SpaceX, частная космонавтика и прочий флейм о космической гонке

В.с.с.О.>> Так чем выше удельный импульс, тем меньше тяга и ускорение при той же располагаемой мощности...
Fakir> Спасибо, Кэп!!!

КЭП напоминает, что с уменьшением тяги растут потери и время разгона.

Fakir> "Дайверы бывают смелые и старые. Смелых старых дайверов не бывает."

Великий мечник Сунь Вынь Дай всю жизнь готовился сразиться с демоном. Но демон так и не пришёл.

Fakir> "Твоя" нерабочая заведомо. Другая имеет хотя бы приличный шанс.

Как говорил известный естествоиспытатель Казанова: "Лучше сорок раз по разу, чем ни разу сорок раз".
РИТЭГ + много рабочего тела - схема не сильно красивая, но реализуемая уже сейчас. А то будешь ждать тирьямпампатора как та Ассоль ждала капитана в красных труселях с ураганными ветрами...

В.с.с.О.> Ракета на ЖРД в принципе будет компактной, без огромных радиаторов для мегаваттных ядерных реакторов
вопрос дилетанта.
А нельзя эти мощности, что рассеиваются на радиаторах на более полезное дело пускать? На предварительный нагрев какого то рабочего тела?

s.t.> А нельзя эти мощности, что рассеиваются на радиаторах на более полезное дело пускать? На предварительный нагрев какого то рабочего тела?

Не.
Поток тепла в радиаторах на порядки превышает то, что можно унести нагревом топлива.

"Эффективная" температура водородного выхлопа с УИ = 7000 больше 100000 градусов. Глядя в потолок!
(Температура пропорциональна квадрату скорости молекул.)
"Предварительно нагреть" даже если на тысячу = полная фигня.

В.с.с.О.> КЭП напоминает, что с уменьшением тяги растут потери и время разгона.

Время - да, потери - нет. С переходом от большой к малой тяге ХС растёт скачком. Дальше как таковая в сущности не меняется.

Naib> Великий мечник Сунь Вынь Дай всю жизнь готовился сразиться с демоном. Но демон так и не пришёл.

...но мечник живой.

Naib> РИТЭГ + много рабочего тела - схема не сильно красивая, но реализуемая уже сейчас.

1. "...недостатки: не работает"
2. ...

Fakir>> Не электрических как таковых. СЭДУ. Честно говоря - г...но.
В.с.с.О.> 900 с УИ на водороде, практически всеядные по топливу, малая масса конструкции... Прекрасная штука для полёта по орбите.

Сильнейшая зависимость от расстояния до Солнца, и куча других проблем*. По массовому совершенству хуже ТФЯРД для серьёзных мощностей.

• намёк: даже от СБ с простейшими линейными концентраторами в итоге отказались.

В.с.с.О.>>> Ещё взлёт с пов-ти Марса только на ЖРД осуществим, да и сесть без него не выйдет.
Fakir>> Там другие ЖРД, взлётно-посадочные модули тема отдельная.
В.с.с.О.> Угу, и если у нас есть база на Марсе с in-situ производством ресурсов, то весь полёт проще осуществить на ЖРД, аля MCT 2016.

Да даже если нету. Просто всё другое.
Наличие ISRU хотя бы одного компонента - совсем другая история. Очень вкусная.
Один маааааленький нюанс - энергозатраты такие, что без реактора не обойтись. Хоть ты напополам порвись, а не завязывается (к слову, как и лунные базы - за ууууууузенькой попыткой пролезть в щёлочку приполярных областей "незаходящего солнца")
"Чем сводим задачу к предыдущей" - раз без реактора всё равно никуда, что бы на нём и не лететь? Всё равно придётся делать.

s.t.> вопрос дилетанта.
s.t.> А нельзя эти мощности, что рассеиваются на радиаторах на более полезное дело пускать? На предварительный нагрев какого то рабочего тела?

Так можно! Но есть нюанс в массе рабочего тела. У NERVA мегаваттным реакторам вообще не нужны были радиаторы для нормальной работы, они чисто рабочим телом себя и охлаждали.

