Вопрос по марсианскому спускаемому аппарату для пилотируемой экспедиции

 
RU Доброжелатель #10.09.2005 08:07
+
-
edit
 

Доброжелатель

втянувшийся

Вопрос – что из себя должен представлять марсианский спускаемый аппарат, допустим на трех человек? Примерный облик, масса, размеры и т.д. Сколько ступеней будет? Что-то шатлоподобноое или что-то другое?
Сколько должен весить аппарат чтоб нескольких человек на марсианскую орбиту вывести? А перед этим обеспечить посадку на Марс и более-менее долговременное пребывание там…?
 
+
-
edit
 

Mathieus

втянувшийся

первая космическая для марса - 3.5 км/с . чтобы выйти на околомарсианскую орбиту с поверхности надо где-то 4 км/с . при старте на химических двигателях (гидразин) как раз на одну ступень , ну еще может потребуется довыведение двигателями модуля. Модуль на 3 человек + небольшой груз с небольшой автономностью, чтоб долететь до межпланетного корабля - это что-то вроде "Союза". Тонн на 6. Значит с поверхности должно стартовать тонн 25-27. А садиться тонн 30-35 (Большую часть скорости при посадке можно погасить об атмосферу , остатки погасить двигателями перед самим примарсением.) Такая оценка сверху.
 
RU Аполлогет #12.09.2005 10:08
+
-
edit
 

Аполлогет

новичок

РКК "ЭНЕРГИЯ" - МАРСИАНСКАЯ ЭКСПЕДИЦИЯ

После теоретического обоснования К.Э. Циолковским возможности преодоления силы земного притяжения и проникновения в космическое пространство мечты людей о полетах на другие планеты Солнечной системы перешли из области фантазии в область практической деятельности. Мощнейшим толчком в этом направлении послужило бурное развитие ракетной и космической техники во второй половине XX века. // Дальше — www.energia.ru
 

Журнал Новости Космонавтики - 404 Not Found

Журнал Новости Форум Фото Подписка Рекламодателям Контакты +7 (499) 912-8402 Закрыть Логин: Пароль: Запомнить меня на этом компьютере Забыли свой пароль? Регистрация   Войти      Регистрация       Журнал Новости Форум Фото Подписка Рекламодателям Контакты Журнал Новости Форум Фото Подписка Рекламодателям Контакты +7 (499) 912-8402 Закрыть Логин: Пароль: Запомнить меня на этом компьютере Забыли свой пароль? // Дальше — www.novosti-kosmonavtiki.ru
 

И даже:
 
RU Dem_anywhere #12.09.2005 11:42
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

Ну вообще говоря в "Союзе" слишком много лишнего для взлёта с Марса. Так что тонны две-три скорее (без топлива)
 
+
-
edit
 

Mathieus

втянувшийся

Dem_anywhere> Ну вообще говоря в "Союзе" слишком много лишнего для взлёта с Марса. Так что тонны две-три скорее (без топлива) [»]

можно конечно и 2-3 как написано в статье про "Аэлиту" , но имхо это во-первых мало , (Аполлоны привозили центнеры образцов, тут лететь еще дольше и труднее так что надо набирать по максимуму), а во-вторых проект честно сфантазирован. Взлетать на водород-пентаборане, поезда с ядерными реакторами - я тоже могу напридумывать , но надо же реалистами быть. Союзовскую размерность я упомянул из тех соображений , что возможно основному кораблю будет энергетически невыгодно залезать в гравитационную яму Марса , а потом из нее вылазить. Он может остаться на высокой эллиптической орбите и тем сэкономить уйму топлива и времени. Поэтому лучше добавить спускаемому модулю немножко массы и возможностей.
 
RU Dem_anywhere #13.09.2005 10:52
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

Насколько понимаю - без резервного модуля всё равно не обойдётся.
Так пусть он образцы и тащит...
Т.е. после взлёта людей с него сбрасывается кабина, ставится заранее подготовленный контейнер с образцами и на орбиту.
А если не повезло - придётся обойтись килограммами с основного модуля...
 
