Новая лунная гонка — Naked Science
35 минут
Александр Березин
22

Новая лунная гонка

6.1

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

Земля с Луны
Вид на Землю с поверхности Луны. Снимок сделан в рамках советской лунной миссии «Зонд-7», август 1969 года. При съемках использовались фотоаппарат «Салют-1М» с дополнительным длиннофокусным объективом «Таир-33С» и фотоаппарат СКД / ©Wikimedia Commons

Заголовки вида «РКК “Энергия” нашла возможность полета на Луну без сверхтяжелой ракеты», появившиеся на прошлой неделе в прессе, указывают, что российские разработчики ракет ищут пути выхода из одной довольно сложной ситуации: полеты к спутнику Земли в других странах могут начаться уже в 2020-х, но вот у России крайне мало шансов завершить создание нужной для этого сверхтяжелой ракеты в те же годы.

Причины малости этих шансов банальны. В первую очередь такая разработка требует времени и компетентных главных конструкторов, а у нас, в сравнении с конкурентами, на вид есть дефицит и того, и другого.

Зарубежные разработчики начали реально работать над сверхтяжелыми ракетами годы назад, в то время как у России ее пока нет даже на бумаге, в виде законченного эскизного проекта хотя бы среднего уровня проработанности. Значит, у них большая фора по времени. С главными конструкторами у нас тоже некоторые проблемы.

Одна иллюстрация: ракета «Ангара». Хотя именно Россия — родина использования переохлажденного ракетного горючего и окислителя (межконтинентальная баллистическая ракета Р-9А Королева и Мишина, 1960-е), но в «Ангаре» оно не применяется.

Охладив компоненты топлива, можно заметно увеличить их плотность и за счет этого заправить в ту же самую ракету на несколько процентов больше горючего и окислителя — лишь незначительно подняв массу ее конструкции (ей потребуются усиления). Ясно, что больше топлива в той же ракете — больше полезная нагрузка и дешевле ее вывод в космос.

Павел Пушкин, в прошлом работник «Роскосмоса», а сегодня — глава частной космической компании «Космокурс», в ответ на наш вопрос о том, почему на «Ангаре» переохлажденного топлива нет, хотя оно было еще у Королева, сказал просто:

«Да, в «Ангаре» кипящий кислород. Переохлаждение не использовалось. А почему — да черт его знает. У нас вообще особо напрягаться не любят… Мишин вообще был сильный конструктор».

Из этого частного примера видно, что ситуация именно с главными конструкторами ракетной техники у нас весьма тяжелая. Не секрет, что Falcon 9 глубокое переохлаждение использует, а у нас новые ракеты не только не делают этого, но и не планируют. Соревнование главных конструкторов при текущей кадровой обстановке «Роскосмосу» не выиграть.

Что не с так с многопусковой схемой полета к Луне

Поэтому новую концепцию РКК «Энергии» «полет к Луне без сверхтяжа», казалось бы, можно только приветствовать. Правда, этому мешает одна проблема. Будет не так просто найти руководителя без поврежденного миндалевидного тела головного мозга — его дисфункция ведет к патологическому бесстрашию, — который решился бы на ее реализацию.

Присмотримся к схеме поближе, и нам станет понятно почему. В ее рамках одна «Ангара-А5В» доставляет к Луне дозаправочную станцию, которая на ракетных двигателях садится на земной спутник и там ждет посадки пилотируемого посадочного модуля с людьми. До — и вне этой схемы — к орбитальной станции типа МКС пристыковывают корабль для полета к Селене.

Затем к орбитальной станции на «Союз-2.1а» доставляют космонавтов, и они садятся на корабль. Далее к станции на паре ракет «Ангара-А5В» доставляют корабль-заправщик и разгонный блок. Стыковав у МКС эти три части, космонавты на них направятся к окололунной орбите. Оттуда садятся на земной спутник, там что-то делают, дозаправляются и улетают. Успех?

Если не задавать никаких вопросов, то да. Например: почему бы не использовать один тип ракет? Ответ прост: «Ангара-А5В» не летает и никогда не летала. Учитывая умеренную частоту ракетных пусков «Роскосмоса», она никакими силами не успеет набрать приемлемой статистики успешных запусков к моменту полета на Луну в 2020-х. Поэтому-то космонавтов и посадят на «Союз» — с огромной полувековой статистикой успешных пусков.

То есть даже люди, выдвигающие многопусковую схему, осознают: часть из ракет схемы может не дать успешного полета. И хорошо, если упадет первая «Ангара-А5В», которая несет лунную дозаправочную станцию. Тогда проект просто перенесут до следующего пуска ракеты с дозаправочной станцией.

