?

Log in

No account? Create an account

Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Как у Маска дизайнеры инженеров победили
lozga
67 Международный конгресс астронавтики ожидаемо принес сенсацию - с планами колонизации Марса выступил Илон Маск. Красивый ролик, отличная презентация в стиле Apple, тем не менее оставили тягостное недоумение. Не погружаясь в формулы, просто "на пальцах" видно, что предлагаемые технические решения и характеристики аппаратов очень странные.






Самые первые кадры уже вызывают недоумение. Башня обслуживания слева гладко отделана, и из нее не торчат никакие технические устройства. Реальные башни обслуживания в теплом климате США выглядят примерно так:



Вы скажете, что это мелочь, и будете правы - действительно, нарисовать можно любую башню. Проблема в том, что вместо того, чтобы рисовать правдоподобно, художники SpaceX решили нарисовать красиво. Башня обслуживания - это утилитарное техническое устройство. Ее можно сделать красивой, гладкой и блестящей, но это потребует дополнительных денег, а работать лучше она не станет. Как такие расходы будут сочетаться с доступным билетом на Марс?



Космический корабль 21 века пропорциями и количеством иллюминаторов напоминает ракеты, как их рисовали в 50-е годы.


Ракета Флеша Гордона. У нас этот персонаж не очень известен, но сколько американцев поперхнулось у монитора?

В реальности же инженеры чаще тратили свои таланты на то, чтобы сделать иллюминаторы меньше - многослойное стекло (способное выдержать вакуум и микрометеориты) очень много весит. Вот, например, наглядная история, как боролись с иллюминаторами в американском лунном модуле.


Сериал From the Earth to the Moon, откуда взято видео, всячески рекомендуется к просмотру

А если вы вспомнили про модуль Cupola на МКС, то он появился только спустя десять лет после начала работы станции, до этого обходились единичными иллюминаторами. И в нем иллюминаторы закрываются заслонками.



Кроме веса, большие стеклянные конструкции будут еще и дорогими. Так, говорите, дешевые билеты на Марс?



Красивые строгие линии ракеты и башни обслуживания. Никаких отводящихся мачт, как это бывало в реальности.



Нет, конечно, технически сделать такую конструкцию можно. Например, на "Протоне" кабели идут на специальную контактную площадку между двигателями.



При желании можно заправлять обе ступени снизу, протянув трубопроводы заправки второй ступени через первую, но зачем?



Сорок два двигателя первой ступени станут очевидной мишенью для критики из-за вопросов надежности. Но в реальности взаимосвязь надежности и количества двигателей несколько сложнее. Если у ракеты будет запас по тяговооруженности, и авария не будет приводить к повреждению соседних двигателей, то потерю одного можно пережить.



На корабле не видно никаких признаков системы спасения. В принципе это логично для полета на Марс в одну сторону, и для сотни человек экипажа она будет совершенно неадекватно дорогой и сложной, но катастрофа на старте будет очень обидной.



Один из самых странных кадров. Во-первых, возврат к месту старта - это большие потери полезной нагрузки. Никто не мешает садиться дальше по траектории и не тратить драгоценные тонны топлива на возврат. Во-вторых, а зачем вообще садиться в собственный стартовый стол? Посадка требует фактически сантиметровой точности даже с активными стартовыми улавливающими агрегатами, что сложно представить для такой большой ракеты. А любая серьезная авария приведет к тому, что ракета упадет на старт и выведет его из строя. На фоне недавней аварии с уничтожением стартового стола такое решение выглядит особенно странно. Экономия времени на транспортировку первой ступени? Но это экономия на спичках - минусы однозначно перевешивают.



Идея заправки на орбите вполне здравая. Вопрос только в том, чем заправлять. По презентации SpaceX на корабле стоят двигатели Raptor, работающие на переохлажденных метане и кислороде. Значит, все время перелета к Марсу в баках будут храниться компоненты топлива на посадку. А без теплоизоляции баков они нагреются и испарятся. Именно поэтому реальные космические аппараты в дальний космос берут с собой хранящиеся в жидком виде при комнатной температуре гептил и амил. А криогенные ступени живут на орбите в лучшем случае часами. Да, баки технически можно теплоизолировать, но это будет огромная потеря веса и денег. Вот, например, в музее РКК "Энергия" баки для "Бурана", в которых жидкий кислород мог храниться неделями.



Реальный бак маленький, а стенки толстые. У большого бака нарисованного корабля будет огромная поверхность и соответствующее количество различных технологических отверстий. Теплоизоляция сделает его буквально золотым и по весу, и по стоимости.



Красиво, но и тут дизайнеры победили инженеров. Без узла поворота солнечные панели потребуют разворота носом/кормой к Солнцу самого корабля, а это неудобно, и требует дополнительных расходов топлива. В видео, кстати, корабль игнорирует направление на Солнце вообще.



Оказывается, мы тащили к Марсу многоразовую теплозащиту в стиле шаттла и тормозим ей вместе с рудиментарными крылышками. Грустно, что дизайнеры Маска проигнорировали проработанные инженерные идеи, как можно затормозить в атмосфере Марса, и рисовали посадку для толстой атмосферы Земли. Вот так вот выглядит гораздо более правдоподобная посадка.