RU Аполлогет #13.09.2005 11:11  @Дем#12.09.2005 11:42
+
-
edit
 

Аполлогет

новичок
Dem_anywhere>> Ну вообще говоря в "Союзе" слишком много лишнего для взлёта с Марса. Так что тонны две-три скорее (без топлива) [»]
Mathieus> можно конечно и 2-3 как написано в статье про "Аэлиту" , но имхо это во-первых мало , (Аполлоны привозили центнеры образцов, тут лететь еще дольше и труднее так что надо набирать по максимуму), а во-вторых проект честно сфантазирован. Взлетать на водород-пентаборане, поезда с ядерными реакторами - я тоже могу напридумывать , но надо же реалистами быть. Союзовскую размерность я упомянул из тех соображений , что возможно основному кораблю будет энергетически невыгодно залезать в гравитационную яму Марса , а потом из нее вылазить. Он может остаться на высокой эллиптической орбите и тем сэкономить уйму топлива и времени. Поэтому лучше добавить спускаемому модулю немножко массы и возможностей. [»]

Может, и сфантазировано. Но выглядело это реальней, чем нынешние проекты.
Тогда хоть сроки назначались и работы проводились. Как говорится "если партия скажет - надо...". Могли полететь. Хотя бы в облет. А теперь только картинки рисуют.

Бораны в качестве топлива - не такая уж и фантастика. Плохо, что выгоды они особой не дают, а заморочек много. Если только энергетически, то пара диборан+фторид кислорода, почти так же выгодна, как фтор.

Эллиптическая орбита это, конечно, хорошо. Но не проще ли аэродинамически затормозится, чем заправлять посадочный блок, с учетом этой высокой орбиты?

 
RU Доброжелатель #14.09.2005 23:36
+
-
edit
 

Доброжелатель

втянувшийся

Все равно как-то гложут сомнения по поводу «Союзовской» размерности – автономность ведь не только орбита-Марс-орбита лететь, еще нужно обеспечить пребывание (какое по длительности? Ну…пусть несколько дней) на поверхности Марса и какое-никакое научное оборудование…
Если примерно перед посадкой 30-35 минус взлетные 25-27 получим всего 5-7 тонн на топливо для торможения-посадки, тепловой экран (а он достаточно большой), научное оборудование, какую-нибудь драндулетку для поездок (по типу лунной для аполлоновских миссий) и на «автономность» в течении нескольких дней на марсианской поверхности. ИМХО маловато будет

Или массу как только можно минимизировать, но два модуля садить, – один пилотируемый и один снабжения/доставки образцов/резервный ?
 
RU Доброжелатель #14.09.2005 23:44  @Дем#13.09.2005 10:52
+
-
edit
 

Доброжелатель

втянувшийся

Dem_anywhere> Насколько понимаю - без резервного модуля всё равно не обойдётся.
Dem_anywhere> Так пусть он образцы и тащит...
Dem_anywhere> Т.е. после взлёта людей с него сбрасывается кабина, ставится заранее подготовленный контейнер с образцами и на орбиту.
Dem_anywhere> А если не повезло - придётся обойтись килограммами с основного модуля... [»]

Так не пойдет. :) Люди значит улетели, а маленькие зеленые человечки должны значит горбатиться – всякие тяжести на резервный модуль грузить, а это им надо??? :D Или дистанционно управляемый автопогрузчик на Марс везти в место марсомобиля :)

 
RU Dem_anywhere #15.09.2005 10:11
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

>Люди значит улетели, а маленькие зеленые человечки должны значит горбатиться – всякие тяжести на резервный модуль грузить, а это им надо??? Или дистанционно управляемый автопогрузчик на Марс везти в место марсомобиля
На каком модуле взлетать - будет выбрано перед взлётом. Соответственно на второй сразу после этого можно ставить контейнер с образцами. Потому как если взлетать начали - отменить не получится. Тут даже САС бестолку - ну посадит она кабину в сотне км от места взлёта - а дальше что?
 