А если рухнет третья «Ангара-А5В», и тогда корабль «до Луны» останется без разгонного блока — будучи уже собранным на околоземной орбите и пристыкованным к МКС? Или вторая, и корабль-дозаправщик не прилетит? У «Роскосмоса» они все будут в двух экземплярах, что солидно поднимет стоимость проекта? Или он будет эвакуировать космонавтов из уже собранного корабля и делать вид, что это не имиджевая катастрофа?

Но оставим в стороне имидж. Что будет, если в момент отделения модуля с людьми (для посадки на Луну) емкости ждущей там дозаправочной станции внезапно начнут терять топливо? Или же, например, при самой попытке дозаправки случится крупная утечка?

Тогда дозаправить модуль с экипажем для взлета будет нечем — и космонавты на Селене окажутся обречены. Что сторонники многопусковой схемы смогут сказать в свое оправдание тогда? Мы так не хотели делать сверхтяж, что угробили людей? Из этого сообщения будет довольно трудно сделать позитивный пиар.

Как мы видим, многопусковая схема означает, что шансы на сбой заметно растут. А любой сбой в таком громком проекте — сильнейший удар по репутации.

Одна из первых многопусковых американских схем полета к Луне, май 1961 года. На этой схеме предполагается десять пусков небольших ракет С-1 вместо пуска одной большой ракеты. Как только США поняли, что смогут создать «Сатурн-5» в нужные сроки, от таких идей отказались / ©Wikimedia Commons

В общем-то, все это давно не новость. Первую многопусковую схему полета к Луне предложил еще Вернер фон Браун в 1958 году (он планировал до 15 пусков). В тех схемах была и дозаправка корабля до Луны на земной орбите, и даже посадочного лунного модуля перед взлетом со спутника — то есть в планах РКК «Энергии» нет ничего принципиально нового в сравнении с идеями группы немецких инженеров конца 50-х.

Один из первых эскизов лунной миссии NASA, впервые предусматривавший дозаправку от предварительно посаженного модуля (на эскизе чуть поодаль от посадочного модуля). На переднем плане виден посадочный модуль на двух человек. Как мы видим, в схеме, запатентованной в России в 2020 году, на деле не так много действительно нового / ©Wikimedia Commons

Однако все эти попытки преодолеть слабости имевшихся тогда у США ракет закончились иначе: группа фон Брауна все же смогла за менее чем десяток лет спроектировать и довести до летной годности крупнейшую летавшую ракету в человеческой истории. От этого экзотические идеи о пуске множества носителей для одной лунной дозаправки потеряли всякий смысл.

Тот же путь ждет и Россию.

Лететь к Луне вроде бы не за чем… но не летать к ней еще бессмысленнее

Следует признать, что ничего коммерчески важного на Луне на сегодня нет. Бесконечно повторяемые тезисы о наличии там гелия-3 не в счет: синтез ядер на его основе намного сложнее, чем на той, что сегодня могут использовать в ITER, к тому же даже среди «сложных» термоядерных топлив он не оптимален.

Схема прямой посадки на Луну корабля «Аполлон» (слева) и схема посадки одного только посадочного модуля (справа). Вторая предусматривала стыковку на орбите Селены, но позволяла резко снизить стоимость лунной экспедиции / ©Wikimedia Commons

Тезис «Луна может стать стартовой площадкой для освоения Солнечной системы» пока тоже не слишком убедителен. Да, на Селене не менее 100 миллиардов тонн воды и немало других легких элементов. Но не вполне ясно, зачем все это поднимать с Луны, если полеты к Марсу технически доступны с Земли — да и стоить должны дешевле за счет отсутствия нужды в инвестициях в лунную инфраструктуру.

Единственный имеющийся хоть у кого-то в планах вид транспорта к Марсу «и далее» — это Starship, летающий на метане. Но на Луне нет метана, то есть она тут явно не годится как «стартовая площадка».

Достаточно сомнительна и идея об организации там обсерваторий. Любая посадка на спутник Земли потребует трат массы топлива, а главное — создания сложного и дорогого посадочного модуля. А вот космическая обсерватория на сходной с лунной орбитой таких трат не потребует.

Тем не менее смысл в полетах туда есть — и большой: исследования Луны, как ни странно, стоят не очень много, но зато могут принести науке немало нового. А как показывает история человечества, любое достижение в области фундаментальной науки — даже самое, на первый взгляд, абстрактное типа дарвинизма, квантовой механики или теории относительности — рано или поздно оборачивается большой практической отдачей.

