Пилотируемая экспедиция на Марс

Автор X, 17.12.2003 17:40:07

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Дмитрий Виницкий

Прямо-прямо проект реактора? Странно, что "Энергия" не принимала никакого участия в создании "Топазов" и тут вдруг полноценный реактор с турбоагрегатом и атмосферным охлаждение в практически вакууме :wink:
+35797748398

Lev

ЦитироватьПрямо-прямо проект реактора? Странно, что "Энергия" не принимала никакого участия в создании "Топазов" и тут вдруг полноценный реактор с турбоагрегатом и атмосферным охлаждение в практически вакууме :wink:
Троллим? :D
Делай что должен и будь что будет

Дмитрий Виницкий

Задаём уточняющие вопросы. :D  :P
+35797748398

Lev

ЦитироватьЗадаём уточняющие вопросы. :D  :P
Теперь это так называется? :D
Делай что должен и будь что будет

instml

Роскосмос пока не имеет программ полета на Марс и Луну
ЦитироватьЗВЕЗДНЫЙ ГОРОДОК (Московская область), 26 апр - РИА Новости. Федеральное космическое агентство РФ пока не располагает конкретными программами по полету на Луну и Марс, заявил, отвечая на вопросы журналистов статс-секретарь-заместитель руководителя Роскосмоса Виталий Давыдов.

"Я хотел бы предостеречь вас от мнения, что мы уже подготовили программу полетов на Луну и Марс. Конкретных программ сейчас нет, есть отдельные концепции и предложения, подготовленные нашими специалистами", - сказал Давыдов.

Как сообщалось ранее, Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (ЦНИИмаш) разработал и представил в Роскосмос три стратегических сценария освоения Солнечной системы до 2050 года. Сценарии предполагают последовательное расширение присутствия человека на околоземных орбитах. Начало полетов на Луну - в середине 2020-х годов, создание исследовательских баз на Луне - в 2030-х годах, начало пилотируемого освоения Марса - на рубеже 2040-х годов. По словам главы Роскосмоса Анатолия Перминова, сценарии ЦНИИмаш отличаются по масштабности стоимости. Роскосмос рассматривает возможности реализации данных сценариев.

В России в настоящее время работают над созданием ядерной энергоустановки мегаваттного класса для корабля, предназначенного для дальних космических полетов. Проектирование самого корабля, как сообщал ранее Перминов, скорее всего, будет поручено специалистам РКК "Энергия". Эскизный проект ядерного двигателя будет готов к 2012 году, после этого на разработку проекта потребуется 17 миллиардов рублей на девять лет. Директор Центра имени Келдыша академик РАН Анатолий Коротеев ранее заявлял, что этот проект может быть поэтапно реализован уже к 2018 году.
http://www.rian.ru/science/20110426/368360476.html
Go MSL!

Shestoper

В принципе "циклические" полеты на Марс с минимальными затратами ХС возможны и без использования Циклера Олдрина.
Правда лететь придется по гомановским траекториям и туда, и обратно.
Один раз разгоняем корабль с НОО к Марсу, летим по Гоману, по прилете корабль остается на высокоэллиптической орбите. Для перехода на неё нужны минимальные затраты ХС, порядка 100 м/c.
Спускаемый аппарат тормозиться в атмосфере, как возвращавшиеся с Луны Аполлоны. При этом на Масре уже находятся доставленные в предыдущее пусковое окно как минимум жилой модуль, АЭС, марсоход, ракета для старта с поверхности на высокоэллиптическую орбиту. Окислитель для ракеты может быть произведен из марсианской атмосферы разложением СО2. Если не в первом полете, то в следующих.
Также АЭС может производить топливо для марсохода, разлагая СО2 на СО и О2.
При возвращении для отлета к Земле с высокоэллиптической орбиты опять нужна минимальная ХС, и для перехода на аналогичную орбиту у Земли - тоже.
Корабль дожидается на этой орбите следующего пускового окна, и к нему стартует пилотруемый корабль (при возвращении он будет использован для посадки на Землю), и грузовой корабль, доставивший спускаемый аппарат для посадки на Марс и расходники для полета.
Продолжительность работы на поверхности Марса может быть 500 или 1280 суток.
Для обеспечения постоянных полетов понадобится 2 корабля, поскольку продолжительность экспедиции не меньше 1000 суток, а пусковые окна каждые 26 месяцев - вторая экспедиция стартует, когда первая ещё не вернулась.
Если работать на Марсе по 500 суток, базу придется периодически консервировать до прилета следующей экспедиции.
Если работать по 42 месяца, то на базе 26 месяцев будет работать 2 экспедиции, а 16 - одна.

