Космос ⇒ Мисии до Марс

[Archer]

https://www.youtube.com/watch?v=uqX8wIkjoYg

[EddieBG]

Мерси Еди. Нали скоростта до която може да ускори даден тип двигател се наричаше специфичен импулс?

Специфичният импулс, който се измерва в секунди, ти показва ефективността на двигателя - т.е. колкото е по-висок, толкова по-малко гориво е нужно да се достигне даден импулс. Изчислява се с простичката формула: Isp = u / g., kъдето u е скоростта на изтичане на газовете, а g е земното ускорение. Т.е. колкото специфичният импулс е по-висок, означава че двигателят използва масата на горивото по-ефективно, а не че е по-мощен като тяга (измерена в нютони). Йонните двигатели имат висок специфичен импулст, обаче много слаба тяга.
Максималната скорост, която може да развие космически кораб теоретически е ограничена от скоростта на светлината, защото там масата му ще стане безкрайна.
Обаче в практиката, нещата зависят от горивото - колкото повече трябва да ускоряваш, толкова повече гориво ще ти трябва, това означава повече маса за ускорение, и за съжаление съотношението расте експоненциално, а не линейно.
В гениалното уравнение на Циолковски, което спокойно може да се нарече основнополагащо, което изчислява скоростта, която развива ракетата под действието на ракетния двигател в даден момент, присъстват скоростта на изтичането на газовете, началната маса на ракетата и масата й в дадения момент. Т.е. ракетата ще се ускорява докато има гориво за горене.

Но така или иначе единственият двигател, който може да преодолее земното притегляне,

Да де ясно, аз все си мисля, че бъдещите кораби до Марс ще ги правят на модули на земята, ще ги изстрелват с нормални ракети и ще ги асемблират в космоса.

Към момента изглежда най-добрата идея.

Та последно кое е по бързо VASIMR или мощен йонен двигател

При VASIMIR специфичният импулс и скоростта на изтичане на газовете са по-високи от тези при йонния двигател.

И друго, как стои въпросът със запаса от гориво при този тип VASIMR двигатели ? А йонните от микроядрен реактор ли се предвижда да се задвижват ?

[Archer]

А някакво комбинирано задвижване не може и да се измисли т.е. един кораб да има и от двата типа дивгатели ?
Та оставам с впечетлението, че йонния двигател ще иска само микроядрен реактор докато другия и някакви резервоари с гориво ?

[EddieBG]

По въпроса с разхода на гориво - пет двигателя по мегават всеки могат да закарат от ниска земна орбита до ниска окололунна орбита 34 тона полезен товар с използването само на 8 тона аргон, при около 60 тона течен водород и кислород за химически ракетен двигател.

Йонния двигател също използва гориво - сондата Dawn използва ксенон.

P.S.
За Vasimir има публично качен доклад : VASIMR Performance Results
Но е прекалено подробен като за неспециалисти като нас.

[EddieBG]

По въпроса с комбинирането на двата типа двигатели.

Vasimir представлява вид йонен двигател, който изхвърля плазма, която е йонизиран чрез радиовълни газ и ускорен чрез магнитно поле.

Ако мога да дам един пример, не знам до колко е удачен, но все пак - все едно в един автомобил да сложиш едновременно два двигателя - дизел и бензинов. Безмислено е, при положение че технологиите са достатъчно развити и има бензинови двигатели с нисък разход на гориво като дизелите, и обратно - дизели с висока мощност като бензиновите.
Проблемът е да се развие достатъчно технологията, за да станат практически използваеми за по-големи кораби.

[EddieBG]

През 2009-а година е завършил тест на НАСА, в който техен йонен двигател - 6,9 kW-овия NEXT, е работил 48,000 часа непрекъснато (5 години и половина), във вакуумна камера. Захранването е от слънчев панел. Изразходил е 870 килограма гориво (ксенон), за химически двигател ще са нужни 10 тона.
Следващият NEXT-C се прави от Aerojet Rocketdyne и трябва да е готов за използване през 2019-а година.

[Archer]

А кои са най реалистичните чертежи или планове на схеми за кораби за пътуване до Марс към момента.

Примерно

[EddieBG]

Това мисля че го бях пускал тук като излезе преди няколко месеца - Локхийд Мартин:

https://www.youtube.com/watch?v=lLzIZnOEI6k

Спейс Екс:

https://www.youtube.com/watch?v=-aGISgOB6n0

SLS на NASA и Orion:

https://www.youtube.com/watch?v=wOwBxgrize0

Но всички са далеч от реален полет все още - дали ще е анимация като тези, които показах, или картинки като руските, все тая.

[EddieBG]

Американците все пак са по-близо от руснаците - SLS на NASA има немалко успешни изпитания на двигателя RS-25, днес писах че започва да се строи корабът Орион, който ще бъде пилотиран до Луната, утре се очаква първият старт на Falcon Heavy. Руснаците са далеч от всичко това.

[Archer]

Хммм, тоя проект на LM за mars base camp на първо време ми се струва прекалено сложен и прекалено скъп сигурно ще струва над 100 милиарда $.
На първо време ще е нещо като Аполо да отидат до там да кацнат за един ден и да се върнат после.

Руснаците са далеч от всичко това.

Руснаците ако искат да стигнат до Марс първи без кооперация с Китай няма да се мине тъпото е че ESA е безгласна буква в тая игра

[EddieBG]

Хммм, тоя проект на LM за mars base camp на първо време ми се струва прекалено сложен и прекалено скъп сигурно ще струва над 100 милиарда $.
На първо време ще е нещо като Аполо да отидат до там да кацнат за един ден и да се върнат после.

Руснаците са далеч от всичко това.

Руснаците ако искат да стигнат до Марс първи без кооперация с Китай няма да се мине тъпото е че ESA е безгласна буква в тая игра

Руснаците дори и с китайците не могат да се мерят с LM, Space X и NASA, ако последните се обединят в желанието си да стъпят първи на Марс.
Освен че американците са по-напред в тежките ракети, от НАСА имат изключително богат опит с Марс, а и не са спирали с изследванията и тестовете, които ще им помогнат при бъдещият полет и кацане.
Пример с това - не ти трябва за да стигнеш до Марс, но от години се разработва, правят се тестове, и прочие, и прочие. От NASA практически работят върху немалко технологии, които ще са ти нужни. Т.е. нещата далеч не опират само до една ракета, която да ти закара корабчето до Марс.

[Archer]

Освен че американците са по-напред в тежките ракети,

баш пък да са по напред, Енергия кога летя чертежите стоят иска се само желание и индустриална база за руска тежка ракета.

[EddieBG]

Освен че американците са по-напред в тежките ракети,

баш пък да са по напред, Енергия кога летя чертежите стоят иска се само желание и индустриална база за руска тежка ракета.

Е, то и в НАСА сигурно пазят чертежите на Сатурн 5 и Аполо... ако не са ги изяли мишките де.
Ама разработват SLS и Orion.

Вече бях писал за това във форума, полетът на бъдещата руска тежка ракета се очаква чак през 20208-а година, ако не се отложи, което е напълно вероятно.
Виж в момента къде се намират SLS и Falcon Heavy като етап на разработка - доста по-напред.

[rki]

Освен че американците са по-напред в тежките ракети,

баш пък да са по напред, Енергия кога летя чертежите стоят иска се само желание и индустриална база за руска тежка ракета.

За да претворят чертежите в желязо сигурно ще са им необходими поне десетина години, ако въобще успеят.

По-вероятно е Энергия да разработи нов свръхтяж, отколкото да се мъчат да възкресяват технологии и производства от 70-те и 80-те години на миналия век.

P.S. Да погледнем новата поръчка на Путин за свръхтяж - Энергия ще представи ескизния проект в срок до 2020 и оттам им дават още 5-8 години до първи полет на ракетата. Не е ясно как ще го финансират всичко това - 2016 Роскосмос оценяваше разработването на нова свръхтежка ракета носител на 1,5 трилиона рубли (приблизително $30 милиарда) - това е целия бюджет на Роскосмос до 2025 г.
Отделно е разработката на космическия кораб - а там дали въобще имат шанс да се справят е голям въпрос.

[Archer]

Добре де, Енергия е вече разработена и изпитана ракета, за какво им е да наливат толкова пари в нова ракета при положение че може да модернизират Енергията. Като гледам разликата в полезния товар с новите разработки не е чак толкова голяма

[rki]

Добре де, Енергия е вече разработена и изпитана ракета, за какво им е да наливат толкова пари в нова ракета при положение че може да модернизират Енергията. Като гледам разликата в полезния товар с новите разработки не е чак толкова голяма

Ами не могат да я възпроизведат - дори за всичките пари на този свят:

К сожалению, технологии, использованные при создании советской сверхтяжелой ракеты «Энергия», оба пуска которой (в 1987 и 1988 годах) были успешными, во многом утрачены, а их воспроизведение экономически нецелесообразно. В разработке комплекса «Энергия-Буран» (ракеты и выводимого ею многоразового корабля), как отмечается на сайте РКК «Энергия», «участвовало 1206 предприятий и организаций почти ста министерств и ведомств, были задействованы крупнейшие научные и производственные центры России, Украины, Белоруссии и других республик СССР». В частности, если производство керосино-кислородных двигателей РД-170 удалось сохранить, то выпускать водородно-кислородные РД-0120 (четыре агрегата устанавливались в центральном блоке «Энергии», он же — вторая ступень) современная Россия не в состоянии.

https://lenta.ru/articles/2017/06/19/heavy/

По-реалистично изглежда да разработят нова ракета, макар и там да има много питанки - като почнем от финасирането и стигнем до технологични и управленски възможности.

[Sharana]

Добре де, Енергия е вече разработена и изпитана ракета, за какво им е да наливат толкова пари в нова ракета при положение че може да модернизират Енергията. Като гледам разликата в полезния товар с новите разработки не е чак толкова голяма

РКК "Энергия": дешевле создать новую сверхтяжелую ракету, чем воспроизвести "Энергию"
Подробнее на ТАСС:
http://tass.ru/kosmos/4259841

Още по темата:
Российская сверхтяжелая ракета-носитель совершит первый полет в 2035 году
Подробнее на ТАСС:
http://tass.ru/kosmos/4143152

А за плановете, които правят в Роскосмос много добре е написано тук:
http://kosmolenta.com/index.php/new-tech/superheavy

Как мы к этому пришли
В 2015 году из-за резкого сокращения бюджета Роскосмос был вынужден отказаться от планов по созданию сверхтяжелой ракеты. Это решение сразу лишило долгосрочную программу российской космонавтики хоть каких-то амбиций. Хотя формально планы полета к Луне не отменялись – просто предполагалось, что вместо сверхтяжелой ракеты для них будет использоваться «утяжеленная» водородная «Ангара-А5В», – все понимали, что даже «на бумаге» облет Луны с помощью четырех ракет выглядит не очень реалистично. А без Луны российская пилотируемая космонавтика обречена либо навечно застрять на низкой орбите Земли, либо закрыться.

В 2016 году, с задержкой на два года, Федеральная космическая программа 2016-2025 была утверждена правительством. По сравнению с первым проектом 2014 года объем финансирования космонавтики по этой программе упал в два раза. Уже после принятия ФКП была дополнительно секвестрована на 10%, и этот процесс может продолжиться.

Финансирование ракетно-космической отрасли помимо ФКП идет еще по двум федеральным целевым программам. Если с программой по ГЛОНАСС проблем не возникло, то программа развития космодромов добавила чиновникам много головной боли. Расходы на нее также уменьшились приблизительно в два раза, из-за чего от планов по строительству двух пусковых комплексов для ракет «Ангара» на космодроме Восточный пришлось отказаться. Хотя поначалу это отрицалось, нехватка стартовых столов окончательно похоронила идею многопускового полета к Луне.

В теории, полный отказ от лунной экспедиции вполне возможен. Проблема лишь в том, что при этом потеряется смысл разработки нового пилотируемого космического корабля ПТК НП «Федерация». Этот заказ выполняет РКК «Энергия», которая в последние годы сумела проявить себя как самого сильного лоббиста в отрасли.

...

Итоги кратко
В первой половине 2020-х (официально – в 2022 году) должна появиться ракета-носитель среднего класса «Союз-5» с двумя стартовыми площадками: на Байконуре и Sea Launch. Она будет использоваться для испытательных беспилотных и, в дальнейшем, пилотируемых (с Байконура) запусков нового корабля «Федерация».>

К 2028 году планируется построить стартовую площадку на Восточном, с которой можно будет производить пуски «Союза-5», «Энергии-3» и «Энергии-5» по пилотируемой программе. В дальнейшем этот комплекс может быть использован для организации экспедиций к Луне или на ее поверхность.

[Archer]

Интересно, а за тая новата руска свръхтежка ракета има ли някакви картинки?

[Sharana]

Интересно, а за тая новата руска свръхтежка ракета има ли някакви картинки?

Не съм виждал, аз доколкото схванах тя и име още си няма, а ти картинки искаш

В разделе документа "Система средств выведения" летные испытания "сверхтяжа" запланированы на 2035 год. Отмечается, что ракета будет состоять из ступеней ракет "Ангара-А5В" и "Феникс".

Как сообщал ранее заместитель гендиректора госкорпорации Роскосмос Юрий Власов, в ближайшее время начнется опытно-конструкторская работа "Феникс" - это будет новая ракета среднего класса, которая потом будет использована в качестве первой и второй ступеней сверхтяжелой ракеты.

"Феникс" сможет выводить на низкую околоземную орбиту до 17 тонн груза, а на геостационарную орбиту - до 2,5 тонны груза при помощи разгонного блока. А в рамках "Ангары- А5В" будет сделана водородная ступень, которая на сверхтяжелой ракете будет использоваться в качестве третьей ступени.

Тоест СКОРЕО ЩЕ започват опитно-конструкторски работи за нова ракета от среден клас, която като се появи някога с времето вече ще стане основа за свръхтежката ракета. И щом плановете от сега са 2035+ значи спокойно можем да кажем 2045+.

[Archer]

Де да знам, все ми се струва че инерцията за тая мисия до Марс е пропусната, ако американците след Аполо бяха продължили може би средата на 80те щяха да са кацнали .

Ето един стар проект



NASA’s follow-up to the Apollo program. A manned mission to Mars would have been launched in November 1981, brought twelve men to Mars—six of them landing—and then returned to Earth in August of 1983 (with a flyby of Venus along the return route). There would be two more manned missions by the end of 1985, and a manned base by the middle of 1987.

https://falsesteps.wordpress.com/2012/0 ... -waterloo/

[Archer]

Обаче за друго се зачудих сега, повечето проекти за кораби до Марс са без искуствена гравитация ?

[Sharana]

Де да знам, все ми се струва че инерцията за тая мисия до Марс е пропусната, ако американците след Аполо бяха продължили може би средата на 80те щяха да са кацнали .

Не инерцията според мен, а епохата в която нещо такова би било възможно - национален фокус с произтичащите от това ресурси (не само финансови) и тн. Ако имаше съветска лунна програма с техни мераци и за Марс вероятно щеше да се случи, но нямаше - американците обявиха "победа" в космическата надпревара и не искаха да пилеят толкова ресурс за нещо подобно. Сега ще чакаме още десетилетия технологиите да напреднат достатъчно, за да се поберат такива експедиции до Марс в съвременните ресурсни рамки.

[rki]

Интересно, а за тая новата руска свръхтежка ракета има ли някакви картинки?

Тепърва ще правят ескизен проект - но ето на Королевските четения, главния конструктор на РКК Энергия какво смята за свръхтяжа и лунната програма:


https://www.youtube.com/watch?v=pobTBHHJMMk&feature=youtu.be&t=2m05s

[Archer]

американците обявиха "победа" в космическата надпревара и не искаха да пилеят толкова ресурс за нещо подобно.

Що ли си мисля, че совалката прецака всичко - гълташе огромен ресурс от НАСА и в същото време държа пилотируемата програма на околоземна орбита с десетилетия, като се има предвид че и две от четири им гръмнаха направо с нищо не е допринесла тая програма.

[EddieBG]

Гравитацията прецаква всичко.

До колко совалката е прецакала или помогнала, не знам дали точно може да се сметне - навлизаме в алтернативната история.