Доступный для России супертяж

[Alex_II]

Олег Шляпин пишет:
при этом выбрать единый проект, наметить пути его реализации, источники финансирования и наяать работы. Почему так нельзя?

Потом что конкурирующие фирмы порвут друг друга на ленточки в процессе выбора окончательного проекта... Если смогут. Разве что делать как Сатурн-5, каждой фирме по ступени...

[Shestoper]

Alex_II пишет:
Зачем? На НОО - хватит и того, из чего стенки надувашек состоят.

Шляпин в пузыре на Марс собрался.

[Shestoper]

Олег Шляпин пишет:
Почему нельзя выбрать один вариант, наиболее оптимальный при нынешних условиях, т.е. такой. решение которого возможно имеющимися у страны средствами и на основе имеющихся технологий?

Потому что условия меняются, а удачный носитель эксплуатируется десятки лет.
В ближайшие 5-10 лет использование супертяжа все равно невозможно. Мало того, что нет супертяжа (и его создание займет не менее 10 лет) - так нет и нагрузок для него, их только предстоит создать.
Причем по политико-экономическим причинам как минимум в ближайшие 5 лет нельзя ожидать резкого увеличения затрат на невоенный космос, есть более актуальные задачи.
А это значит, что супертяж залетает минимум лет через 15.
Тогда условия будут существенно иными.
Чтобы знать, какими именно, нужно с приличной точностью планировать развитие страны на десятилетия вперед и упорно реализовывать планы.
Ничего подобного у действующего политического режима и близко не просматривается, горизонт планирования у них на порядок меньше.

Если действительно планировать развивать космонавтики, а не заниматься интеллектуальным онанизом, то нельзя создавать носитель нового поколения только под лунную задачу. Именно за относительно узкую заточенность под Луну не без основания критиковали Сатурн-5. Пусть даже обслуживание лунной базы потребует в разы больше пусков, чем американские краткосрочные экспедиции - все равно это не более несколько десятков пусков супертяжа.
Шаттлы летали 135 раз, Протоны всех модификаций - около 400 раз, модификации Семерки - 1800 раз.
Единственная задача, которая в ближайшие полвека может обеспечить схожий уровень загрузки супертяжа - создание космической энергетики (которая станет рентабельной только при снижении стоимости выведения минимум на порядок). Такого снижения можно добиться или за счет многоразовости носителя (полной или частичной), или (и) за счет дополнения ракетного носителя другими элементами (например электромагнитной катапульты со скоростью разгона от сотен м/c до км/c), или созданием средства выведения вообще без использования ЖРД (асинхронный лифт, лазерная ракета, один из вариантов высокоскоростной ЭМ-катапульты).
В этом случае суммарный объем грузов. выведенных новым носителем за десятилетия эксплуатации, может составить несколько миллионов тонн.

Если носитель будет использовать ЖРД - то помимо высокой надежности, от них потребуется многоразовость и очень высокий рабочий ресурс (не менее нескольких десятков полетов), минимальный уровень межполетного обслуживания.
Достичь этого можно  за счет снижения удельных параметров двигателей и упрощения их конструкции (например применением вытеснительной подачи).
Снижение удельного импульса и массового совершенства  можно компенсировать при высокой частоте запусков применением электромагнитной разгонной тележки, экономящей минимум несколько сотен м/c ХС.
С такой тележки взлетать придется горизонтально и тропосферу пробивать наклонно, что вызовет увеличение механических и тепловых нагрузок на носитель по сравнению с вертикальным стартом. Так что тут будет очень кстати высокая механическая прочность ступеней с вытеснительными ЖРД, наддутыми под давлением в десятки атмосфер.
Разгонную тележку можно заменить воздушным стартом с самолета, но сложно представить самолет, способный поднять заправленный сверхтяжелый носитель. Впрочем что-то типа Бе-5000 может подойти,
Создание самолета такой размерности обойдется недешево, и опять-таки может оправдаться только при суммарном количестве пусков порядка нескольких тысяч.

[Shestoper]

Alex_II пишет:
Если смогут. Разве что делать как Сатурн-5, каждой фирме по ступени...

Приличного уровня носитель придется делать и всем ракетным фирмам, и многим фирмам, которые раньше с космосом связаны не были (спецам по сверхпроводящим магнитам, к примеру).

[pkl]

Зачем заморачиваться с СКЭС, если УЖЕ есть БН и еще УТС на подходе? Что-то другое надо искать в оправдание супертяжа.

