Оптимальная транспортная система Земля-Луна

ЭРД-буксир + лунный кислород
Теги:космос
 
1 2 3 4 5 6
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★☆
Wyvern-2

("Мэри, Мэри, чудеса, Мэри едет в небеса...") с трюками "из пушки на Луну"... тьфу, то есть с Луны.

Это каким же чудом?!
 


Это не изврат :) Просто добыча He3 всегда будет измеряться максимум килограммами. Эт конечно не мало -типа на месяц всей Земле. но стоит ли из за этого гонять корабли? Или делать их миниатюрными? У танковых пушек 1600-1700мсек нормальная скорость, на Луне из за вакуума и меньшего весаснаряда та же пушка вполне даст 2000мсек. Расход "горючего" - минимальный(то же и к водородной имеет отношение). А буксиру останется лишь собрать с орбиты висящие на ней снаряды -что несомненно гораздо более простая задача, чем посадкавзлет.

Чудом? Ну что ты! :)
Представь себе, что у Шатлла сопла SSME заклинило на 1градус. Как ты думаешь, сколько энергии ТТУ уйдет на то,что бы парировать ПОСТОЯННЫЙ отклоняющий момент? Справка: у обычного РН на стабилизацию траектории от случайных кратковременных возмущений уходит от 5 до 8% импульса маршевых РД :)

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Wyvern-2
Просто добыча He3 всегда будет измеряться максимум килограммами.
 


Минимум сотнями килограммов. Иначе вообще смысла нет. 100 кг - годовое потребление одной электростанции.
И стоят эти килограммы столько, что с ними нужно носиться, как с писаной торбой, и обращаться - бережнее некуда. А не из пушки пулять.
Тем более гелий - это дальняя фаза, 30 лет в лучшем случае.
А топик - о более близких перспективах.

Цель лунной транспортной системы: создание на Луне базы до 2020-го года при расходах, значительно меньших, чем у американцев. Желательно - минимум на порядок.

Как ты думаешь, сколько энергии ТТУ уйдет на то,что бы парировать ПОСТОЯННЫЙ отклоняющий момент?
 


Ах в этом смысле... Решается элементарно - лёгким поворотом рамы, на которой смонтированы ЭРД. Потери будут ничтожны.
Даже если забыть про возможность парирования моментов гиродинами - которая на буксире вполне есть.
 
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★☆
Минимум сотнями килограммов. Иначе вообще смысла нет. 100 кг - годовое потребление одной электростанции.
И стоят эти килограммы столько, что с ними нужно носиться, как с писаной торбой, и обращаться - бережнее некуда. А не из пушки пулять.

Ах в этом смысле... Решается элементарно - лёгким поворотом рамы, на которой смонтированы ЭРД. Потери будут ничтожны.
Даже если забыть про возможность парирования моментов гиродинами - которая на буксире вполне есть.
 

-если He3 оочень ценен, то поступать с ним надо как раз по принципу - "много яиц в разных корзинах" :) И места хранения более надежного, чем постоянная орбита безатмосферной планеты - тоже нет. Такое впечатление, что выстрел из пушки=деструкция и анигиляция ;D

ПОСТОЯННЫЙ отклоняющий момент просто не парируешь :) Тем более гиродинами. А при помощи рамы ты предлагаешь вообще изменить направление тяги и , таким образом, траеторию :)

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
В этом топике я уже размещал табличку для необходимых масс привозного топлива - при условии добычи кислорода на Луне - для разных топливных пар (водород с большим отрывом).

А теперь появились новости еще и получше.

Вот здесь:

Журнал Новости Космонавтики - Форумы

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
 

Тов. ssb посчитал оценочно УИ кислород-водородного ЖРД для разных соотношений кислород:водород до 20:1 включительно.

Вот его график:

Конечно, это лишь сравнительно грубый оценочный график, но нас сейчас он более чем устраивает, т.е. мои формулы тоже вполне оценочные.


"Керосиновый" УИ достигается примерно при соотношении 16:1, что соответствует k=0,046 , т.е. компонентный УИ почти вдвое лучше, чем у "просто водорода" - что означает, например, что у 5-тонного лэндера (сухая масса) на взлёт и посадку уйдёт не 1 тонна привозного с Земли водорода, а всего лишь 550 кг.

То есть ОЧЕНЬ даже вкусно.

Интересно так же было бы для полноты при случае "проиграть" в большем диапазоне и соотношения кислород:керосин, кислород:метан.

