Концепция: Средства выведения

[ОАЯ]

Параметры экрана из алюминия – диаметр 5 метров, длина 20 метров, масса при толщине стенок в 1 см – 9 тонн (без всех доп. Устройств – зонтика, стыковочного узла, механизмов управления и механического захвата)
Если толщина 2 см, то масса доходит до 18 тонн соответственно. И т.д.

[Борис Лучников]

Дем пишет: Создать-то можно. Вопрос в наличии ПН для этой линейки.

Согласен

[avmich]

Какие ракеты могут быть востребованы?

Ракеты можно строить с ПН от 1 кг (и ниже) до 200 тонн (и выше). В этом диапазоне есть некоторые пороговые значения - скажем, всемирные "25 тонн для тяжёлой ракеты как цель", исходящие из удобств эксплуатации (транспортировки), но история показывает, что значительную роль играют потребности ПН. То есть, в принципе, ракеты можно делать под ПН, не особо теряя, например, в цене килограмма на орбите.

Какие ПН могут быть востребованы?

Известна классификация "люди - сырая масса - электроника", то есть, в космос можно - в основном - запускать или пилотируемые аппараты, или нечто, имеющее большую массу, но малую удельную стоимость (металлоконструкции, топливо), или нечто, имеющее (особо) высокую удельную стоимость (сложные электронные, оптические, гравитационные и т.п. изделия).

Последняя категория, на мой взгляд, в большой степени будет подвержена миниатюризации. Сложно сделать что-то, имеющее одновременно большую массу или размеры и большую удельную стоимость. Исключения есть... но, во-первых, редки, во-вторых, в таких случаях можно обращаться к решениям для других категорий.

Вторая категория - грузы - удобна тем, что их до большой степени можно возить "навалом". Это как загрузить Прогресс на МКС до полной возможной ПН - пока есть место, можно что-то добавить. Это что-то стоит недорого, а перевезти - когда альтернативой везти "пустоту" - оказывается недорого. Другое дело, что эти грузы - это, как правило, львиная доля стоимости перевозки, потому что масса.

Первая категория - люди - обладает интересным свойством: поскольку их всегда нужно возвращать (причём из любой точки полёта - хотя бы до околоземной орбиты), то массы аппаратов оказываются в определённых пределах. Исторически наименьшим пилотируемым КК был Меркурий, 1300 кг, а наибольшим - Спейс Шаттл, 100 тонн, но они оба сегодня выглядят как крайности. Меркурий слишком минималистичен - в ущерб в том числе безопасности - а Спейс Шаттл имел смысл при доставках заодно грузов - что приводило к проблемам безопасности же с другой стороны. Можно, конечно, говорить о статонном "автобусе" на орбиту, где вместо грузового отсека Шаттла - салон для пассажиров, но вопросы безопасности остаются, поэтому нужно оправдание - зачем нужен такой вместительный КК. Поэтому сегодня современные КК сходятся в диапазоне от 8 тонн (поздние Союзы, Шеньчжоу) до где-то 20+ тонн, и более тяжёлые, как правило, включают серьёзный запас ХС (Орион). Возвращаемая часть - в более узком диапазоне, который определяется возможностями парашютов для капсул. Для крылатых аппаратов такого ограничения нет - а другие, как показали Шаттл и Буран, достаточно слабы - но остаётся ограничение по практическому размеру экипажа при условии обеспечения безопасности.

Получается, что для пилотируемых КК нужны ракеты в 10-25 тонн ПН, для грузов - всё вплоть до супертяжей, лишь бы килограмм на орбите был подешевле, а для "электроники" нужны небольшие носители, и в случае уникальных исключений можно использовать "пилотируемые" носители (высокая надёжность) или "грузовые" (потому что они - чемпионы ПН одним куском).

[PIN]

avmich пишет:
То есть, в принципе, ракеты можно делать под ПН, не особо теряя, например, в цене килограмма на орбите.

Гениально. Осталось сделать еще один шаг до "феноменально".

[Дем]

практика показывает, что основной критерий для носителя - он должен летать часто, несколько десятков раз в год.
Только тогда накладные расходы становятся меньше затрат на собственно запуск.
А если у нас многоразовый носитель - то ещё в разы чаще.
В то же время потребности по выводу груза на орбиту не так уж и велики. Поэтому оптимальным получается носитель на 10-20 тонн.

[avmich]

Дем пишет:
практика показывает, что основной критерий для носителя - он должен летать часто, несколько десятков раз в год.
Только тогда накладные расходы становятся меньше затрат на собственно запуск.
А если у нас многоразовый носитель - то ещё в разы чаще.
В то же время потребности по выводу груза на орбиту не так уж и велики. Поэтому оптимальным получается носитель на 10-20 тонн.

