Производство в космосе

Bredonosec> из них разве что
Костя, пусть офф-топ завянет, душевно тебя прошу!

Naib> Это при текущей то добыче менее 30% от разведанных запасов? Ви таки делаете мне смешно.
а вы попробуйте добыть их полностью. Дешево выходит только малая часть. Потом надо всё дороже и дороже. И наступает некая точка, при которой EROI падает ниже единицы. С развитием технологий точка отдаляется, но всё равно существует.

Fakir> Хочешь изменить расклад?
Посчитал носитель лунного базирования на основе "Энергии-2". В прилагаемом файле сырец расчета, если кого заинтересует - скажите, приведу в читаемый вид.

Характеристики КА: сухая масса - 100 т, РЗТ - 600 т, Уи - 455с, масса одноразовой теплозащиты, скорее всего абляционной, из лунного сырья, поверх "обычной" теплозащиты для торможения со второй космической до первой в атмосфере Земли - 35,2 т.

При старте с орбиты Луны масса доставляемого груза на орбиту Земли - 381,5 т.
Для возвращения носителя на орбиту базирования у Луны потребный запас топлива - 150,5 т.
Таким образом, масса полезной нагрузки, доставляемой на орбиту Земли при старте с орбиты Луны - 231 т.
Масса груза, перевозимого на орбиту Луны при старте с орбиты Земли этого КА на привезенном им самим топливе - 53,3 т.

В то же время при отсутствии аналогов DSG на орбите Луны и необходимости КА таскать всю теплозащиту и всю остальную аэродинамику в гравитационный колодец Луны носимая им ПН падает очень сильно, практически до нуля.

Кроме того, не рационально использовать подобный КА для доразгона полезной нагрузки с суборбитальной траектории - он слишком велик и тяжел для этого. Рационально использовать в качестве буксира-дайвера для этой задачи меньший КА с его базированием на орбитальную станцию на околоземной орбите.

Таким образом, доставка груза на Луну в данной схеме потребует двух полетов "большого" КА с базированием на лунной орбите. В ходе первого полета "большого" КА будет доставлен запас топлива для "малого" КА буксира-дайвера. Затем с Земли запускается суборбитальный носитель размерности в полтора раза менее "Зенита", который выводит на суборбитальную траекторию с V~4000 м/с ПН массой в 50 тон, далее модуль ПН стыкуется с буксиром-дайвером и выводится на орбиту к базовой орбитальной станции. Вторым рейсом "большой" КА утаскивает выведенный модуль ПН с орбиты вокруг Земли на орбиту вокруг Луны.
Общий потребный запас топлива космического производства, включая топливо для лунных лэндеров, ~2500 т.
Плюс около 250 т - на заправку суборбитального носителя на Земле.
И 70 тон теплозащиты на "большой" КА.
Это для доставки на поверхность Луны 50 тон ПН.

Экономия по массе топлива - более порядка. По потребной суммарной мощности двигательных установок, в ракетной технике составляющих существенную часть общей стоимости - почти на два порядка.

Полл> Посчитал носитель лунного базирования на основе "Энергии-2".
Самое забавное получается при масштабировании системы вниз на порядок.
5 тонн это примерно та нагрузка, что у нас планируют доставлять на поверхность Луны запуском сверхтяжа.
В случае данной системы это нагрузка, доставляемая запуском суборбитального носителя менее 40 тонн стартовой массы.
Очень наглядная разница по потребным затратам.

Naib>> Есть первичные месторождения урана, в которых его концентрация низкая
Полл> Есть первичные месторождения железо-никелиевого концентрата сравнимой с астероидной концентрации?

Металлические астероиды всё-таки редки. На Земле - формально таковым железо-никелевым считается ядро. Что приводит к вопросу о происхождении астероидного пояса и Фаэтоне.

Naib>> Метановые атмосферы - вполне себе нормальное явление в космосе, равно как ювенильная нефть магматического происхождения на Земле.
Полл> Интересная мысль. То есть есть шансы найти нефть вне Земли? А на каких классах небесных тел?

Безусловно есть. Вот где искать...
Мои предположения, так сказать, навскидку.
1 если в атмосфере планетоида много водорода или аммиака - искать бесполезно. Там все углеводороды будут представлены низшими алканами. То есть газ будет, а нефть - нет
2 В планетоиде должны пройти процессы гравитационной сепарации вещества и хотя бы частичное расплавление ядра (минимальная температура разогрева недр - 400-500 градусов). Это исключает малые тела.
3 На планетоиде должен быть окислительный барьер, представленный углекислотой или кислородом, или продуктами окисленных горных пород. Возможна и вода, но только если есть возможность отщепить от неё водород (УФ, или горными породами)

В общем, среди первых кандидатов... Марс. На втором месте - крупные спутники Юпитера. На Венере - вряд ли. Слишком горячо.

Полл> Посчитал носитель лунного базирования на основе "Энергии-2".
Минус вижу.
А как же: "Мы тебя не только бить, мы тебя критиковать будем!" © китайские пионеры философу?

Полл> А как же: "Мы тебя не только бить, мы тебя критиковать будем!" © китайские пионеры философу?
Жаль, что не удалось заслушать начальника транспортного цеха.

Во вложении оценочный расчет транспортной системы, рассчитанной на доставку 2 тонн ПН на поверхность Луны с Земли и 400 кг с Луны на Землю в месяц.
С ресурсом КА и ОС, с расходом массы на оборудование для добычи ресурсов.

Состав системы:
1. Суборбитальный носитель, выводящий ПН 2000 кг с поверхности Земли на суборбитальную траекторию (в данном расчете не фигурирует). Можно оценить его стартовую массу в 60-80 тон.
2. Буксир-дайвер, базирующийся на околоземной орбитальной станции, разгоняющий ПН с суборбитальной траектории до орбиты. Он же тормозит капсулу-контейнер, в которой груз прилетает на Землю с орбиты. Сухая масса - 604 кг, полная масса с термозащитой - 4828 кг, с грузом - 6397 кг. Собирается на околоземной орбитальной станции, перед полетом снаряжается доставляемой с Луны одноразовой термозащитой.
3. Контейнер для доставки груза на Землю с термозащитой. Сухая масса - 27,5 кг. Груз - 200 кг. Собирается из доставляемого с Земли конструктива и доставляемой с Луны термозащиты на околоземной орбитальной станции.
4. Орбитальная станция на околоземной орбите. Служит базой для буксиров-дайверов и контейнеров для спуска сквозь атмосферу Земли на поверхность, складом хранения топлива, верфью для сборки КА, грузовым терминалом и узлом связи, диспетчерской. Сухая масса - 7 тн.
5. Перелетный корабль, базирующийся на окололунной орбитальной станции. Сухая масса без термозащиты - 2276 кг, полная масса - 18206 кг. Собирается на околоземной орбитальной станции, снабжается одноразовой термозащитой для атмосферного торможения у Земли на окололунной орбитальной станции.
6. Окололунная орбитальная станция. Служит базой для перелетного корабля и лэндера, складом хранения топлива, грузовым терминалом и узлом связи, диспетчерской. Сухая масса - 11 тн.
7. Лунный лэндер, базирующийся на окололунной орбитальной станции. Доставляет грузы на Луну и с Луны, доставляет топливо с Луны на орбиту. Сухая масса - 1852 кг, полная масса - 27780 кг. Собирается на околоземной орбитальной станции.

Данная транспортная система требует для своей работы налаженного производства топлива на Луне в масштабах около 60 тонн в месяц и термозащиты в масштабах 3 тонн в месяц.

Минус данной оценки - ОС явно нуждаются в экипаже и снабжении, что не учтено.

В файле зеленые поля - вводимые значения, желтые - важные вычисляемые.

Полл>> Посчитал носитель лунного базирования на основе "Энергии-2".
Полл> Минус вижу.
Полл> А как же: "Мы тебя не только бить, мы тебя критиковать будем!" © китайские пионеры философу?

Паш!
Спасибо за расчет. Компенсировал тебе минус

Полл> Жаль, что не удалось заслушать начальника транспортного цеха.

А кто у нас начальник? Случаем не Факир?

Полл> Минус данной оценки - ОС явно нуждаются в экипаже и снабжении, что не учтено.
Полл> В файле зеленые поля - вводимые значения, желтые - важные вычисляемые.

Паш, а не проще ли готовить капсулу полностью на орбите Луны? Мы все равно таскаем снимаемую термозащиту?
И если у тебя поток грузов будет постоянным, не проще ли ставить одноразовые двигатели на спускаемый аппарат, что бы не ставить 2 раза термозащиту на разгонный буксир Земля-орбита? Или ты планировал, что синхронизируем время спуска груза с орбиты и выведения груза на орбиту, ну чтобы "два раза не вставать"?

М.и.к.> Спасибо за расчет.
В первом файле мешанина, просто в подтверждение, что я не с потолка приведенные параметры носителя лунного базирования взял.

Вот второй файл, с массами транспортной системы, уже можно обсуждать. Там явно нужно добавить массы на доставку-смену экипажа и снабжение ОС, плюс у меня руки чешутся посчитать вывод ИСЗ на геопереходную и геосинхронную орбиту с помощью перелетного корабля.

Как я считаю, данный расчет наглядно демонстрирует, почему добыча сырья в космосе экономически обоснована: 3 суборбитальных носителя суммарной стартовой массой с "Союз", а скорее 3 старта одного многоразового суборбитального носителя с стартовой массой менее "Рокота", по доставляемой на Луну и возвращаемой на Землю массе равны "Сатурну-5".

М.и.к.> Паш, а не проще ли готовить капсулу полностью на орбите Луны? Мы все равно таскаем снимаемую термозащиту?
Это надо будет на орбиту Луны и сам конструктив капсулы таскать.

М.и.к.> И если у тебя поток грузов будет постоянным, не проще ли ставить одноразовые двигатели на спускаемый аппарат, что бы не ставить 2 раза термозащиту на разгонный буксир Земля-орбита? Или ты планировал, что синхронизируем время спуска груза с орбиты и выведения груза на орбиту, ну чтобы "два раза не вставать"?
Конечно. Буксир-дайвер делает "нырок" в атмосферу с капсулой в качестве груза, выскакивает из атмосферы уже по суборбитальной траектории, отстыковывает капсулу, ждет подхода суборбитального носителя с поверхности Земли, состыковывается с модулем ПН. Капсула продолжает полет по суборбитальной траектории, близкой к траектории носителя после того, как он передаст модуль ПН буксиру-дайверу. Соответственно и приземляются они где-то близко, в идеале - на общий посадочный комплекс.

З.Ы. Размерность и интенсивность запусков подбираются так, чтобы быть близкими к нашим сегодняшним запускам по программе МКС по суммарной стартовой массе за год.

М.и.к.>> Паш, а не проще ли готовить капсулу полностью на орбите Луны? Мы все равно таскаем снимаемую термозащиту?
Полл> Это надо будет на орбиту Луны и сам конструктив капсулы таскать.

Тогда может многоразовую капсулу? Если добавить еще элементы управления в атмосфере, то можно будет точнее приводить капсулу в точку, что бы потом ее с фонарями не разыскивать как сейчас.

М.и.к.> Тогда может многоразовую капсулу?
Можно, по первой прикидке это увеличит выводимую массу в каждом пуске с Земли менее, чем на 25 кг.

М.и.к.>> Тогда может многоразовую капсулу?
Полл> Можно, по первой прикидке это увеличит выводимую массу в каждом пуске с Земли менее, чем на 25 кг.

"100 бабулек - рупь" ©

Полл> Минус вижу.
Полл> А как же: "Мы тебя не только бить, мы тебя критиковать будем!" © китайские пионеры философу?

Если бы философ еще выдавал пионерам время, необходимое для критики...

Fakir> Если бы философ еще выдавал пионерам время, необходимое для критики...
Своё, своё курим, на чужое не заглядываемся.
"Дружба - дружбой, а табачок врозь".

Полл> Состав системы:
А можно и без буксира.
Запускаем с Луны ведро песка, оно впиливается в летящий по суборбитальный траектории блок и разгоняет его.

Дем> Запускаем с Луны ведро песка, оно впиливается в летящий по суборбитальный траектории блок и разгоняет его.
Относительная скорость будет 5-8 км/с.
Это тот случай когда песок сработает чуть хуже бронебойного снаряда.
Самую чуточку хуже.

Есть данные, что такой кварц в невесомости/микрогравитации получается заметно качественнее, чем на Земле?

ЕСЛИ так (в чём есть у меня большие сомнения, но да вдруг) - зачем извращаться, почему производство не пристыковать модулем к МКС, а возвращать продукцию можно кучей способов.

Fakir> Есть данные, что такой кварц в невесомости/микрогравитации получается заметно качественнее, чем на Земле?
даже если лучше, то ИМХО репитеры делать дешевле, чем пытаться тянуть суперволокно.

Fakir>> Есть данные, что такой кварц в невесомости/микрогравитации получается заметно качественнее, чем на Земле?
s.t.> даже если лучше, то ИМХО репитеры делать дешевле, чем пытаться тянуть суперволокно.
Ты для своего ценного "ИМХО", конечно же, сделал прикидочный расчет? Можно его увидеть?
Расчет в обоснование производства оптоволокна в космосе в этой теме есть.

Полл> При старте с орбиты Луны масса доставляемого груза на орбиту Земли - 381,5 т.
Полл> Для возвращения носителя на орбиту базирования у Луны потребный запас топлива - 150,5 т.
а гравитационными маневрами тут никак не вывернуться?

Bredonosec> а гравитационными маневрами тут никак не вывернуться?
Задачи носителя:
1. Привезти груз и пассажиров с опорной орбиты ИСЛ на опорную орбиту ИСЗ.
2. Привезти топливо для вывода груза и пассажиров с суборбитальной траектории над Землей на ИСЗ с помощью буксира-дайвера.
3. Забрать с орбиты ИСЗ груз и пассажиров, доставленный буксиром-дайвером, и довезти их до орбиты ИСЛ.

Пункт №3, как я понимаю, ставит крест на всех вариантах пролетной траектории.

Полл> Пункт №3, как я понимаю, ставит крест на всех вариантах пролетной траектории.
а там разве есть вход в плотные слои? Я может что-то очевидное не вижу, но не понял, правда.

Bredonosec> Я может что-то очевидное не вижу, но не понял, правда.

На низкой орбите ИСЗ скорость около 8 км/с.
На отлетной, прилетной или пролётной траектории Земля-Луна у Земли скорость около 11 км/с.
3 км/с разницы, которую Полезной Нагрузке надо придать.
Для груза с Земли на Луну -разогнатся на 3 км/с. Есть идеи, как это сделать?