Запуск с земли .... где перспективы?

Прошу прощения если тема как то осуждалась ... поиск не помог.
Суть вопроса такова ,какие перспективы развития у старта с Земли? То что космонавтика развиаеться эт хорошо,всякие там плазменные двигатели, солнечные паруса... Но это все имеет место быть уже на орбите, а вот запуск самого аппарата с земли ? я знаю только о двух способах причем один крайне мало развит. Первы это классический старт с помощью ракеты ,огромные затраты топлива, долгая подготовка чем больше масса выводимого в космос объекта ,тем больше должна быть ракета,причем больше в 10 а то и 100 раз... 2ой способ старт с ЛА ,как "буран" с Мрии или пуск микроспутника с миг-31... Но тут большие ограничения по массе, а вопрос в том какие есть перспективы? Может новые маршевые движки для ракет или что еще)))

На ближайшее необозримое будущее перспективным является одноступенчатый авиакосмический аппарат.
На удаленное необозримое - антиграв, использование магнитного поля Земли и теръямпампация

Одноступенчатые (и многоразовые) - это, конечно, замечательно и очень хорошо. Мне такая концепция очень импонирует.
Однако, на действительно обозримое (лет 20) будущее, мне кажется, может быть перспективной двухступенчатая система. Вторая ступень - многоразовый ВКС с большим собственным запсом скорости.
Я на бумажке сегодня покорябал - вполне реально. ПН будет, конечно, меньше чем для современных носителей, но появляется возможность сильно сэкономить на двигателях (всего один расходуемый комплект за пуск) и многоразовой второй ступени... если, конечно, сделать её достаточно лёгкой и дешевой в обслуживании.

Одноступенчатый носитель на химии нереален. Он в состоянии вывести на орбиту исключительно себя самого, без ПН.
Многоразовость эффективна только тогда, когда запусков действительно много - а если как сейчас по паре в год - оно и за век не окупится...
ИМХО, сейчас наиболее перспективен переход от сверхдорогих "рекордных" военных носителей к ширпотребовским.
Как например в авиации - чтобы перевезти контейнер мандарин, мы не В-2 гоняем, а грузовой боинг по на несколько порядков меньшей цене...

Если рассуждать логически, то можно разделить проблему на две части:
1) источник энергии
2) движетель

1) источники энергии:
традиционные:
1.1) химические
тут все ясно. Химия прошла этап интенсивного развития и перешла в фазу классической науки из учебника. Ничего нового не предвидется даже в самых оптиместических снах.
1.2) ядерные
тут тоже более менее все понятно. Для внутриатмосферных полетов не годится. Грязно.
1.3) термоядерные
тут все радужно и не понятно. Токамаки весом с сотни тысяч тонн. С другой стороны "why not?" если энергии достаточно, можно медленно разгоняться в атмосфере используя воздух, далее на малой тяге вперед и с песней сажать яблони на Марсе.

"возобновляемые":
1.4) солнечные батареи
для космического лифта - светим с земли фонариком и медленно-медленно едем
1.5) электромагинитные антенны
примерно тоже самое, только фонарик меняем на магнетрон
1.6) лазеры/мазеры/шмазеры
фонарик, вид сбоку

2) Движетели:

традиционные реактивные
2.1) ракетные
тут все понятно изучено выбито на мраморных табличках и заучено.
2.2) турбореактивные
вообще все известно, и малопригодно для этих целей. Только на первую ступень "воздушного старта"
существуют большие сомнения в целесообразности
2.3) прямоточные
всеобщий оптимизм и ниодного работающего пригодного к использованию образца, проблемы с топливом

нетрадиционные:
2.4) (только потому, что упоминались) магнитные использующие магнитное поле Земли
невозможны даже в теории
2.5) космический лифт
монструозная, сумашедше дорогая система. По моему скромному мнению, невозможна с технической точки зрения.

волшебные движетели:
2.6) ковры-самолеты... (шутка)



Кто что-нибудь может добавить?