Если у нас небольшие потребности в выводе груза, то вообще вопроса нет. Другое дело, что тогда непонятно, мы вообще развиваем космонавтику или охладели к этой идее.

Если охладели, то, конечно, выгоднее поддерживать то, что есть, а когда постепенно оно уходит - Зенит, Рокот - по разным причинам, то переходить на оставшееся. Потом и начинать заказы отдавать сторонним поставщикам. Вполне прослеживаемая перспектива, многие страны нормально себя чувствуют без собственных средств выведения.

Если у нас потребности есть, и они растут, то нужно смотреть, что происходит. Может быть, например, мы бы хотели увеличить пассажиропоток на орбиту? Тогда нужны в первую очередь одни средства. Если мы хотим преследовать цель индустриализации ближайшего пространства - то другие. Если мы целимся на, скажем, предоставление услуги заправки на орбите, то это тоже влияет на выбор средств выведения. Только отсутствие целей не влияет.

[Дем]

Ну условно если у нас задачи по выводу не более 1000 тонн в год - то больше 20-тонника нам точно не надо.
При наличии нескольких площадок и автоматизированного старта можно и 10 000 тонн в год вывести.
А вот если траффик больше... Маск для своего ITS насчитал 1000-кратное использование бустера. И явно не в единственном экземпляре его строить. 
Т.е. траффик 50-100 килотонн в год.

[avmich]

Дем пишет:
Ну условно если у нас задачи по выводу не более 1000 тонн в год - то больше 20-тонника нам точно не надо.
При наличии нескольких площадок и автоматизированного старта можно и 10 000 тонн в год вывести.
А вот если траффик больше... Маск для своего ITS насчитал 1000-кратное использование бустера. И явно не в единственном экземпляре его строить.
Т.е. траффик 50-100 килотонн в год.

1000 тонн выводить 20-тонниками - это 50 запусков в год. Раз в неделю.

10000 тонн - полтора запуска в день. Но почему это предел? Даже с одной площадки не выглядит так плохо; тем более с нескольких. Только не надо подходить к запускам как Роскосмос сегодня - а надо как команда фон Брауна в 1944 - приехали на площадку, запустили - и даже как авиация. Средства соответствующие, конечно, нужны, но принципиальных проблем не видно. Современные аэропорты справляются с огромным трафиком в каждом аэропорту каждый день, и ничего.

[Cjba]

Позвольте вступить в диалог дилетанту?

Как то быстро наша космонавтика кинулась в коммерциализацию отрасли, вам не кажется? 
Отрасль теряет стержень - освоение космоса, то что еще было заложено Жуль Верном и Циалковским.
Сначала продали РД-180, да, заработали, но потом пожалели. Теперь ради гонки количества коммерческих пусков отказываемся от тяжёлых носителей типа "Ангара".  Только потому, что Маск перехватил инициативу коммерческих запусков?
Все сразу кинулись к ракетам простым и дешевым и бросили тяжелые. А ведь не за горами 2024 год, и новая орбитальная станция, к постройке которой как раз "Ангара" и пригодится, вывод на орбиту груза до 100 тонн. Не ужели настолько важны запуски лёгких ракет с коммерческими посылками?

Почему ракета должна быть именно такой, какой её нарисовал еще Циалковский и создал Королёв?
Почему грузовой блок с разгонной ступенью на орбиту не может доставлять многоразовая платформа?
Доставила на орбиту 100/200/300 тонн модуль, который с этой платформы стартовал, а платформа вернулась и приземлилась на космодроме.
Платформа не ограничена техническими параметрами установки РД - это всего лишь средство вывода груза на низкую орбиту для последующего старта, а дальше приземление, заправка, погрузка нового груза и снова старт.

пасиба

[Дем]

Cjba 
Потому что объекты массой более 25 тонн выводились на орбиту только один раз - "Скайлэб". Да и тот просто набитый оборудованием бак ракеты.
А 99% выведенного, без учёта топлива на конечное довыведение - вообще укладывается в 10 тонн. 
Вот и получается, что электроника - лёгкая. И лучше раз в год выводить 10-тонный аппарат, чем десятилетиями собирать тяжелый - который к моменту запуска тупо морально устареет.

[Cjba]

Само собой разумеется не сегодняшние технологии применять через 20 лет, но мысегодня пользуемся теми разработками, которые были заложены еще Королевым и концепцией, его и Циалковского. Мы до сих пор объезжаем самокат сделанный ими и не предлагаем иной концепции, что и напрягает.
Беспокоит комерциализация отрасли, сделать дешевле, получить прибыли больше. Всё остальное, что в эту концепцию не вписывается на свалку, например "Ангара"

[avmich]

Cjba пишет:
Беспокоит комерциализация отрасли, сделать дешевле, получить прибыли больше.

Это ведь главный двигатель прогресса в средствах выведения, не так ли?

Можно и государство, конечно, привлекать, но оно обычно менее эффективные решения выдаёт - разве что в состоянии той или иной войны получается лучше. А в нормальных условиях при наличии рынка - пусть коммерсанты охотятся за близко лежащими решениями, а государство будет заниматься разработками дальней перспективы.

У государства нет стимула сделать дешевле при том же качестве, а у компаний на рынке есть. И при росте рынка компании могут побольше государства выиграть, особенно на развивающихся рынках.

[Дем]

Cjba пишет:
Беспокоит комерциализация отрасли, сделать дешевле, получить прибыли больше. Всё остальное, что в эту концепцию не вписывается на свалку, например "Ангара"

Дело не в прибыли, а в том что у нас выбор - или сделать дешевле, или не сделать вообще потому что деньги на полпути кончились.
Третий раз наступать на грабли супертяжа, когда мегаракету сделали а на то что ей запускать уже ничего не осталось - это мазохизм.
Надо сделать простую дешёвую ракету, способную вывести 10 тонн на НОО за $10 млн. А лучше вообще за $1 млн. И закинуть ей на орбиту сколько надо.
А делать супертяж, каждый запуск которого обойдётся миллиардов в пять долларов - не по нашему бюджету. Это пусть США делают, посмотрим на сколько раз их хватит.

[TAU]

avmich пишет: 
1. Это ведь главный двигатель прогресса в средствах выведения, не так ли?

2. государство... обычно менее эффективные решения выдаёт...  в нормальных условиях при наличии рынка - пусть коммерсанты охотятся за близко лежащими решениями, а государство будет заниматься разработками дальней перспективы.

3. У государства нет стимула сделать дешевле при том же качестве, а у компаний на рынке есть. И при росте рынка компании могут побольше государства выиграть, особенно на развивающихся рынках.

1. Нет, не так. Главный двигатель прогресса в средствах выведения - госзаказ.

2. По поводу "неэффективности государственных и суперэффективности частных решений" - неправда. Ложь. Всего лишь популярный либерастический миф, опровергаемый сотнями фактов. Но - устойчивый. Поскольку является одним из краеугольных камней либерастическо-капиталистической идеологии.

2-3. Ошибка. Никакого особого "космического рынка" - с достаточным числом платежеспособных покупателей и конкурирующих продавцов нет. Есть некое слабое и ограниченное подобие в узкой области спутников связи. И то, используемые носители обычно созданы вовсе не специально для пусков связных ИСЗ. Вообще, космическая деятельность на данный момент с примитивной коммерческой позиции скорейшего извлечения прибыли невыгодна - и уповать на частный бизнес не стоит. Ну, может найдет более-менее массовый спрос - и, соответственно, привлечет коммерсантов - космический туризм. Суборбитальный и на орбиту Земли. Узкая и специфическая сфера.

[avmich]

Вообще, космическая деятельность на данный момент с примитивной коммерческой позиции скорейшего извлечения прибыли невыгодна - и уповать на частный бизнес не стоит.

Я вижу это Ваше утверждение, но сложно понять, как Вы это обосновываете.

С утверждением

TAU пишет:
Главный двигатель прогресса в средствах выведения - госзаказ.

вполне можно согласиться - по факту, но госзаказ и государственная разработка и эксплуатация средств выведения, на мой взгляд, существенно разные вещи. Когда государство слишком плотно занимается ракетами, получается ULA, дорого и уныло, а когда государство заказывает услуги наравне со всеми - хотя и больше всех - получается СпейсЭкс; это, конечно, упрощение, но в целом картину дел объясняет.

По второму пункту увидел только мнение, об этом спорить не буду, тут не в аргументах дело.

TAU пишет:
2-3. Ошибка. Никакого особого "космического рынка" - с достаточным числом платежеспособных покупателей и конкурирующих продавцов нет. Есть некое слабое и ограниченное подобие в узкой области спутников связи. И то, используемые носители обычно созданы вовсе не специально для пусков связных ИСЗ. Вообще, космическая деятельность на данный момент с примитивной коммерческой позиции скорейшего извлечения прибыли невыгодна - и уповать на частный бизнес не стоит . Ну, может найдет более-менее массовый спрос - и, соответственно, привлечет коммерсантов - космический туризм. Суборбитальный и на орбиту Земли. Узкая и специфическая сфера.

Вы мне напомнили, как я делал презентацию на тему рынка космических запусков в 1993 году в одном американском институте    . Мне тогда сам факт заказа запуска кем-либо кроме государства казался большим прорывом    хорошие были времена.

Сейчас уже сложно сказать, сколько есть фирм, занимающихся разработками ПН и запускающих свои спутники - сделанные как по заказам разных коммерческих заказчиков так и по своим нуждам - посредством оплаты запусков на носителях, которые в большинстве своём были сделаны как МБР. То, как сейчас эти фирмы функционируют по отношению к своим заказчикам и поставщикам услуг запуска - вполне себе рынок, количество потребителей вполне значительно - и заказчиков космических систем, и заказчиков запусков - да и количество поставщиков не слишком мало - есть Индия, есть Европа, есть и Китай с Израилем, не считая России и Штатов. В этом смысле Ваше "стакан наполовину пуст - рынок не слишком свободен по поставщикам услуг доставки на орбиту" вполне сравнимо с моим "стакан наполовину полон - хотя мы бы хотели побольше конкуренции среди российских ракетчиков, больше американских предложений, ещё больше предложений из других стран - но и сейчас уже отношения вполне похожи во многом на классическую модель свободного рынка".

[TAU]

avmich пишет: 
Сейчас уже сложно сказать, сколько есть фирм, занимающихся разработками ПН и запускающих свои спутники - сделанные как по заказам разных коммерческих заказчиков так и по своим нуждам - посредством оплаты запусков на носителях... сейчас уже отношения вполне похожи во многом на классическую модель свободного рынка".

Во-первых, именно что спутники - на орбиту вокруг Земли, и не дальше. А космическая деятельность - это АМС, это пилотируемые полеты. Намного более "тяжелые" и важные направления. Причем повторю: заказывают на 90% спутники связи. Да, похоже в этой сфере на рынок. Но - это лишь узкий сегмент, никак не покрывающий всю космическую деятельность.

Даже если предположить, что "коммерсы" профинансируют проектирование, разработку и внедрение специального носителя под их нужды - характеристики его вряд ли будут выдающимися, ну разве что кроме стоимости.

Создание действительно "крутых" носителей и аппаратов - удел государств.

[SGS_67]

Дем пишет:
Cjba
Потому что объекты массой более 25 тонн выводились на орбиту только один раз - "Скайлэб".

Аполлоны.
Спейс шаттл орбитеры.
Буран.
Полюс (на незамкнутую, из-за ошибки).
Это разве не объекты?

Cjba пишет:
Беспокоит комерциализация отрасли, сделать дешевле, получить прибыли больше. Всё остальное, что в эту концепцию не вписывается на свалку, например "Ангара"

Дешевле делать стоит не только ради коммерции (получения прибыли).
А для того, чтобы снизить затраты на запуски. Любые.

avmich пишет:
У государства нет стимула сделать дешевле при том же качестве, а у компаний на рынке есть.

Вообще-то, у любого уважающего вверенное ему население государства, как раз в первую голову и должен быть такой стимул.

[Кубик]

SGS_67 пишет:

avmich пишет: У государства нет стимула сделать дешевле при том же качестве, а у компаний на рынке есть.

Вообще-то, у любого уважающего вверенное ему население государства, как раз в первую голову и должен быть такой стимул.

Смотря как государство понимает уважение - нередко потакая пожеланиям, совершенно не прибавляющим жизни гражданам и самому государству. А у компаний вовсе нет стимула делать массовую продукцию качественной, главное - дожила бы до очередной моды, которую уж постараются распиарить побыстрее. Рынок-с, бъём продаж...

[avmich]

SGS_67 пишет:

avmich пишет:
У государства нет стимула сделать дешевле при том же качестве, а у компаний на рынке есть.

Вообще-то, у любого уважающего вверенное ему население государства, как раз в первую голову и должен быть такой стимул.

Давайте уточню: у сегодняшних государств, организованных с помощью в том числе такой штуки как бюрократия, стимулы сделать дешевле при том же качестве значительно меньше, чем у коммерческих организаций.

Одно время государства лидировали в приложениях новых технологий в связи с военными гонками. Сейчас большую роль играют экономические гонки, а участвуют в них более непосредственно уже компании, а не государства. Участвуют на рынке. Поэтому приходится от компаний ожидать прикладных инноваций, а не от государств.

[Старый]

avmich пишет: 
У государства нет стимула сделать дешевле при том же качестве, а у компаний на рынке есть. И при росте рынка компании могут побольше государства выиграть, особенно на развивающихся рынках.

У государства есть стимул получить результат подешевле, так как бюджет у государства не резиновый. А вот у подрядчиков работающих на государство, особенно у государственных предприятий, нет никакого стимула делать дешевле.