В 1860-х вряд ли кто-то понимал, какой может быть практический толк от дарвинизма, но в последние полвека его итоги в прямом смысле накормили человечество до невиданного ранее уровня. В 1910-х никто не ожидал практической пользы от открытий Эйнштейна — но сегодня их использует любой эксплуатирующий GPS. Изучение Луны определенно серьезно продвинет науку, а значит, бесспорно окупит себя.

И, как ни странно, оно вовсе не так дорого. Распространена точка зрения, что полеты к земному спутнику в США прекратили потому, что траты на них были слишком велики. Мол, ну и что, что на Луну не летаем, зато сэкономили.

Увы, это заблуждение основано на незнании конкретных цифр. 90% всех расходов на программу «Аполлон» ушло на разовые траты по НИОКР, а сами пуски были сравнительно недороги.

По документам NASA, весь полет к Луне, включая стоимость ракеты, корабля, скафандров и луномобилей, стоил не более 2,3 миллиарда современных долларов. Это значит, что каждый полет к земному спутнику был дешевле тех ежегодных трат на пилотируемый космос, что Штаты имели в эпоху шаттлов.

То есть даже ежегодно летая на Селену, США тратили бы на космос меньше денег, чем тратили их в реальной истории. Если бы американцы летали к Луне сегодня за те же 2,3 миллиарда долларов, это составляло бы всего одну девятую их космического бюджета (пара десятков миллиардов долларов в год).

Чтобы понять, насколько скромными были издержки на все новые полеты к Луне без сворачивания «Аполлонов», достаточно напомнить: на полеты шаттлов на околоземную орбиту Вашингтон тратил 7,7 миллиардов современных долларов ежегодно. Это больше двух полетов «Аполлонов» к Луне в год. В итоге на программу шаттлов потратили больше, чем на лунную.

Другое сравнение: сейчас на поддержание своей деятельности на МКС NASA тратит 3-4 миллиарда долларов в год. На те же средства можно было запускать одну экспедицию к Луне раз в восемь месяцев. Да и общие траты по МКС на сегодня выше, чем были по лунной программе. Зададим себе риторический вопрос: что более значимо с научной точки зрения, МКС или изучение Луны?

Общий вывод очевиден: хотя никакой особой «практической» цели в исследовании Луны на сегодня не просматривается, изучать ее все равно и можно, и нужно. Просто потому, что изучать пятна на внутренних стенках МКС в год стоит столько же — а вот научной отдачи от этого явно меньше.

Американский лунный модуль «Орел» на окололунной орбите. Аппарат на фото возвращается после первой в истории посадки на Луну с людьми на борту. Снимок сделан с борта командного модуля «Колумбия», миссия «Аполлон-11», 21 июля 1969 года / ©Wikimedia Commons

Достаточно очевидно, что отказаться от пилотируемого космоса человечество не может, уж слишком сложно к ним потом возвращаться (вспомним эпопею NASA с пилотируемыми полетами в 2010-х). А значит, это программа должна иметь максимально возможный смысл — и вне лунных полетов найти его будет крайне затруднительно.

Разве автоматы не могут сделать там то же, что человек, но за куда меньшие деньги?

Таким образом, отказ от «Аполлонов» выглядит необъяснимой глупостью. Полеты к Луне не стоили бы Вашингтону дороже, чем полеты на околоземную орбиту и к МКС. Почему же США на это пошли? Ответ прост: как и многие наши современники, тогдашний американский президент находился под ложным впечатлением, что полеты к Луне не имеют смысла.

Чтобы понять эту его мысль, стоит вспомнить историю. Штаты никогда не хотели сами лететь к Селене: все призывы фон Брауна начать разработку «лунных» ракет непрерывно отвергались. Кеннеди ответил «нет» на очередное такое требование 20 марта 1961 года. Но уже 12 апреля 1961-го в космос полетел Гагарин, и Вашингтон оказался перед настоящей пиар-катастрофой. Единственный вариант выхода из нее состоял в обгоне СССР на пути к еще более амбициозной цели — Луне.

С точки зрения американского истеблишмента такая цель была достигнута: Москва так и не отправила на Селену своих людей. Значит, Штатам больше не было нужды тратиться на пиар. Освоение Луны с научными целями? Увы, американским президентам часто не хватает хорошего естественно-научного образования, отчего вполне понять важность этого занятия им бывает сложно.

От этого у них возникает ложное ощущение: люди на Луне — лишь прихоть ученых, а чтобы удовлетворить их подешевле, нужно просто заменить людей автоматами. Вслед за политиками сходные взгляды усвоили многие, поэтому следует в деталях остановиться на том, почему это невозможно.