При налаженной системе в каждое пусковое окно понадобится 2 пуска супертяжа для доставки экипажа и расходников на экспедиционный корабль, и 2-4 пуска для отравки на Марс 1-2 грузовых кораблей для снабжения и дальнейшего развертывания базы.

Неудобство такой схемы - туда и обратно летаем по Гоману (у Олдрина по Гоману только обратно, туда летим 5 месяцев).
Но это думаю не очень принципиально, учитывая общую продолжительность экспедиции. На челночно летающих между планетами кораблях можно обеспечить искусственную тяжесть за счет закрутки и мощную радиационную защиту, так что лишние 3 месяца полета не слишком опасны. Ведь корабли разгонятся только раз, дальше только "подруливают" с минимальными затратами ХС. Можно один раз потратить энергию для разгона мощной биозащиты.

boez

Извиняюсь заранее, если вопрос глупый. Учтено ли в этих расчетах, что высокоэллиптическая орбита, в отличие от круговой, имеет направленность и с малым приращением ХС можно улететь только, условно говоря, "в ту же сторону, откуда прилетели" - в сторону апоцентра орбиты? Или там все хорошо, за время экспедиции орбита как раз развернется и будет направлена апоцентром "вперед", в направлении гомановской отлетной траектории Марс-Земля?

Shestoper

Можно использовать высокие круговые орбиты типа геосинхронных, расположенные в плоскости эклиптики.

boez

А с высокой круговой нужно много ХС, чтобы перейти к торможению в атмосфере. Вытянутая эллиптическая в этом смысле намного лучше - небольшой тормозной импульс в апоцентре, и перицентр попадает в атмосферу.
Хотя ХС нужна только спускаемому аппарату, так что может и приемлемо.

Shestoper

ЦитироватьХотя ХС нужна только спускаемому аппарату, так что может и приемлемо.

Можно тормозить спускаемый аппарат двигателем только для перехода  с аналога геосинхронной орбиты на аналог геопереходной, и тогда перицентр уже может быть в атмосфере.

Обратное возвращение с Марса на высокую круговую орбиту может происходить так: заблаговременно грузовой корабль по Гоману привозит на низкую околомарсианскую круговую орбиту разгонный блок, а на поверхность Марса в грузовом спускаемом аппарате - взлетный аппарат для доставки экипажа с поверхности на низкую орбиту. Там стыкуемся с ожидающим разгонным блоком на долгохранимой вонючке, и улетаем на высокую орбиту к межпланетному кораблю.

По возвращении домой с высокой круговой орбиты у Земли сходим по той же схеме, по какой примарсианивались, с максимальным использованием для торможения атмосферы. Для Земли это ещё важнее, чем для Марса, поскольку разница между первой и второй космической намного выше.


C Земли грузы доставляем на НОО супертяжем. С НОО на высокую круговую орбиту - многоразовым буксиром с реактором и ЭРД (буксир несет  запас топлива не только на разгон, но и для возвращения на НОО). На высокой круговой орбите грузовые модули либо используются для дозаправки межпланетного пилотируемого корабля, либо за счет небольшого импульса от ЖРД уходят на гомановскую траекторию к Марсу (у Марса тормозятся в атмосфере).
Экипаж с Земли на ожидающий межпланетный корабль доставляется пуском супертяжа по быстрой траектории, без раскрутки по спирали.

В общем главная задача схемы - минимизировать затраты ХС при регулярных полетах к Марсу и значительном межпланетном грузопотоке (каждые 26 месяцев помимо экипажа очередной экспедиции на Марс отправляются несколько примерно 100-тонных грузовых спускаемых аппарата).

В принципе разгон с НОО возможен даже без ядерного буксира, одноразовыми РБ с ЖРД. Но на Марсе без АЭС все равно не жизнь, а существование, так что ядерные технологии для космоса все равно осваивать надо.

Буксир с относительно небольшой ПН (порядка нескольких тонн) и большим дополнительным баком можно использовать в качестве тяжелой АМС с большим запасом ХС, способной после разгона у Земли например выйти на орбиту вокруг Плутона и уронить на него плутоноход.

Valerij

ЦитироватьПо возвращении домой с высокой круговой орбиты у Земли сходим по той же схеме, по какой примарсианивались, с максимальным использованием для торможения атмосферы. Для Земли это ещё важнее, чем для Марса, поскольку разница между первой и второй космической намного выше.
Это верно для экипажа и образцов, которые решили вернуть на Землю. МЭК, по идее, агрегат многоразовый, поэтому его лучше всего оставить на высокой орбите. Первое время это орбита не менее 800 км. помнится, ниже на работающем реакторе летать нельзя. Вообще лучшее место для межпланетного вокзала - L2 системы Земля-Луна. Что бы удержаться там он должен иметь скорость больше, чем орбитальная скорость на этой орбите, поэтому с этой точки разгоняться нужно меньше, чем с любой другой. А, в идеале, можно еще и рабочим телом  :wink: с Луны снабжать....