Единственно несколько смущает то, что многоразовому ЖРД придётся иметь дело с о-очень кислой горячей средой...
Остаётся лишь надеяться, что эту проблему можно забороть :)


P.S. А если попробовать еще и раствор озона в кислороде...
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Отбой тревоги! Избыток кислорода не смертелен, и проблемы если и были, уже забороты :)

Проработки кислород-водородного ЖРД с переменным отношением компонент от КБХА:
http://www.kbkha.ru/?p=8&cat=12&prod=64
Принципиальной особенностью двигателя является изменение соотношения компонентов топлива в несколько раз (до Кm=15) во время работы камеры сгорания. Это обеспечивает меньший расход водорода; значительно уменьшаются габариты и масса баков.
Перевод двигателя на номинальный режим (Кm=6) осуществляется после набора высоты, что обеспечивает высокий удельный импульс тяги. Огневые испытания модельной кислородно-водородной камеры подтвердили возможность создания и эффективность работы такого ЖРД.

Соотношение компонентов топлива, Кm 6–15
 


Прям как на заказ делали - ЖК:ЖВ аж до 15 к одному :)
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
А вот какие бочки арестантов обещает НАСА в плане ISRU (промелькнуло на форуме НК) - правда, суть предлагаемого технологического процесса, увы, за скобками:



Functional Description:

Perform lunar regolith excavation and handling, oxygen extraction from
regolith, and oxygen storage and delivery, and support lander
propellant scavenging and water production.

For flexibility, two 1/2-scale plants will be delivered and 2
sets of excavation tools.

• Total O2 Produced = 1000 kg/yr
• Mass per O2 plant = 219 kg
• Power per plant = 3.93 kW
• Total Regolith = 415 kg/day
• Excavation Tools = 42.7 kg
(each)
• Excavation Time = <1 hr/day

(с) NASA



Конечно, масса установки в 200 с гаком кило для добычи тонны кислорода в год - это меньше, чем хотелось бы, но будем надеяться, что это не предел, и что с масштабированием вверх параметры улучшаются.

Хотя остаётся непонятным такая годовая производительность, вернее, её соотношение - что добывается всего 1 тонна, хотя заявляется, что ежедневно перелопачивается 400 кило реголита... а в ильмените кислорода по массе порядка трети... техпроцесс, что ли, позволяет лишь малую долю кислорода извлечь, или они закладываются на какие-то "неудачные" составы реголита???

И еще они чего-то нарисовали и про водород из реголита... Немножко добыть, конечно, можно... но в общем при таком объёме перелопачивания действительно сильно немножко - если речь об "имплантированном" водороде. Если только никаких "мокрых хондритов" или их лунных аналогов не подвернётся...
Прикреплённые файлы:
ISRU.jpg (скачать) [63,23 кбайт, 58 загрузок] [attach=125082]
 
 
 2.0.0.82.0.0.8

Tico

модератор
★★
Fakir> Конечно, масса установки в 200 с гаком кило для добычи тонны кислорода в год - это меньше, чем хотелось бы, но будем надеяться, что это не предел, и что с масштабированием вверх параметры улучшаются.

Дим, ты главного не понимаешь. ИМХО. НАСА не заинтересована в ISRU. Им это нафиг не надо. Им нужна маленькая опытная установка, на которой можно поставить галочку "сделано", а потом тихо слить всё в реголит и забыть об этом поскорее.
- Барабашка - это научный факт. (с) аФон+  6.06.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Э? По-моему, это ты чего-то не понял :)
Я - не НАСА, я не решаю за НАСУ, я даже не могу дать НАСЕ денег или забрать у неё денег :F
Соответственно, если честно, меня не так сильно интересуют глубинные мотивы их заинтересованности/незаинтересованности в ISRU - пусть об этом у их психоаналитиков головы болят, им за это плОтют.

А меня интересует возможная добыча кислорода (и варианты его использования в контексте оптимальной транспортной), и данные/наработки, к-е НАСА таки-делает/сделала, несмотря на все внутренние свои мотивации.


Вот, кстати, тов. ssb еще пару картинок оценочных насчитал - для разных соотношений топливо:кислород для других топлив - керосина и метана. Ну и для полноты - не с кислородом, а с раствором озона в кислороде.

Журнал Новости Космонавтики - Форумы

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
 



Правда, на массовый расход топлива при таких вариантах я еще не пересчитал - лень.

