Многоразовый челнок Фобос-Марс-Фобос

[Олигарх]

Многоразовый челнок Фобос-Марс-Фобос

Предлагаю членам нашей песочницы небольшое абстрактное упражнение:
Оценить возможность реализации на основе современных технологий многоразового челнока Фобос-Марс-Фобос.

Дано:
есть автоматизированная,  работающая без людей, фабричка на обратной (к Марсу) стороне Фобоса, которая из его вещества вырабатывает кислород и метан.
Аналогичная фабричка есть в экваториальной зоне Марса.
Есть средства, обеспечивающие заправку многоразового одноступенчатого челнока Фобос-Марс-Фобос как на Фобосе, так и на Марсе продукцией этих фабричек.

Что же из себя представляет этот челнок?
Для начала предлагаю такой вариант:
Это конус, высота которого примерно равна диаметру основания.
Верхняя часть конуса – это герметичный отсек для ПН – космонавтов и грузов.
Пусть масса ПН=5000 кг.  
Нижняя часть конуса содержит топливо – кислород+метан. Связки маршевых двигателей расположены по периметру основания конуса. Под основанием опоры или полозья, на которые и примарсианится челнок.

Пусть сухая масса челнока а) 5000 кг б) 10000 кг.
После заправки на Фобосе или Марсе запас топлива обеспечивает ХС=4200 м/сек. (1-я космическая для Марса = 3,7 км/сек.).

Какова масса этого топлива для подвариантов челнока с а) и б)?
Каковы его примерные геометрические размеры – высота/диаметр основания?

[Дмитрий Виницкий]

Бред пятиклассника.

[kost3]

Бред пятиклассника.

как шестикласник заявляю - идея интересная.
местные ресурсы - это всегда здорово.
Уровень робототехники вполне позволяет делать простые вещи.
Ежеди заранее такую систему отработать и испытать в беспилотном режиме- то полет на марс будет дешевле намного и безопасней.
Только в двух точках городить огород не нужно. Лучше всего только на полюсе марса   или только на фобосе.  Т к посадка будет по-любому за счет атмосферы и на схо сс орбиты много топлива не требуется.
Лучше все же на марсе - размерность челнока меньше будет.

Однако подождем локализацию запасов воды.

[pkl]

"Дельта-Клиппер" подойдёт. А в чём замес?

[Олигарх]

2 D.Vinitski: просьба не появляться в ветках, которые я открываю.

Не надо цимесов и чего то еще.
Я предложил сугубо абстрактное упражнение.
Было два конкретных вопроса. Надеюсь, что кто-то ответит.

[pkl]

Ну вот же:
http://www.astronautix.com/lvs/dcx.htm
И с цифрами. Что Вам ещё надо?

И "наш ответ Чемберлену":

...Более понятной и доступной для ракетчиков является схема одноступенчатой многоразовой ракеты-носителя с вертикальным стартом и с вертикальной посадкой. Судя по всему, исследованиями по такой схеме занимаются и в Соединенных Штатах. Я сам начал заниматься этой схемой (вечерами, в свободное от текущей работы время) в середине семидесятых годов, но только в начале девяностых удалось более или менее связать концы с концами для ракет такого типа (ракеты типа «Сивка») и провести весьма приближенные оценки возможности их создания.

Ракеты «Сивка» должны были бы отличаться следующими особенностями: первая — одновитковая схема полета с возвращением на космодром через полтора часа после старта; вторая — полностью автономный полет; третья — автоматизация процессов подготовки к полету и запуска; четвертая — использование двигателя с так называемым внешним расширением, обеспечивающим идеальную высотную характеристику и водород с кислородом в качестве компонентов топлива; пятая — аэродинамическое качество (отношение аэродинамической подъемной силы к силе сопротивления) при возвращении равное приблизительно 0,6–0,7; шестая — угол атаки при возвращении около 30 градусов; седьмая — относительное удлинение (отношение длины ракеты к ее диаметру) около 3.

Стартовые массы ракет такого типа в зависимости от их размеров могли бы быть в пределах от 250 до 16 000 тонн. Массы космических аппаратов, выводимых на орбиту ракетами «Сивка», могут составлять 2–4 процента от стартовой массы ракеты.