Но когда речь идёт за мощные ЭРД, то возникает проблема: масса рабочего тела, выпускаемого в секунду там крайне мала (в этом собственно и есть вся их суть). И чем больше УИ, тем меньше потребление рабочего тела, и тем БОЛЬШЕ нужно энергии на единицу массы рабочего тела.

Т.е. чем больше мы берём УИ, тем меньший выхлоп от предварительного нагрева рабочего тела.

Плюс не забывай, что двигатели с высоким УИ при том же запасе энергии будут иметь меньшую тягу, и им нужно будет больше времени на разгон, а это значит, что реактору придётся работать дольше (месяцы/годы напролёт). И этот постоянный избыток тепла придётся куда-то стравливать, потому у таких проектов рисуют огромные радиаторы (на рисунке Jupiter Icy Moons Orbiter):

В.с.с.О.>> КЭП напоминает, что с уменьшением тяги растут потери и время разгона.
Fakir> Время - да, потери - нет. С переходом от большой к малой тяге ХС растёт скачком. Дальше как таковая в сущности не меняется.

Потери из-за малой тяги всё равно есть, и не малые.



И время растёт нелинейно. Допустим, тебе нужно получить высокую эллиптическую орбиту. В идеале ты включаешь движок большой тяги в перигее, у тебя поднимается апогей и вуаля. Но если у тебя движок малой тяги, то он не успеет разогнать КА за полвитка. А если двигатель будет работать в апогее, то он будет поднимать перигей орбиты, а не апогей, что не всегда нужно... И придётся полвитка ждать, пока КА опять будет в нужно положении.

Так что потребное время перелёта и ХС тоже растут нелинейно, и вообще неочевидно, что ЭРД вот прям будут чудо-прирост давать.

Fakir>> Время - да, потери - нет. С переходом от большой к малой тяге ХС растёт скачком. Дальше как таковая в сущности не меняется.
В.с.с.О.> Потери из-за малой тяги всё равно есть, и не малые.

СКАЧКОМ. От ХС большой тяги к ХС малой. Всё.
Это достаточно приемлемое приближение.

В.с.с.О.> И время растёт нелинейно.

Дальше смело можно считать, что линейно. "Новую" ХС малой тяги "делим на тягу" при данном УИ.

В.с.с.О.> Допустим, тебе нужно получить высокую эллиптическую орбиту. В идеале ты включаешь движок большой тяги в перигее, у тебя поднимается апогей и вуаля.

1. Это не имеет отношения к межпланетным перелётам внеа пределов грависфер планеты.
2. В пределах, когда речь об изменении орбиты с круговой на некруговую, это и есть одна из причин скачкообразного изменения ХС. Можно работать вблизи перигея, и ХС изменится слабо, можно работать по всей орбите, и ХС маневра растёт.

В.с.с.О.> Так что потребное время перелёта и ХС тоже растут нелинейно, и вообще неочевидно, что ЭРД вот прям будут чудо-прирост давать.

Он не чудо, он обычно полутора-двукратный. В зависимости от ХС (ну и УИ разумеется). Чем выше - тем больше выигрыш. К Луне процентов 20-50, к Марсу до 50-150 и т.п. К условному Юпитеру и далее намного больше.

Fakir> Сильнейшая зависимость от расстояния до Солнца, и куча других проблем*. По массовому совершенству хуже ТФЯРД для серьёзных мощностей.

Зато они крайне просты и не требуют ядерных реакторов и прочих больших рисков.

Fakir> Наличие ISRU хотя бы одного компонента - совсем другая история. Очень вкусная.
Fakir> Один маааааленький нюанс - энергозатраты такие, что без реактора не обойтись. Хоть ты напополам порвись, а не завязывается (к слову, как и лунные базы - за ууууууузенькой попыткой пролезть в щёлочку приполярных областей "незаходящего солнца")

Ну тут зависит от Масштаба. Если у нас микроракета для доставки 100 грамм марсианского грунта, то ИМХО, уже сегодня АМС в 1.5-1.8 тонн может наработать топлива на взлёт такой микроракеты (кислород на Марсе из его атмосферы уже генерировали, кстати говоря). И пусть на это понадобится не 2, а 4-8-12 лет, пусть потребуется РИТЭГ на борту, но это в рамках реального.