ЦитироватьC Земли грузы доставляем на НОО супертяжем. С НОО на высокую круговую орбиту - многоразовым буксиром с реактором и ЭРД (буксир несет  запас топлива не только на разгон, но и для возвращения на НОО). На высокой круговой орбите грузовые модули либо используются для дозаправки межпланетного пилотируемого корабля, либо за счет небольшого импульса от ЖРД уходят на гомановскую траекторию к Марсу (у Марса тормозятся в атмосфере).
Я не против, если с Земли на МЭк грузы будут доставлять многопуском. В один пуск - один бросковый корабль, бак с рабочим телом, РБ или бак с дополнительным топливом для него.

ЦитироватьЭкипаж с Земли на ожидающий межпланетный корабль доставляется пуском супертяжа по быстрой траектории, без раскрутки по спирали.
Допустимо два пуска - в один пуск экипаж на корабле, супертяжем - разгонный блок для доставки корабля. Это позволит не делать супертяж для ПК. Но это только вариант, это надо считать.
.

Уилбер Райт: "Признаюсь, в 1901-м я сказал своему брату Орвиллу, что человек не будет летать лет пятьдесят. А два года спустя мы сами взлетели".


Valerij

ЦитироватьА с высокой круговой нужно много ХС, чтобы перейти к торможению в атмосфере. Вытянутая эллиптическая в этом смысле намного лучше - небольшой тормозной импульс в апоцентре, и перицентр попадает в атмосферу.
Хотя ХС нужна только спускаемому аппарату, так что может и приемлемо.
"Высокая круговая" - требование баллистики (ну и безопасности тоже - на борту работающий реактор).

Спускаемые аппараты с разгонными блоками заблаговременно должны переходить на траекторию торможения в атмосфере, возможно с несколькими входами в атмосферу. После этого спускаемый аппарат может выйти на промежуточную орбиту, что бы обеспечить точность посадки, и опуститься на поверхность в заданном районе, а разгонный блок может выйти на орбиту ожидания.

Уилбер Райт: "Признаюсь, в 1901-м я сказал своему брату Орвиллу, что человек не будет летать лет пятьдесят. А два года спустя мы сами взлетели".


Shestoper

ЦитироватьЭто верно для экипажа и образцов, которые решили вернуть на Землю. МЭК, по идее, агрегат многоразовый, поэтому его лучше всего оставить на высокой орбите.

Да, конечно.


ЦитироватьА, в идеале, можно еще и рабочим телом  :wink: с Луны снабжать....

При наличии лунной базы да, я об этом думал.
Но какое топливо нам нужно? МЭК в своих циклических полетах должен выполнять маневры в гравитационном поле Земли и Марса с небольшими затратами ХС (порядка 1 км/c за один "оборот" туда и обратно). Причем маневрировать нужно быстро, так что ЖРД подойдут лучше, чем ЭРД. Но компоненты нужны долгохранимые, как мы их на Луне сделаем?
Ещё вариант - заправлять рабочим телом с Луны буксир не на НОО, а на высокой орбите. Но ему нужен ксенон или аргон, опять пролетаем с добычей на Луне.
Правда если у буксира будут МГД-двигатели, в них могут использоваться щелочные металлы. В реголите есть в товарных количествах калий и натрий. Вот разве что это этот вариант может оказаться выгодным, тут считать надо детально.


ЦитироватьДопустимо два пуска - в один пуск экипаж на корабле, супертяжем - разгонный блок для доставки корабля. Это позволит не делать супертяж для ПК. Но это только вариант, это надо считать.

В принципе всю эту программу можно осуществить без суппертяжа, носитель на 40-60 тонн достаточно.
Но возможность осуществления и оптимальность - вещи разные.
Во-первых дело в массогабаритах грузовых спускаемых аппаратов для Луны и Марса.
Чтобы доставлять крупногабаритые модули и вездеходы, они должны иметь массу порядка 100 тонн.
Но тут ещё можно обойтись и 60 тонным, хотя и придется урезать массогабариты вездеходов и модулей баз, что не лучшим образом скажется на их функциональности и обитаемости. Напомню, на Марсе людям работать почти по 4 года в схеме моей или Олдрина.

