Новое - хорошо забытое старое.

Здорово сочитали...
Значит доставляемая на орбиту Луны масса 10535. В эту массу вполне войдет посадочный модуль - можно и ЛК. Масса оригинального ЛК ~ 5.5 тонн. Это единственный вариант для посадки на Луну, тк создание нового посадочного корабля будет дорого стоить, а для ЛК уже были сделаны все расчеты и он испытывался в космосе. Но ему нужна тормозная ступень. Какая точно ХС была у полупустого блока Д в проекте Н-1/Л-3 ? Вполне возможно что РБ "Фрегат" или "Бриз КМ" хватит. Т.е. первым беспилотным кораблем на орбиту Луны доставляется ЛК+РБ, топливо АТ+НДМГ хранится долго, на месяц должно хватить. А потом пилотируемый "Союз ТМУ" стыкуется с ЛК.
Еще вопрос - зачем ограничивать себя 36 тоннами, если есть резерв около 5 тонн ? Все равно два "Протона" пускать, зачем одному лететь недогруженным.

Да, конечно, имеется в виду запуск обычного Союза + обычного Протона с КВРБ в качестве ПН - нам нужно КВРБ с полной загрузкой доставить на LEO (какое там сокращение на русском?). Далее, стыкуем КВРБ с Союзом - понадобится средство стыковки, выдерживающее усилие от работающего КВРБ. Сколько весить будет этот стыковочный блок?

Ещн вопрос: как долго хранятся LOX+LH2 в баках? Здесь приведено число "7,5 часов", что не подходит... нет ли возможности использовать керосиновый разгонник вместо КВРБ?

Необходимые параметры такого разгонного блока, на керосине, при отношении массы топлива к массе блока 9:1 считаем так:

M_beg = 3,8 * M_end
M_end = 7 + x
M_beg = 7 + 10 * x
7 + 10 * x = 3,8 * ( 7 + x )
7 + 10 * x = 26,6 + 3,8 * x
6,2 * x = 19,6

x = 3,2 тонны, с топливом - 32 тонны, т.е. одного Протона не хватает, но двух - с запасом. Конечно, соблазн упростить всё это, попытавшись везде поджаться по массе, но всё равно, учитывая отработанность стыковок на околоземной орбите, выглядит вполне достижимым.

Сколько длится полёт и какова радиозащита Союзов?.. впрочем, поскольку Зонды успешно летали с черепахами, думаю, эти вопросы уже успешно решены.

Зонды летали на одних Протонах, без стыковки, но не выходили на окололунную орбиту, и, насколько я помню, были заметно легче Союзов, отчасти из-за отсутствия орбитального отсека. В остальном - расчёты показывают, что одного Протона и одного Союза хватит при использовании водорода, если брать керосин, то, получается, надо два Протона. Цена - ну, тут трудно точно сказать, некоторые компоненты неразработаны, или не летали, но, думаю, в 200 миллионов долларов уложится. За те 25 миллиардов, что стоила программа Аполлон, даже без учёта инфляции, можно слетать 125 раз... эдакий поезд Москва - Лунопорт, только на орбите - т.е. ОС "ЮГ", или орбитальная станция "Юрий Гагарин" .

А у Вейда нету?

Ссылка про "Зонд" у Вэйда.

ХС ЛК 2700 м/с - так что "Фрегата" или "Бриза" хватит...

Кстати, почему бы не попробовать рассчитать характеристики для минимально возможного КК для полета на Марс. Похожее уже было Здесь.

Я знаю только ХС "туда"

Возьмем по минимуму.

Это 3600 старт с LEO

Полет ~150 м/с (по статистике АМС)

Выход на орбиту. - 1300 м/с. Это на вытянутую орбиту, с аэроторможением... Собственно говоря с глубоким первым аэроторможением (используя спецальный щит) можно снизить затраты ХС для выхода на орбиту марса до 500 м/с.

Посадка - нужно?