Миф о том, что роботы на Земле и автоматы в космосе могут иметь сравнимый с человеком результат деятельности примерно в равных пропорциях порожден двумя источниками:

1) художественной (фантастической) литературой и кино, описывающими возможности роботов в воображаемом будущем;
2) тем, что за реальной деятельностью автоматов на других планетах большинство из нас внимательно не следят и ориентируется лишь на бодрые рапорты научпопа, в которых наши марсоходы гиперуспешно бороздят просторы иных планет.

В реально существующей действительности никакие самостоятельные автоматы по поверхности Луны или Марса никогда не ездили. Там были, есть и в обозримом будущем будут только и исключительно дистанционно управляемые машины с очень ограниченными возможностями. Они могут ездить по непересеченной местности, но и в ней нередко застревают, отчего гибнут.

Новый американский марсоход «Персеверанс» технически очень похож на уже ездящий по Марсу «Кьюриосити». Последний передвигается в среднем на десять метров в сутки / ©Wikimedia Commons

Если такие машины подвижны, то их «бур» может углубляться в грунт на считаные сантиметры. Если они неподвижны, бур не сможет обследовать ничего, кроме случайной точки посадки прямо под собой.

Наконец, все эти машины не работают на сложной местности и в сложных условиях. А особенности и Марса, и Луны заключаются как раз в том, что только в сложнодостижимых местах находится то, что интереснее всего ученым, — от воды до следов возможной жизни.

Макет «Лунохода-2». За счет меньшего расстояния до Луны, позволявшего непрерывное телеуправление, он за считаные месяцы прошел в полтора раза большую дистанцию, чем «Кьюриосити» за восемь лет / ©Wikimedia Commons

Экспедиция с людьми-биологами вполне смогла бы за считаные месяцы изучить места, где на Марсе может быть жизнь. Автоматы пытаются сделать это уже десятки лет — и, к сожалению, их реальные возможности пока делают решение этой задачи утопией.

Абсолютно то же относится к изучению лунных пещер (лавовых трубок) и приполярных кратеров — ключевых объектов научного интереса на спутнике Земли. Автоматы туда в принципе не попадут. (Подробнее читайте статью «Автоматы в космосе: никаких перспектив замены человека» в январском номере нашего журнала).

Вспомним историю: экспедиции людей на Луне уже принесли заметные научные результаты. И без их возобновления скорость изучения спутника заметно возрасти не может, потому что простые места там наука и так уже представляет, а сложные — не для автоматов. В итоге возобновление полетов туда неизбежно.

Политические сложности и спасательный круг лунной программы

К огромному сожалению, несмотря на все это, США, главный — если не сказать «единственный» — игрок, способный там высадиться в 2020-х, в ближайшее время может испытать серию проблем, подрывающих их возможности в космосе. По опросам, Трамп проигрывает Байдену. Когда в Штатах меняется президент, меняется и направление космической программы. Никсон принял решение об отказе от «Аполлонов», Обама — от «Артемиды» Буша, а Дональд Трамп вновь переориентировал космическую программу на Луну.

Это правило — не просто личный произвол президентов. Когда на выборах в Штатах побеждает та или иная партия, ее конгрессмены хотят перераспределить пирог бюджетного финансирования космоса в пользу «своих» компаний — из штатов, которые они представляют. Разумеется, сделать это без серьезного пересмотра всей программы нельзя.

Все это значит, что есть весомые шансы на отказ США от высадки на Луне. В пользу, например, окололунной станции, с научным выхлопом как от МКС, но куда большей ценой. Или же в пользу полета на Марс «когда-нибудь потом».

Тем не менее у полетов на Луну есть один серьезный сторонник, который сохраняет шансы Штатов на высадку туда, даже если Трамп будет отодвинут от власти, а американскую лунную программу в очередной раз начнут переносить в вечно светлое будущее. Это Илон Маск. Сама по себе Селена ему не нужна: ее нет смысла колонизировать. Но для полета к Марсу сперва нужно собрать немало денег, и нет лучшей рекламной площадки для их получения, чем лунная программа с использованием Starship.

С ним тезис «полеты на Луну могут обходиться не дороже и так реализуемых полетов на околоземную орбиту» приобретает совсем новое звучание. Типовой полет Starship должен обходиться в считаные миллионы долларов — в силу многоразовости на уровне не ниже ста полетов, а также выбранных для него не самых дорогих материалов и метанового горючего.

Вид на поверхность Луны из иллюминатора посадочного модуля «Орион» вскоре после посадки. Миссия «Аполлон-16», апрель 1972 года / ©Wikimedia Commons

Типичный полет на Луну с таким носителем будет стоить как минимум на порядок меньше, чем с «Аполлонами». Следовательно, речь пойдет не только о периодических исследованиях спутника, но и о возможности создания на нем постоянной научной базы. Кстати, в этом нет ничего слишком сложного: уровень радиации там даже на поверхности вдвое ниже, чем у гипотетической окололунной базы, а под укрытием грунта — ниже, чем у МКС.

Доводить Starship Маску все равно придется, а сразу по достижении его летной годности корабль — целиком, без нужды в специальном посадочном модуле — способен сесть на Луну и тем самым обеспечить возвращение туда человека.

После этого NASA — хочет ли организация этого или нет — никак не сможет сделать вид, что Starship не существует. В силу его дешевизны в сравнении с программой SLS/Orion агентству придется переключиться на носители Маска и начать изучать Селену силами пилотируемых экспедиций.

Похоже, история ценит иронию. Возвращение людей на Луну с высокой вероятностью обеспечит человек, которому сама Луна не нужна. Впрочем, важно не это, а то, что в результате скорость и результативность изучения земного спутника заметно вырастет — что, несомненно, обогатит земную науку.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
11 часов назад
7 минут
Мария Азарова

Исследование показало, что цитотоксические Т-клетки (Т-лимфоциты) опосредуют вызванное физическими нагрузками замедление роста опухоли.

Вчера, 12:18
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

2 часа назад
9 минут
Мария Азарова

К такому выводу пришли сотрудники NASA, а авторы другого исследования рассказали, где именно на спутнике Земли может сохраняться водяной лед — в еще больших количествах, чем считалось ранее.

Вчера, 12:18
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Вчера, 15:09
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

[miniorange_social_login]

