Оптимальная транспортная система Земля-Луна

Wyvern-2

("Мэри, Мэри, чудеса, Мэри едет в небеса...") с трюками "из пушки на Луну"... тьфу, то есть с Луны.

Это каким же чудом?!

 

Это не изврат Просто добыча He3 всегда будет измеряться максимум килограммами. Эт конечно не мало -типа на месяц всей Земле. но стоит ли из за этого гонять корабли? Или делать их миниатюрными? У танковых пушек 1600-1700мсек нормальная скорость, на Луне из за вакуума и меньшего весаснаряда та же пушка вполне даст 2000мсек. Расход "горючего" - минимальный(то же и к водородной имеет отношение). А буксиру останется лишь собрать с орбиты висящие на ней снаряды -что несомненно гораздо более простая задача, чем посадкавзлет.

Чудом? Ну что ты!
Представь себе, что у Шатлла сопла SSME заклинило на 1градус. Как ты думаешь, сколько энергии ТТУ уйдет на то,что бы парировать ПОСТОЯННЫЙ отклоняющий момент? Справка: у обычного РН на стабилизацию траектории от случайных кратковременных возмущений уходит от 5 до 8% импульса маршевых РД

Ник

Wyvern-2

Просто добыча He3 всегда будет измеряться максимум килограммами.

 

Минимум сотнями килограммов. Иначе вообще смысла нет. 100 кг - годовое потребление одной электростанции.
И стоят эти килограммы столько, что с ними нужно носиться, как с писаной торбой, и обращаться - бережнее некуда. А не из пушки пулять.
Тем более гелий - это дальняя фаза, 30 лет в лучшем случае.
А топик - о более близких перспективах.

Цель лунной транспортной системы: создание на Луне базы до 2020-го года при расходах, значительно меньших, чем у американцев. Желательно - минимум на порядок.

Как ты думаешь, сколько энергии ТТУ уйдет на то,что бы парировать ПОСТОЯННЫЙ отклоняющий момент?

 

Ах в этом смысле... Решается элементарно - лёгким поворотом рамы, на которой смонтированы ЭРД. Потери будут ничтожны.
Даже если забыть про возможность парирования моментов гиродинами - которая на буксире вполне есть.

Минимум сотнями килограммов. Иначе вообще смысла нет. 100 кг - годовое потребление одной электростанции.
И стоят эти килограммы столько, что с ними нужно носиться, как с писаной торбой, и обращаться - бережнее некуда. А не из пушки пулять.

Ах в этом смысле... Решается элементарно - лёгким поворотом рамы, на которой смонтированы ЭРД. Потери будут ничтожны.
Даже если забыть про возможность парирования моментов гиродинами - которая на буксире вполне есть.

 

-если He3 оочень ценен, то поступать с ним надо как раз по принципу - "много яиц в разных корзинах" И места хранения более надежного, чем постоянная орбита безатмосферной планеты - тоже нет. Такое впечатление, что выстрел из пушки=деструкция и анигиляция ;D

ПОСТОЯННЫЙ отклоняющий момент просто не парируешь Тем более гиродинами. А при помощи рамы ты предлагаешь вообще изменить направление тяги и , таким образом, траеторию

Ник

В этом топике я уже размещал табличку для необходимых масс привозного топлива - при условии добычи кислорода на Луне - для разных топливных пар (водород с большим отрывом).

А теперь появились новости еще и получше.

Вот здесь:

Тов. ssb посчитал оценочно УИ кислород-водородного ЖРД для разных соотношений кислород:водород до 20:1 включительно.

Вот его график:

Конечно, это лишь сравнительно грубый оценочный график, но нас сейчас он более чем устраивает, т.е. мои формулы тоже вполне оценочные.


"Керосиновый" УИ достигается примерно при соотношении 16:1, что соответствует k=0,046 , т.е. компонентный УИ почти вдвое лучше, чем у "просто водорода" - что означает, например, что у 5-тонного лэндера (сухая масса) на взлёт и посадку уйдёт не 1 тонна привозного с Земли водорода, а всего лишь 550 кг.

То есть ОЧЕНЬ даже вкусно.

Интересно так же было бы для полноты при случае "проиграть" в большем диапазоне и соотношения кислород:керосин, кислород:метан.

Единственно несколько смущает то, что многоразовому ЖРД придётся иметь дело с о-очень кислой горячей средой...
Остаётся лишь надеяться, что эту проблему можно забороть


P.S. А если попробовать еще и раствор озона в кислороде...

