[image]

Полёты на окололунную орбиту

летающая сегодня техника могла бы повторить большую часть проекта Аполлон
Теги:космос
 
+
+1
-
edit
 

avmich

координатор

С определёнными - существенными - ограничениями, можно было бы рассматривать пилотируемые полёты на окололунную орбиту и обратно, используя только имеющуюся технику.

Представим себе такую картину. Космический корабль с экипажем на борту летит по околоземной орбите. С Земли стартует ракета-носитель, выводящая на околоземную орбиту разгонный модуль, оборудованный стыковочным узлом. Корабль стыкуется с модулем, модуль включается, разгоняется, и связка летит на Луну. При подлёте к Луне модуль опять включается, выводит связку на окололунную орбиту, а через некоторое время отправляет связку обратно к Земле. Космический корабль совершает посадку. Это - повторение полёта Аполлона-8; имея такие возможности, можно говорить об окололунных орбитальных станциях, рассматривать повторение программы Аполлон, планировать возвращение на Луну.

В этом сценарии используется только имеющаяся сегодня, летавшая и летающая сейчас космическая техника. Космический корабль - это Союз, разгонный модуль - связка двух разгонных блоков, 12КРБ и Фрегата, ракета-носитель - Протон-М.

КК Союз-ТМА летает 4 раза в год, отвозя экипаж на МКС и возвращая через полгода людей обратно на Землю. РККЭ заявляет, что могла бы делать и 5 Союзов в год. Союзы активно поддерживаются, устанавливаются новые системы с улучшенной функциональностью. Это - техника, летающая и воспроизводящаяся сегодня.

Тем временем, в замке у шефа, на индийском субконтиненте хорошо зарекомендовал себя разгонный блок 12КРБ. Несколько экземпляров успешно выполнили задачу в составе ракет GSLV. По разным причинам в России этот блок не летает, но в Индии летал совсем недавно, и при необходимости ГКНПЦ им. Хруничева, конечно, может изготавливать такие блоки. Это - техника, недавно летавшая.

По соседству с Энергией и хруничевцами, в Химках, успешно производится разгонный блок Фрегат, считающийся одним из самых "интеллектуальных" РБ, делаемых в России. На днях такой блок помог вывести Радиоастрон. Это - техника, летающая и воспроизводящаяся сегодня.

И, наконец, знаменитая РН Протон сегодня в строю в модификации Протон-М. Это - сегодняшняя техника.

Рассмотрим этот сценарий подробно и уточним существующие ограничения.

Понятно, что в принципе ракетная система, такая как комбинация 12КРБ и Фрегат, может отправить на окололунную орбиту, и обратно, некий груз. 12КРБ, согласно заявлениям ЦИХ, может какое-то время находиться на околоземной орбите, и в это время можно к нему пристыковать полезную нагрузку. Фрегат работает на долгохранимом топливе, и работа в окрестностях Луны через одну-две недели для него под силу. Попытавшись провести расчёты полёта, быстро понимаешь, что ключевым является вопрос массы. Какова масса, которую можно "свозить на окололунную"?

КК Союз имеет общую массу порядка 7200 кг, из них 1300 кг - БО, 2900 - СА, 2600 - ПАО (сумма не равна 7200 кг), согласно числам, приведённым на The Soyuz spacecraft . Масса довольно большая, при этом хотя внутренние системы корабля и проходят модернизации, но общую архитектуру поменять очень дорого.

Первое приближенение говорит, что если после стыковки с разгонным модулем отбросить ПАО, то оставшаяся масса может быть отправлена на окололунную орбиту и назад. Взглянем подробнее на то, как это могло бы происходить, а затем проанализируем, насколько допустима такая предварительная операция.

Разгонный блок 12КРБ имеет сухую массу 2500 кг и запас топлива 12600 кг, итого 15100 кг, УИ двигателя 454 с и тягу 7,5 тс ( ГКНПЦ имени М.В.Хруничева | «12 КРБ» ). РБ Фрегат имеет сухую массу 930 кг, запас топлива 5250 кг, УИ 333,2 с и тягу 2 тс ( laspace.ru ::
   5.05.0

avmich

координатор

Странно как-то отображается предыдущее сообщение. Отрезан кусок снизу в несколько абзацев. Какая-то проблема со ссылкой на сайт НПОЛ. Повторение...

Разгонный блок 12КРБ имеет сухую массу 2500 кг и запас топлива 12600 кг, итого 15100 кг, УИ двигателя 454 с и тягу 7,5 тс ( ГКНПЦ имени М.В.Хруничева | «12 КРБ» ). РБ Фрегат имеет сухую массу 930 кг, запас топлива 5250 кг, УИ 333,2 с и тягу 2 тс ( http: //www . laspace . ru/rus/fregat_construction.php ). Тяга у РБ небольшая, поэтому для отлёта к Луне возможностей 12КРБ немного не хватает - после исчерпания водородного топлива (скорость в этот момент будет несколько выше 10,2 км/с) Фрегату нужно поработать ещё секунд 100. Тогда оставшаяся связка Союз-Фрегат через примерно 3 дня оказывается в окрестностях Луны, имея около 2100 м/с запаса характеристической скорости. Этого хватает на выход на орбиту вокруг Луны и возвращение к Земле - Аполлоны тратили примерно такую ХС на окололунных операциях.

Стартовая масса 12КРБ и Фрегата - 21280 кг, что даже несколько меньше, чем заявленная ПН Протона-М ( ГКНПЦ имени М.В.Хруничева | Ракета-носитель «Протон-М» ). Два разгонных блока надо будет соединить на Земле так, чтобы в космосе они могли разделиться - это требует небольших затрат массы и в целом не очень сложно. Кроме того, Фрегат должен обладать стыковочным узлом для стыковки с КК Союз. Поскольку через этот узел переходить не нужно, то масса такого узла может быть невелика. Скажем, до 300 кг, или даже существенно меньше.

Связка Союз-РБ должна иметь определённый возможности для полёта к Луне. Это - "лунная" теплозащита для СА при возвращении, дополнительные возможности систем навигации и связи, повышенный ресурс жизнеобеспечения. Общая добавочная масса таких систем сегодня может быть сравнительно невелика.

Возможен ли полёт КК Союз в отсутствие ПАО? Согласно Soyuz spacecraft , ПАО состоит из Переходного отсека ПхО (несёт кислородные баки и двигатели ориентации), Приборного отсека ПО (коммуникации, управление и авионика, в т.ч. поддержание курса, навигация, бортовые компьютеры в атмосфере азота) и Агрегатного отсека АО (маршевый двигатель, электроаккумуляторы, солнечные панели, главный радиатор). Большинство систем ПхО и ПО могут быть перенесены - скажем, установлены на Фрегате или даже в СА, в особенности системы, уменьшающиеся вследствие миниатюризации электронных компонент, с тем, чтобы после отбрасывания ПАО их функции брали на себя системы-дублёры, установленные на связке. Особенно тяжёлых систем тут нет. Системы АО, относящиеся к ДУ, не нужны, так как эти функции отходят к Фрегату. Что касается аккумуляторов, солнечных батарей и радиатора - относительно крупных систем - то для них нужны какие-то более сложные решения, возможно, за счёт уменьшения экипажа КК, снижения веса БО, или, например, повышения окололунной орбиты - с целью экономии топлива.

С одной стороны, интересно, что приводимые массы вроде бы позволяют решать такую задачу на почти что сегодняшней технике. Это значит, что со входом в строй РН Ангара-5 и разработкой РБ 15КРБ запасы такого варианта увеличиваются. С другой, даже Ангара-5 недотягивает до отправки к Луне "целого" Союза. Далее, потребные адаптации аппаратуры вполне могут вылиться в "серьёзные деньги". Неудобством выглядит то, что на окололунной орбите стыковочный отсек КК Союз занят Фрегатом - если бы, скажем, у Луны была орбитальная станция, то для стыковки с ней пришлось бы отдельно решать вопрос стыковочного узла. И, наконец, риски и нагрузки подобных решений могут быть неприемлемы в 21 веке - что как минимум может поставить на идее знак большого вопроса.

Если, конечно, не произойдёт чего-нибудь неожиданного.
   6.06.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Ну собственно наверное в принципе это возможно - почти наверняка.
Две маааленькие проблемки: 1 - нужен ли сейчас у нас кому-то просто облёт Луны (туризм разве), и 2 - насколько велика уверенность в надёжности обоих РБ. А то ведь... Для туризма же риски неприемлимы.
   3.6.183.6.18
+
-
edit
 

avmich

координатор

Вот ещё один интересный вариант - в связи с ростом ПН ракет Союз и модернизациями КК Союз и разработками различных новых модулей и систем для ПК в РККЭ можно рассмотреть КК Союз с ПАО, который способен вернуть КК с окололунной орбиты к Земле. Расчёты чуть позже.
   6.06.0

au

   
★★☆
Fakir> 2 - насколько велика уверенность в надёжности обоих РБ. А то ведь... Для туризма же риски неприемлимы.

Приемлемы, но о оних должно быть сказано заранее, подписаны бумажки. Когда на Эверест лазят, риск не вернуться очень велик, но о нём известно. Когда народ на автобане гонит на 345км/ч и снимает на телефон(!) свой спидометр — риск известен. Это экстремальный туризм, и заведомо он рискованный, но туристы должны о рисках знать и подписать бумажку, что они сами ответственны за все последствия своего решения на эти риски пойти. Это не "семейный туризм", это не для всех.
   

Последние действия над темой

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