Комментарии

22 Комментариев

Iscander Bas
19.08.2020
-
0
+
Лететь на Луну надо обязательно, но не так как это предлагается делать сейчас! Нет совершенно никакого смысла в разовом запуске и в кратковременном пребывании группы землян на Луне (Марсе и пр...) - лишь сделать селфи! Необходима постоянно работающая база из десятков человек, сменяемых вахтовым методом (по году-два)! А вот строительство этой базы вполне успешно могут выполнить роботы, хотя бы с помощью 3-Д принтера, который успешно применяется во многих странах для постройки домов! Обустроить место и подготовить его для пребывания достаточно большой группы учёных - на это роботы (с искусственным интеллектом или управляемые дистанционно) вполне способны, оборудовать гидропонику, даже теплицы! И тогда от базы будет толк! А отправка на неделю-две (как ранее летал Аполлон) - это лишь показуха для пускания пыли в глаза! Поэтому я считаю, что России не надо гнаться за лидерством в глупой и бессмысленной гонке, а подходить основательно, обустраивая место на грядущие десятки лет - полноценная база с небольшим ядерным реактором, научным центром, со средствами экстренного спасения и пр... И пусть она будет готова в 40-е - 50-е годы, но чтобы была реальной базой, а не чтобы показать другим, какие мы крутые!
    ivankolupayev
    20.08.2020
    -
    1
    +
    Вот интересно почему в русских народных сказках так часто встречается сюжет про молодца, что основательно лежал на печи, бил баклуши или просто дурака валял, а потом вдруг встал и всех победил? Впрочем даже в сказках молодцу кто-то всегда помогал. А у вас на что расчет? Что за 20-30 лет теоретических разработок у нас вдруг возникнет лунная база с блекджеком и тетеньками?
    +
      ещё комментарии
      Iscander Bas
      20.08.2020
      -
      0
      +
      А что вам кажется невероятным? Россия уже достаточно давно выпускает 3-Д принтеры (которые продаёт по всему миру, даже домостроительные), есть даже робот, побывавший в космосе! Ангару лет за десять точно допилят! Есть ядерные батарейки, солнечные панели, наработки ядерного реактора, военная электроника и многое прочее. То есть всё что надо - уже есть, все наработки, далеко не только теория! Остаётся лишь модифицировать их под другие условия работы (безвоздушное пространство - космос). Требуется лишь целенаправленная воля - и через десять лет на Луне вполне вероятно создание полноценной базы! В чём вы видите невозможность этого?
        ivankolupayev
        20.08.2020
        -
        1
        +
        Да бога ради. Может даже останется место для вашей "полноценной базы" среди китайских и американских поселений. Вот этот пунктик "модифицировать под другие условия работы" невозможен без практической проверки в этих самых условиях. Для чего на Луну все-таки надо слетать.
Евгений Рахманов
10.08.2020
-
0
+
Опять гонки? Процесс освоения планет и космоса - задача не на годы, не на десятилетия, а скорее на столетия. Говорить просто о высадке - несерьезно. Уже высаживались, ну и какой результат? И ракеты были, если помните, "Сатурн-5", "Н-1", "Энергия". Будут новые РН с такими же характеристиками по ПН. Но не больше. Больше современная техника создать не сможет. Создать базы на Луне и поддерживать их существование такими средствами, это утопия. Ракетные фирмы нуждаются в заказах, поэтому повсюду пиарят тяжелые носители. Насчет многопусковой схемы в целом все верно, если говорить о разовых полетах и лунной гонке. Но космос надо осваивать, и правильный путь и перспектива, наверно все-таки в постепенном создании многоразовых транспортных космических систем, а не в бегах наперегонки.
    Александр Березин
    4 недели назад
    -
    0
    +
    "Больше современная техника создать не сможет." Вы Маску напишите -- а то он-то не в курсе, Старшип зачем-то строит.
Vladi Smolovich
07.08.2020
-
0
+
Китай может присоединиться к "лунной гонке". Он располагает необходимой технической и научной базой. Стабильность политической системы общества будет способствовать успешной реализации амбициозных проектов
    Александр Березин
    07.08.2020
    -
    0
    +
    Может. Но каким образом Китай сможет создать сверхтяж к 2025 году? Боюсь за пять лет это просто невозможно. Даже у Маска таких темпов пока не наблюдается. "О переохлажденном топливе. Коэффициент объёмного расширения жидкого кислорода - по химическому справочнику - 1/860. Температура существования жидкого кислорода - 50-90К. Выигрыш от переохлаждения жидкого кислорода получается столь малым, что даже лупы не хватить, придётся использовать микроскоп" Зачем микроскоп. Можно использовать весы тонной точности -- выигрыш будет вполне очевиден: "= 1.1420 kg/L (LOX low density at -183.0 C) = 1.2539 kg/L (LOX high density at -206.7 C)" https://www.nist.gov/system/files/documents/srd/jpcrd423.pdf Легко видеть, что жидкий кислород становится плотнее на 9,7-9,8%, Королев и Мишин (и Маск сегодня) -- не дураки, они бы не стали заниматься глубоким переохлаждением просто так. Учитываю массу топлива Фалькона -- речь о тоннах роста ПН.
    +
      ещё комментарии
      Vladi Smolovich
      08.08.2020
      -
      0
      +
