Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
На орбите ЖЖ: Как сделать космос доступнее?
lozga
Заканчивается время голосования на премию NeForum Awards, и вместе с ним постепенно подходит к концу наш вечер воспоминаний. Одной из последних хочется вспомнить мою самую любимую серию - "облегчение доступа в космос". Даже спустя 60 лет после запуска первого спутника добраться до орбиты непросто. И у человечества появлялась масса разных идей, как сделать космос доступнее.

01

Началось все с обзора способов посадки первой ступени - в 2013 году мир еще только ждал первого возвращения ступени Falcon 9. Расчеты запасов топлива оказались по нижней границе - реальная ступень делает несколько включений и расходует больше топлива. Также спустя некоторое время мне попалась информация, что у Ми-26 есть ограничения на максимальную скорость снижения (у вертолетов существует опасный режим "вихревое кольцо", который не позволяет быстро спускаться), да и ступень за прошедшие годы подросла. Но воздушный подхват все равно остается самым выгодным с точки зрения экономии топлива вариантом, будет забавно, если в будущем кто-нибудь попытается ловить ступень гигантским дроном-квадрокоптером.
Следующим очевидным вопросом стала история Спейс Шаттла - пока единственного многоразового аппарата, который эксплуатировался десятилетиями и в итоге оказался экономически невыгодным. Возможно, кстати, что успеха достигнут минишаттлы - аппараты гораздо меньшего размера.
Нередко вспоминают про воздушный старт, не задумываясь, что для достижения космоса главное - это скорость, а не высота.
Еще более утопичны проекты одноступенчатых орбитальных аппаратов.
Лично мне нравится идея "большой глупой ракеты", и очень жаль Лутца Кайзера, который мог стать Илоном Маском 1970-х. Вообще, увы, хватает тех, кому не повезло. А про ракету OTRAG в итоге получилась мини-серия: вопросы надежности и сценарии отказов.
Однажды по дороге на работу мне пришла в голову идея специализированной ракеты (которая, естественно, уже приходила раньше в другие головы). Здесь же уместна история провалившихся крылатых ракет. А после гиперзвуковых военных испытаний вполне возможно, что эта система в будущем в каком-то виде реализуется.
Хорошо было бы иметь универсальную ракету для разных полезных нагрузок, но, увы, пока не получается. Пока что отдельно разрабатываются и сверхтяжелые и сверхлегкие ракеты (раз, два, три). А иногда им приходится худеть.
Исторически первым посадил и повторно использовал первую ступень Безос на New Shepard. Формально это не космический носитель, но суборбитальный туризм - полноценный сегмент космического бизнеса. Да и Безос потом собрался делать тяжелый многоразовый New Glenn.
Ну и, конечно же, много SpaceX и Маска. Один пост обращает внимание на самые очевидные проблемы, которые ему придется решить. Материал до сих пор актуален, потому что только сейчас у Маска постепенно начинает появляться статистика экономической эффективности многоразовых ступеней. Критические разборы ITS и BFR (а также про ракетную почту) - лично мне хочется не мечтаний, а конкретики. Как SpaceX набирает темп пусков. Внезапные китайцы, которые вдохновлялись, но не копировали Falcon 9.

Мало запустить полезную нагрузку в космос. Есть варианты как сделать ее эффективнее там. Например, можно заправлять спутники. В некоторых операциях могут оказаться полезными тросовые системы.


Если вам понравился материал, вы можете проголосовать за меня (Филипп Терехов) в номинации "Лучший лонгрид LiveJournal" Neforum Awards 2017.

Я в социальных сетях:
Вконтакте, Facebook, Twitter, Instagram, YouTube

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «на орбите ЖЖ»

  • На орбите ЖЖ: байки

    Сегодня последний день голосования. Хочется завершить на позитивной ноте. Поэтому вспоминаем разнообразные байки. Необычные предметы,…

  • На орбите ЖЖ: Orbiter

    Вспоминая серии материалов ни в коем случае нельзя не упомянуть про Orbiter. Уникальный, очень реалистичный и при этом бесплатный космический…

  • На орбите ЖЖ: Мирный космический атом

    Свежая новость о начале испытаний космического атомного реактора Kilopower напомнила мне о мини-серии материалов про космические ядерные технологии,…

  • На орбите ЖЖ: Катастрофы и происшествия

    Освещение в СМИ и интернете вчерашнего аварийного пуска с "Восточного" выглядело так же безобразно, как и в истории с "Прогрессом" год назад -…

  • На орбите ЖЖ: Астрономия

    Продолжаем вспоминать написанные ранее лонгриды. Одна из основных тем журнала - астрономия, и в заголовок она вынесена по праву. Тут можно найти…

  • На орбите ЖЖ: Незаметные сложности

    Как и обещал, первая подборка. Раз уж вспоминать, то сначала. А именно регулярно писать о космосе я начал с материалов, которые выросли в серию…


промо lozga ноябрь 4, 2014 17:00
Разместить за 20 жетонов
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
попытался проголосовать ага
Exception: Can't create OAuth provider class with empty provider's id
36 modules/core/exception.php
28 modules/siteuser/oauth/controller.php
46 hostcmsfiles/lib/lib_120/lib_config_120.php
443 modules/core/command/controller/default.php
194 modules/core/router/route.php
239 index.php

Оптимизации Маска

"Но воздушный подхват все равно остается самым выгодным с точки зрения экономии топлива вариантом"

Маск не ставит задачу экономии топлива или увеличения полезной нагрузки. Маск ставит задачу экономии ДЕНЕГ.

Этот простой факт критики Маска почему-то не воспринимают.