>Однако, на действительно обозримое (лет 20) будущее, мне кажется, может быть перспективной двухступенчатая система. Вторая ступень - многоразовый ВКС с большим собственным запсом скорости.
- соглашусь. В частности, благодаря "псевдокосмическим полетам" Рутана. Если даже частник смог выйти на легком апарате на 100км и вернуться, значит, это крупной компании вполне может быть под силу и дальше. (я помню насчет скорости, не надо тыкать!)
А второе - те самые ЛА на МГД. Если возможно разогнать ЛА до скажем, 15 махов (или до скольки там испытательная модель разогнаться смогла у сша?), то кто мешает нам добавить относительно небольшие одноразовые ускорители для выхода на орбиту? Вниз - аналогично шаттлам, т.е., практически планирующий полет.
А кто будет первой ступениью, выводящей апарат на ~10км и околозвуковую скорость - определится позже, когда появится облик ВКС.

>>Однако, на действительно обозримое (лет 20) будущее, мне кажется, может быть перспективной двухступенчатая система. Вторая ступень - многоразовый ВКС с большим собственным запсом скорости.
Bredonosec> - соглашусь. В частности, благодаря "псевдокосмическим полетам" Рутана. Если даже частник смог выйти на легком апарате на 100км и вернуться, значит, это крупной компании вполне может быть под силу и дальше. (я помню насчет скорости, не надо тыкать!)
Это было доступно всегда, только никому не нужно. Рутан летал на х-призом, теперь пробует туристов катать. До первой неудачи.

Bredonosec> А второе - те самые ЛА на МГД. Если возможно разогнать ЛА до скажем, 15 махов (или до скольки там испытательная модель разогнаться смогла у сша?), то кто мешает нам добавить относительно небольшие одноразовые ускорители для выхода на орбиту? Вниз - аналогично шаттлам, т.е., практически планирующий полет.
Гда втот только взять такую батарейку?

>Это было доступно всегда, только никому не нужно.
- Мдя.. вы не поняли. Расширю: каким должен быть летательны аппарат, чтоб взлететь самостоятельно с земли и вылезти на 100 км? Угу, стоимость будет с длинной вереницей нуликов. И каждый запуск будет золотым.
А двухступенчатая схема дала дешевое решение.
То есть, и для нормального орбитера выгодность аналогично двухступенчатой схемы вполне может быть того же порядка. Теперь понятно, аль еще пожевать?
>Гда втот только взять такую батарейку?
- Эт ап чем? О твердотопливных ускорителях? Дык человечество кучу наизобретало. Да, с связи с относительно малой массой КА и необходимостью дать большой импульс (не превысить перегрузку), вероятно, более тонкие удлиненные должны быть.. Или в таком разе выгоднее жрд закрытого цикла - короче, это уже детали технические.

Если разделить задачу на две - выпих на высоту орбиты и разгон до V1, то можно разделить на магнитную катапульту и ядерный разгонный блок. Т.е катапульта вплевывает на 100-200км, а дальше водород в реактор и вперед.

Bredonosec> Расширю: каким должен быть летательны аппарат, чтоб взлететь самостоятельно с земли и вылезти на 100 км? Угу, стоимость будет с длинной вереницей нуликов.

Такая же будет стоимость, как у Рутана. Ещё несколько команд боролись за Х-приз с более-менее обычными ракетами, пара из них была вполне близка к успеху, но Рутан был быстрее.

Те команды и сейчас продолжают работать, например Armadillo:

>>Это было доступно всегда, только никому не нужно.
Bredonosec> - Мдя.. вы не поняли. Расширю: каким должен быть летательны аппарат, чтоб взлететь самостоятельно с земли и вылезти на 100 км? Угу, стоимость будет с длинной вереницей нуликов. И каждый запуск будет золотым.
Bredonosec> А двухступенчатая схема дала дешевое решение.
Bredonosec> То есть, и для нормального орбитера выгодность аналогично двухступенчатой схемы вполне может быть того же порядка. Теперь понятно, аль еще пожевать?