Отлет, в зависимости от параметров орбиты - 0.5-2.25 к/м

Возвратная траектория.... Тут не знаю, слышал про опять же 500-1500 м/с...

ПОка некогда считать, попозже прикину размассовку.

Кстати, а что такой большой вес для жилого отсека? В Союзе орбитальный отсек весит от силы тонну, а на 1 человека больше и не нужно. Другое дело - СЖО и еда. Но уж не пол - ФГБ оно потянет, наверное...
Далее, лендер... Если аэроторможение - то может его вообще послать отдельно? В одном блоке с 'обратным' РБ... Малым ходом, по наоптимальнейшей траектории... А как выйдет на орбиту - так и посылать 'натуды' Союз-М опять же с выходом на орбиту аэроторможением. Отдельный лендер для космонавта, IMHO, делать не стоит, а то получится этакое марсианское 'Белое солнце пустыни', бишь робинзонада . Опять же, негерметичный аэротормозящийся лендер на орбите Марса - вешь безотносительно полезная ;-), можно их туда аж пяток запустить, а уж что в качестве ПН использовать, строение герметичной базы, СБ туда же, или стартовую ступень - без разницы, лишь бы в обтекатель влезло.
Но вообще-то это, конечно, спекуляции, этакий Джемини на новом технологическом уровне. Без космонавта это все никуда не улетит.
Что бы еще сэкономить...
А! Придумал! Не надо тащить к Марсу и обратно СО. То есть вообще не надо его запускать. На орбите болтается МКС, на которую переодически летают что шаттлы, что сменные Союзы.
Так, если СО тоже убрать, получается... эээ... получается Прогресс-Марс Или, лучше, ФГБ-Марс. Не, ФГБ не пойдет, нужен специальный корабль, расчитаный на аэроторможение. Типа Спирали без крылышек и вообще аэродинамики. То есть нужен лендер, нужен обитаемый отсек со шлюзом, что-то типа спейсхаба -2 штуки, и как можно легче, как альтернатива - раскрывающаяся конструкция корадля, собственно корабль и разгонные блоки в количестве, а лучше - с двойным избытком. РБ, кстати, могут быть просто топливными баками, стыкуемыми к помянутому кораблю. Можно и нужно продумать использование аэроторможения с обоих сторон - и на подлете к Марсу, и на подлете к Земле. Все, что не критично по скорости - тащить SOTV, VASIMR'ом или солнечным парусом.
Во! Нарисовалась картинка! На орбиту выводится корапь вроде Леонова (у Кларка). Далее, туда же выводится первый комплект баков с горючкой, корабль к ним стыкуется, задействует их в своей двигательной системе, и стыкуется с МКС, или с Союзом. В него переходит экипаж (1-2 человека), Союз садится. Включается движок, конструкция стартует на Марс. По дороге оно открывает створки грузового отсека, который таким образом посредством многослойной ткани становится жилым. По подходе к марсу остатки топлива перекачиваются в баки корабля, бак отстыковывается, и производится маневр аэроторможения. бак, понятно, сгорает в марсианской атмосфере. По завершении маневра - выход на околомарсианскую орбиту и стыковка со вторым баком, лендером, а также в перспективе - с марсианской высокоорбитальной ОС или посадка к базе на одном из спутников.
Далее, проверки систем лендера, посадка вспомогательных лендеров, посадка основного пилотируемого лендера, опять же с аэроторможением и парашутами. Исследования, взлет, стыковка с кораблем, маневр обратного разгона. Поскольку ХС для старта с Марса меньше, излишек топлива, 'не влезающий' во внутренние баки используется для торможения при выходе на траекторию аэроторможения у Земли. Бак, естественно, после этого сбрасывается и сгорает. После чего - стыковка с МКС/Союзом и посадка экипажа в Союзе/шаттле.
Единственно - не уверен, что многоразовая теплоизоляция помянутого корабля может быть достаточно легкой, чтобы оправдать увеличение массы снижением потребной ХС для маневра орбита-орбита. Если нет - тогда то же самое, только торможение производится движком, тогда запас топлива и тужда, и обратно - одинаков.