      Попробуем сосчитать. Возьмём РН с массой первой ступени 1000 т. Соотношение компонентов топлива жидкий кислород/керосин примерно 2.5:1, значит, будет примерно 700 т жидкого кислорода. При плотности (по указанным вами цифрам) 1.142 т/куб м. расчётный объём баков 613 куб.м., при плотности 1.254 - 558 куб.м. разница примерно в 10%. По технологиям 80-х годов (когда я ещё работал в этой отрасли) удельный вес конструкций баков с внутренней теплоизоляцией - примерно 2,5%. Снижение объёма на 10% приведёт к уменьшение веса баков 700*0.025*0.1=1.75 т. На самом деле, конечно, меньше - баки никогда не заполняют "под завязку"). Доля выводимого на НКО груза - где-то 2.5% от стартового веса. Теоретический выигрыш на уровне 200 кг. На практике - ещё меньше - из-за расхода топлива для ТНА и из-за наличия нерасходуемой части топлива (отсечные клапаны срабатывают за несколько секунд до опустошения баков)
        Александр Березин
        08.08.2020
        -
        0
        +
        "Теоретический выигрыш на уровне 200 кг" У вас в те же баки влезло на 9,8% больше окислителя, а выигрыш в ПН составил 200 кг для ракеты с массой первой ступени в 1000 тонн. С расчетами явно что-то не то. Возможно, удельный вес баков там несколько иной, или что-то еще. Кроме того, вы "зафиксировали" долю ПН в "2.5% от стартового веса" от стартового веса, что явно некорректно. Справочно: первая ступень Фалькона-9 весит 430 тонн, при этом после перехода на переохлаждение и дополнительных мер оптимизации (модификация Ф9ФТ) доля ПН от стартовой массы выросла до 4,15% (в одноразовой конфигурации). А до этого была (Ф91.1) -- всего 2,6%. Разумеется, не весь рывок за счет переохлаждения, часть за счет других модификаций. Но из этого частного примера видно, что представляения о доле ПН как постоянной или близкой к 2,5% для Ф9 явно не работают.
          Vladi Smolovich
          08.08.2020
          -
          0
          +
          Ещё одно маленькое дополнение - невозможно обеспечить одинаковую температуру по всему объёму бака. У стенок - из-за теплообмена с окружающей средой - она будет выше, в центре - ниже. Причём, разброс будет весьма значителен, не три градуса. Обеспечение равномерной температуры по такому объёму - это уже сама по себе проблема, из-за этого все баки делают "с запасом" по объёму. Никто не допустит температуры на грани с началом кристаллизации (замерзания). Идея технически нереализуема. Вспомните судьбу проекта сопловых насадок (колец) для двигателей первых ступеней. А ведь его довели до лётных испытаний.
            Александр Березин
            09.08.2020
            -
            0
            +
            Я со всем этим не спорю. Смысл моих тезисов в другом: перехолаждение топлива (и да, вы правильно отмечаете -- среднее, -218 никто не допустит) дает заметные преимущества, и без него ПН в 4,15% от стартовой массы у Ф9 бы не было. А вот у нас этого плюса нет, и причины -- ровно те, что озвучил Пушкин. "У нас не любят напрягаться". Это проблема, и она подчеркивает общую ситуацию с главконструкторами у нас сегодня.
Vladi Smolovich
07.08.2020
-
0
+
О переохлажденном топливе. Коэффициент объёмного расширения жидкого кислорода - по химическому справочнику - 1/860. Температура существования жидкого кислорода - 50-90К. Выигрыш от переохлаждения жидкого кислорода получается столь малым, что даже лупы не хватить, придётся использовать микроскоп...
ivankolupayev
02.08.2020
-
0
+
Итак ставлю на Трампа, что он сумеет победить в 2020, а значит Лунная программа продолжится. Успеют ли они до 2024 г. вот это вопрос. Так что гонка тут скорее со временем надо уложиться в весьма сжатые сроки, до смены президента. У них-то обнуление не прокатывает.
ivankolupayev
02.08.2020
-
1
+
Американцам конечно виднее кто будет пилить их бюджет в следующие 4 года, но жаль если амбициозные планы освоения космоса сорвутся из-за смены вашингтонской команды. Увы политические причины могут опять помешать техническому прогрессу. Впрочем Трамп и в прошлый раз уступал клинтонше "по очкам" однако сумел вырваться вперед. Посмотрим. В этом плане он мне куда более симпатичен, чем старикашка Байден.
Николай Ц
02.08.2020
-
0
+
В лунной гонке участвуют только США? Кроме какого-то патентования сомнительной многостыковочной схемы Россией, больше ни о каких странах вы не говорите. С кем же «гоняются» США?
    Александр Березин
    02.08.2020
    -
    0
    +
    В США две группы разработчиков средств высадки на Луне -- и они видят друг в друге соперников (Боинг-УЛА-ЛМ и СпейсИкс). Поэтому даже если бы вне Штатов никто ничего не делал -- то была бы полноценная гонка американцев самих с собой (чего в шестидесятых не было). Россия, как ни странно, имеет серьезные шансы участвовать в гонке только и исключительно многопусковой схемой (хотя это и слишком рискованное решение). Потому что создание сверхтяжа находится на такой стадии, что к собственно к гонке он не успеет. После ее окончания -- это уже не гонка. Теоретически есть еще Китай, но там не заявили многопусковую схему, а Чанчжэн-9 находится на стадии, немногим отличающейся от российского сверхтяжа. Поэтому реальных участников лунной гонки в мире сегодня -- если посчитать по странам -- двое: США с двумя строящимися сверхтяжами, и Россия -- с нулем сверхтяжей и немного рискованной многопусковой схемой. Остальные участники к гонке уже опоздали: ясно, что к 2025 году технические средства достижения Луны (сверхтяжи класса 100 тонн ПН+) у США будут, и точно также ясно, что ни у нас, ни у КНР готовых свертхтяжей к этому моменту не будет. Поэтому, увы, я их не описываю в тексте.