Но есть и вопрос грузопотока. Что у Олдина, что у меня для пилотируемых полетов нужно два корабля. При этом каждое пусковое окно на Марс нужно отправлять ещё и грузы.
В первое пусковое окно запускаем только грузы. Во второе - грузы и первый МЭК. В третье - грузы и второй МЭК. В последующие - отправляем грузы, дозаправляем МЭК и доставляем на них новые экспедиции.
С точки зрения грузопотока особо напряженными будут второе и третье окно. В сумме общее количество грузов, отпраавляемых на Марс в этом случае, может составить на НОО порядка 800-1000 тонн (МЭК с буксиром + связка грузовых посылок со вторым буксиром).

Численность экипажа МЭК нужно иметь ИМХО не меньше 6 человек. Тогда на марсианской базе будут работать от 6 до 12 человек в разные периоды, это обеспечит достаточное количество народа для разделения специальностей на собственно исследования планеты и обслуживание функционирования базы. Можно будет использовать сравнительно узких специалистов с высокой квалификацией в своем деле (какой-то минимальный набор знаний по смежным специальностям для взаимозаменяемости в случае аварии конечно все равно необходим).

При наличии на Земле двух стартовых позиций даже при использовании 100-тонника понадобится минимум порядка года, чтобы все грузы второго пускового окна вывести на орбиту и смонтировать.
А через 26 месяцев у нас третье  окно с такими же задачами.
В случае использования 40-60 тонника у нас количество запусков и объем монтажных операций на НОО возрастает вдвое-втрое.

При наличии международной кооперации финансово подъемно содержать параллельно лунную и марсианскую базы. Но это значительно увеличит общий грузопоток.
Даже при использовании 100-тонника количество его пусков (с учетом эпизодических запусков тяжелых АМС и модулей ОС на околоземной орбите, где будут помимо прочего заниматься монтажом МЭК) - порядка 5-10 в год (c колебаниями в разные годы)  в течении 20-25 лет.
То есть всего серия порядка 100-200 ракет.
Для сравнения - Шаттлы (по стартовой массе сверхтяжелые носители) в сумме совершили за почти 30 лет 133 полета.
Протон за 45 лет - более 200.
Так что с точки зрения серийности создание супертяжа вполне оправдано, тем более что это позволит резко сократить количество монтажных работ в космосе.

Общую стоимость создания лунной и марсианской баз (причем на каждом небесном теле может быть создано не по одной, а по несколько последовательно создаваемых в различных точках баз, но одновременно на Марсе и Луне будут функционировать только по одной базе) можно  на глазок оценить примерно в триллион долларов, при продолжительности программы (от начала разработки техники) порядка 30-35 лет.

нейромантик

Концепция "марсианского танка" автономного как атомная подлодка, не столь бессмысленна.
Основной вопрос - наличие ядерного реактора на борту и потребные мощности.
ИМХО, даже очень маленькая АЭС будет создавать избыточную мощность, и слишком много проблем для экипажа. Разумнее использовать несколько радиоизотопных источников.

Естественно "танк" должен не просто сам по себе кататься по поверхности, он должен входить в комплекс исследования поверхности. Экипаж - человека 3-4, полная автономность на несколько месяцев, скорость передвижения 1-2 км. час, передвижение непрерывное. За время работы длиной в 2 мес., эта штука проедет порядка 600-700 км. вокруг базы. На базе должны находиться помещения с условиями высокого комфорта, ремонтная и исследовательская база.
Моя наглая самореклама:

art-of-blacksmith.ru

Дмитрий Виницкий

Я бы для такого гипотетического автономного вездехода предложил бы ДВС на нитрометане, местного производства, причем. :wink:
+35797748398

Дем

ЦитироватьИМХО, даже очень маленькая АЭС будет создавать избыточную мощность, и слишком много проблем для экипажа. Разумнее использовать несколько радиоизотопных источников.
Мощность не проблема, реактор и на киловатт сделать можно. А вот излучение - это да.

Реактор можно иметь в качестве отдельного блока и нарабатывать на нём горючку из местного сырья.

ЦитироватьЯ бы для такого гипотетического автономного вездехода предложил бы ДВС на нитрометане, местного производства, причем. :wink:
Только вот ни водорода, ни азота почти нема :)
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

Дмитрий Виницкий

Производство метана из марсианской атмосферы, это уже как бы банальность.

А вот про местное сырьё для реактора - это отжиг из охуморы.
+35797748398

boez

Мсье способен увидеть разницу между сырьем для реактора и сырьем для горючки? Азота мало, а вот вода и CO2 есть, так что можно нарабатывать жидкие углеводороды. С окислителем хуже. Перекись разве что?

Дмитрий Виницкий

СН3NO2 требует кислорода много меньше остальных доступных углеводородов.
+35797748398

Дем

ЦитироватьСН3NO2 требует кислорода много меньше остальных доступных углеводородов.
Как раз кислорода в любом месте дохрена. А вот азота - увы. И за водичкой надо на полюс бежать или копать глубокую ямку.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.