Новая ракета для большого космоса

Полл> По итогам обсуждения в теме "Союз-5".
а почему тор наклонен?

Полл>> По итогам обсуждения в теме "Союз-5".
Bredonosec> а почему тор наклонен?

Для улучшенный топливной дренаж.

Bredonosec> а почему тор наклонен?
Mitko прав - чтобы горючее стекало в самую "нижнюю" точку, где ставится топливозабортник.
Слово "нижнюю" в кавычках, потому что ускоритель работает в невесомости.
Для запуска маршевого двигателя на ускорителях такой конструкции ставят вспомогательные двигателя, которые объединяют в Двигательную Установку Системы Обеспечения Запуска (ДУ СОЗ), с отдельной топливной системой - позволяющей запускать их в невесомости.
В моем случае вполне хватит основной и резервной пары РДТТ. Благо у нас не полноценный разгонный блок вроде "Блока ДМ".

З.Ы. Я перечертил "Сункар", первую ступень малого варианта этой РН, до заправки в 200 т, а не 300 - как на рисунке ранее. Ракета стала "Союзу-ФГ" практически по пояс. И намного меньше старика в миделе. Про омываемую и вспоминать не стоит. Гравитационные и атмосферные потери у данной ракеты относительно старого "Союза" должны быть очень малы.

Полл> З.Ы. Я перечертил "Сункар", первую ступень малого варианта этой РН, до заправки в 200 т, а не 300 - как на рисунке ранее. Ракета стала "Союзу-ФГ" практически по пояс. И намного меньше старика в миделе. Про омываемую и вспоминать не стоит. Гравитационные и атмосферные потери у данной ракеты относительно старого "Союза" должны быть очень малы.

Это про этот рисунок?

Полл>> Гравитационные и атмосферные потери у данной ракеты относительно старого "Союза" должны быть очень малы.
Alexandrc> Это про этот рисунок?
Да.

Полл> Mitko прав - чтобы горючее стекало в самую "нижнюю" точку
да, действительно, остроумно.

Полл> Гравитационные и атмосферные потери у данной ракеты относительно старого "Союза" должны быть очень малы.
Если атмосферные еще куда ни шло (боковушки 1 ступени при относительно малой скорости вырабатываются и отбрасываются), то почему гравитационные? Стартовая перегрузка больше? Так это доп.требования к ПН. Или за счет чего?

Bredonosec> Если атмосферные еще куда ни шло (боковушки 1 ступени при относительно малой скорости вырабатываются и отбрасываются),
У "Союза" - на 120 с полета, при высоте 40-50 км, улетают на 350 км от стартового стола.

Bredonosec> то почему гравитационные? Стартовая перегрузка больше? Так это доп.требования к ПН. Или за счет чего?
Стартовые перегрузки меньше перегрузок в конце активного участка. Благодаря использованию двигателей с глубоким дросселированием у "Зенита" и "Ангары" максимальные перегрузки меньше, чем у старого "Союза".
За счет того, что стартовые перегрузки больше - гравитационные потери меньше.

Полл>Благодаря использованию двигателей с глубоким дросселированием
аа, понятно, спасибо

Naib> В общем, я рассматриваю вариант в 50 запусков по 35 тонн в год как реально реализуемый. То есть можно закинуть на НОО столько груза, сколько захочется.
Проблема в том, что без Лунной базы или другого сравнимого проекта такого грузопотока на орбиту нет. Без МКС потребности всего СНГ в выводе на орбиту - полтора десятка пусков средних (ПН менее 10 т на НОО) и один пуск тяжелого (ПН порядка 25 т на НОО) носителя в год.
То есть до лунной или астероидной базы тяжелые и сверхтяжелые носители будут не нужны, и после эвакуации базы или развертывания добычи топлива на долговременной основе на Луне или астероидах тяжелые носители будут не нужны.
То есть мы говорим об ракете очень ограниченного срока жизни и серийности.