Дело в том, что у Марса атмосфера очень тонкая, и среднее давление на поверхности в районе половины процента земного. Использовать ее для торможения неудобно, а не учитывать тоже нельзя. Можете сами попробовать (вариант раз, вариант два), насколько она некомфортная.



Бедная аэродинамика. Кстати, скорость встречи с Марсом даже в лучшем случае составит 5-6 км/с, т.е. кораблю придется тащить с собой топливо для изменения характеристической скорости (delta-V) километров на шесть минимум. По простой схеме нам потребуется 4,2 км/с, чтобы долететь до Марса, и порядка пяти, чтобы затормозить. Торможение таким способом, как на видео, позволит бесплатно снизить скорость об атмосферу, прикидывая на пальцах, километра на два, а оставшееся придется гасить двигателями, тратя топливо. Такой большой запас характеристической скорости для одной ступени не очень обычен, но технически возможен.

Конструкция корабля говорит, что он должен будет использоваться как многоразовое транспортное средство между Землей и Марсом. Причем, он должен будет взлетать с Марса и разгоняться к Земле, используя всего одну ступень. Физика это не запрещает, но решение смотрится нерациональным, требуемое суммарное время работы двигателей будет очень большим, а их авария приведет к невозможности дальнейших этапов полета.

После просмотра этого видео корабль "Гермес" из фантастики "Марсианин" начинает казаться полноценно проработанным проектом - в самом деле, у него могут поворачиваться солнечные батареи, есть радиаторы системы теплообмена, реактор и эффективный двигатель, и вполне адекватное количество людей в экипаже.



Презентация


Материалы презентации также рождают вопросы.



Здесь в принципе игнорируются подводные камни, которые могут сделать сравнение с лайнером абсолютно некорректным.



Говоря простым языком, SpaceX собирается строить огромный карьерный самосвал. Допустим, для Марса он подходит. Но для каких задач на околоземной орбите, на которой только пока и можно зарабатывать, будет нужна ракета на 300/550 тонн полезной нагрузки? Семейство Falcon 9/Heavy хотя бы может зарабатывать на версии 9 и отправить небольшой груз к Марсу в версии Heavy, зачем строить нового монстра?



А вы знаете, 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?



Отличный бизнес-план. Многоразовые ракеты Маска и ваша самодеятельность - вот все, что нужно для успеха. "Обычная" пилотируемая миссия на Марс оценивается от ста миллиардов долларов, а деньги на тысячи кораблей с колонистами Маску разве что Всемирный Совет даст после победы коммунизма на всей планете.



После выхода на орбиту Юпитера состоится первый в истории шахматный матч Юпитер-Нью Васюки. А в презентации еще говорилось о межзвездных полетах...

О мечтах и реальности


Презентация Маска показала монструозный, противоречивый, плохо проработанный и вызывающий огромное количество вопросов 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. Но реальны ли такие мечты? Пионеры космонавтики мечтали о космосе, но их мечты поддерживались математическими расчетами о принципиальной возможности полетов, а первые получающиеся двигатели подкрепляли уверенность в реальности успеха. .Мечты сбылись, пусть и в иной форме - на Марсе сейчас работают роботы, а космонавтика несет вполне реальную пользу. Мечтать намеренно о несбыточном, считая, что желаемое будет достигнуто каким-то волшебным образом вопреки скучным математике, физике и экономике - это уровень МЛМ и фильма "Секрет". Сейчас, в мире постмодерна, пиар может быть важнее реальной работы, но без нее совсем пока еще нельзя обойтись. И далеко не факт, что магнетизм идеи "Вперед, на Марс" повысит конкурентноспособность SpaceX на рынке - у энтузиастов денег обычно мало, а бизнесмены умеют их считать, и никакая красота Марса не заставит их покупать места на ракете, если у нее сохранится статистика с одной аварией на десять полетов. Для качественного рывка в космос нужны новые технологии, которых пока не видно. А медленный и постепенный путь развития космонавтики смотрится менее эффектно. В презентации Маск показал красивую мечту, которую будет крайне сложно осуществить даже в усеченном варианте. И остается только надеяться, что это не приведет к очередному разочарованию в космонавтике.

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «облегчение доступа в космос»


promo lozga november 4, 2014 17:00
Buy for 50 tokens
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…

  • 1
У вас глюки.

Потому что новый.

На МКС доставляют не тонны, а грузы. Грузы имеют размер, а не только массу. Прогрессы давно превратились в транспорт для воды и топлива, потому что другие грузы взять не может ни за какие деньги. И вернуть их на Землю не может.

Челноки доставляли людей и груз на МКС и обратно дешевле и лучше, чем Союзы и Прогрессы. Но столько людей и грузов теперь не нужно. Однако новое поколение кораблей для МКС будет превосходить возможности Союзов и Прогрессов, что давно обещал Роскосмос - участник МКС, но не сделал.