Это вы не поняли. Что X-15, что MR-3 и MR-4, что ShipOne все стоили примерно одинаковые деньги с поправкой на доступность технологий. Если к какой-нибудь "Булаве" привинтить кабину типа Mercury, не будет никаких особо больших ноликов. Просто это никому ну совсем не нужно.

Двухступенчатая система этого ShipOne ничего не дала. Это фикция, хобби если хотите. Пшик. Тупиковая ветвь развития. Потение ради потения. Ничего из этого не выйдет. Просто покатушки. "Прокати нас Ванюша на тракторе".

[Погорячился, не успел убрать...]

foogoo, пока предупреждение - за перепутанный объект жевания.

> Если разделить задачу на две - выпих на высоту орбиты и разгон до V1, то можно разделить на магнитную катапульту и ядерный разгонный блок. Т.е катапульта вплевывает на 100-200км, а дальше водород в реактор и вперед.
Не, не получится:
1) если придать аппарату такую скорость, чтобы он улетел килОметров на 100-200 - он сгорит недалеко улетев от земли. А тем более с большим запасом водорода для ЯРДа.
2) ближе 300-400км никто вам ярдом пшикать не позволит - Паранойя-с.


2 foogoo & Dem_anywhere
Мне кажется, вы не заметили замечания про большой собственный запас скорости КК.
Это не одноступенчатая система, а двухступенчатая. Просто КК не капсула, а ВКС. Ну и ПН у него пониже, чем у обычной второй ступени.
Я и не предлагаю на нём выводить спутники на орбиту - это работа для классических РН.
А такой корапь хорошо подойдёт для снабжения орбитальных станций, доставки на них людей и т.п.

Я это дело сегодня на бумажке посчитал - можно создать такую систему стартовой массой 400 тонн.
Развесовка примерно такая: 2800ln(400/50)+3500ln(20/6)=10 000м/с.
Сухая масса первой ступени - 30 тонн. Тяга двигателей первой ступени - 800 тонн. (почти первая ступень Зенита).
В самолётик массой 4.5 тонны залить 14 тонн топлива - как два пальца, извиняюсь, об асфальт.
Для такой системы можно добиться чистой массы ПН более тонны.

Конечно, вы можете сказать - всего тонна ПН при 400 стартовой массы? Но ведь из 7 тонн Союза (кк) тоже далеко не все 7 тонн - ПН. Сам КК тоже чего весит.
Кроме того, здесь мы получаем за один пуск расходуется всего один 4х-камерный двигатель (или 2 2х-камерных или 4-5 однокамерных) против скольки там у Союза?
Согласитесь, расход одного (пусть и довольно тяжелого) ракетного блока за пуск даже при такой скромной ПН - уже хороший повод, чтобы хотя бы поподробнее посчитать эту концепцию.

Комбинирование различных подходов при существующей технологии не даст принципиального ответа на вопрос "каковы перспективы".

Очевидно, что химическое ракетное топливо свои перспективы исчерпало на таких системах как Шаттл, Союз, Протон и Ариан. Все. Дальше принципиальных улучшений не будет. Будет борьба за оптимизацию и выигрыш на единицы процентов.

Вопрос в теме топика о перспективе.

При нынешних технологиях перспектив нет. Всеобщее уныние и сворачивание пилотируемой космонавтики.

Ждём новых источников энергии.

А если вместо лифта построить вертикальную трубу, высотой км == 30? Откачать воздух и запускать из неё?

sergey_manakov> А если вместо лифта построить вертикальную трубу, высотой км == 30? Откачать воздух и запускать из неё?

Воздух через верх засосётся. Нужно тогда уж на 100 км строить.

К сожалению, это невозможно.

Надо поддерживать в трубе давление на уровне 30км или приделать сверху клапан.