    +
      ещё комментарии
      Николай Ц
      02.08.2020
      -
      0
      +
      Понятно, спасибо. Но помимо ракет-носителей, для высадки и возвращения нужен пилотируемый лунный посадочно-взлётный комплекс. На его разработку, изготовление и испытания тоже нужны немалые ресурсы - время, деньги, производственная база, кадры. В России его разработкой сейчас кто-нибудь занимается? Вы пишете о 2025 годе - вспомните, сколько лет разрабатывается пилотируемый корабль Орёл/Федерация, эксплуатация которого начнётся неизвестно когда. На сегодня уже четырнадцать лет, если не ошибаюсь? А взлётно-посадочный лунный комплекс, видимо, сложнее. Такое чувство, что Россия, к большому сожалению, никак не тянет на реального участника лунной гонки. Я неправ?
        Александр Березин
        02.08.2020
        -
        1
        +
        " Но помимо ракет-носителей, для высадки и возвращения нужен пилотируемый лунный посадочно-взлётный комплекс." Да. Это большая сложность. Именно поэтому Маск имеет большие шансы, чем команда Боинг-УЛА-ЛМ -- у него посадочно-взлетный комплекс интегрирован с кораблем во второй ступени ракеты. У конкурентов оный модуль пока только на чертежных досках (виртуальных). "В России его разработкой сейчас кто-нибудь занимается? " В настоящее время сложно даже сказать, занимается ли кто-либо постройкой в железе даже "Ангары" (упомянутой в тексте модели). Имеющиеся данные скорее указывают на то, что Роскосмос рассчитывает, что никто никуда не полетит, а патенты на многопусковую схему и проекты Союзов-5 и сверхтяжей -- просто для имитации бурной деятельность, чтобы политическое начальство не слишком волновалось. "Вы пишете о 2025 годе - вспомните, сколько лет разрабатывается пилотируемый корабль Орёл/Федерация, эксплуатация которого начнётся неизвестно когда." "Орел" тут вряд ли может быть ориентиром, потому что для его доводки не хватало не денег или кадров, а воли руководства Роскосмоса. Если воли нет, или ее очень мало, то космический корабль можно и 14, и даже 114 лет разрабатывать -- и все равно не разработать. По ту сторону океана как минимум у одного игрока воля есть. "Такое чувство, что Россия, к большому сожалению, никак не тянет на реального участника лунной гонки. Я неправ? " Это очень сложный для прямого ответа вопрос. На данный момент да -- не тянет. Но не потому. что не может, а потому что руководство Роскосмоса не хочет. В принципе, если бы желание было -- можно было бы и с многопусковой схемой попробовать. Например, провести автоматизированную посадку посадочного лунного модуля и его дозаправку, чтобы проверить, что многопусковая схема в самом деле работает. А в первый экипаж посадочного модуля включить Рогозина Д.О. (за оставшиеся годы его вполне можно привести в форму) - в роли инженера, стоящего под мостом. Чтобы если бы даже миссия и накрылась, то это выглядело бы не провалом, а нормальным риском -- в котором руководитель взял риск лично на себя.. Но для этого нужного желания руководства Роскосмоса. Будет ли оно? Я сомневаюсь. Для этого нужно, чтобы эту контору возглавлял решительно настроенное лицо. На вид, такой ситуации пока нет.
          Николай Ц
          02.08.2020
          -
          0
          +
          Понятно, спасибо за развёрнутый ответ. Он видится адекватным и соответствующим действительности. Согласен с вашими оценками. Рогозин никогда не полетит сам - нету у него инженерной честности. Не того поля ягода. А для возглавления Роскосмоса решительно настроенным лицом нужна политическая воля верхов. Но Лунный проект трудная и неоднозначная (выйдет/не выйдет) дорога. Она дольше и сложнее мегамостов и списания средств на военные действия и присутствия. Нет с Луны прямого и внятного практического навара ареопагу. Поэтому и на Роскосмос ставят Рогозиных. И поскольку Луна не принесёт активов лично парням на самом верху - нечего на неё и ресурс тратить. Имитацию трепыхания организовали Рогозиным - и нормально. А в плане посадочно-взлётного лунного пилотируемого комплекса Маск выступит наиболее опытным игроком - он единственный, кто делает сразу два варианта: свой Старшип и по заказу ещё и комплекс для НАСА, для Артемиды, наряду с двумя другими конторами, Безоса и Дайнетикс. Александр, отдельный вопрос. Посмотрел телеметрию запуска "Персеверанс" на Марс; как и ожидал, увидел там один любопытный баллистический нонсенс при выходе на гиперболическую траекторию (писал о нём коммент в материале о запуске). Этот двойной парадокс по-своему интересен, решил рассказать о нём понятно и популярно в виде небольшого материала, можно и на этом ресурсе. Как связаться с редакцией с предложением написать и опубликовать его - написав на адрес info@naked-science.ru или куда-то ещё? Не подскажете? Вам не конкурент, это чисто стартово-баллистическая американская специфика. Чуть заглянуть внутрь неё, так сказать.)
            Александр Березин
            02.08.2020
            -
            0
            +
            Да, адрес, который вы называли, вполне живой, туда можно написать.
              Николай Ц
              02.08.2020
              -
              0
              +
              Понял, спасибо!

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: