Идеальный корабль Земля - орбита

Знающий народ, обрисуйте subj, основываясь на существующих практических и исследуемых принципах, т.е. на основе реальных возможностей на ближайшие лет 30, без фантастики.
Основные параметры:
- подъём сотни-другой тонн на LEO
- полностью многоразовый
- экологически терпимый (в пределах атмосферы)
- ресурс - лет 20 (с ремонтами)

Не понял, корапь или носитель.
Или это должно быть одно и то же, одноступенчатое?

ЛЕМовские корабли земля-орбита-земля на твердофазном ЯРД с водородным РТ. 1000 тонн, из них 500-водород, 250 - груз, остальное - реактор и конструкции корабля. Рабочего тела с запасом хватит на взлетно-посадочный цикл даже без торможения в атмосфере. Водорода в космосе очень много. Запас ХС порядка 20 км/с

varban>Не понял, корапь или носитель.
varban>Или это должно быть одно и то же, одноступенчатое?

Корабль - это в смысле корабль, а не двигатель, бак и всё остальное, отдельно Т.е. МАШИНА, в которую, образно говоря, заливается горючка, загружается груз, в т.ч. живой, и через какое-то время все выходят на конечной Также оттуда можно что-то назад привезти - тоже, кстати, параметр.

hcube>ЛЕМовские корабли земля-орбита-земля на твердофазном ЯРД с водородным РТ. 1000 тонн, из них 500-водород, 250 - груз, остальное - реактор и конструкции корабля. Рабочего тела с запасом хватит на взлетно-посадочный цикл даже без торможения в атмосфере. Водорода в космосе очень много. Запас ХС порядка 20 км/с

Экологи сожрут живьём. И доводы слушать не будут, и дозиметру не поверят - сначала сожрут
Кстати о водороде в космосе: на сегодня, по spaceweather, в 1 см³ содержится 1.2 протона (т.е. если на "паузу" нажать ), и летят со скоростью 533.6 км/с. Т.е. можно посчитать, что в условное ведро с площадью 1 кв.м за секунду насобирается 6.4*10¹¹ протонов. Не фонтан конечно, но если ведро магнитное, то эффективная площать может быть куда больше. К тому же, если ведро будет использовать магнитное поле Земли, то там эти самые протоны куда гуще будут
Мысли?

Гм. И это не фантастика?

Ну, тогда рекомендую лемовский корабль

Гм, ну если не ядерный, то ничего многорахового с ПН в сотни тонн не выйдет. Одноразовое - можно придумать - см. там Sea Dragon или Barbarian или Nova.

А так - никаких вариантов - только ядреные движки или ЖРД. Второе многоразовым быть неможет - первое - мей би.

На самом деле, водородный ЯРД далеко не так вреден как, скажем, воздушные ядерные взрывы. И, возможно, старт помянутого тысячетонника менее вреден, чем пара стартов Энергии. И уже всяко менее вреден чем старт эквивалентного по ПН количества шаттлов с их твердотопливными коптилками. Касательно катастрофы - никаких проблем! Вынести стартовую площадку (корпус технического обслуживания, криогенный завод и электростанцию) на остров в океане - и пусть рвется сколько угодно. Вряд ли взрыв уранового котла будет более вреден, чем термоядерные испытания...

Лемовский корабль отклоняется - сдувать пескоструем радиоактивные осадки после взлёта не получится - сожрут, отключат свет, воду, телевидение, всё что угодно, лишь бы это прекратилось Кстати, если подправить спряжение глагола в "аммортизаторы дошли до предела" на "аммортизаторы доходили до предела" в описании старта, то аммортизаторы отлично вписываются, т.к. ракету трясло сильно.

---

Ясно, значит останавливаемся на водородном ЯРДе, как средстве попадания на орбиту. Но что если хитрее - взлететь как можно выше на крыльях и реактивном, а вот там уже включить ЯРД? Летала же Мрiя с Бураном, а это может не 1000т, но тоже очень много. Кстати, была ведь схема РД/ЖРД для аэрокосмического самолёта, так что РД/ЯРД уж точно не дикость
И экологи в основном заткнутся, т.к. если в ЯРДе уделено внимание "чистоте", а топливо - водород, то заметного эффекта он точно не произведёт.

В общем, высказывайтесь

Многоразовый одноступенчатый пепелац на ЖРД сделать можно, но не более 20-30т ПН. Например наш "Орел" (проект SSTO МТКС) или амовские проекты.
Но на ЯРД сделать реальнее , единственное, придется "зеленых" расстрелять ...

У тяжелых, да еще и многоразовых ядерных ракет массовое совершенство будет невысоким - ок. 2. Другое дело, что это компенсируется высоким Уи, но все равно - при большой массе ПН, ракеты будет весить ну никак не меньше чем в 4-5 раз больше (т.е. для 100 тонн ПН мы весь комплекс получим в 500-600 тонн).

Не представляю что за самолет должен быть с таким ПН. Другое дело - тонн на 50 ПН - тогда можкт можно и в формат Мрии уложиться, однако денег придется вбухать. Если не хотите (и правильно - из-за нейтронного потока) врубать ЯРД на земле,
сделайте так - первая ступень, LH2/LOX, выводит вторую - ЯРД на высоту километров 30-40 и на скорости 1-1.5 км/с (что бы снизить ее массу), а затем врубается ЯРД. Думаю в таком комплексе сделать систему спасения ЯРД в случае аварии (что бы они не рассыпались в пыль... это экологи не любят) - можно.

А вообще - смотрите вот

В задаче есть противоречивые условия Я позволю себе
выделить болдом:

animus ulterius>Знающий народ, обрисуйте subj, основываясь на существующих практических и исследуемых принципах, т.е. на основе реальных возможностей на ближайшие лет 30, без фантастики.
animus ulterius>Основные параметры:
animus ulterius>- подъём сотни-другой тонн на LEO
animus ulterius>- полностью многоразовый

Даже отбросив экологию за борт обсуждения и допустив те же ЯРД - в ближайшее время такая машина не появится. Это раз.

Второе, набивший оскомину вопрос - нафига 100т и многоразовость в одном флаконе?

Ну тогда ВРД-ЯРД на водороде. Экзотика, конечно, но вполне работоспособно. Взлет и маневрирование в земной атмосфере на ТРД/ПВРД на водородном топливе, набор/сброс скорости и посадка на безатмосферных планетах на ЯРД. К тому же я бы не стал переразмеривать. 20 тонн ПН IMHO вполне достаточно - это же челнок, а не ММК. Это примерно 300 тонн стартовой массы, включая 150 на топливо. И тут старт можно сделать и горизонтальным.

hcube>Но тогда - старт только на ЯРД.
В этом случае лучше будет вообще не возвращаться...
Насчёт серийности - шаттлов, например, всего 4 штуки построено, потом из запчастей собрали замену потерянному. Эти корабли за счёт многорзовости таким же штучным товаром будут в рассматриваемый промежуток времени (30 лет), так что речи о более чем, скажем, 5-10 экземплярах не идёт.
Насчёт модульности - возможно ли сделать кластерную схему ЯРДа? Т.е. возможность ставить на корабль, скажем, 2, 4, 8 небольших ЯРДов (законченный конструктивно-функциональный модуль, как движок на Б747, например) с какими-то общими частями, например баком Н2, в зависимости от веса ПН.

Кстати, тяжёлые грузы не нужно редко запускать, а просто редко это могут себе позволить - разве не так? Модули для МКС, например, делаются под шаттл и/или ракеты, а не потому, что это их идеальный размер и форма, ведь так? И чего бы их с применением 10-мм стали и железобетона не делать, если бы не вес? Так что я думаю нужно часто, но даже не думают об этом, т.к. взлететь оно не сможет на сегодня.

Вот так, опять съехали на обсуждение условия задачи.. :[

A.U.>и как эти ступени сделать многоразовыми? Крыльев и колёс у них небось не предусмотрено?

Да нету, а вы считаете без этого никак? Тогда см проекты K-1 и спасаемых боковушек "Энергии". На самом деле обычно наличие колес, крыльев и двигателей - не самый хороший способ создания многоразовой ступени. ТЗП + парашюты + надувные подушки/пороховая система посадки весят меньше.

A.U.>Насчёт модульности - возможно ли сделать кластерную схему ЯРДа? Т.е. возможность ставить на корабль, скажем, 2, 4, 8 небольших ЯРДов (законченный конструктивно-функциональный модуль, как движок на Б747, например) с какими-то общими частями, например баком Н2, в зависимости от веса ПН.

Что конкретно под этим подразумевается? Если то, что можно ли сделать несколько РН с разным кол-вом однотипных ЯРД - легко, а если то, что можно ли менять кол-во ЯРД на одной РН в зависимости от ПН... - врядли.

A.U.>Вот так, опять съехали на обсуждение условия задачи.. :[

Я не понял а что тебе надо-то? Сказали уже - на современных технологиях (без ЯРД) многоразовый носитель с массой ПН в сотни тонн сделать.... кстати можно. Но это будет такое чудо, что дешевле одноразовый.

Ту: Владимир Малюх
Во-первых (по поводу двух последних болдов) вы ставите под вопрос пожелание условного заказчика, которое наоборот надо по мере сил и возможностей выполнять; а во-вторых (по поводу первого), 30 лет - это очень много, это 2031 год будет Помнится Эйнштейн брякнул как-то (вроде по поводу недавно расщеплённого тогда ядра), что ядерная энергетика не состоится, а потом в 45 получили бомбу, а в 50-х - энергетический реактор.
Одним словом, все вопросы, содержащие слово зачем по отношению к условию задачи - злостный оффтопик
На вопрос "нафига" можно так ответить: сегодня может и незачем, а завтра без этого может обойтись не смогут. Некоторые г-да напрягают себя и других вопросом типа "нафига мне новый процессор", а после апгрейда попробуйте пересадить их на старый. К примеру, строят дронов лишь чтобы на Луне воду искать, иначе база там не состоится, и т.п. - вместо этого можно было бы эту воду в количестве разницы между весом ПН и грузоподъёмностью с каждым запуском поднимать. Это лишь сиюминутный пример - замените воду на горючку, воздух, на что угодно.

Ту: CaRRibeaN
и как эти ступени сделать многоразовыми? Крыльев и колёс у них небось не предусмотрено?

Ту: hcube
взлёт и посадка у этой штуки задумана только на одной планете, и к счастью на ней ещё довольно неплохая атмосфера
Зачем 100+ тонн - чтобы если что-то нужно большое и тяжёлое вывести, не делить его на куски. И вообще, чтобы практическое ограничение на вес ПН (наверх) было только в возможности клиента заплатить за запуск. То что есть сегодня, в нашем деле называют противным словом bottleneck.

Есть такая мерзкая штука как серийность. То есть построить 1000 20-тонников обойдется раз в 5 дешевле, чем 10 2000-тонников. Опять же, тяжелые грузы редко надо запускать. Очень редко, пока. Такие, что их никак нельзя собрать из кусочков. Ну, не 20, а 50 тонн - все равно больше - не надо. Пока не надо. Это то же самое, что для замены экспедиций на МКС гонять шаттл. Тем более, что при существовании такого корабля экспедиция, допустим, на луну потребует 1 корабль. Ну, и один бак на орбите. За 10 стартов запускается бак, заправляется бак, корабль взлетает с ПН, заправляется из бака, летит к Луне, садится, оставляет ПН, взлетает, и садится на Землю. Все. На орбите остался бак для последующего использования (назовем его беспилотным танкером ). Жаль, что такую штуку не хотят построить.

Как вариант можно придумать модульную компоновку. То есть, базовая ПН - 50 тонн, модули с минимальной переработкой можно объединять по 2,3,4, 7, или 10 штук (они в плане шестиугольные или круглые). Тогда запуск тяжелой ПН будет хоть и более дорогостоящ, но возможен. Но тогда - старт только на ЯРД. Сесть модули могут после расстыковки с ПН на орбите по отдельности.

A.U.>>и как эти ступени сделать многоразовыми? Крыльев и колёс у них небось не предусмотрено?
CaRRibeaN>Да нету, а вы считаете без этого никак? Тогда см проекты K-1 и спасаемых боковушек "Энергии". На самом деле обычно наличие колес, крыльев и двигателей - не самый хороший способ создания многоразовой ступени. ТЗП + парашюты + надувные подушки/пороховая система посадки весят меньше.

Колёса с крыльями - это было сказано образно, т.е. всё, что приземляет корабль аккуратно, годится.

A.U.>>Насчёт модульности - возможно ли сделать кластерную схему ЯРДа?
CaRRibeaN>Что конкретно под этим подразумевается?
Подразумевается вот что. Представьте себе шаттл со всей его "периферией". Теперь представьте, что вместо 2 бустеров можно выбирать между 2,4, или 8-ю, в зависимости от веса ПН. Т.е. в нашем случае это будут например ЯРДы. Вот что подразумевалось. Возможно такое, и если нет - то почему?

A.U.>>Вот так, опять съехали на обсуждение условия задачи.. :[
CaRRibeaN>Я не понял а что тебе надо-то?
Я ж сказал в начале раздела Грубо говоря, грузопассажирский контейнерный хламовоз общего назначения, эдакий аналог железной дороги в плане влияния на темпы развития орбитальной промышленности и т.п.

>А Вы ЯРД,ЯРД, пожалейте нашу планету
Я не хочу тут флейм разводить, но.. если к этому лозунгу не добавить немедленно АНАЛИЗ ситуации, то от него один вред будет. Из-за паникёров на западе посворачивали (или собираются) ядерную энергетику, и несколько десятков - сотню лет спокойной жизни себе как бы купили. А потом их ж внуки помянут их "добрым" словом за то что нифига не делали, и под видом заботы о природе тихо и незаметно засырали атмосферу, дестабилизируя весь климат планеты. А с чего паника-то началась? С Чернобыля, с рукотворной катастрофы; с радиоактивных отходов, которые надо где-то закапывать.. Конечно, как же, найти где и как от них избавляться было куда труднее, чем потом не знать на чём волосы рвать, когда уже поздно будет что-то срочно делать с СО2.
Чтобы начать жалеть планету надо от невежества и эгоизма избавиться, т.к. идеология "после нас - хоть потоп" намного COST EFFECTIVE. А вы к ЯРДу цепляетесь, который, будучи сделан грамотно, за всю свою жизнь не нагадит столько, сколько одна угольная электростанция или завод где-нить в Челябинске за год.
Точка.

Повторюсь, старт только на ЯРД для ПН в 50 тонн менее вреден, чем два старта шаттла на ту же ПН. Катастрофа, да, более вредна, а старт - нет. Потом, все же ЯРД будет поменее ВВР-1000, раз так в 10. Соответственно меньше вреда для экологии. А о модульности - еще раз повторюсь, приземлить необходимые для ПН в 200 тонн 800 тонн носителя мне представляется малореальным. Во всяком случае, на землю. На воду - может быть. И об атмосферу такое не затормозить. Поэтому я и предложил модульную конструкцию - либо законченый корабль, либо разгонный модуль, оба возвращаемые, конструкция унифицирована на 90%, ПН на низкой орбите порядка 50 тонн, взлетный вес - 400-500 тонн. Это эквивалентно 'обычным' носителям. А больше - за счет модульности. И по поводу катастрофы - шаттл, тьфу, тьфу, гробанулся один раз на 100 полетов. Стоит один воздушный ядерный взрыв 5000 тонн на низкой орбите? IMHO стоит.

hcube>Стоит один воздушный ядерный взрыв 5000 тонн на низкой орбите? IMHO стоит.

Не стоит, т.к. это будет последний полёт ЯРДа через атмосферу. Если на него после этого не закроют финансирование сразу, то его просто запретят. Шаттл гробанулся по той же причине, что и Чернобыль - из-за людей. Если бы менеджмент тогда послушал инженеров и не навязал запуск, то всё было бы пучком. Так что тут нужно безопасности уделять первостепенное внимание, т.к. вам простят превышение бюджета, простят низкую грузоподъёмность, простят много чего, но не простят двадцать тонн урана, распылённого прямо над головой. Как его потом собирать? Вон в Косово и Ираке сейчас именно такие дела делаются. Токсичный он гораздо более, чем радиоактивный.

Единственный вариант когда простят - это для предотвращения ещё большей опасности.

DNS>Да что вы зациклились на ЯРД , про ВРД забыли? Ведь лететь-то надо почти всю дорогу в атмосфере и крылья помогут.

Почти всю дорогу - это процентов 10. Да и не потянут ВРД дуру в тысячи тонн весом - см например

Там очень неплохо расписанн вроект РН с ВРД - посмотрите характеристики.

DNS>А Вы ЯРД,ЯРД, пожалейте нашу планету , ей и без ЯРД достается

Дык я обычно о том и говорю - к сожалению пока ничего кроме ЖРД.

DNS>а то тут какой-то "умник" заявил, что космодром надо поставить на берегу океана и "концы в воду".

2/3 космодромов именно так и стоят, и отработанные ступени в воду падают.

А можно ли сделать такой движок :
Гибрид ПВРД и ЯРД - ЯРД разгоняет и нагревает водород, который дожигается в ПВРД во время полета в атмосфере ?
Я сам не могу такое просчитать - мозгов не хватит ...

Урана в океане на самом деле полно. Падение радиоактивного облака в Тихий океан на самочуствии рыб скажется очень и очень слабо. А людей там нет.