+
-
edit
 

Mathieus

втянувшийся

откуда вообще взялся второй модуль ?
из описания проекта Энергии :

Марсианский комплекс состоит из солнечного буксира массой 210–250 т с запасом рабочего тела 160 т, жилого (орбитального) модуля массой 80 т и посадочного аппарата массой около 60 т. В состав последнего входит взлетная ракета массой около 25 т.

Журнал "Новости космонавтики"
 
+
-
edit
 

Campus

втянувшийся
И даже:

Авиакосмические Системы : О комапании
 


- Пап, а правда что снежные люди существуют?
- Нет малыш, - это фантастика.
:D :D :D :D
 
GR Доброжелатель #20.09.2005 08:01
+
-
edit
 

Доброжелатель

втянувшийся

Mathieus> откуда вообще взялся второй модуль ?
Mathieus> из описания проекта Энергии :

Описание-описанием, а за космонавтов тревожно как-то, подстраховаться хочется :)

Мало ли что при посадке со спускаемым аппаратом может быть, например может получить небольшие повреждения которые однако сделают невозможным или рискованным взлет…
А так сперва сажаем резервный СА, удостоверяемся что с ним все в порядке, а потом уже с людьми…
 
GR Доброжелатель #20.09.2005 08:03
+
-
edit
 

Доброжелатель

втянувшийся


Вопрос по поводу энергиевского проекта - что ЯРД не хотят понятно – сложно, дорого, конструкция не отработанна, технически риск и т.д.
Но солнечные батареи таких размеров и конструкции по большому счету еще никто не делал, с парусниками(конечно другая опера, но все же) у нас проблемы были – не раскрывались, да и в полете с приводами что случится или еще что-нибудь…
А почему ЭРД не запитать от обычного реактора, типа тех что на применяется подлодках ( модифицированного конечно)?
 
RU Dem_anywhere #20.09.2005 12:45
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

Можно и так - но не факт, что КПД будет выше...
И опять же - проблема в выводе ядерного топлива на земную орбиту.
А чем и как в межпланетном пространстве двигать - до лампочки - от нас далеко однако...
Амцы для избежания всего этого и хотят с Луны запускать...
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Dem_anywhere
Можно и так - но не факт, что КПД будет выше...
 


Факт, факт. Начиная с мощностей где-то в десятки-сотни киловатт реактор однозначно выгоднее по массе, чем солнечные батареи (и, кстати, выгоднее, чем изотопные генераторы).
В случае с реактором он при выведении не представляет никакой опасности вообще, там только "чистенький" уран, а активная гадость еще не наработалась. В этом плане изотопные генераторы куда опаснее, но ведь летали, и не раз.
 
+
-
edit
 

Campus

втянувшийся
Реакторы, паруса, километры СБ, сотни тонн при отлете. Может проще небольшой кораблик и анабиоз? Кто-нибудь знает, какие достижения в этой области?
 
+
-
edit
 

Campus

втянувшийся
И никаких проблем с психологической несовместимостью во время длительного перелета :D :lol:
 
RU Dem_anywhere #21.09.2005 17:38
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

Fakir>Факт, факт. Начиная с мощностей где-то в десятки-сотни киловатт реактор однозначно выгоднее по массе, чем солнечные батареи (и, кстати, выгоднее, чем изотопные генераторы).
Я не с СБ сравнивал, а с ЯРД :) СБ конечно в пролёте :)

"Опасность при выведении" - это в основном вопли зелёных. Хотя они вроде в какой-то договор вылились :(
 
+
-
edit
 

WildPig

втянувшийся

Эффективность солнечных батарей на земной орбите сейчас может превышать 300 Вт на квадратный метр. Около Марса соответственно порядка 150.
Чтобы получить мощность, ну скажем 10 МегаВатт на марсианской орбите необходима квадратная батарея размером 260 x 260 метров. Если учесть, что уже сейчас существуют технология солнечных батарей, которые наносятся на тонкую, гибкую пленку, то развертывание такой конструкции на орбите не является непреодолимой инженерной задачей.
Если же проанализировать плюсы и минусы СБ и ядерного реактора, то я придумал только одно преимущество реактора перед солнечными батареями: высокая парусность конструкции. То есть, чтобы станция не тормозилась верхними слоями атмосферы, то станцию придется держать на более высокой орбите, чем скажем МКС, разворачивать батареи параллельно поверхности планета и т.д. Хотя это достаточно эмпирическое умозаключение, и возможно расчеты покажут, что я ошибаюсь.
Зато из плюсов:
- несопоставимо более высовая надежность системы (уже после развертывания). То есть ломаться там, в отличие от ядерного реактора вроде бы вообще нечему. (Представьте себе последствия выхода реактора из строя на пути к Марсу. Экипаж ожидает весьма неприятная долгая смерть от удушья или от холода)
- возможность разделить батареи на множество сегментов, выход одного из которых практически не повлияет на надежность всей системы в целом.
- нет необходимости защищать экипаж и аппаратуру от радиации реактора
- нет необходимости в обслуживании (перегрузка топлива реактора, замена жидкостей в контурах реактора и т.д. - удовольствие не из веселых)
- практически неограниченный срок службы (считается, что за 25 лет эффективность солнечных батарей падает на 10 %)
- не будет проблем с общественным мнением по поводу экологичности системы (не стоит так уж игнорировать эту проблему)


Кстати, еще по поводу минусов реактора. От реактора необходимо отводить тепло. Причем мощность отводимой тепловой энергии должна где-то на порядок превышать номинальную мощность реактора (то есть для нашего 10 мегаватного реактора надо отвести порядка 100 мегаджоулей в секунду (это теплота сжигания 15 тонн бензина в час !!!)). Даже на земле (или на корабле) это является серьезной проблемой. Обычно это двухконтурная система охлаждения, а второй контур охлаждается уже воздухом атмосферы или вода из резервуара испаряется в атмосферу, унося тепло. То есть реактор на земле не является замкнутой системой, взаимодействуя с атмосферой или с природными водоемами. И даже в этом случае, система охлаждения реактора это вероятно наиболее громоздкая и тяжелая часть реактора. А ведь реактор в космосе по сути - замкнутая система. Отдать тепло некому, воды или атмосферы нет. Только путем излучения с радиаторов. И у меня есть серьезные основания полагать, что если мы подсчитаем размеры радиаторов, которым нужно излучить 100 мегаватт тепловой энергии и при этом не расплавиться, то как бы они не были сопоставимыми с нашими солнечными батареями.
 

Waldi

втянувшийся
WildPig> Чтобы получить мощность, ну скажем 10 МегаВатт на марсианской орбите необходима квадратная батарея размером 260 x 260 метров. Развертывание такой конструкции на орбите не является непреодолимой инженерной задачей.
Вы забываете, что КПД пленочных СБ всего 6%, что в 3 раза меньше (6%=100 Ватт/кв.м) Ваших пресловутых 300 Ватт/кв.метр. Т.е. имеем существенное увеличение площади СБ и протяженности ферм. Да, развертывание такой конструкции не является непреодолимой задачей - так же, как и альтернативная разработка ЯЭУ.
Я с трудом могу себе представить динамические нагрузки и колебания многосотметровой ажурной ферменной системы, а так же гигантских полотнищ СБ, при микроперегрузках от работы маршевого РД и РД системы ориентации. Не факт, что по весу такая система окажется легче, чем ЯЭУ. Я уж не говорю о том, что динамика таких конструкций совсем не исследована.
WildPig> Зато из плюсов: - несопоставимо более высовая надежность системы (уже после развертывания). То есть ломаться там, в отличие от ядерного реактора вроде бы вообще нечему. (Представьте себе последствия выхода реактора из строя на пути к Марсу. Экипаж ожидает весьма неприятная долгая смерть от удушья или от холода)
Ломаться там тоже есть чему - энергопреобразователи, системы ориентации на Солнце и т.д., хотя и верно, что эта система проще на порядок.
Но даже заглушенный ЯР выделяет достаточно остаточного тепла для питания жизненно важных систем КК. На случай полного отказа ЯЭУ мона и нуна предусмотреть аварийный источник энергии, работающий на топливе для торможения и посадки на Марс. Как вариант - аварийные СБ.
WildPig> - возможность разделить батареи на множество сегментов, выход одного из которых практически не повлияет на надежность всей системы в целом.
На ЯР тоже можно дублировать критические узлы и механизмы - насосы, холодильники и т.д. Мона вообще поставить не 1 ЯР по 10 МВатт, а 2 ЯР по 5 МВатт. И вообще, системы ЯР по-любому должны пройти длительные ЛКИ, в т.ч. и беспилотные полеты к Марсу/Венере с возвратом - с приборами ДЗ в качестве ПГ, с доставкой топлива/ландера/домика/ресурсов СЖО к Марсу и т.д. Перед отлетом нового КК к Марсу желательно совершить тестовый облет Луны для обкатки/тестирования систем.
WildPig> - нет необходимости защищать экипаж и аппаратуру от радиации реактора
Решение тривиально - ферма + теневая биозащита.
WildPig> - нет необходимости в обслуживании (перегрузка топлива реактора, замена жидкостей в контурах реактора и т.д. - удовольствие не из веселых)
Никто этого делать и не собирается - закладываемся на необслуживаемый ЯР. После выработки гарантийного ресурса - грузится телескопами, радаром, ландерами и отправляется к одной из внешних планет в качестве супер-АМС. Как вариант - самоходом идет на Солнце на утилизацию.
WildPig> - практически неограниченный срок службы (считается, что за 25 лет эффективность солнечных батарей падает на 10 %)
Если это воопче не лажа, то тока для земных условий. В условиях космоса СБ деградируют существенно быстрее.
WildPig> - не будет проблем с общественным мнением по поводу экологичности системы (не стоит так уж игнорировать эту проблему)
Если уж с РИТЭГами экологи утерлись, то с радиационно-безопасным ЯР проблем никаких не будет, тем более на такое дело. Для особо нервных мона поставить САС.
WildPig> От реактора необходимо отводить тепло. Причем мощность отводимой тепловой энергии должна где-то на порядок превышать номинальную мощность реактора ... путем излучения с радиаторов
КПД в 10% явно занижено, и намного. Опять передергиваем? Эффективность радиаторов существенно больше СБ на единицу площади, я бы оценил - на порядок больше, особенно в районе Марса. А капельные радиаторы еще и не боятся микрометеоритов...
Дополнительные плюсы ЯЭУ:
- дармовая защита от солнечных вспышек;
- просто обеспечить искусственное тяготение;
- очень БОЛЬШОЙ плюс - разработанная для марсианского КК ЯЭУ может без изменений использоваться на стационарных лунных и марсианских базах.

Резюме: Ваш обзор явно необъективен и тенденциозен в пользу СБ. Не вижу смысла вкладывать ресурсы в тупиковую ветку межпланетных пилотируемых КК с СБ. Они не имеют реальных возможностей по увеличению мощности - а это нужно для увеличения ПН и уменьшения длительности перелета. ИМХО - будущее за ЯР, дело за политической волей для этого.
[...падал прошлогодний снег...]  
Это сообщение редактировалось 18.12.2005 в 14:05
CZ Postoronnim V #16.12.2005 22:42
+
-
edit
 
Вообще-то, самым вероятным способом стартовать с Марса считается посадка пустого топливного бака и заправка его метаном, добытым на месте. Так что 35 тонн это, видимо, многовато.

P.S. Вот, кстати, выцарапал из руин НК.

http://http://www.geocities.com/czpanorama/mars2.jpg [zero size or time out]

Планетарный пилотируемый аппарат для кругомарсианских перелетов. Садится по частям, из трех боковых и одного центрального блока. Космонавты прилетают на Марс в центральном модуле и собирают из отдельно севших трех баков такой вот аппарат. Живут в пустых отсеках, пока поочередно не заполнят наработанным метаном и окислителем. Когда жить становится негде, перелетают на новое место. Для облегчения посадки челнока баки сбрасываются, в радиусе нескольких километров от посадки. во время вылазок трактором приволакивают к центральному модулю. после выполнения кругосветной экспедиции баки компонуются вертикально с центральным модулем наверху. Старт в режиме обычной РН. Довыведение твердотопливным двигателем пилотируемого модуля и многоразовым планетарным реактивным двигателем агрегатного отсека. :D
Да, перекликается с идеей про лунные баки, но кто-то в америке предлагал строить отель из пустых цб шатлов.
Прикреплённые файлы:
mars2.jpg (скачать) [13,45 кбайт, 24 загрузки] [attach=13842]
 
 
http://www.mdsbook.com/boltalka  
Это сообщение редактировалось 16.12.2005 в 23:29
RU ArmoryBlaid #16.12.2005 23:47
+
-
edit
 