Тема была о КК для полета на Марс БЕЗ разработки новых, пусть даже перспективных технологий и как можно дешевле. Отсюда и масса СЖО - сжо обычного, небиологического типа (как на "Мире") + запас еды и всего остального. Зачем аэроторможение и выход на орбиту Земли при возвращении - СА гораздо легче и дешевле. И запускать лучше все вместе, под одним теплозащитным экраном. Его можно сделать надувным хотя бы частично, как было испытано несколько лет назад. А в открытый ландер встроить систему внешнего жизнеобеспечения скафандра космонавта. РБ для старта от Земли можно сделать составным - стыковать последовательно столько стандартных РБ, сколько нужно. Эффективность будет ниже, но за счет того, что не надо разрабатывать новый большой РБ и танкеры для заправки получится дешевле. Кстати я там допустил ошибку - 100т будет весить РБ не на водороде, а на АТ/НДМГ.

P.S. Девиз проекта "Быстрее, Выше, Дальше...И ДЕШЕВЛЕ !" ...

Странно, судя по этому рисунку ХС Блока Д при торможении ЛК 2200 м/с. А ХС самого ЛК 2700 м/с. Зачем был заложен такой большой запас - на аварийное возвращение на орбиту ?

Кстати, если собирать ЛК сегодня, то за счет уменьшения массы электроники он будет легче килограмм на 500... Первоначально он планировался на 2-х человек, можед быть удастся сделать это сейчас ?

Да ясно все с ХС. Гиперболическая скорость для Луны - 2.62, вот ее-то и гасят эти девайсы... Прям с пылу с жару и садяться...

Может, опять разделить задачу на две? Первая - отправка к Марсу беспилотного модуля, который сначала выходит на орбиту, а потом способен сесть на Марс и вернуться обратно на орбиту. Вторая - отправка пилотируемого КК, который способен выйти на орбиту, а потом вернуться обратно. Довольно общий способ рисуется .

Беспилотный "марсианский" модуль, наверное, состоит из двух ступеней - посадочная и взлётная. Взлётная даже может быть многоразовой, к ней только стыковать посадочную нужно будет каждый раз для использования. То есть, может даже этот беспилотный модуль на два разделить, и отправлять отдельно?..

Хорошо бы составить табличку, как у Олега, да только слишком много неизвестных... например, масса посадочного модуля, или масса модуля с "запасами" для пилотируемого полёта. Да и лететь надо минимум вдвоём, а лучше втроём... В результате, складывается подозрение, что проще Энергию реанимировать, чем в этот конструктор играть .

CaRRibeaN, ЛК с блоком Д начинали операцию посадки с орбиты Луны на высоте 15 км, и возвращатся должен был ЛК туда же - при чем здесь гиперболическая скорость ?

avmich, это все ОЧЕНЬ хорошо, но задача опять же сделать как можно ДЕШЕВЛЕ - т.е наилегчайший кораблик на 1 или 2х человек для "рекордного прыжка" на Марс. И стоимость желательно удержать в районе 1 гигабакса.

Ещё такое замечание: один Бриз-М, конечно, тяжелее, чем два Фрегата - но и ХС у него больше, а главное, по стоимости один блок может быть дешевле двух. Поэтому может быть интереснее использовать его, а не два более лёгких блока - может даже слегка поднять ПН.

Кстати, почему в подсчёте упоминается Союз-ТМ и Союз-ТМУ, одновременно? Разве используется не только Союз-ТМУ?

У Бриза-М ресурс указан в 24 часа. Это что значит?

Где можно посмотреть данные по Зонду? Интересует число и характеристики ступеней, хорошо бы параметры траекторий...

Плясать надо от потребной массы на марсианской орбите. МКК, даже в сверхобрезанном варианте, на Марс все равно не посадишь. Поэтому модули МКК и лендера - принципиально отдельные модули. Лендер можно и нужно запускать отдельно и выводить на орбиту Марса аэроторможением - у него так или иначе есть т/з экран. Далее, сажать отдельно лендер и отдельно космонавта - плохо, ресурс жизнеобеспечения. будет использован не на сбор образцов, а на добирательство до лендера. МКК и тормозной агрегат должны быть сблокированы в один модуль. Для уменьшения массы, повторюсь, возможно использование внешнего посадочного модуля, который с LEO никуда не улетает. Ну, то есть стоящего в готовности на момент прилета Союза с одним пилотом на борту. Опять же вопрос - выдержит ли СА Союза торможение с гиперболической скорости. Если да - лучше садиться впрямую, если нет - лучше не тащить с собой СА, а ограничиться обитаемым (орбитальным) отсеком. Да, и не забыть крепление на корпусах лендера (снаружи) и МКК (внутри)табельных Макаровых - вдруг от марсиан придется отстреливаться .

Кстати пришло в голову, что в описанном варианте у нас на орбите остался ОО МКК. РБ, правда, ресурс выработали, зато сам корпус, СБ, СЖО и т.д. можно подремонтировать и использовать повторно. Не, не так! Его вообще не надо тормозить. Вместо этого надо использовать аналог взлетной ступени лендера с отсеком высокого давления. На подлете экипаж переходит вместе с образцами в оную ступень, тьфу, межорбитальный тормозной блок, и на торможении выходит на стыковку. Поскольку времени оно занимает немного, особенно большой ресурс СЖО и не требуется.
А МКК так и остается на гиперболической, и, кстати, может принять на борт новый экипаж и, таким образом, быть использован повторно.

Marsianin>CaRRibeaN, ЛК с блоком Д начинали операцию посадки с орбиты Луны на высоте 15 км, и возвращатся должен был ЛК туда же - при чем здесь гиперболическая скорость ?

Что значит на высоте 15 км? Зависали, а потом начинали движение? У тебя есть точные данные что предполагалось выходить на круговую орбиту высотой 15 км а с нее уже садиться? Или все же начинали торможение на подлетной траектории за 15 км? Учитывая что скорость гиперболическая - чем ниже тормозишь, тем меньше ХС надо.

avmich>Может, опять разделить задачу на две? Первая - отправка к Марсу беспилотного модуля, который сначала выходит на орбиту, а потом способен сесть на Марс и вернуться обратно на орбиту. Вторая - отправка пилотируемого КК, который способен выйти на орбиту, а потом вернуться обратно. Довольно общий способ рисуется

Эээ, все дело в том, что мы (как обычно) танцуем от способов доставки ПН, а не от ПН, как делают реальные инженеры. Видов М[арсианских]КК дофига, на самом деле надо даже для нулевого приближения иметь примерный вид ЧТО мы хотим доставить к Марсу, а потом уже прикидывать КАК это сделать.

Собственно говоря для того что бы просчитать минимальную конфигурацию есть почти все, кроме баллистическиго расчета (точнее полного времени полета). А вообще так можно прикинуть - по моим данным на одного человека в год надобно 4.5-6 тонн/год расходуемых материалов + 1190-910 ватт элетроэнергии непрерывно. Ну и обьем надо полагать метров 60, а то хреново ему станет за 2 года-то...

Ну вот, если кто найдет как делать листические расчеты, а в особенности как считать время возвращения (кстати мне нужно), могли бы перво и даже инженерное приближение считать...

Marsianin>avmich, это все ОЧЕНЬ хорошо, но задача опять же сделать как можно ДЕШЕВЛЕ - т.е наилегчайший кораблик на 1 или 2х человек для "рекордного прыжка" на Марс. И стоимость желательно удержать в районе 1 гигабакса.

Тыыкс, а высадка предполагается? Если без высадки (или с высадкой телеуправляемых зондов), то можно попробовать уложиться... ХОтя масса стартового косплекса ну никак не легче 120 тонн будет. Собственно мне видиться что-то вроде Звезды с 2 человеками (иначе с ума сойдут) с подстыкованным двигательным блоком... И звезда под завязку (тонн 18-25, возможно надо присобачить еще один модуль - складской. Насчет двигательных технологий... ну наверное вывод МКК за пределы радиационных поясов с последующей стыковкой и приходом экипажа подешевле будут... или нет... надо каждый вариант расписывать Вобщем давайте ТЗ и прикидки составим хотя бы для начала.

Слишком много переменных, в лоб считать трудно . Я было попробовал некоторые зависимости повыводить - но их тоже немало.

quote:

---

Эээ, все дело в том, что мы (как обычно) танцуем от способов доставки ПН, а не от ПН, как делают реальные инженеры. Видов М[арсианских]КК дофига, на самом деле надо даже для нулевого приближения иметь примерный вид ЧТО мы хотим доставить к Марсу, а потом уже прикидывать КАК это сделать.

---

 

Думаю, не совсем так. Конечный желаемый результат, мне кажется, скорее такой:

quote:

---

задача опять же сделать как можно ДЕШЕВЛЕ - т.е наилегчайший кораблик на 1 или 2х человек для "рекордного прыжка" на Марс. И стоимость желательно удержать в районе 1 гигабакса.

---

 

Это значит, по-моему - мы точно не знаем, "что" отправить, и не знаем, "как" отправить - но это "что" должно включать человека на поверхности Марса, а "как" укладываться в 1 Гб.

Мои начальные соображения такие:
[ul type=square][*] считать вариант для двух и вариант для трёх человек
[*] чем быстрее летим - тем меньше с собой брать массу расходуемых ресурсов, но больше топлива для разгона одинаковой массы - нужно найти оптимум топлива; учесть обратную дорогу
[*] считать вариант без посадки, но при этом все модули - существующие, и вариант с посадкой - при этом посадочный модуль прикидывать на глаз

[/LIST]

Я попробую прикинуть полезные зависимости и пришлю их сюда. Пока что вот - 2 КВРБ (сухая масса 3 тонны, топливо - 19 тонн, скорость истечения - 4500 м/с) способны разогнать до 3600 м/с 26 тонн ПН, а 1 КВРБ - 12.5 тонн.

Ээээ... Можно совет ? Прежде чем придумывать свой проект КК поглядите, что до Вас напридумывали ... Это касается и Луны, и Марса. (а то вопросы появляются интересные, например о СА "Союза" - он изначально проектировался для возврата на гиперболической скорости...).
Так что держите ссылки :
1) Я сегодня насканировал и отдал КронУ, но посмотрите сами : Наши лунные программы.(CaRRibeaN, советую почитать...)
2) Амовский последний проект КК для облета Марса - отсюда можно взять данные например по весу СЖО - Проект "Афина".
3) Куча проектов начиная с докосмической эры и кончая современными - Здесь ( и если кто скажет коэффициент для перевода футов в метры я буду рад...).

Считать массу надо ступенями - начиная с того, что садится на Землю, и кончая тем что взлетает с нее.
ИМХО на Землю садится должен СА "Союза", значит к ней долететь ддолжен он и СЖО (т.е. отдельный модуль). На орбиту Марса надо все это + ландер и топливо для возвращения к Земле и коррекций по пути. И естественно на орбите Земли к этому добавляется топливо и двигатели для перелета на орбиту Марса.

По моим прикидкам начальная масса КК для 1 (моджно двух но помоему в бочке со свободным объемом в два туаалета сидеть лучше одному, вдвоем крыша съедет точно...) человека с аэродинамическим щитом для глубокого торможения в атмосфере Марса и ландером около 150 тонн, на подлете к Марсу - 45-50т, на пути домой - 13-14 тонн. Ландер открытый (без кабины,этакая ступа "Бабы-Яги" ) одноступенчатый со сбрасываемыми баками и массой около 10 тонн. Разгонять все это сооружение можно 4 КВРБ, но успеть пристыковать последний пока из первого топливо испарятся не начнет трудно - четыре Протона за пару дней не пустишь... Так что я предлагаю стыковать РБ на АТ/НДМГ.