Боюсь, что вы слиняли с дискуссии у зеленого кота, где написали, что корабли дешевле. Ваша ошибка в том, что вы не помните, когда и кому что писали. Наверно, работа адвоката Маска требует большого участия в интернет-олимпиадах, потому всех и не упомнишь, да?
Так какие же такие новые грузы будут возить на МКС? Американские космонавты в союз не влазят, да?

Я бежал в ваших снах. Адвокаты у Маска - профессионалы. Я же не люблю, когда клевещут на моей родине, забивают ложью понимание мира читателей.

Смотрите сводки грузов Dragon и HTV.

Да, астронавты попросту не влезали в Союз, но сделали выемки корпуса, как временную меру. Однако временная мера так осталась на два десятилетия.

Edited at 2016-10-05 16:45 (UTC)

Точно, они профессионалы, тебя бы не взяли. Естественно, Маску по барабану, что о нем пишут всякие нищеброды. И на тебя тоже пофигу.

А что, на МКС новые шлюзы, через которые все стало пролезать? Я уж молчу про европейские и японские грузовички.

1. Я ж и пишу, что у вас зависть ничтожества. И стыда нет.

2. Да, на МКС новые шлюзы.

1. Боюсь, что у вас психические проблемы ничтожества, бегаете по интернетам и разгоняете всех, кто на вашего бога замахнулся.
Где я, кстати, завидую? Ну кроме как в твоем вскукареке?

И давно на МКС новые шлюзы на 127 см? Случайно, не с 2001 года? Хотя ты живешь где-то давно, судя по рассказам про 2002 год.

Так профит от новых крафтов (японские и европейские мы ведь не считаем, Маск у них не соснул ведь, как соснул на днях со своими 10% экономии на повторном запуске ступени, который еще даже не произошел?) кроме как на 40 см более широкого окна? Про "дешевле" ты уже слился.

Они случайно больше союзовских. Но примерно такие, как хотели на Заре или Клипере, а теперь ПТК НП, но в 2030 где-то, когда умрет последний, кто помнит. С вашей памятью умирать не обязательно.

Именно дешевле. Вранье опять.

Так еще раз - сколько стоит один пасажир в драконе и сколько тонна груза по насовскому прейскуранту? А то на мои цифры ты возразить не смог, попенял на размеры, все забыл и снова завел старую шарманку. Очень хреново, что ты не помнишь, что и как писал. Очень жду рассчетов по топливу для величайшего творения Маска, существующего пока только в эскизах.

И сколько стоит? Это ведь вы сравнили первым? Врали, а на самом деле не знаете?

Я ведь жду не согласия вашего, а чтоб вы перестали врать.

Вот и опять. Новое творение Маска строится и испытывается.

Дурачок, тебе нужно в каждом комменте дублировать цифры, потому что ты не помнишь, а где я указывал их, ты просто включил дебила и промолчал? Еще раз - 100 миллионов за каждого доставленного астронавта.

Дальше - правильно ли я понимаю, что строится и испытывается некая система, которая опровергнет формулу Циолковского? Знаешь о такой? Или ты больше борешься с клеветой в адрес пресвятого Маска, который строит и исследует, опровергая законы мироздания? Он что, летает не на рапторах с импульсом не более 370 с? Хотя с кем я говорю? Ты ж вообще в ракетостроении не смыслишь!

А ссылка?

Нет, вы не умеете правильно понимать. Вы врать умеете.

Ссылка на википедию, где указана стоимость контракта на 6 миссий? Типа ты сам не в курсе, любитель космонавтики?

Правильно ли я понял, что по поводу возможности нарисованной миссии на Марс и дальше тебе сказать нечего, кроме что все вранье и Маск работает над этим?

Там стоимость разработки и испытаний. Ссылку. Я-то в курсе.

Я сейчас разбираюсь с тем, что сказал Маск. У меня нет ответов на все вопросы, подсказанных классовым чутьем. Есть не нарисованная, а сделанная часть: прообраз Raptor на стенде и углеродный бак. Есть контракт с ВВС. Есть план Red Dragon, как часть испытаний Dragon V2.

Маск волен выбирать стратегии, но предоставляет выбор обществу. Можно начать гонку к Марсу, но тогда напрягаться должны многие. Верно подмечено, скажем, что жизнеобеспечения у Маска нет, этим долго и дорого занималось NASA.

Раз все в курсе, то зачем ссылка? Или ссылка на твое бурление в блоге зеленого кота, где ты ноги решил сделать? Стоимость разработки заложена вообще во все, и в союзы, и в газели.

Как я понял, вот по конкретно теме данного поста у Маска по большей части хуета? Я вообще пальцем показываю на вопиющий и никем не замечаемый пиздеж - беспилотный какбе танкер не сможет ни в один, ни в два присеста заправить марсианский корабль, так как тому потребуется почти 2000 т горючего, что чисто математически нельзя доставить на рапторах нахаляву. Это следует из скупых цифр Маска.

Что Маск что-то делает - это всего лишь значит, что ты менее удачливый брат-близнец фрицморгена - всегда найдутся какие-то успехи, а про обещания можно забыть, хоячки память долговременную не имеют.

  • 1