Как вам сказать... мы же ищем прорыва (существенной оптимизации, если хотите) с точки зрения стоимости килограмма ПН на орбите? Здесь важна цель, а не средство.
Мне так кажется, с этих позиций хоронить современную технику рановато. Она, имхо, может обеспечить снижение стоимости выведения до 1000$/кг.

А если очень уж хочется прорывных технологий...
Ну ГПВРД. Допустим. Как одна из тупиковых ветвей...
Моё скромное - мощные (соотношения тяга/масса от 10 и более) доведённые по экологии (не спрашивайте как - здесь я не специалист ) ЯРДы.

_B1_> 2) ближе 300-400км никто вам ярдом пшикать не позволит - Паранойя-с.
Скажем так: ближе 800км _орбиты_ никто не даст даже просто включить герметичный реактор.
Паранойа, да.

_B1_>> 2) ближе 300-400км никто вам ярдом пшикать не позволит - Паранойя-с.
Татарин> Скажем так: ближе 800км _орбиты_ никто не даст даже просто включить герметичный реактор.
Татарин> Паранойа, да.

А термоядерный разрешили бы (если бы он был)? Скажем на Не3?

Термоядерный разрешили бы, но он на порядки проигрывает ядерным источникам - если только не нужен огромный УИ.

Bredonosec>> Расширю: каким должен быть летательны аппарат, чтоб взлететь самостоятельно с земли и вылезти на 100 км? Угу, стоимость будет с длинной вереницей нуликов.
Serge77> Такая же будет стоимость, как у Рутана. Ещё несколько команд боролись за Х-приз с более-менее обычными ракетами, пара из них была вполне близка к успеху, но Рутан был быстрее.
А, что, семь ноликов - это недостаточно длинная вереница?
За сумму, что Рутан потратил на ТРИ полёта ОДНОГО человека на высоту несколько больше 100 км, можно купить билет на "Союз".
Только не надо мне рассказывать, что на SpaceShip One можно было катать троих По риску это сравнимо с полётом "Восхода", хотя лететь значительно меньше

Для того, чтобы СС1 или аналогичный аппарат довести до степени надёжности, сравнимой хотя бы с коммерческими самолётиками типа Гольфстрима или Бомбардира, нужно было бы приписать ещё один нолик...

Беспилотные запуски - другое дело, спутник ценой в 20 000 долларов на ракете за 100 000 можно даже и не страховать... Ну, кроме как, от ущерба третьим лицам

Я тоже думаю, что, кроме ТфЯРД, ничего в обозримой перспективе придумать нельзя.

Если летать на Луну, то выгодно сделать аппарат двухступенчатым, первая ступень - аппараты типа "Байкала", т.е. классический ЖРД для старта, и ТРД+раскладывающееся крыло для посадки. А ЯРД запускать на мощность на высоте километров 40 - и тогда при вполне разумных параметрах можно долетать до Луны на этом ЯРДе, ничего не сбрасывая.

Конечная масса на окололунной орбите будет порядка трети от стартовой массы ядерной ступени. А садиться на Луну всё же с заправкой на окололунной орбите, что, в принципе, возможно, если на Луне удастся добывать достаточно водорода - на взлёт с Луны потребуется гораздо меньше водорода, чем с Земли, можно остальное слить для садящихся аппаратов. И тяговооружённость для взлёта с Луны на ЯРД нужна вполне приемлемая.

При этом все аппараты, естественно, многоразовые, но ЯРД, видимо, придётся спасать отдельно - и это удорожит систему. Но всё-таки она гораздо более "прямая", чем любая схема только на химии или химии и ионниках.

А все-таки, есть принципиальные проблемы перед созданием двух или одноступенчатых возвращаемых ракет?
Если сделать ракету с пн == 5т, и составлять их в блоки по надобности, она(ракета) будет достаточно легкой, что-бы безопасно опустить её на парашюте.
А если приделать ей небольшие рули, то можно сильно уменьшить зону приземления.

А почему эффект Бифельда-Брауна здесь не рассматривается :)?