И снова вешаю рисунок, где я попытался представить этот КК :

Основой взят 7К-ЛОК, топливный бак удлинен и орбитальный отсек тоже. Большую его часть занимает СЖО.

hcube>Кстати пришло в голову, что в описанном варианте у нас на орбите остался ОО МКК. РБ, правда, ресурс выработали, зато сам корпус, СБ, СЖО и т.д. можно подремонтировать и использовать повторно. Не, не так! Его вообще не надо тормозить. Вместо этого надо использовать аналог взлетной ступени лендера с отсеком высокого давления. На подлете экипаж переходит вместе с образцами в оную ступень, тьфу, межорбитальный тормозной блок, и на торможении выходит на стыковку. Поскольку времени оно занимает немного, особенно большой ресурс СЖО и не требуется.

А зачем ?

hcube>А МКК так и остается на гиперболической, и, кстати, может принять на борт новый экипаж и, таким образом, быть использован повторно.

Самой энергетически выгодной схемой является прямая посадка ландера на Марс, следом летит облетный КК. Ландер стартует, набирает гиперболическую скорость и стыкуется с облетным КК.
Но никто никогда не планировал всерьез такую экспедицию - СЛИШКОМ рискованно...
И как вы собираетесь подсаживать экипаж на МКК ? Тем более, что его ресурсы уже выработаны...

Кстати амы когда-то уже занимались тем же что и мы. Например проектировали
"Лунный Джемини"

Marsianin>1) Я сегодня насканировал и отдал КронУ, но посмотрите сами : Наши лунные программы.(CaRRibeaN, советую почитать...)

Да меня уже тошнит от этих проектов. Они все даже не эскизные в массе своей... Так - проработки. ПОсмотрю когда время и желание появяться.

Marsianin>2) Амовский последний проект КК для облета Марса - отсюда можно взять данные например по весу СЖО - Проект "Афина".

Общее мнение - через чур оптимистичный проект. В реальности похужее будет.

Marsianin>3) Куча проектов начиная с докосмической эры и кончая современными - Здесь ( и если кто скажет коэффициент для перевода футов в метры я буду рад...).

Схохнуть можно все это считать. А одном футе 304,8 (точно) мм. В метры сами переведете?

Marsianin>Основой взят 7К-ЛОК, топливный бак удлинен и орбитальный отсек тоже. Большую его часть занимает СЖО.

Имхо надо еще удлинить...

Такие расчёты, по-моему, хорошо показывают, что марсианская экспедиция существенно сложнее лунной. Что бы там Зубрин не говорил, поскольку первые полёты на Марс - это скорее всего экспедиции, то получается большой барьер на старте пилотируемых марсианских программ... Одна длительность полёта накладывает ограничения на 1) численность экипажа 2) "жизненное пространство" - в Союзе 10 дней до Луны и обратно ещё как-то, а год до Марса и обратно - никак 3) количество расходуемых ресурсов... На Луну, даже с посадкой, сейчас, думаю, за 1 Гб (миллиард долларов в СИ) легко , а на Марс - сомневаюсь...

CaRRibeaN>Да меня уже тошнит от этих проектов. Они все даже не эскизные в массе своей... Так - проработки. ПОсмотрю когда время и желание появяться.

Посмотри, советую !

Marsianin>>2) Амовский последний проект КК для облета Марса - отсюда можно взять данные например по весу СЖО - Проект "Афина".

CaRRibeaN>Общее мнение - через чур оптимистичный проект. В реальности похужее будет.

ТМК - тоже оптимистичный проект, и намного...

CaRRibeaN>Схохнуть можно все это считать. А одном футе 304,8 (точно) мм. В метры сами переведете?

Сорри, вот что значит задуматся - мне нужен был коэффицииент для перевода ФУНТОВ в КГ.