[Leonar]

Alex_II пишет:

Олег Шляпин   пишет:
при этом выбрать единый проект, наметить пути его реализации, источники финансирования и наяать работы. Почему так нельзя?

Потом что конкурирующие фирмы порвут друг друга на ленточки в процессе выбора окончательного проекта... Если смогут. Разве что делать как Сатурн-5, каждой фирме по ступени...

хорошая идея...

[Shestoper]

pkl пишет:
Зачем заморачиваться с СКЭС, если УЖЕ есть БН и еще УТС на подходе?

БН дает в процессе работы туеву хучу радиоуклидов. Если перевести на урановый или ториевый цикл большую часть энергетики, да с учетом её роста - лет за 100 наработают столько активной пакости, что её захоронение станет серьёзной проблемой.
А для УТС пока остается открытым вопрос цены киловатт-часа. Многое зависит от выбранной реакции. Если с литием-тритием - то нейтронная активация и снова проблема отходов. Если с гелием - то пока не проработаны экономические аспекты его добычи и перевозки вне Земли.

Ни одна из этих схем полностью не исключает другую, у каждой есть плюсы и минусы (у СКЭС - низкая плотность энергии).
СКЭС пока выглядят вполне конкурентоспособным вариантом. Но, даже если для стационарных сетей сделают упор на них, то все равно для многих применений необходимы будут ядерные или термоядерные источники - для мобильных установок, и вдали от Солнца.

Впрочем очень массовое и очень дешевое средство выведения понадобится и для "чистого" термояда (для внеземной добычи гелия). И для урана или "грязного" термояда тоже может пригодиться - для захоронения отходов в космосе.

В любом случае без массового вынесения деятельности в космос человечество будет стреножено масштабами Земли, а СКЭС - только первый этап этого процесса (потому что только они из всех крупных проектов космонизации могут окупиться в ближайшие полвека).
Независимо от того, что станет основой энергетики лет через 100, в ближайшие 50 лет развертывание СКЭС может стать "демонстратором технологий" и "плакатом" колонизации космоса. Может сыграть огромную роль и в "наглядной агитации" в массовом сознании, и в отработке космического транспорта нового поколения.
Причем не безвозмездно, а с доходом от энергии.
Пусть даже поначалу окупятся не полностью - но в проекте суммарной ценой сотни миллиардов даже окупаемость на десятки процентов очень важна. Ведь пока стоимость СБ за последние 30 лет снижали, эти исследования стимулировались субсидированием солнечной энергетики, без этого 10-20 лет назад солнечная энергия не имела шансов при конкуренции с другими видами, да и сейчас ещё слишком дорогая, но в перспективе сетевой паритет уже замаячил.
СБ (особенно радиационно-стойкие) пока проигрывают в цене солнечным концентраторам и турбинному циклу. Так что пока стоит ориентироваться на турбины. Но лет через 20-30 ситуация может поменяться, если СБ удешевят ещё сильнее.

Если бы у нас сегодня был способ в год вытаскивать на орбиту 100 тысяч тонн по 100 долларов за кг - то строительство СКЭС было бы возможно уже сейчас. Остановка только за средством выведения.
А термояд - сначала нужно сделать работающий реактор на тритии, потом на гелии (это сложнее), потом отработать его внеземную добычу. Это задача ещё на десятилетия.
Начинать эту работу можно уже сегодня (например детальное исследование поверхности Луны).
Но пока все другие задачи (Луна, Марс, ОС, туризм) по потребному грузопотоку на порядок уступают СКЭС. В отдаленном будущем эта картина изменится, но пока главной загрузкой многоразового супертяжа станут детали электростанций.
Все прочие проекты от наличия носителя с низкой удельной стоимостью выведения только выиграют. Но они не смогут его полностью загрузить работой (без чего и удельная стоимость выведения возрастет).
Пока нельзя (пока не достигнута комплексная автоматизация промышленности) штамповать десятками тысяч тонн в год  исследовательские луноходы, они слишком сложные и дорогие (даже с учетом снижения цены при массовом производстве).
А вот зеркала, турбины и радиаторы для СКЭС - можно, они намного проще.

[vlad7308]

Shestoper пишет:

pkl пишет:
Зачем заморачиваться с СКЭС, если УЖЕ есть БН и еще УТС на подходе?