С другой стороны, если мы про будущее с караванами каких-нибудь Старшипов или других заправляемых на НОО сверхтяжей, то можно и запульнуть на Марс огромные поля солнечных панелей и роботов-чистильщиков солнечных панелей, т.к. пусть это и другой масштаб потребления топлива, но и масштаб возможностей по доставке грузов в один конец тоже совсем другой.

Плюс не факт, что мы не найдём на Луне/Марсе каких-нибудь геологических процессов, через которые можно получать энергию.

Fakir> "Чем сводим задачу к предыдущей" - раз без реактора всё равно никуда, что бы на нём и не лететь? Всё равно придётся делать.

Это будут сооовсем разные реакторы. Реактор для генерации топлива на Марсе не обязан работать в условиях абсолютного вакуума космоса. Терморегуляция на Марсе вообще гораздо легче, хотя бы за счёт того, что есть куда тепло стравливать и есть гравитация (привет конвекция).

Представь себе огромный закупоренный каньон на Марсе, на дно которого поместили ядерный реактор в чан с охлаждающей жидкостью, которая постепенно испаряется, конденсируется на огромных по площади стенках каньона и стекают на дно каньона, где они собираются и снова пускаются в дело.

Да на крайний случай можно просто закидывать реактор в лунку со льдом и периодически подсыпать льда по мере его испарения.

В.с.с.О.> Зато они крайне просты и не требуют ядерных реакторов и прочих больших рисков.

Это только так кажется. Даже и стендовых приличных образцов считай нету. Ну на стенде их и очень сложно и дорого испытывать, намного дороже чем даже ЭРД.
Лётных нет тем более, и тем заглохла почти напрочь, хотя лет 25 назад её пытались толкать. Не пролезла.
Это оказалась такая штука, что ни богу свечка, ни чёрту кочерга. Применений на околоземной орбите вотпрямща для неё в сущности нет вовсе (в отличие от ЭРД, которые хоть иногда кому-то нужны), для дальнего космоса ничего особо не дают кроме головняка.

И никуда не девается принципиальная зависимость - масса всех "солнечных" изделий с ростом мощности приближается к линейной зависимости "мощность-масса", тогда как у ядерщины выраженно сублинейная, и всегда с определённого порога ядерщина легче даже на LEO (по электрике порог считался где-то к 10 кВт, ну теперь СБ лучше стали, может за 50, по теплу будет ну пусть 100-300 кВт), в сторону Марса мощностной порог снижается вдвое.

В.с.с.О.> Ну тут зависит от Масштаба. Если у нас микроракета для доставки 100 грамм марсианского грунта, то

...это можно засунуть страусу под хвост.

В.с.с.О.> Плюс не факт, что мы не найдём на Луне/Марсе каких-нибудь геологических процессов, через которые можно получать энергию.

"...вот как переродится, тогда и приходите" © поп, к которому кришнаиты пришли крестить котёнка

В.с.с.О.> Это будут сооовсем разные реакторы.

Разные. Но не совсем.

В.с.с.О.> Терморегуляция на Марсе вообще гораздо легче, хотя бы за счёт того, что есть куда тепло стравливать

Нет, ненамного. Атмосфера такая, что сильно жизнь не упрощает.

В.с.с.О.> Да на крайний случай можно просто закидывать реактор в лунку со льдом и периодически подсыпать льда по мере его испарения.

Шагающий экскаватор на схеме условно не показан.

Fakir> Это только так кажется.

Ничего не кажется.

Fakir> Даже и стендовых приличных образцов считай нету.

Есть и стендовые, и лётные, и коммерческие и уже много лет, и на НОО (те же Iridium, например).
Коммерчески производятся Aerojet MR-501/MR-502, например. Гуглите Resistojet, это как раз ракетные двигатели с нагревом рабочего от резистора (причём часто рабочее тело ещё и экзотермически разлагается, уменьшая потребление электроэнергии на ту же тягу).