Внешне «Сивка» должен представлять собой цилиндр с двумя конусами по концам. Верхний конус, в котором помещается космический аппарат, отделяется от ракеты после выхода на орбиту высотой 100–130 километров, и «Сивка», сделав один оборот вокруг Земли, возвращается на космодром, совершая полет в атмосфере нижним конусом вперед. В нижней части ракеты размещается маршевый двигатель и посадочное устройство. Посадочная секция маршевого двигателя обеспечивает гашение скорости ракеты в процессе торможения перед поверхностью Земли.

У маршевого двигателя кольцевая камера сгорания и относительно небольшое кольцевое сопло с диаметром, близким к диаметру ракеты. Дальнейшее расширение кольцевой струи газа после выхода из сопла происходит за счет обтекания внешней кромки кольцевого сопла, в процессе так называемого течения Прандтля-Майера при обтекании острой кромки. Внутри кольцевой струи размещается центральное тело кольцевого двигателя в виде конуса с углом раскрыва около 60 градусов. Внутри конуса размещаются турбонасосные агрегаты, теплообменники, трубопроводы, клапаны и другие элементы двигателя. Такой двигатель имеет то преимущество, что на каждой высоте полета расширение струи газа идет до давления, равного давлению атмосферы на этой высоте, то есть такой двигатель может иметь идеальную высотную характеристику.

Размещение турбонасосных агрегатов и элементов конструкции осуществляется таким образом, чтобы центр масс при возвращении ракеты в атмосферу был достаточно сдвинут к хвостовому конусу и был смещен относительно продольной оси цилиндра, обеспечивая таким образом автоматическую балансировку ракеты при возвращении под углом атаки около 30 градусов. При таком угле атаки аэродинамическое качество аппарата оказывается порядка 0,65–0,7. Такое аэродинамическое качество позволяет при движении в атмосфере управлять дальностью спуска в атмосфере, получить необходимое отклонение в боковом направлении и тем самым обеспечить возвращение ракеты к точке старта и посадку ракеты на специально оборудованной посадочной площадке космодрома. Высота включения посадочной секции маршевого двигателя перед приземлением — от нескольких сот метров до километра, скорость перед началом торможения 100–200 метров в секунду.

С целью снижения массы бак кислорода делается сферическим, а бак водорода цилиндрическим. На участке выведения на орбиту основные отсеки «Сивки» располагаются в следующем порядке: верхний конус (с космическим аппаратом), бак водорода, бак кислорода, нижний конус.

Чтобы ракета могла вернуться к точке старта через один оборот вокруг Земли, она должна в процессе возвращения совершить боковой маневр около 650 километров и для этого иметь аэродинамическое качество около 0,7–0,8, если плоскость орбиты наклонена к плоскости экватора под углом 51 градус, как это имеет место при выведении космических кораблей «Союз» и многих космических аппаратов. Если ракета должна вывести КА на орбиту с меньшим наклонением, то требуемое аэродинамическое качество может быть меньшим, но если наклонение больше, то и требуемое аэродинамическое качество увеличивается. А необходимость выведения космических аппаратов на орбиты с наклонением большим, чем 51 градус, легко просматривается, да и сейчас многие КА выводятся на орбиты с большими наклонениями.

То есть обнаруживается принципиальный недостаток варианта «Сивка» — малое аэродинамическое качество. Кроме того, можно отметить очень напряженную массовую сводку конструкции (при проведении оценок по схеме «Сивка» принимались весьма оптимистичные оценки по массам конструкции ракеты), сложность конструкции баков, посадочного устройства и теплового защитного покрытия.

Ракета-носитель с вертикальным взлетом и с самолетной посадкой может иметь достаточно большое аэродинамическое качество и, следовательно, достаточный маневр в боковом направлении, позволяющий ее использование не только при относительно малых наклонениях орбиты, но и для выведения КА на полярные и гелиосинхронные орбиты. Этот вариант отличается от ракет типа «Сивка» в лучшую сторону и тем, что не нужно иметь на борту топливо для торможения перед приземлением, уменьшается количество топлива на управление в процессе спуска с орбиты, так как по мере снижения начинают работать аэродинамические органы управления. Но зато придется вводить в конструкцию крылья, элероны, стабилизатор, аэродинамический щиток (для регулирования положения центра давления в процессе спуска), гидросистему управления с гидроприводами, тепловую защиту крыльев, шасси, ферму между баками, систему установки и отделения выводимого полезного груза и так далее...

http://militera.lib.ru/explo/feoktistov_kp/08.html
К. Феоктистов

[pkl]

А Вы что, хотите инвестировать? Здорово! Желаю Вам, безо всякой иронии, чтобы всё получилось. :wink: Такая ТКС найдёт применение не только на Марсе.

P.S.: Я бы тоже присоединился, да денег нет.

[Дмитрий Виницкий]

Некто с идиотским ником Олигарх, прошу не постить всякий бред на форуме, который я читаю.

[MKOLOM]

D.Vinitski без хамства не способен функционировать

[pkl]

Угу, я почитал, за что ему на этот раз предупреждение всыпали. Мдааа... :roll: действительно, хамло.

Ладно, по сабжу - тут похоже, снова хотят возродить МОН ВВП как я понял?

[Дмитрий Виницкий]

Нет в этой теме ничего абстрактного, или тем более, конкретного.
Есть высосаное из пальца ламерское предложение, не имеющее ни целей, ни оснований.

Хамство - указывать мне, где появляться а где - нет.
Неудивительно, что в ответ я не собираюсь выделавать реверансы.
У меня складывается впечатление, что форум для значительной части публики является просто местом для удовлетворения собственных комплексов - смаатрите какой я умный, и скока я тут навалил!
Юристам ис Калининграда вообще мерещатся калие-то штрафы, источники которых давно стерты и непонятны даже мне.

[Виктор Левашов]

Попытаюсь пояснить, почему этот топик несколько бессмысленно выглядит.
Если

есть автоматизированная, работающая без людей, фабричка на обратной (к Марсу) стороне Фобоса, которая из его вещества вырабатывает кислород и метан.
Аналогичная фабричка есть в экваториальной зоне Марса.
Есть средства, обеспечивающие заправку многоразового одноступенчатого челнока Фобос-Марс-Фобос как на Фобосе, так и на Марсе продукцией этих фабричек.

уже дано, то вопрос, какой формы будет челнок - это вообще не вопрос.
Все равно, что рассуждать, какую кобылу в "Бентли" запрягать.

[Старый]

А Вы что, хотите инвестировать? Здорово! Желаю Вам, безо всякой иронии, чтобы всё получилось. :wink:

Оказывается вы злой...

P.S.: Я бы тоже присоединился, да денег нет.

Жаль, жаль...

[Евгений Румянцев]

Нет смысла рисковать людьми и гробить деньги на чьи то амбиции.
Это всё равно что отправлять отряд "тимуровцев" для срыва одного яблока из огорода какой нибудь бабульки.
Есть же планы по полёту на Фобос "автоматов".

[Chilik]

Это всё равно что отправлять отряд "тимуровцев" для срыва одного яблока из огорода какой нибудь бабульки.

Детский опыт подсказывает, что идти в чужой огород за яблоком в одиночку чревато. Отряд надёжнее и безопаснее.
А вот зачем на Фобосе завод - я так и не понял.

[Alex_II]

А вот зачем на Фобосе завод - я так и не понял.

Зачем - ладно. Я вот не понял из чего он там топливо для челнока делает... На Марсе хоть вода и СО2 есть, а тут?

[fan2fan]

Оценить возможность реализации на основе современных технологий многоразового челнока Фобос-Марс-Фобос.

А чем эта штука отличается от марсианского модуля предполагаемой обычной марсианской экспедиции ? (60 т вроде с топливом там). Только тем, что таскается целиком туда-сюда ? Если порыться даже на форуме, то можно наверняка найти все данные, чтобы самому все посчитать (лично я так с Луной баловался, без открытия специальной темы, конечно :-))

[Suzeren]

Фобос? Кто сказал Фобос??

[Димитър]

... на форуме, который я читаю.

Читайте, сколько хотите!
А вот писать то, что Вы пишете, лучше не надо! Флуда и без Вас хватит.

[pkl]

А Вы что, хотите инвестировать? Здорово! Желаю Вам, безо всякой иронии, чтобы всё получилось. :wink:

Оказывается вы злой...

Почему это? Я же действительно, безо всякой злобы.

P.S.: Я бы тоже присоединился, да денег нет.

Жаль, жаль...

Ах, увы