БН дает в процессе работы туеву хучу радиоуклидов. Если перевести на урановый или ториевый цикл большую часть энергетики, да с учетом её роста - лет за 100 наработают столько активной пакости, что её захоронение станет серьёзной проблемой

правильный БН как раз значительно уменьшает количество радионуклидов
и даже сжигает радионуклиды, наработанные обычными АЭС на тепловых нейтронах
и кроме того имеет на порядок больший коэффициент выгорания

[Shestoper]

vlad7308 пишет:
правильный БН как раз значительно уменьшает количество радионуклидов
и даже сжигает радионуклиды, наработанные обычными АЭС на тепловых нейтронах
и кроме того имеет на порядок больший коэффициент выгорания

После вот этого самого глубокого выгорания урана-233 или плутония-239 (в зависимости от того, что служит основной цикла  - природный уран или торий) что образуется? Радуга и цветы или активные осколки деления?

Я не гринписовец, чтобы падать в обморок от слова "радиация". Но если есть возможность сделать основой энергетики более чистый дейтерий-гелиевый цикл, или вообще Солнце - то лучше так и поступить, а уран использовать только там, где иначе нельзя.

[Олег Шляпин]

Shestoper пишет:
Патамушта радиационная защита нужна.

Теоретически конечно можно представить надувной модуль с многослойными стенками, между которыми закачивают воду или топливо.
Но если уж тащить на орбиту массу защиты, то на этом фоне разница масс между жестким и надувным модулем исчезающе мала.

Это понятно. Из какого материала она будет?

[vlad7308]

Shestoper пишет:

vlad7308 пишет:
правильный БН как раз значительно уменьшает количество радионуклидов
и даже сжигает радионуклиды, наработанные обычными АЭС на тепловых нейтронах
и кроме того имеет на порядок больший коэффициент выгорания

После вот этого самого глубокого выгорания урана-233 или плутония-239 (в зависимости от того, что служит основной цикла - природный уран или торий) что образуется? Радуга и цветы или активные осколки деления?

Я не гринписовец, чтобы падать в обморок от слова "радиация". Но если есть возможность сделать основой энергетики более чистый дейтерий-гелиевый цикл, или вообще Солнце - то лучше так и поступить, а уран использовать только там, где иначе нельзя.

образуется то, что и должно образовываться.
читайте литературу по БН и замкнутым циклам - там все написано.
а абстрактные "активные осколки деления" хороши для АиФ.

будущей основой энергетики с вероятностью 95% станут либо D-D, либо p-B11 циклы

ЗЫ любой гринписовец упадет в обморок, узнав, как работают заводы по призводству кремния для СБ

[Низа Крит]

Ну что ж, конкуренция это хорошо, глядишь может в тяжелых муках что-нибудь и путное родится. Это я о предложении "Энергии" и "Прогесса". У Энергии двигатели и технологии в основном отработаны, но особые требования к керосину потребуют нового производства. Если в дальнейм переходить на многоразовые УРМ (а без этого и не стоит затевать проект), то сажа создаст дополнительные проблемы по послеполетному обслуживаниюю. Предлежения Самары хороши, но технологий и двигателей отработанных еще нет. А вот метан или эмульсии на его основе для многоразовых двигателей подошли бы в самый раз. Только вот предлагаемый метановый УРМ мелковат, он должен быть не хуже Зенита. с учетом потерь на многоразовость. Не пугаетесь больших цифр полезных нагрузок, главное чтобы была модульность и линейка носителей с отработанными технологиями. А что из них будут (или не будут) компоновать будет видно через десяток лет. Просто надо делать задел на будущее, иначе мы обречены на бесконечное отставание. Пессимистам-экономистам: Кто не рискует тот не пьет шампанское и вообще "Таких не берут в космонавты...".

[Shestoper]

Олег Шляпин пишет:
Из какого материала она будет?

Там в основном протоны летают, так что для эффективного торможения нужны легкие ядра.
Плюс толстая защита одновременно будет прикрывать от микрометеоритов.
С точки зрения механической прочности и торможения протонов хорош полиэтилен или другие высокопрочные пластики.
Дополнительно можно будет усиливать защиту слоем топлива, если оно будет на борту в достаточном количестве - топливные баки вокруг жилых объемов.

Можно ещё защищаться магнитным полем с индукцией порядка 10 Тл. Но его источник тоже будет иметь массу (например сверхпроводящее кольцо с током порядка 100 мегаАмпер должно иметь сечение проводника порядка 1 м2. чтобы не превышать предельных плотностей тока, плюс термоизоляция), а против метеоритов поле не поможет. К тому же от поля такого уровня экипаж тоже придется защищать, безопасный для человека уровень 10 мТл (при длительном нахождении в поле).

[Shestoper]

vlad7308 пишет:
 образуется то, что и должно образовываться.
читайте литературу по БН и замкнутым циклам - там все написано.
а абстрактные "активные осколки деления" хороши для АиФ.

будущей основой энергетики с вероятностью 95% станут либо D-D, либо p-B11 циклы

ЗЫ любой гринписовец упадет в обморок, узнав, как работают заводы по призводству кремния для СБ

Абстрактные осколки может для АиФ и хороши, а конкретные ксенон, йод и цезий годятся для борьбы с врагами почти на уровне полония.    

D-D  с вероятностью 50% дает тритий - а дальше опять проблемы с нейтронами. В дейтерий-гелиевом цикле эта реакция побочная, нейтронный поток в 20 раз слабее - но все равно сравним с современными реакторами деления. Да и гелий ещё привезти надо.
А получить положительный энерговыход на реакции с бором - задача крайне нетривиальная.
В общем ни одна из термоядерных реакций не свободна от серьёзных недостатков с точки зрения использования в земной энергетике.
Это не значит, что их не освоят - я уже писал, что в некоторых ситуациях без термояда или урана не обойтись. Но для стационарных систем на расстояниях от светила 1 астрономическая единица и менее - солнечная энергия выглядит вполне конкурентоспособной. Да, гигаватт снимается только с квадратного километра (грубо). Но км2 зеркал в условиях микрогравитации может весить всего десяток тонн.

А вот как раз поэтому мне больше нравятся зеркала-концентраторы. По крайней мере пока элементы СКЭС будут производить на Земле.

[Alex_II]

vlad7308 пишет:
ЗЫ любой гринписовец упадет в обморок, узнав, как работают заводы по призводству кремния для СБ

Гуманнее их сразу топить в отходах этого производства...

[Искандер]

Alex_II пишет:

Олег Шляпин пишет:
при этом выбрать единый проект, наметить пути его реализации, источники финансирования и наяать работы. Почему так нельзя?

Потом что конкурирующие фирмы порвут друг друга на ленточки в процессе выбора окончательного проекта... Если смогут. Разве что делать как Сатурн-5, каждой фирме по ступени...

В рамках единой государственной корпорации только так и нужно делать.
Вот только "Маски" и "Spacex" при такой схеме не появятся. Ну ни как.

[Искандер]

Олег Шляпин пишет:
Даже на базе УРМов "Ангару-7" если возьмутся реализовывать, то при хорошем раскладе это будет 2030 год.

Надеюсь что этого "ужоса" никогда не будет.

[Ded]

Олег Шляпин пишет:

Astro Cat пишет:
Ролик как раз бестолковость и доказывает. Ну кто туда напихал стены, мебель, оборудование?

Куда именно? В трахсхабе всё вокруг жесткой сердцевины, а в европейском модуле, как я понял, жесткая конструкция

Полочки,столы, лесенки - ВЫ считаете это нормальным (для условий невесомости)?.

[Олег Шляпин]

Shestoper пишет:
Там в основном протоны летают, так что для эффективного торможения нужны легкие ядра.
Плюс толстая защита одновременно будет прикрывать от микрометеоритов.
С точки зрения механической прочности и торможения протонов хорош полиэтилен или другие высокопрочные пластики.
Дополнительно можно будет усиливать защиту слоем топлива, если оно будет на борту в достаточном количестве - топливные баки вокруг жилых объемов.

Можно ещё защищаться магнитным полем с индукцией порядка 10 Тл. Но его источник тоже будет иметь массу (например сверхпроводящее кольцо с током порядка 100 мегаАмпер должно иметь сечение проводника порядка 1 м2. чтобы не превышать предельных плотностей тока, плюс термоизоляция), а против метеоритов поле не поможет. К тому же от поля такого уровня экипаж тоже придется защищать, безопасный для человека уровень 10 мТл (при длительном нахождении в поле).

Ну. наверное. Боинг, выдвинувший проект марсианского корабля с надувными (трансформируемыми) модулями, эту проблему как то решает. Скорее всего эластичные материалы, надуваемые вместе с основной оболочкой

[Олег Шляпин]

Ded пишет:
Полочки,столы, лесенки - ВЫ считаете это нормальным (для условий невесомости)?.

Наверное. Сколько я видел всяких проектов - во многих интерьер подобен земному.Как я понимаю - что бы было привычно для человека