Fakir> И никуда не девается принципиальная зависимость - масса всех "солнечных" изделий с ростом мощности приближается к линейной зависимости "мощность-масса"

Можно держать тягу в районе первых десятков кг и адекватный УИ, и просто не заходить в район огромных полей СБ и ядерных реакторов, упрощая миссию.

В.с.с.О.>> Ну тут зависит от Масштаба. Если у нас микроракета для доставки 100 грамм марсианского грунта, то
Fakir> ...это можно засунуть страусу под хвост.

Без привлечения SLS/Starship'а на поверхность Марса много не опустишь, и миссии по возвращению грунта на землю (даже при условии электрического возвращаемого аппарата на орбите Марса) буксуют. А генерация кислорода на месте позволит сделать реальный прорыв в виде доставки марсианского грунта на землю.

В.с.с.О.>> Это будут сооовсем разные реакторы.
Fakir> Разные. Но не совсем.

Совсем разные.

Fakir> Нет, ненамного. Атмосфера такая, что сильно жизнь не упрощает.

Стравливай тепло в грунт.

Fakir> Шагающий экскаватор на схеме условно не показан.

Вай нот? Всё равно для добычи топлива сырьё надо будет прогревать, и складировать.

В.с.с.О.> Ничего не кажется.

146%


В.с.с.О.> Есть и стендовые, и лётные, и коммерческие и уже много лет, и на НОО (те же Iridium, например).
В.с.с.О.> Коммерчески производятся Aerojet MR-501/MR-502, например. Гуглите Resistojet, это как раз ракетные двигатели с нагревом рабочего от резистора (причём часто рабочее тело ещё и экзотермически разлагается, уменьшая потребление электроэнергии на ту же тягу).

Это не СЭДУ, это разновидность теплового ЭРД.

В.с.с.О.> Можно держать тягу в районе первых десятков кг и адекватный УИ, и просто не заходить в район огромных полей СБ и ядерных реакторов, упрощая миссию.

Малая мощность = малая мощность. Пилотируемая экспедиция без мегаваттных мощностей не реализуема.

В.с.с.О.> Совсем разные.

Сколько раз повторить, что не совсем?

Fakir>> Нет, ненамного. Атмосфера такая, что сильно жизнь не упрощает.
В.с.с.О.> Стравливай тепло в грунт.


Мегаватты в грунт

Fakir> Это не СЭДУ, это разновидность теплового ЭРД.

Это именно то, о чём я писал.

Fakir> Малая мощность = малая мощность. Пилотируемая экспедиция без мегаваттных мощностей не реализуема.

Вполне реализуема, просто из-ма малого УИ будет большая стартовая масса.

В.с.с.О.>> Совсем разные.
Fakir> Сколько раз повторить, что не совсем?

Сколько раз повторять, что совсем? Та же конвекция.

Fakir>
Fakir> Мегаватты в грунт

Нет, в вакуум, полями радиаторов на тысячи квадратных метров с удельной мощностью установки околонифига)

Fakir>> Это не СЭДУ, это разновидность теплового ЭРД.
В.с.с.О.> Это именно то, о чём я писал.

Это не СЭДУ.

Fakir>> Малая мощность = малая мощность. Пилотируемая экспедиция без мегаваттных мощностей не реализуема.
В.с.с.О.> Вполне реализуема, просто из-ма малого УИ будет большая стартовая масса.

Слушайте, ну хорош уже!!!
1700 с для Марса - бред, это проигрывает ЖРД. Ну русским языком же еще давно выше сказано: переход к малой тяге вызывает рост ХС, и для его перекрытия нужно значительно большее повышение УИ.

Fakir>> Мегаватты в грунт
В.с.с.О.> Нет, в вакуум, полями радиаторов на тысячи квадратных метров с удельной мощностью установки околонифига)

Мраморный фейспалм!
Да посчитайте блин!!! У грунта конечная теплопроводность и теплоёмкость!!!