Space Shuttle as Parom (Tug)

[X]

Space Shuttle as Parom (Tug)

Для завершения сборки МКС необходим ряд полетов Space Shuttles.
Есть простая идея как сократить количество этих полетов.
Space Shuttle стартует с компонентом МКС, стыкуется с МКС, втыкает этот компонент в МКС.
На следующий день стартует Протон (Ариан-5, Атлас-5, Дельта-4) с другим компонентом МКС и выводит его как можно ближе к МКС.
Space Shuttle отстыкуется от МКС, направляется к компоненту МКС, выведенному Протоном, захватывает его своей мех. Рукой и размещает в том отсеке, в котором находился уже доставленный на МКС компонент, и направляется обратно к МКС.
Space Shuttle стыкуется с МКС и далее по отработанной процедуре.
Предлагаю обсудить практичность этой идеи с технологической точки зрения прежде всего.

2 amvich:
Александр, если к 18 ноября предложенная идея выживет, не могли бы вы перевести ее (с учетом обсуждения) на good English и предложить нашим коллегам на uplink.space.com?

[avmich]

Идея, на мой взгляд, неработоспособная. Значительная доля модулей МКС рассчитаны на вывод на орбиту Шаттлом - рассчитаны на его характерные перегрузки при выводе, на систему крепления грузов в отсеке и т.п. Существенно также то, что сами модули не могут стыковаться и маневрировать на орбите - они не рассчитывались на это. А без этого стыковка с ними намного сложнее.

[Bell]

1. Ариан вообще не участвует в доставке модулей МКС. Почему? Есть же европейские модули.

2. А что можно сэкономить на предложенном варианте? Только ПАО, необходимые для доставки "протоновских" модулей?

Тут еще надо учитывать политику. Ее на МКС - выше крыши. Да и экономику.
Например, американы наверняка по этим причинам не согласятся выводить свои модули Протоном. Да и на Ариан не переведут.

[hcube]

Есть принципиальная проблема - Шаттл не расчитан на дозаправку топливными компонентами и компонентами для ТЭ в полете. Вааще никак. А срок автономности у него - от силы месяц.

Если уж так подходить - нафига нам шаттл? Берем кабину Бурана. Их у нас лежит штук 5, не меньше. Делаем к ней орбитальный хвостовой модуль, в носовую часть врезаем стыковочный узел. Между хвостовым и носовым модулями - 2-3 решетчатые фермы, образующие 'грузовой отсек'. Можно его затянуть отражающей пленкой с трех сторон, для поддержания теплового режима. При этом стараемся уложиться в 22 тонны.

Выводим этот _действительно_ орбитальный буксир Протоном, далее по описанной схеме. Длину грузового отсека, кстати, в отличии от Шаттла, можно сделать под нужный размер, и даже изменять в процессе, вплоть до того что сначала нос и хвост стыкованы вплотную, а грузовой отсек выводится отдельным пуском.

При этом по хорошему носовой модуль надо снабдить собственной, пусть слабенькой, ДУ - можно штатно использовать ее как маневровые двигатели, и сделать способным к самостоятельному торможению в атмосфере и посадке. Или хотя бы к сбросу экипажа с парашутами. На случай если буксир зароется слишком глубоко в атмосферу. На Спирали так было сделано - там кабина пилота была автономным посадочным модулем. Вид, конечно, будет футуристический - Заря, потом ферма грузового отсека, потом двигательный отсек с СБ ;-). Чисто Discovery, масштаб 1:5 ;-). Но куда эффективнее чем использовать 80-тонный шаттл чтобы тягать с низкой орбиты 20-тонные модули.

Причем еще тот плюс, что если хорошот продумать конструкцию в смысле размещения двигателей (двигатели можно взять от Бриз-КМ, на 2 тонны тяги, поставить их 5 штук - один по центру и на 4х откидывающихся штангах метров по 5 каждая), то можно таскать грузы негабаритные, или со смещенным центром масс. К примеру - стыковать модули прямо из грузового отсека, предварительно их развернув 'наружу', а не как шаттл - сначала пристыковать челнок, потом перенести модуль. Или например баки Шаттла таскать. При ускорении от силы 0.25G крепеж может быть достаточно слабым, сиречь легким.