Отбой тревоги! Избыток кислорода не смертелен, и проблемы если и были, уже забороты

Проработки кислород-водородного ЖРД с переменным отношением компонент от КБХА:
http://www.kbkha.ru/?p=8&cat=12&prod=64

Принципиальной особенностью двигателя является изменение соотношения компонентов топлива в несколько раз (до Кm=15) во время работы камеры сгорания. Это обеспечивает меньший расход водорода; значительно уменьшаются габариты и масса баков.
Перевод двигателя на номинальный режим (Кm=6) осуществляется после набора высоты, что обеспечивает высокий удельный импульс тяги. Огневые испытания модельной кислородно-водородной камеры подтвердили возможность создания и эффективность работы такого ЖРД.

Соотношение компонентов топлива, Кm 6–15

 

Прям как на заказ делали - ЖК:ЖВ аж до 15 к одному

А вот какие бочки арестантов обещает НАСА в плане ISRU (промелькнуло на форуме НК) - правда, суть предлагаемого технологического процесса, увы, за скобками:

---

Functional Description:

Perform lunar regolith excavation and handling, oxygen extraction from
regolith, and oxygen storage and delivery, and support lander
propellant scavenging and water production.

For flexibility, two 1/2-scale plants will be delivered and 2
sets of excavation tools.

• Total O2 Produced = 1000 kg/yr
• Mass per O2 plant = 219 kg
• Power per plant = 3.93 kW
• Total Regolith = 415 kg/day
• Excavation Tools = 42.7 kg
(each)
• Excavation Time = <1 hr/day

(с) NASA

---

Конечно, масса установки в 200 с гаком кило для добычи тонны кислорода в год - это меньше, чем хотелось бы, но будем надеяться, что это не предел, и что с масштабированием вверх параметры улучшаются.

Хотя остаётся непонятным такая годовая производительность, вернее, её соотношение - что добывается всего 1 тонна, хотя заявляется, что ежедневно перелопачивается 400 кило реголита... а в ильмените кислорода по массе порядка трети... техпроцесс, что ли, позволяет лишь малую долю кислорода извлечь, или они закладываются на какие-то "неудачные" составы реголита???

И еще они чего-то нарисовали и про водород из реголита... Немножко добыть, конечно, можно... но в общем при таком объёме перелопачивания действительно сильно немножко - если речь об "имплантированном" водороде. Если только никаких "мокрых хондритов" или их лунных аналогов не подвернётся...

К вопросу о длительном хранении ЖВ в космосе (причём в условиях невесомости): есть на свете такая козырная идея (причём есть давно - блин, рву на себе волосы - должен был бы и сам догадаться, пусть и не первым), как электрофорезное удержание - при помощи электрода/системы электродов, на к-е подан высокий потенциал, ЖВ удерживается в середине бака, вне контакта со стенками. То есть прямого теплового контакта со стенками нет, только через газовую подушку - а у водорода хоть теплопроводность и высокая, но всё-таки конвекции в невесомости нету, и если температура водородного пара низкая - то и теплопроводность в нём будет небольшой. То есть добавочная неплохая теплоизоляция так получится - собственно к ЖВ тепло будет подводиться только через эту газовую изоляцию плюс через электроды.

Что в совокупности с внушает некоторый оптимизм.

для ЛОС это может оказаться не самым подходящим способом хранения ЖВ. частые коррекции, динамические операции, да и просто велотренажер с беговой дорожкой могут сильно подкозлить в деле удержания пузыря в центре бака.

На крайних, XXXIII Королёвских чтениях был интересный в контексте темы доклад Кувшиновой и Синицы из Центра Келдыша (за фото спасибо Lin-у) "Эффективность применения межорбитальных буксиров на основе ЭРДУ в транспортных операциях в околоземном пространстве".

Все слайды мне подвешивать не с руки (да и желающие могут скачать в соотв. топике все доступные слайды разных докладов), прикреплю основные, имеющие отношение к.

ХС и пр. для медленного перелёта Луна-Земля

Аналогично для L1

Критерии

Заключение.

Интересно, что: по полученным оценкам, за срок службы один буксир в состоянии перетащить на низкую лунную орбиту до 360 тонн, причём это в полтора раза больше, чем при использовании кислород-водородных ЖРД-буксиров. При этом оценочно такая доставка вдвое дешевле (на килограмм ПН) по ср. с транспортировкой той же массы ЖРД-буксирами.

Недостаток с моей точки зрения в том, что авторы исходили из использования РН грузоподъёмностью 35 и 70 тонн. А не в рамках имеющихся.