Но, мне кажется, и тот факт, что единожды привезя на орбиту Луны несколько тонн водорода потом можно на ней сделать 5-10 ходок вверх-вниз (т.е. с учётом ограниченной производительности кислорододобытчика - это на полгода-год) - по-моему, это очень даже вкусный вариант :) Мягко говоря :)
 2.0.0.82.0.0.8

Harsky

опытный

Fakir> Но, мне кажется, и тот факт, что единожды привезя на орбиту Луны несколько тонн водорода потом можно на ней сделать 5-10 ходок вверх-вниз (т.е. с учётом ограниченной производительности кислорододобытчика - это на полгода-год) - по-моему, это очень даже вкусный вариант :) Мягко говоря :)

В НК вроде считали/жевали тему многоразового кислород-водородного лендера. несмотря на явное превосходство (на круг - в разы) над одноразовым на долгохранимом топливе, большинство участников ветки высказало своё "фи". с местным кислородом это был бы вообще сон в летнюю ночь...
 3.0.53.0.5

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
К вопросу о длительном хранении ЖВ в космосе (причём в условиях невесомости): есть на свете такая козырная идея (причём есть давно - блин, рву на себе волосы - должен был бы и сам догадаться, пусть и не первым), как электрофорезное удержание - при помощи электрода/системы электродов, на к-е подан высокий потенциал, ЖВ удерживается в середине бака, вне контакта со стенками. То есть прямого теплового контакта со стенками нет, только через газовую подушку - а у водорода хоть теплопроводность и высокая, но всё-таки конвекции в невесомости нету, и если температура водородного пара низкая - то и теплопроводность в нём будет небольшой. То есть добавочная неплохая теплоизоляция так получится - собственно к ЖВ тепло будет подводиться только через эту газовую изоляцию плюс через электроды.

Что в совокупности с внушает некоторый оптимизм.
 2.0.0.82.0.0.8
+
-
edit
 

Harsky

опытный

для ЛОС это может оказаться не самым подходящим способом хранения ЖВ. частые коррекции, динамические операции, да и просто велотренажер с беговой дорожкой могут сильно подкозлить в деле удержания пузыря в центре бака.
 3.0.63.0.6

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
По всей логике вещей, если вибрация/ускорение и смогут "стряхнуть" ЖВ, то в конечном итоге ему деться некуда - всё равно стянется обратно на электроды.
Как-то так должно быть. Ничего фатального.
Характерное время "сбора" уже зависит от кучи параметров - размеров бака, геометрии электродов, потенциала.

И в любом случае, электростатическое удержание - не панацея, и не единственное средство, а удобный и полезный добавочный способ.
К-й не отменяет ни теплоизоляции, ни наличия холодильной машины.
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
На крайних, XXXIII Королёвских чтениях был интересный в контексте темы доклад Кувшиновой и Синицы из Центра Келдыша (за фото спасибо Lin-у) "Эффективность применения межорбитальных буксиров на основе ЭРДУ в транспортных операциях в околоземном пространстве".

Все слайды мне подвешивать не с руки (да и желающие могут скачать в соотв. топике все доступные слайды разных докладов), прикреплю основные, имеющие отношение к.
Прикреплённые файлы:
TN_IMG_6632.JPG (скачать) [105,41 кбайт, 21 загрузка] [attach=150480]
 
 
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
ХС и пр. для медленного перелёта Луна-Земля
Прикреплённые файлы:
TN_IMG_6634.jpg (скачать) [70,9 кбайт, 25 загрузок] [attach=150481]
 
 
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Аналогично для L1
Прикреплённые файлы:
TN_IMG_6642.jpg (скачать) [62,3 кбайт, 19 загрузок] [attach=150482]
 
 
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Критерии
Прикреплённые файлы:
TN_IMG_6647.jpg (скачать) [46,67 кбайт, 27 загрузок] [attach=150483]
 
 
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Заключение.

Интересно, что: по полученным оценкам, за срок службы один буксир в состоянии перетащить на низкую лунную орбиту до 360 тонн, причём это в полтора раза больше, чем при использовании кислород-водородных ЖРД-буксиров. При этом оценочно такая доставка вдвое дешевле (на килограмм ПН) по ср. с транспортировкой той же массы ЖРД-буксирами.