ArmoryBlaid

втянувшийся

Космонавты прилетают на Марс в центральном модуле и собирают из отдельно севших трех баков такой вот аппарат. Живут в пустых отсеках,
 

питаясь горохом,
...пока поочередно не заполнят наработанным метаном
 


;)

 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Waldi
КПД в 10% явно занижено, и намного.
 


Не, примерно так и есть. К сожалению...

И вообще, системы ЯР по-любому должны пройти длительные ЛКИ, в т.ч. и беспилотные полеты к Марсу/Венере с возвратом - с приборами ДЗ в качестве ПГ, с доставкой топлива/ландера/домика/ресурсов СЖО к Марсу и т.д.
 


На базе такой унифицированной ЯДУ можно и нужно также делать зонды к внешним планетам.

Ломаться там тоже есть чему - энергопреобразователи, системы ориентации на Солнце и т.д., хотя и верно, что эта система проще на порядок.
 


Кроме этого, могут возникнуть проблемы из-за взаимодействия этих огромных батарей со струёй комплекса ЭРД - я уже много раз обращал на это внимание. У современных серийных СПД на ксеноне полуугол расхождения струи - 45 градусов. На более совершенных лабораторных образцах 2-го поколения вроде бы удавалось уменьшить до 15 градусов, но и это не так уж мало - учитывая размеры панелей.
 
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

Waldi

втянувшийся
КПД в 10% явно занижено, и намного.
 

Fakir> Не, примерно так и есть. К сожалению...
Ну, может быть, я и обшибся. Вообще-то я ориентировался на кпд промышленных реакторов ВВЭР (28-31%) и английских газовых ЯР (до 40%). Я в курсе, что они имеют мощность на 2 порядка больше, чем рассматриваемый. Так что на подобный высокий кпд рассчитывать всяко не приходится.
Но если принять за основу одноконтурную схему ЯР с газовой турбиной, а в контур холодильника поставить еще и аммиачную турбину, то имхо 10% кпд - это явно преуменьшено, и сильно...
Интересно бы посмотреть на сравнительный обзор б.м. реализируемых схем космических ЯЭУ размерностью в единицы-десятки МВт (с машинными, МГД-, и т.д. преобразователеми), буде таковое есть в сети...

Fakir> Кроме этого, могут возникнуть проблемы из-за взаимодействия этих огромных батарей со струёй комплекса ЭРД
Ну в энергиевской схеме марсианского КК этот эффект, очевидно, должен паририроваться ромбовидной формой СБ. Но кто сказал, что обязательно должны быть ионники? М.б., лучше поставить МПД? Как у них там с УИ, тягой и углом расхождения струи?

Вспомнил еще 2 аргумента в пользу ЯЭУ:
- сборку и старт КК мона провести с низкой LEO - нет влияния атмосферы на паруса;
- в 2 раза короче фаза разгона до 2й космической - не мешает тень.

ИМХО, солнечные буксиры в размерности десятки-сотни кВт - как в варианте прямого нагрева РТ, так и в комбинации ЭРД с СБ или Стирлингом - вполне имеют право на жизнь - на линии Земля-Луна. При условии, что программу освоения Луны не свернут... Хотя я бы и тут скорее на ЯРД ставил...
А для Марса - потребные мощностей в единицы-десятки МВт - СБ+ЭРД получаются слишком монструозными, тем более далеко за орбитой Земли.
[...падал прошлогодний снег...]  
Это сообщение редактировалось 18.12.2005 в 18:02

в начало страницы | новое
 
1989: МиГ-23 без пилота преодолел четыре европейских страны. (27 лет).
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru