сложилось ощущение, что эту проблему тут недооценивают. А ведь Луна всего за 3 дня поворачивается почти на 40 градусов! Это, между прочим, требует 950-1100 м/с ХС на доворот, в диапазоне орбит от 0 до 1000 км.

Вывод очень неприятный - 16,5 т (и лендер, и ЛОК на ЛЛО) не хватает для 3-хсуточной экспедиции...

[serb]

Это если "втупую" поворачивать.
Американцы, насколько я знаю, закладываются на трёхимпульсный маневр - поднятие апоселения - импульс по изменениюю наклонения в апоселении - уменьшение апоселения. Вроде на всё-про всё 1 км/с хватает для любой ситуации.