Naib> В общем, сейчас это 5-ти ступенчатый монстрик на 1000 тонн стартовой.Первые три ступени - пакеты РДТТ, атмосферные. Потом - большая ЖРД ступень, разгонная (гептил, РД-276). И 5 - финишная, для точного довыведения. По расчёту - примерно 35 тонн на НОО с экватора.
Я в теме про проект Зубрина отписался про носитель для программы:

Развертывание и снабжение лунной базы потребует доставки на поверхность Луны порядка двух десятков тонн грузов в год.
При использовании стандартных лэндеров грузоподъемностью 200 кг это потребует порядка 100 пусков средних носителей год.
И внезапно - это та интенсивность пусков, при которой становятся экономически обоснованы многоразовые системы.
При одном пуске со стартового стола в неделю, что было достигнуто и на "Зените", и на "Протоне", потребуется 3-4 стартовых стола для обеспечения необходимой интенсивности пусков. К примеру, один-два в Казахстане, "Байтерек", и два на Восточном.

Сам носитель видится развитием "Союза-5" с первой ступенью - "кузнечиком" масковского типа, и второй ступенью - водородной, зенгеровского типа. Выводит около 10 тон на промежуточную орбиту порядка 200х50 км или 250х75 км.

При подходе ресурса ступеней к завершению, ориентировочно через 10 полетов, с них обдирается все нужное для возвращения и получается одноразовый носитель тяжелого класса, выводящий порядка 25 т на НОО.

Таким образом, потребуется производство на уровне 10 носителей в год, что опять же экономически обоснованно.
И после завершения программы лунной базы можно будет закрыть лишние стартовые комплексы, наработать запас носителей на 20 лет эксплуатации (примерно 40 штук, 4 года работы) и закрыть производство, что опять же сделает программу экономически обоснованной.

И этот же носитель закроет потребность в тяжелых носителях в потребных нам при отсутствии лунной базы или другой сравнимой программы объемах.
__________________________________________________________________
Если будет необходимость в тяжелых лэндерах для доставки на Луну моногрузов массой до пяти-шести тон - нам ничто не мешает вернуться к многопусковому выведению с использованием одноразовых межорбитальных буксиров, которые будут выводиться этим же средним носителем. Да, для доставки одного крупного моногруза на Луну потребуется два десятка и более пусков.
Но в программе заложена сотня пусков в год.

Naib> ...И поставить конвеерное производство, скажем 2000 штук в год.
На те 2-3 года, которые будет существовать Лунная база. Хорошо, после нее еще надо будет развернуть постоянную базы - пусть еще пять лет.
Итого: предлагаешь создать новое крупносерийное производства, которое будет планово закрыто менее, чем через десять лет работы.

Полл> Проблема в том, что без Лунной базы или другого сравнимого проекта такого грузопотока на орбиту нет. Без МКС потребности всего СНГ в выводе на орбиту - полтора десятка пусков средних (ПН менее 10 т на НОО) и один пуск тяжелого (ПН порядка 25 т на НОО) носителя в год.

Это перестаёт быть проблемой, как только ты перестаёшь ПОДСТРАИВАТЬСЯ под кого-то, и начинаешь самостоятельно формировать запросы и задачи. В моей версии Лунной базы - Лунного поселения грузопоток на неё будет исчисляться сотнями тонн и иссякнет нескоро. Очень нескоро.

Полл> То есть до лунной или астероидной базы тяжелые и сверхтяжелые носители будут не нужны, и после эвакуации базы или развертывания добычи топлива на долговременной основе на Луне или астероидах тяжелые носители будут не нужны.

А без них заатмосферную базу не построишь. И то, по мне так сверхтяжи не особо нужны, а вот тяжёлых потребуется много. Вернее, сверхтяжи за такую цену не нужны.

Полл> Но в программе заложена сотня пусков в год.

Это очередной флагофтык, а не программа.

Naib>> ...И поставить конвеерное производство, скажем 2000 штук в год.
Полл> На те 2-3 года, которые будет существовать Лунная база. Хорошо, после нее еще надо будет развернуть постоянную базы - пусть еще пять лет.

А я не планирую закрывать Лунную базу. Она должна расти и развиваться, в крайнем (самом крайнем) случае - уйти в консервацию. Но не закрываться. Иначе - что? Ещё поколение будем мечтать/планировать марсианскую базу? С проектами новых гипертяжей и прочего? Да человечество так вообще космос потеряет, так как черта с два ты продержишь интерес к заведомо убыточному проекту в течение полутора столетий.

Полл> Итого: предлагаешь создать новое крупносерийное производства, которое будет планово закрыто менее, чем через десять лет работы.

Нда? Покажи мне военных, которые запросто так откажутся от серийного дешёвого баллистического средства. Я больше опасаюсь превращения в п/я.

Naib> Это перестаёт быть проблемой, как только ты перестаёшь ПОДСТРАИВАТЬСЯ под кого-то, и начинаешь
Финансирование этого праздника жизни кто будет обеспечивать?

Naib> А без них заатмосферную базу не построишь. И то, по мне так сверхтяжи не особо нужны, а вот тяжёлых потребуется много. Вернее, сверхтяжи за такую цену не нужны.
Построишь - при использовании орбитального космодрома. А он способен работать и собирать КА нужного размера из малых транспортных единиц, сам знаешь.

Naib> Это очередной флагофтык, а не программа.
Это создание технологии добычи топлива на Луне.
Конкретная задача и ее конкретное решение.

Naib> А я не планирую закрывать Лунную базу. Она должна расти и развиваться, в крайнем (самом крайнем) случае - уйти в консервацию. Но не закрываться. Иначе - что?
Вот отработала у тебя Лунная база первые пару лет.
Теперь ты знаешь, как лучше делать модули базы - но первые ключевые модули уже не отключишь и не выдернешь так просто.
И знаешь, что для добычи топлива лучше базу было бы разместить на пяток километров в сторону.
И что такая-то марка роверов неудачная, и лучше бы весь выпуск разбить об голову конструктора. Но конструктор на Земле...
И даже выгребные ямы на Луне копать научился! Правда, третья попытка была особенно неудачной, и теперь жилые модули регулярно этим самым затапливает...

Первый блин всегда выходит комом, Наиб. Первая лунная база будет неудачной.
Между появлением понимания, какое технологическое оборудование нужно для условий Луны и его производством пройдет несколько лет.
Эти годы ты планируешь поддерживать неудачную базу, что будет требовать постоянных крупных затрат.
Твое поведение диктуется страхом, а не логикой, друг мой. Я прекрасно понимаю твой страх.
Но не нужно ему следовать.

Naib> Нда? Покажи мне военных, которые запросто так откажутся от серийного дешёвого баллистического средства. Я больше опасаюсь превращения в п/я.
Советские РВСН. Программа МБР УР-500.

Полл> Финансирование этого праздника жизни кто будет обеспечивать?

Вообще-то, там расходов - меньше трёх пусков Протонов.

Полл> Это создание технологии добычи топлива на Луне.
Полл> Конкретная задача и ее конкретное решение.

Да нифига. Это решение потом не масштабируется даже с шагом в 10 раз. А для получения заметного итога - масштабирование нужно в сотни раз. То есть не менее 3 повторов с лагом по 5 лет (если повезёт ещё). Ещё поколение как минимум. Итого где-то к 2100 году на Луне теоретически может появиться что-то вменяемое.

Полл> Вот отработала у тебя Лунная база первые пару лет.
Полл> Теперь ты знаешь, как лучше делать модули базы - но первые ключевые модули уже не отключишь и не выдернешь так просто.

База - это готовый металл. Его можно утилизировать при необходимости. И эта технология (переработка металла в космосе) уже должна быть к моменту начала работ. А в этом направлении сейчас даже никто не чешется.

Полл> Эти годы ты планируешь поддерживать неудачную базу, что будет требовать постоянных крупных затрат.

Консервация, или на металлолом. Она будет дороже золота в тех условиях.

Полл> Твое поведение диктуется страхом, а не логикой, друг мой. Я прекрасно понимаю твой страх.

Там больше логики создания новых технологических процессов, чем я занимаюсь последнее десятилетие. Для работы нужен манёвр. Для этого нужны ресурсы, которые в случае неудачи можно утилизировать или бросить. А это в итоге - килограммы и тонны материалов. И в случае дефицита - процесс растягивается до бессмысленности.

Полл> Советские РВСН. Программа МБР УР-500.

Полл, это ведь будет не глобальный летучий песец для ландшафтного дизайна континентов. Это получится что-то калибра Искандера. (имею в виду единичный РДТТ)

Naib> Вообще-то, там расходов - меньше трёх пусков Протонов.
Доставка сотни тонн грузов на Луну без добычи топлива в космосе тремя пусками Протонов? Или даже по их стоимости?
"Но как, Холмс?"

Naib> Да нифига. Это решение потом не масштабируется даже с шагом в 10 раз. А для получения заметного итога - масштабирование нужно в сотни раз.
Вообще-то масштабирование в 10 раз можно получить просто наращиванием организационно-технических единиц.
До базы Зубрина от обсуждаемого решения - как раз порядок, десять раз и будет.
Но да, развертывание полноценной добычи топлива после создания технологии этой добычи потребует еще десятилетия в лучшем случае. Однако потребный объем снабжения базы технология добычи топлива из местных ресурсов начнет сокращать сразу.

Naib> База - это готовый металл.
Металл, конечно, тоже будет. Но скорее всего больше будет композитов и пластиков. Очень большую долю массы будут составлять топливо, кислород и вода, реагенты для СЖО и прочие химреактивы. Которые большей частью будут потеряны, сожжены, использованы.

Naib> Консервация, или на металлолом. Она будет дороже золота в тех условиях.
Консервация потребует дополнительной работы, а возможно и материалов. "Металлолом" нужно будет перерабатывать.
Пусть останется потомкам на память о героических пионерах космоса.

Naib> Там больше логики создания новых технологических процессов, чем я занимаюсь последнее десятилетие. Для работы нужен манёвр. Для этого нужны ресурсы, которые в случае неудачи можно утилизировать или бросить. А это в итоге - килограммы и тонны материалов. И в случае дефицита - процесс растягивается до бессмысленности.
ИМХО, лучше всего маневровые ресурсы и прочий аварийный запас в этой программе хранить на орбите Луны. Это позволит существенно сэкономить на доставке потребного с орбиты Луну на ее поверхность.

Naib> Полл, это ведь будет не глобальный летучий песец для ландшафтного дизайна континентов. Это получится что-то калибра Искандера. (имею в виду единичный РДТТ)
Сам РДТТ это не боевая ракета.
А сама ракета это еще не боевой комплекс.
Да и требования к твоему двигателю очень далеки от военных. У тебя в ТЗ не будет пункта обеспечить стабильность характеристик после десяти лет хранения и радиационного облучения ядерного взрыва.

Полл> Доставка сотни тонн грузов на Луну без добычи топлива в космосе тремя пусками Протонов? Или даже по их стоимости?
Полл> "Но как, Холмс?"

В моём прожекте стоимость доставки 1500 тонн на НОО - порядка 150 млн. Если из этого груза сжечь 90% как топливо и расходники - до Луны долетит 150 тонн.

Полл> Металл, конечно, тоже будет. Но скорее всего больше будет композитов и пластиков. Очень большую долю массы будут составлять топливо, кислород и вода, реагенты для СЖО и прочие химреактивы. Которые большей частью будут потеряны, сожжены, использованы.

А вот пластики - нафиг. Они рециклу подлежат с большим трудом, в отличие от металла. И сварке/ремонту тоже. По СЖО и кислороду - взять Биону-1,2. И запас перекиси водорода как запасной источник кислорода.

Полл> Консервация потребует дополнительной работы, а возможно и материалов. "Металлолом" нужно будет перерабатывать.

Металлолом - перерабатывать обязательно. Тогда можно будет в качестве источника металла гнать туда просто ступени целиком.

Полл> Пусть останется потомкам на память о героических пионерах космоса.

Тоже заманчиво.

Полл> ИМХО, лучше всего маневровые ресурсы и прочий аварийный запас в этой программе хранить на орбите Луны. Это позволит существенно сэкономить на доставке потребного с орбиты Луну на ее поверхность.

Можно и там. Главное - чтобы он был вообще.

Naib> В моём прожекте стоимость доставки 1500 тонн на НОО - порядка 150 млн.
А стоимость изготовления этих 1500 тонн не учитываем? Спутники идут 100 млн/тонна, уникальное-обитаемое будет на порядок дороже. Ну ладно 90% топливо, но всё равно сотню миллиардов в год нужно.

Naib> В моём прожекте стоимость доставки 1500 тонн на НОО - порядка 150 млн. Если из этого груза сжечь 90% как топливо и расходники - до Луны долетит 150 тонн.
В твоем проекте используются ракеты-носители, выводящие 35 т на НОО. 1500/35=300/7=~43 пуска в год.
По 3 млн за пуск - ок, правдоподобно, с учетом "Протона" за 2.
Но ты не считаешь стоимость самой ПН и стоимость создания производства своих РН.
На сейчас в весовой сводке на поверхность Луны доставляется 1/40 массы с НОО Земли. Но это грубая оценка, и твои 1/10 тоже вполне пригодны для нее.

Naib> А вот пластики - нафиг. Они рециклу подлежат с большим трудом, в отличие от металла. И сварке/ремонту тоже. По СЖО и кислороду - взять Биону-1,2. И запас перекиси водорода как запасной источник кислорода.
Пластики это хороший конструкционный материал, хороший изолятор, приемлемый теплоизолятор. Изделия из них легко производить на месте, используя технологию 3D-печати или даже просто литья под давлением.
И перерабатывать их тоже относительно просто при соответствующем оборудовании, как ту же одноразовую посуду. Соответственно ремонт пластиковой детали будет прост: засовываем старую в утилизатор, и пока ее молет на порошок для нити 3D-принтера, печатаем новую.
Так что пластика в конструкции базы будет много.
Про "Бионы" подробнее, пожалуйста. Что ты хочешь показать на их примере?
Перекиси и других взрывоопасных веществ и устройств возле жилых модулей станции хотелось бы избежать. АКБ можно установить на безопасной дистанции от обитаемых модулей, соединив их проводами. А вот с аварийным запасом СЖО так сделать не получится, и он должен быть в самих обитаемых модулях.
И тут пока что лучшим вариантом видится просто сжатый кислород в композитном баллоне малого единичного объема. При всех своих недостатках.

Naib> Металлолом - перерабатывать обязательно. Тогда можно будет в качестве источника металла гнать туда просто ступени целиком.
Для улучшения весового совершенства лэндеров баки и несущую конструкцию надо делать композитными. Металлическими будут трубопроводы с арматурой и движок. Но переработка ракетного двигателя - процесс сложный.

Naib> Можно и там. Главное - чтобы он был вообще.
По потребности в доставляемой на орбиту Луны массе этот вариант дает существенный выигрыш.

Дем> Спутники идут 100 млн/тонна, уникальное-обитаемое будет на порядок дороже.
Значит, оно должно быть не уникальным. И большей частью - необитаемым, то есть не герметичным.

Дем> Ну ладно 90% топливо, но всё равно сотню миллиардов в год нужно.
Это точно. Лунная база, снабжаемая с Земли - очень дорогое удовольствие.

Дем> А стоимость изготовления этих 1500 тонн не учитываем? Спутники идут 100 млн/тонна, уникальное-обитаемое будет на порядок дороже. Ну ладно 90% топливо, но всё равно сотню миллиардов в год нужно.

А это не спутники с их причандалами. Это баки с топливом, металл, аккумуляторы и так далее. Их цена в верхней планке равна цене РН.

Полл> Пластики это хороший конструкционный материал, хороший изолятор, приемлемый теплоизолятор. Изделия из них легко производить на месте, используя технологию 3D-печати или даже просто литья под давлением.

Очень немногие пластики сходу криогенно-стойки. Лавсан, разве что. Ещё меньше радстойких. Теплоизолятора у нас - сколько хочешь вакуума.

Полл> Про "Бионы" подробнее, пожалуйста. Что ты хочешь показать на их примере?

Рецикл кислорода и воды. Бак с хлореллой в условиях гравитации по итогу выигрывает у любого другого способа утилизации углекислоты/регенерации кислорода.

Полл> И тут пока что лучшим вариантом видится просто сжатый кислород в композитном баллоне малого единичного объема. При всех своих недостатках.

50-60% перекись невзрывоопасна. И содержит 250-300 г кислорода на литр при атмосферном давлении. Эквивалент 300 атм как минимум.

Naib> Очень немногие пластики сходу криогенно-стойки... Теплоизолятора у нас - сколько хочешь вакуума.

Naib> Рецикл кислорода и воды. Бак с хлореллой в условиях гравитации по итогу выигрывает у любого другого способа утилизации углекислоты/регенерации кислорода.
А без гравитации - центрифуга с хлореллой.
Но это основная СЖО базы.

Naib> 50-60% перекись невзрывоопасна. И содержит 250-300 г кислорода на литр при атмосферном давлении. Эквивалент 300 атм как минимум.
Чтобы получить кислород из баллона достаточно открыть клапан. А для получения кислорода из перекиси нужно ее разложить.
Но идея интересная, надо ее пожевать.

Naib> А это не спутники с их причандалами. Это баки с топливом, металл, аккумуляторы и так далее. Их цена в верхней планке равна цене РН.

Ну да, Фрегат стоит 550 млн руб, сухая масса - тонна, полная - 8 тонн. Или 1.5/13 тонн с дополнительным баком.
10 млн $ за тонну сухого веса.

И заметим, спутники ГСО - серийные, а для Луны каждый будет уникальным. Вебб уже миллиарды $ за тонну тянет, а ведь просто большой фотоаппарат...

Naib> Очень немногие пластики сходу криогенно-стойки.
Пластик - это для внутренних помещений. Для наружного использования можно легкоплавкие металлы по тому же принципу, алюминий, магний или литий. В вакууме окисляться не будет.

Naib> 50-60% перекись невзрывоопасна
Перекись хорошо, но лучше какой-нибудь бинарный вариант. Чтобы два компонента смешал и выделилось.

Дем> И заметим, спутники ГСО - серийные, а для Луны каждый будет уникальным.
При программе исследования Луны или развертывания полигона на ней - нет, там тоже будет нужна группировка из нескольких типов спутников с их последовательным развитием.
Для снабжения базы на Луне тоже грузы будут стандартными.
Сами модули базы, конечно, будут изделиями вынужденно уникальными по функционалу. Но стремится к их максимальной унификации можно и нужно.

Naib>> 50-60% перекись
Полл> А для получения кислорода из перекиси нужно ее разложить.
Полл> Но идея интересная, надо ее пожевать.
Неинтересная, уже использующиеся кислородные шашки на перхлорате лития удобнее - хотя однажды такая устроила аварию и пожар.
Перхлорат лития содержит кислорода в полтора раза больше (60%), чем традиционно используемая 85% перекись водорода (40%). При этом он не разлагается самопроизвольно со временем, достаточно инертен к конструкционным материалам, твёрдый, т.е. не может никуда сам протечь, не требует термостабилизации при хранении, ну и т.д.
Так же, как и с перекисью, нужно лишь обеспечить начало реакции и охладить выделяющийся кислород.

Б.г.> Перхлорат лития содержит кислорода столько же (40%), сколько традиционно используемая 85% перекись водорода. При этом он не разлагается самопроизвольно со временем, достаточно инертен к конструкционным материалам, твёрдый, т.е. не может никуда сам протечь, не требует термостабилизации при хранении, ну и т.д.

Все давно решено при применении ребризеров - раствор перекиси водорода не используется принципиально, только твердые вещества.

Вообще, зачем НЗ кислорода в виде общей системы для всего объема? Чем ИДА с поильником хуже?

ahs> Вообще, зачем НЗ кислорода в виде общей системы для всего объема? Чем ИДА с поильником хуже?
Спящий человек не сможет ей воспользоваться.

З.Ы. Б.г., спасибо!