Очевидно, идея подхвата ступени в воздухе ему показалась (совершенно справедливо, на мой взгляд) экономически невыгодной.

Re: Оптимизации Маска

Любители водорода тоже обычно не понимают что нужна не экономия топлива и не достижение максимального удельного импульса (последнее может оказаться оправданным только во флаговтыкательных проектах вроде "Аполлона"). Нужен налаженный цикл подготовки и старта, десятки площадок, сотни аппаратов, каждый из которых имеет ресурс на сотни полетов. (и, блин, где-то взять коммерческую нагрузку на эти десятки тысяч запусков). Иначе индустрии не будет. А не будет индустрии. не будет устойчивого развития техники.

Инженер должен за свою карьеру сделать порядка сотни проектов и пару десятков из них до металла довести. Только тогда он накопит достаточный профессиональный опыт, чтобы его можно было передавать следующему поколению.

А профессиональное сообщество должно насчитывать тысячи инженеров, иначе не выработается профессиональный язык, профессиональная этика и прочее, без чего отрасль не станет отраслью.

Re: Оптимизации Маска

В принципе использование ракеты два-три раза достаточно, больше не нужно. Это уменьшает расходы на запуск примерно в два-три раза, после чего экономический эффект меняется незначительно, а технические риски и трудности растут экспоненциально. Первый запуск может быть "бизнес-классом" (большие и нервные заказчики), а второй "экономическим" (небольшие и менее нервные заказчики). Если получится третий, то он может быть со скидкой "за риски" -- на это тоже будет полно клиентов. Вот так деньги и сэкономятся, при этом инженерного героизма не потребуется -- два раза ракета летает уже, три раза наверняка тоже сделают, а больше нет смысла. В целом всё получится хорошо.

Re: Оптимизации Маска

если ракета летает три раза, что мешает ей полететь в 4й?

межполётное обслуживание будет пАлюбасу. Не как шаттл конечно, но к цене будет добавлять изрядно. Тем более что бреду маскофилов грош цена априори.

То что клиенту выставляют в инвойсе -- это счёт за пусковую услугу, цена железа ракеты там будет существенно меньше 100%. Не говоря уж о то что возврат только первой ступени это еще не вся ракета, например.

То есть в итоге счёт клиенту уменьшается хорошо если на 20%, вот вам и вся нынешняя многоразовость его быдлейшества маска.

Требуются истинно радикальные прожекты (и большие объёмы) чтоб уменьшить стоимость вывода хотя бы на порядок.

Re: Оптимизации Маска

> возврат только первой ступени это еще не вся ракета, например.

Потому сейчас уже начали потихоньку возвращать дорогие створки обтекателя, и потихоньку думают над возвращением второй ступени, например.

> в итоге счёт клиенту уменьшается хорошо если на 20%

Да-да, ===тогда и поговорим===

Re: Оптимизации Маска

> Первый запуск может быть "бизнес-классом" (большие и нервные заказчики), а второй "экономическим" (небольшие и менее нервные заказчики).

Второй пуск по идее надежней, на деле. Не удивлюсь, если со временем за второй пуск на девятке будут брать больше, чем за первый.

> больше нет смысла

Смысла нет только если с третьего по четвертый пуск вероятность аварии ракеты катастрофически увеличивается. Почему вы так считаете?

Re: Оптимизации Маска

1. Непринципиально какой из пусков будет "бизнесом", но самый надёжный будет им, также будут "обычный" и "рискованный".

2. Потому что каждый полёт, и особенно каждая посадка, портят ракету. Ресурс компонентов расходуется, а некритичные повреждения накапливаются -- это усталость, напряжения, всякое такое. Избыточный ресурс закладывать невыгодно -- это лишняя масса; излишнюю надёжность тоже -- это большие затраты на компоненты. Самая большая выгода получается при переходе от одного полёта к двум: стоимость ракеты разделяется на два полёта, или вдвое уменьшается её доля в цене запуска. При трёх полётах разница уже меньше: 0.5 и 0.33; при четырёх -- совсем небольшая: 0.33 и 0.25. Дальше разницы практически нет: 0.25 и 0.2, и так далее. Поэтому думаю три, максимум четыре полёта -- экономически оптимальный резерв, ну и под конец (третий полёт) ракета будет уже близка к его пределу. В четвёртом полёте можно даже не сажать.

С одной стороны верно, с другой - даже десятый запуск всё равно экономит миллионы долларов. Жалко!

Re: Оптимизации Маска

Вопрос в том, сколько запусков планируется. Если речь о одном-двух десятках в год и вы хотите поддерживать производство именно этой ракеты -- то вы, возможно, и правы. Но если о сотнях (или же если вы планируете переход на другие системы) -- то и ракету оптимально использовать десятки раз.

SpaceX сейчас делает модификацию Falcon-9, которая должна летать 10 раз между ремонтами. При этом никакого ухудшения ТТХ там не предвидится.

Первая ступень New Glenn строится с расчетом на 100 использований

Для BFS планируется 100 циклов для орбитального корабля (как у шаттлов) и 1000 для первой ступени


Подхват в воздухе экономически выгодней - но мне страшно представить количество полётов на его отработку.
Плюс нехилая вероятность потери подхватывающей системы, а она тоже денег стоит.

Ваши аргументы опровергают ваше же утверждение

Давно понятно как сделать космос доступнее -- убрать правительство из системы. Непонятно было лишь как сделать возможным сделать космос доступнее -- варианты без правительства почему-то не выживали. Сейчас вариантов без правительства уже немало, вы их перечислили. Остаётся дождаться их результатов (особенно от Безоса, и "Электрон").

  • 1
?

Log in

No account? Create an account