[Andy_K64]

"Протон" сам по себе не может вывести ничего "как можно ближе к МКС". Значит потребуется создать отдельную космическую головную часть (КГЧ) с каким-то служебным модулем, способным осуществлять самостоятельные межорбитальные маневры. После стыковки с МКС начинает работать станционный манипулятор SSRMS. А если такой модуль есть, то зачем Шаттл? См. предложения РКК "Э" и ГКНПЦ 2-летней давности по созданию семейства тяжелых грузовых кораблей и грузовых платформ, летающих по одно- и двухпусковой схемам. Технически вполне реализуемо, причем очень быстро. Конечно, требуется проработка допустимых нагрузок при выведении. На этом техника заканчивается, начинается политика :-)

Кроме того. Весьма сомнительно выглядят многократные стыковки Шаттла к МКС в одном полете. Будете смеяться, но запасы компонентов топлива у него отнюдь не безграничны. Добавьте еще и ограничения на продолжительность его полета. Расстыковка - сближение с "паромом" - стыковка с "паромом" - новое сближение с МКС - стыковка - совместные операции. Это добавит дней 10-15 дополнительного полетного времени (по очень грубой оценке). А тут, не дай Бог, плохая погода во Флориде и в Калифорнии. И что делать? Резерва времени на переносы посадки уже не будет.

Так что смысла в этом особого нет.

[Kotov]

Кроме того. Весьма сомнительно выглядят многократные стыковки Шаттла к МКС в одном полете. Будете смеяться, но запасы компонентов топлива у него отнюдь не безграничны. Добавьте еще и ограничения на продолжительность его полета. Расстыковка - сближение с "паромом" - стыковка с "паромом" - новое сближение с МКС - стыковка - совместные операции. Это добавит дней 10-15 дополнительного полетного времени (по очень грубой оценке). А тут, не дай Бог, плохая погода во Флориде и в Калифорнии. И что делать? Резерва времени на переносы посадки уже не будет.

Так что смысла в этом особого нет.

Прально.
Они (шаттлы), не под это делались.

[X]

:?:  А КАКАЯ ХС НУЖНА чтобы слететь от МКС до ПН и вернуться с ней обратно? При условии, что ПН выведена "как можно ближе к МКС".
Вообще на какую точность выведения можно рассчытывать?

[hcube]

Если ПН выведена на орбиту близкую к МКС, то потребная ХС, грубо говоря - 1 м/с на 1 км разности высот орбиты. То есть чтобы перегнать выведенную ПН с орбиты 350x400 на орбиту 380x390 нужно порядка 50 м/с ХС. Плюс еще столько же чтобы добраться 'туда'. ХС ДУ шаттла, если не ошибаюсь, порядка 600-700 м/с.

Но проблема в том, что во-первых, на орбиту ПН еще надо попасть. Это еще одна ХС. Во вторых, никто ПН на орбиту назначения не выводит. РН доставляет ПН на т.н. опорную орбиту - это круговая орбита от 180 до 200 км высотой. А оттуда уже работает разгонный блок или собственные двигатели ПН. Идея о том, чтобы нырять туда буксиром, а потом тянуть ПН обратно на станцию... ну, это значит что мы потратим ВТРОЕ больше топлива чем могли бы - сначала спустив буксир на опорную орбиту, а потом подняв буксир плюс ПН с нее обратно на орбиту назначения. ЗНАЧИТЕЛЬНО дешевле сделать небольшой РБ малой тяги и запустить его вместе с ПН. Для модулей МКС таким РБ может стать Фрегат или Бриз-КМ.

[X]

это значит что мы потратим ВТРОЕ больше топлива чем могли бы - сначала спустив буксир на опорную орбиту, а потом подняв буксир плюс ПН с нее обратно на орбиту назначения. ЗНАЧИТЕЛЬНО дешевле сделать небольшой РБ малой тяги и запустить его вместе с ПН. Для модулей МКС таким РБ может стать Фрегат или Бриз-КМ.

Топлива мы потратим втрое больше, это так зато нам не придется каждый раз делать «небольшой РБ малой тяги »

И почему «значительно дешевле», я как то сомневаюсь что стоимость затраченного на маневр топлива будет «значительно дешевле» Фрегата. Как вы пришли к такому выводу?

Вообще есть ли ссылки о том как распределяется стоимость запуска. Сколько в процентном  отношении и абсолютно стоят двигатели, корпус система управления итд.

 Не дешевле ли грубо говоря закидывать на низкую орбиту контейнеры с минимальной системой жизнеобеспечения,  радиомаяком и «ручками для захвата», ну типа чемоданов, вместо полноценной последней ступени с двигателями и системой управления

[Andy_K64]

это значит что мы потратим ВТРОЕ больше топлива чем могли бы - сначала спустив буксир на опорную орбиту, а потом подняв буксир плюс ПН с нее обратно на орбиту назначения. ЗНАЧИТЕЛЬНО дешевле сделать небольшой РБ малой тяги и запустить его вместе с ПН. Для модулей МКС таким РБ может стать Фрегат или Бриз-КМ.

Топлива мы потратим втрое больше, это так зато нам не придется каждый раз делать «небольшой РБ малой тяги »

И почему «значительно дешевле», я как то сомневаюсь что стоимость затраченного на маневр топлива будет «значительно дешевле» Фрегата. Как вы пришли к такому выводу?

Вообще есть ли ссылки о том как распределяется стоимость запуска. Сколько в процентном  отношении и абсолютно стоят двигатели, корпус система управления итд.

 Не дешевле ли грубо говоря закидывать на низкую орбиту контейнеры с минимальной системой жизнеобеспечения,  радиомаяком и «ручками для захвата», ну типа чемоданов, вместо полноценной последней ступени с двигателями и системой управления

За все надо платить. Если Вы запустите ПН в виде чемодана, значит все необходимое оборудование надо будет разместить на "буксире". А если учесть, в качестве "буксира" в топике предлагают использовать Шаттл собственной массой под сотню тонн, с экипажем 5-7 человек... Не хочу никого обидеть, но эта идея от начала до конца мне лично представляется бредовой.

[Andy_K64]

Если ПН выведена на орбиту близкую к МКС, то потребная ХС, грубо говоря - 1 м/с на 1 км разности высот орбиты. То есть чтобы перегнать выведенную ПН с орбиты 350x400 на орбиту 380x390 нужно порядка 50 м/с ХС. Плюс еще столько же чтобы добраться 'туда'. ХС ДУ шаттла, если не ошибаюсь, порядка 600-700 м/с.

Но проблема в том, что во-первых, на орбиту ПН еще надо попасть. Это еще одна ХС. Во вторых, никто ПН на орбиту назначения не выводит. РН доставляет ПН на т.н. опорную орбиту - это круговая орбита от 180 до 200 км высотой. А оттуда уже работает разгонный блок или собственные двигатели ПН. Идея о том, чтобы нырять туда буксиром, а потом тянуть ПН обратно на станцию... ну, это значит что мы потратим ВТРОЕ больше топлива чем могли бы - сначала спустив буксир на опорную орбиту, а потом подняв буксир плюс ПН с нее обратно на орбиту назначения. ЗНАЧИТЕЛЬНО дешевле сделать небольшой РБ малой тяги и запустить его вместе с ПН. Для модулей МКС таким РБ может стать Фрегат или Бриз-КМ.

Фрегат и Бриз-КМ для таких дел избыточны, да и не предназначены они для обеспечения стыковок. Алгоритмы СУ надо переделывать. А для этого надо задействовать кооперацию довольно нехилую, для Бриза, к примеру - "Хартрон", а это здорово удорожает весь проект. Проще сделать так, как предложили РКК и ГКНПЦ, служебный блок на основе ПАО "Прогресса". Этого достаточно для решения проблемы с доставкой модулей на МКС.

[X]

. А если учесть, в качестве "буксира" в топике предлагают использовать Шаттл собственной массой под сотню тонн, с экипажем 5-7 человек... Не хочу никого обидеть, но эта идея от начала до конца мне лично представляется бредовой.

Так вроде отказались от Шаттла, речь идет об специализированном  автоматическом буксире возможно с Рукой- манипулятором для монтажных работ и для то чтобы ловить нестабилизированный «чемодан».

[Andy_K64]

. А если учесть, в качестве "буксира" в топике предлагают использовать Шаттл собственной массой под сотню тонн, с экипажем 5-7 человек... Не хочу никого обидеть, но эта идея от начала до конца мне лично представляется бредовой.

Так вроде отказались от Шаттла, речь идет об специализированном  автоматическом буксире возможно с Рукой- манипулятором для монтажных работ и для то чтобы ловить нестабилизированный «чемодан».

А как Вы себе представляете ловлю нестабилизированного объекта манипулятором?

[X]

Гость это нс

[X]

А как Вы себе представляете ловлю нестабилизированного объекта манипулятором?

Ну если  скорость вращения контейнера в разумных  пределах и из него торчит здоровенное «ухо»
то вероятно можно продеть захват манипулятора через это «ухо» . Вероятно придется делать демпферы для манипулятора. Или специальные алгоритмы чтобы манипулятор мягко захватывал контейнер, чтобы не было жесткого толчка, А дальше система стабилизации буксира (маховики?)
должна стабилизировать сцепку

[Andy_K64]

А как Вы себе представляете ловлю нестабилизированного объекта манипулятором?

Ну если  скорость вращения контейнера в разумных  пределах и из него торчит здоровенное «ухо»
то вероятно можно продеть захват манипулятора через это «ухо» . Вероятно придется делать демпферы для манипулятора. Или специальные алгоритмы чтобы манипулятор мягко захватывал контейнер, чтобы не было жесткого толчка, А дальше система стабилизации буксира (маховики?)
должна стабилизировать сцепку

Прошу прощения, но это очередная вариация на тему: "зачем делать просто, когда можно сделать сложно". Вы пытаетесь подогнать результат под идею. Сие весьма неперспективно.

[X]

[Прошу прощения, но это очередная вариация на тему: "зачем делать просто, когда можно сделать сложно". Вы пытаетесь подогнать результат под идею. Сие весьма неперспективно.

Так «чемоданы» проще и дешевле чем полноценные последние ступени

[Andy_K64]

[Прошу прощения, но это очередная вариация на тему: "зачем делать просто, когда можно сделать сложно". Вы пытаетесь подогнать результат под идею. Сие весьма неперспективно.

Так «чемоданы» проще и дешевле чем полноценные последние ступени

За морем телушка полушка, да рупь перевоз. Вы предлагаете всякую экзотику, а чем Вас вот это не устраивает: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/244/04.shtml ?

Хотя, кто знает, вон в РКК проектируют некий "Паром", возможно это что-то похожее на то, что Вы предлагаете. Но IMHO эта идея сомнительная.

[X]

[Прошу прощения, но это очередная вариация на тему: "зачем делать просто, когда можно сделать сложно". Вы пытаетесь подогнать результат под идею. Сие весьма неперспективно.

Так «чемоданы» проще и дешевле чем полноценные последние ступени

За морем телушка полушка, да рупь перевоз. Вы предлагаете всякую экзотику, а чем Вас вот это не устраивает: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/244/04.shtml ?

Хотя, кто знает, вон в РКК проектируют некий "Паром", возможно это что-то похожее на то, что Вы предлагаете. Но IMHO эта идея сомнительная.

А цена? Каждый раз, запуск это новый двигатель, система ориентировки, система стыковки итд. К тому же это ГТК создан специализировано под   МКС.

 А космический буксир мог бы использоваться для коммерческих и военных спутников. Он мог бы апгрэйдидь коммерческие и военные спутники. заправлять их, хватать за  шиворот и тянуть на более высокую орбиту.

[Andy_K64]

[Прошу прощения, но это очередная вариация на тему: "зачем делать просто, когда можно сделать сложно". Вы пытаетесь подогнать результат под идею. Сие весьма неперспективно.

Так «чемоданы» проще и дешевле чем полноценные последние ступени

За морем телушка полушка, да рупь перевоз. Вы предлагаете всякую экзотику, а чем Вас вот это не устраивает: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/244/04.shtml ?

Хотя, кто знает, вон в РКК проектируют некий "Паром", возможно это что-то похожее на то, что Вы предлагаете. Но IMHO эта идея сомнительная.

А цена? Каждый раз, запуск это новый двигатель, система ориентировки, система стыковки итд. К тому же это ГТК создан специализировано под   МКС.

 А космический буксир мог бы использоваться для коммерческих и военных спутников. Он мог бы апгрэйдидь коммерческие и военные спутники. заправлять их, хватать за  шиворот и тянуть на более высокую орбиту.

Если вы создаете что-то новое, то оно всегда будет дороже старого, освоенного в производстве. Кстати, о межорбитальных буксирах говорят уже лет 30. Попробуйте ответить на вопрос, почему их до сих пор не сделали?