Недостаток с моей точки зрения в том, что авторы исходили из использования РН грузоподъёмностью 35 и 70 тонн. А не в рамках имеющихся.
Прикреплённые файлы:
TN_IMG_6679.jpg (скачать) [68,13 кбайт, 20 загрузок] [attach=150485]
 
 
 2.0.0.82.0.0.8
EE Татарин #18.04.2009 03:12  @Fakir#03.02.2009 23:28
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Fakir> К вопросу о длительном хранении ЖВ в космосе (причём в условиях невесомости): есть на свете такая козырная идея (причём есть давно - блин, рву на себе волосы - должен был бы и сам догадаться, пусть и не первым), как электрофорезное удержание - при помощи электрода/системы электродов, на к-е подан высокий потенциал, ЖВ удерживается в середине бака, вне контакта со стенками.
А в чём вообще смысл данного извращения, если дело происходит в космосе, и стоимость вакуумной, несравненно более высокого качества изоляции равна стоимости тонкой-тонкой фольги? Которую, причём, можно укладывать вафлей по кывернадцать слоёв "фольга-вакуум"?
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  1.0.154.531.0.154.53
MD Fakir #18.04.2009 03:19  @Татарин#18.04.2009 03:12
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Так при любом кол-ве слоёв изоляции снаружи возможность избежать прямого контакта водорода со стенками бака (а также всей прочей конструкцией, которая, как ни крути, а теплопроводна) - это гут.
То есть полностью избежать, конечно, не удастся, ну хоть к возможному минимуму свести.
 2.0.0.82.0.0.8
RU Старый #18.04.2009 12:30  @Fakir#18.04.2009 03:19
+
-
edit
 

Старый

из курилки


Fakir> Так при любом кол-ве слоёв изоляции снаружи возможность избежать прямого контакта водорода со стенками бака (а также всей прочей конструкцией, которая, как ни крути, а теплопроводна) - это гут.

Дык если температура стенок равна температуре водорода то не страшно.
Старый Ламер  7.07.0
MD Fakir #18.04.2009 12:52  @Старый#18.04.2009 12:30
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Если б еще можно было заставить стенку иметь в точности водородную температуру, да на протяжении месяцев - то было бы счастье, однако, увы, такой магии никто не знает :)
 2.0.0.82.0.0.8
RU Dem_anywhere #24.04.2009 02:19  @Старый#18.04.2009 12:30
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

Старый> Дык если температура стенок равна температуре водорода то не страшно.

Так он же, зараза, сквозь стенку попрёт. И вакуумная изоляция перестанет таковой быть...
 3.0.93.0.9

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Harsky> В НК вроде считали/жевали тему многоразового кислород-водородного лендера. несмотря на явное превосходство (на круг - в разы) над одноразовым на долгохранимом топливе, большинство участников ветки высказало своё "фи". с местным кислородом это был бы вообще сон в летнюю ночь...

Фишка в том, что многоразовый на полностью привозном топливе даёт не бог весть какой выигрыш по массе (и то только для водорода).
А вот если принять за данность наличие местного кислорода - дело получается уже милее.
 2.0.0.82.0.0.8
MD Serg Ivanov #21.08.2009 19:28  @Fakir#01.02.2006 01:21
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал


Fakir> Какой должна быть транспортная система Земля-Луна?
А может такой? Чем система проще тем она дешевле и надёжнее:
Прикреплённые файлы:
Прямая.JPG (скачать) [57,4 кбайт, 20 загрузок] [attach=168540]
 
 
 3.5.23.5.2
MD Serg Ivanov #22.08.2009 01:29  @Fakir#01.02.2006 01:21
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал


Fakir> Основные особенности предлагаемой схемы:

Fakir&gt; 1. Транспортировка грузов многоразовыми буксирами на ЭРД с ЯЭУ, космонавтов - на ЖРД.

Fakir&gt; 4. Многоразовый одноступенчатый лэндер.

Fakir&gt; 5. Возможно, многоразовый буксир на ЖРД для доставки на LLO и обратно пилотируемых кораблей (с использованием лунного кислорода).

А теперь со всей этой фигнёй попробуем взлететь(С)

Fakir&gt; 6. Как следствие - отсутствие необходимости в 100-тонном носителе

А такой ли это недостаток - тяжёлый носитель?
Может быть проще сделать тяжелый носитель модульного типа (как УР-700) для прямого полёта на Луну? Естественно на керосин-кислороде, модули типа Зенита.
УР-700 должен был доставить на Луну более 17т из которых 11т должны были взлететь обратно. Использование лунного кислорода повысит эффективность системы. LK-700
Если многоразовые системы не оправдали себя даже для околоземных орбит, то они тем более не оправдают себя для транспортировки грузов на Луну.
Прикреплённые файлы:
ur700all.jpg (скачать) [30,92 кбайт, 22 загрузки] [attach=168605]
 
ЛК700.JPG (скачать) [66,27 кбайт, 21 загрузка] [attach=168606]
 
 
 3.5.23.5.2
Это сообщение редактировалось 22.08.2009 в 01:47
1 2 3 4 5 6

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru