Разбираем на запчасти межпланетную транспортную систему (ITS) от Илона Маска
Международный конгресс астронавтики в Гвадалахаре (Мексика) под № 67 ожидаемо принес сенсацию - с планами колонизации Марса выступил Илон Маск. Светоч поколения Elon Musk более полутора часов рассуждал на тему "Через тернии к Марсу" (кому не лень, пройдитесь по ссылке):
Making Humans a Multiplanetary Species Выжимка (на 4 минуты) - этот красивый ролик, отличная презентация в стиле Apple.
Всё "абзац". Роскосмос опять опоздал на Марс. Всёпросрариполимеры™ .
О концепции:
Elon Musk намерен поселить на Марсе миллион человек, чтобы «спасти человечество от неминуемой гибели».
Доставлять пассажиров на Марс будет специально созданный разработчиками SpaceX корабль, который способен комфортабельно разместить на своём борту 100 человек и 450 тонн груза. Маск обещает, что к 2035 году его инженерам удастся сократить время полёта до 80 суток (обязательно запомните эту цифру, она пригодится), а каждый шаттл сможет осуществить 12-15 полётов.
«Мы выясняем, как взять вас на Марс и построить самоподдерживающийся город, чтобы стать по-настоящему межпланетным видом», – сказал Маск.
При использовании традиционных методов стоимость перелета на Марс составит $10 млрд на человека. Маск заявил, что нужно снизить стоимость поездки, чтобы «как можно больше людей хотели переехать».
«Нам следует исходить из более реалистичных цифр, например, с учетом средней стоимости дома, которая в США составляет $200 тысяч (средняя цена стоимости дома в США)», – пояснил изобретатель.
Отлично! - возопил весь просвещённый мир. А самый главный нобелевский лауреат, воодушевившись и бросив занятия в гимнастическом зале Белого дома, даже посетил стартовый комплекс 45-летнего канадско-американского бизнесмена (магната и изобретателя). Правда, это было до Трамп-гейта.
Не знаю как у вас, а у меня (не являющегося членом "прогрессивного человечества") эта презентация оставила тягостное недоумение. Попробую не грузить формулами, а просто, «на пальцах» обгадить предлагаемые технические решения и характеристики аппаратов.
Ну, что "полетели"... на Марс?
Первые кадры вызывают оторопь. Башня обслуживания (она слева) гладенькая и полированная. Идеальный по обтеканию аэродинамический объект.
Никаких технических устройств, заправочных трубопроводов, лифтов, кабелей. Лишь толпы людей, идущих как в скотовозку по красивой застекленной террасе. Реальные башни обслуживания в теплом климате США выглядят примерно так:
Или в нашей "вечной" мерзлоте примерно так:
Что в принципе одно и то же. Законы физики, химии, экономики не обманешь. А у него? Футуристические строгие линии ракеты и башни обслуживания в стиле HTEC (Engineering the future). Без отводящихся мачт, трубопроводов ТК, лифтов, сервисных площадок батальонов аэродромного обслуживания, каптёрок вездесущих прапорщиков - как это бывало (есть) в реальности.
Конечно, технически сделать такую конструкцию можно. Японские автомобильные дизайнеры в 5 секунд спроектируют типовую мыльницу.
Можно заправлять обе ступени снизу, протянув трубопроводы заправки второй ступени через первую, контроль параметров РН также можно осуществлять с кормы. Pourquoi pas? Вопрос: а на фига?
Нет, конечно, такие прецеденты(частичные) есть:
На «Протоне» кабели, например, идут на специальную контактную площадку между двигателями. Снизу. Но:
- Предок его все же боевая МБР УР-500.
- Топливные компоненты там высококипящие (а у Илона ещё и переохлажденные метан и кислород, в жидкой фазе).
И тем не менее... "Почувствуйте разницу".
Сие есть СК РН "Протон":
Впечатляет? Сравните со стартовым комплексом ITS!
"Полетели" дальше. Первая (она же единственная!) разгонно-маршевая ступень (многоразовая причём).
Сорок два двигателя первой ступени !!!!
42!!!
"Это же факиншит, Oh fucking shit..." -так сказал бы мой перший "друг" Дмитрий Конаныхин (писатель, между прочим, и "инженер", но это вторично).
В защиту макаронного монстра Илона Маска замолвим слово. Часть 1
В защиту макаронного монстра Илона Маска замолвим слово. Часть 2
И был бы на 100% прав. Я даже бы и не вякал в защиту. "Шо опять"? ™
Опять проект «большого глупого носителя» а-ля OTRAG?
Советская ракета-носитель сверхтяжёлого класса Н1 загадочно улыбается из небытия (из прекрасного прошлого), тихо бормоча "ну-ну поглядим, поржём".
Впрочем, и Н-1 и Сатурн-5 "отдыхают".
Монстрище массой 10 500 тонн, забрасывающий на НОО 550 тонн груза (или свежего мяса), диаметром баков 12 м (напомню, у Сатурн-5 всего лишь 10м).
Цитата: Дмитрий Конаныхин
И тут вступает в действие Его Ужасное Величество – Железнодорожный Габарит. Вы не можете поменять мосты, переезды, контактные линии по всей протяжённости трассы от завода до стартового комплекса, поэтому вы обязаны вписать конструкцию в максимальный габарит 3.7 метра.
Жуть. Даже странно, что Дима молчит.Плавно переходим к следующему этапу - обитаемый модуль, марсианский многоразовый корабль, "Спей Шаттл", перебравший стероидов.
Красавец? Что я вижу? Вернее, не вижу! Не вижу никаких признаков системы спасения.
В принципе, это логично для "полета на Марс" в одну сторону На ум сразу "приходит" «Убить миротворца» (Автор Володихин Дмитрий).
My Webpage Там тоже Швейцарская конфедерация таким затратным способом избавлялась от этноизбытков (всяких нигеров, латинос, китайцев и славян) планеты Земля.
Тут дизайнеры Маска правы: САС для сотни человек и экипажа будет совершенно неадекватно дорогой, тяжелой и архисложной. Нереализуемой в принципе. САС для салона пассажирского лайнера видели? То-то и оно. А если катастрофа на старте? Будет ну очень обидно.
Это вам даже не "Колумбия" и "Челленджер":
Гибель шаттла «Челленджер» и семи астронавтов NASA
Катастрофа американского шаттла "Колумбия"
Здесь не обойтись минутой молчания, здесь явно пахнет Международным уголовным судом и попахивает Фату Бенсудой. Ну, ладно. Им виднее.
Ах да, еще.
Нет изжоги? Космический корабль 21 века пропорциями и количеством иллюминаторов напоминает фантастические проекты зари освоения космоса:
Или стеклянный дом в космосе:
Для справки: в реальности всегда инженеры тратили свои таланты на то, чтобы сделать иллюминаторов как можно меньше по количеству и меньше по площади поверхности. Многослойное стекло (способное выдержать вакуум и микрометеориты) очень много весит. Коэффициент теплового расширения должен быть близкий к нулю (а это только особый кварц).
Наглядная история, как боролись с иллюминаторами в американском лунном модуле:
Пример: Купол (модуль МКС)
Масса во время старта — 1 805 кг, толщина стёкол — 10 см. И всё равно все иллюминаторы с внешней стороны оснащены автоматическими противоударными устройствами (заслонками) для защиты модуля от попадания микрометеоритов и космического мусора.
Далее препарируем один из самых странных кадров презентации.
Глазам не верю! Основная и единственная (самая тяжелая) ступень с 42 ЖРД "Raptor" вернулась на стартовый комплекс, в место пуска. Вот это да! Фейк? "Совпадение? Не думаю!"
Поясню своё возмущение сим вопиющим косяком. Как известно, РН стартует вертикально, с углом тангажа в 90 гр. Задача первого этапа - быстро пройти плотные слои атмосферы (набрать высоту), затем угол тангажа плавно стремится к 0 гр.
Ведь надо не только поднять полезную нагрузку на высоту от 150км (НОО), но придать оной скорость, близкую к первой комической (от 6 км/с -7 км/с).
По моим старческим прикидкам "бывалого ракетчика", разделение марсианского корабля и ступени произойдёт где-то на меридиане Тенерифов.
Аргумент - трасса пуска 51,6 РН "Союз":
Теперь попробуйте посчитать затраты топлива на возврат нашей чахленькой первой ступени на площадку 31. А всех трёх? Это сколько же топлива надо, чтобы:
-погасить линейную скорость в 6 000м/с, а затем вернуть тару (с таким миделем и такой массы) к точке старта с высоты 70-100км?
-а если при посадке на дорогущий (и надо отдать должно,е красивый) стартовый комплекс что-нибудь пойдёт не так и бабахнет?
Ведь уже было:
Монстр для полёта на Марс всё же не
Цитата: Дмитрий Конаныхин
макаронина Маска
. Это макаронище! Во-первых, возврат к месту старта — это большие потери полезной нагрузки. Во-вторых, а зачем вообще садиться в собственный стартовый стол? Экономия времени на транспортировку первой ступени? Ну не смешите меня. Логистика тут видна третьекласснику.Плавно переходим к "основному блюду". Идея заправки на орбите вполне здравая. И давно вынашивается пытливыми космическими умами. Вопрос только в том, чем заправлять? По презентации SpaceX на корабле стоят двигатели Raptor, работающие на переохлажденных метане и кислороде (нужны для тормозного импульса при подлёте к Марсу, маневрированию на орбите и посадке, т.к. ЭРД в 200кВт тут не катят). Значит, все время перелета к Марсу в баках будут храниться компоненты топлива на посадку! В большом космосе, в зоне действия нашей звезды "по имени Солнце" это есть большая проблема.
Многие думают там жутко холодно, ан нет - жутко жарко. Весь поток солнечного ветра нагревает конструкцию КА ("Скайлэб" вспомним, парни чуть не сварились, зонтики использовали, пока систему кондиционирования восстанавливали). Собственное тепло девать не куда. Напомню, колонизаторов на Марс летит 100 голов, каждое тело излучает (если не считать естественных отходов жизнедеятельности) 70-100 Ватт тепла. Куда девать? Конвекции то нет. Только излучением (температуры не те) или абляцией (масса в дефиците). Излишки теплоты сбросить в вакууме (Сосуд Дьюара) очень сложно. А без теплоизоляции баков переохлажденные метан и кислород нагреются и испарятся. Дренируют куда-нибудь.
Именно поэтому реальные космические аппараты в дальний космос берут с собой хранящиеся в жидком виде при комнатной температуре противные гептил и амил (или аналогичную высококипящую гадость), или Н2О2 на худой конец.
Вспомним "Вояджер": Официальный сайт программы «Вояджер» долгие лета ему, между прочим. Криогенные же ступени живут на орбите в лучшем случае часами. Да, баки технически можно теплоизолировать, но это будет огромная потеря массы, денег и полезного объёма.
Виртуально посетим музей РКК «Энергия» и рассмотрим баки для «Бурана», в которых жидкий кислород мог храниться неделями.
Бачёк махонький, толщина теплоизоляции значительна. А если не бачёк, а бачище? Нужны ли комментарии?
Марсианский корабль:
Красив чертяга. Солнечные батареи аж в 200 кВт.
Увы, манагеры-дизайнеры опять победили инженеров. Узлов поворота солнечных панелей не наблюдается. Систем ориентации СБ по Солнцу отсутствует как класс.
Что проще (энергоэфективнее), повернуть башню танка на цель или весь корпус танка? Игроки WoT меня поддержат. В презентации, кстати, корабль вообще игнорирует направление на Солнце. Соответственно и солнечную радиацию тоже. Полёт на Марс по " не-Гомановской" траектории (напоминаю про 80 дней) - вообще отдельная песня. Почему "не-гомановская", так-то по презентации видно. Все знают (надеюсь), почему сейчас межпланетные станции летят к Марсу по полгода ,вместо 115 дней в среднем? Все очень просто — чем быстрее мы хотим прилететь, тем больше нам надо на это потратить топлива.
Самый экономичный вариант — слева сверху. Гоманов переход. Хотите быстрее — платите тем, что вместо полезной нагрузки у вас будет топливо.
А теперь вопрос — как быстрый и дорогой перелет будет сочетаться с доступным билетом до Марса (100 кусков бакинских за голову)?
И на десерт. Посадка на Марс.
Ой, мама. Всю эту жлыгу на Марс садить? С солнечными батареями, с электроракетными двигателями? Теплозащита Шаттла/Бурана, знаете, сколько весила?
Они что там свои же фильмы не смотрят?
Рекомендую позабавиться: "Аэроторможение и сложности посадки в разреженной атмосфере Марса"
космический симулятор Orbiter
Тренажер эмулирует все возможные ошибки — можно разбить корабль о Марс с большой вертикальной скоростью, улететь обратно в космос без шансов вернуться или подойти к поверхности с большой горизонтальной скоростью и разбить корабль, несмотря на околонулевую вертикальную скорость.
Вообще, посадка на Марс сложнее, чем на тело без атмосферы (типа Луны) или на тело с "нормальной" атмосферой (типа Земли).
Атмосфера не позволяет занимать произвольное положение, приходится лететь обтекателем вперед, и иметь его с определенным углом атаки, крена, требуются аэродинамические управляемые поверхности, ДУ. Всё должно быть "термостойким".
А с другой стороны, её (атмосферы) не хватает для полноценного изменения (торможения) характеристической скорости (delta-V) километров в секунду на 6 минимум и для полноценной работы крыльев и прочих аэродинамических поверхностей. У Марса атмосфера очень дистрофичная (и слабо изученная). Среднее давление на его поверхности в районе 0,5% от земного. Бури всякие. ЦУПа нет, Гидрометцентра тоже не наблюдается.
Использовать ее для торможения неудобно, а не учитывать тоже нельзя.
Монструозная презентация Маска показала типичный манагерский проект. Который, однако, был восторженно принят публикой и стал сенсацией.
Свежая новость — сотни людей пишут в SpaceX, желая полететь на Марс, очевидно, поверив в возможность и доступность такого полета.
Если бы сие было у нас - я бы возопил о жертвах ЕГЭ.
Справочно: первоочередной задачей Mars Colonial Transporter была доставка будущей колонии на Марс. Впрочем, как недавно заметил Маск, ракета может отправиться и куда дальше. Поэтому ракете предложили новое имя: Interplanetary Transport System.
Впереди нас "ждут": JUPITER, ENCELADUS,EUROPA и даже SATURN
Ей богу: корабль «Гермес» в упоминавшемся ранее шедевре «Марсианин» начинает казаться полноценно проработанным проектом: у него поворачиваются солнечные батареи, есть радиаторы системы теплообмена, реактор и эффективный двигатель, и вполне адекватное количество людей в экипаже. Про картоху на экскрементах даже не буду вспоминать (занимательная и полезная химия/биология).
А ведь так хорошо начинал:
А эта презентация напоминает какую-то сальсу/сальзу:
В статье я упоминал метано-кислородный ЖРД замкнутого цикла RAPTOR и электроракетные двигатели. Если будет интерес - с удовольствием разберу и их. Но этот проект посерьезнее ITS и уже работает.
Не упомянуты карбоновые топливные баки, а успехи действительно есть:
Также остался за кадром еще один гигантский проект SpaceX: на прошлой неделе компания SpaceX произвела очередную сенсацию, подав запрос в Федеральную комиссию по связи США (FCC) на разрешение запустить 4425 спутников.
А между тем №1:Стало известно, какую политику намерен проводить Дональд Трамп в отношении изучения космического пространства. Упор будет делаться на исследование дальнего космоса и развитие пилотируемой космонавтики. По словам советника Трампа по вопросам космической политики Роберта Уолкера (Robert Walker), новоизбранный лидер намерен уделить больше внимания дальнему космосу и развитию пилотируемой космонавтики. Одной из первых реформ станет воссоздание Национального совета по космосу, ликвидированному Биллом Клинтоном. Организация будет курировать все американские космические проекты, которые будут подчинены одной задаче – «изучению всей Солнечной системы человеком к концу столетия». В качестве первой цели называется пилотируемый полет на Марс.
What a Trump administration means for space
А между тем №2:Редакция журнала Nature – одного из самых авторитетных общенаучных журналов – признала планы по колонизации Марса нежизнеспособными.
Fed up of Earth? Try Mars
Кстати: на веб-сайте НАСА с 2005 болтаются флэш-игры, в том числе головоломка "Найди обратный путь к Земле" и симулятор "Марсоход" с тремя уровнями - "Долина Маринера", "Полярная шапка" и "Гора Олимп" и т.д.
ЗЫ. Те, кто смог дочитать эту тягомотину до конца, вызывают у меня истинное восхищение.
Использованы байки и фотографии
http://www.spacex.com/mars
http://static3.businessinsider.com
http://www.bullishdata.com
https://www.nasaspaceflight.com
http://uk.businessinsider.com
http://www.technobuffalo.com
http://www.gazpromcosmos.ru
http://planete-mars.com
https://en.wikipedia.org
https://geektimes.ru
http://www.astrodrome.ru/
видео от: www.youtube.com
Идея препарации ITS позаимствована у Филиппа Терехова @lozga (большое спасибо) и много буковок опять же у него без спроса взято
Информация