Результаты Explorations Systems Architecture Study

[Kuhulin]

Вчера НАСА опубликовало долгожданные результаты Explorations Systems Architecture Study

http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=17836

Выбрана тяжелая 125-тонная ракета для запуска грузов, необычная ракета на основе твердотопливного ускорителя для запуска экипажа - обе на основе Шаттла. CEV, как и подозревали, внешне мало отличим от Апполона. Картинки, которыми иллюстрируют презентацию, суть немного подретушированные картинки из программы FLO (First Lunar Outpost, см. http://www.astronautix.com/craft/firtpost.htm)

Гриффин заявляет бюджет 104 млрд. Ждем слушаний в Конгрессе в ноябре 

[Karen]

Интересный гибрид Шаттла-Аполлона смешанны со старыми планами (перед-Аполлоном) лунного полета где экипаж и лунный корабль запускали бы отдельны. Смотрите на www.nasa.gov. Там видео и больше.

На что касается стоимость--недешево, но все это распространено на 13 лет. Это "только" 8 миллардов в год--половина годового бюджета НАСА. Связай этот расход с расходом для восстановления Новой Орлеана, и другими военными расходами, и у Конгресса будет очень интересные дебаты. Надеюсь что у них есть приличных приоритетов... Космос во-первых, конечно! 

[anovikov]

Конечно, на такие вещи не стоит зажимать деньги, тем более учитывая хорошее состояние американской экономики и отсутствие каких-либо реальных угроз в обозримом будущем - т.е. например, альтернатива в виде затрат на милитаризм едва ли оправдана.

Из всего увиденного на насовском сайте мне не очень понятна схема сборки, отправляющей на лунную поверхность 21 тонну нагрузки одним запуском SDLV. Как не считал - не склеивается. Если только эта 21 тонна не включают сухой вес посадочной ступени.

Радует выбор водородного посадочного двигателя - это был именно тот элемент, из-за которого не склеивались мои весовые прикидки по исходным данным.

Видно, что все затевается гораздо более серьезно, чем в Apollo - там все делалось лишь бы быстрее, двигатели на вытеснительной подаче, например.

[anovikov]

Как вы вообще считаете - вся эта программа - из серии "веселые картинки" (устоявшееся выражение уже в космическом рунете, вы понимаете о чем я ), или за ними стоит что-то реальное? Будут они вообще хоть что-то делать или нет?

[anovikov]

Насколько я понимаю, выход на окололунную орбиту будет производиться двигателями посадочного модуля, а не CEV?

Это нигде прямо не говорится, но развесовка просто не оставляет никакой другой возможности, как я понимаю - на торможение даже с метановой ступенью ушла бы половина массы CEV.

[anovikov]

Ведь если можно посадить на Луну 21 тонну нагрузки - тогда зачем, собственно, CEV? Взлетная ступень с возвращаемым кораблем весом в 21 тонну означает Burnout mass где-то в 9.5-10 тонн, на метановых двигателях. Это позволяет впихнуть в эту массу (объединив служебный модуль со ступенью) корабль, превосходящий по массе Союз, причем существенно, процентов на 20. Четырех космонавтов вполне можно впихнуть, и без всяких стыковок, переходов и т.п. - весьма безопасный вариант. Так что что-то тут не так

[Kuhulin]

Четырех можно, а НАСА хочет впихнуть 6 человек В нем же не только на Луну летать, но грузы на Станцию. CEV при внешней похожести на Апполон будет в полтора раза больше в диаметре и иметь 2 палубы (sic!). Такое в 9,5 тонн, видимо, не упихивается. Жаль, конечно. Будь CEV меньше, можно было бы делать ракету не 125-тонн, или сажать на Луну напрямую, и при проектировании марсианского корабля им лишние тонны еще отольются.

Но я вот что хочу сказать: Гриффин он молодец и реалист. Пусть старается. Только на него все наши надежды

[anovikov]

Вообще да, я прикинул - если исходить из того что сухой вес посадочной ступени будет где-то 4 тонны при полном ~33 тонны (без веса припасов, т.е. источников электроэнергии и т.п., которые используются только при пилотируемых запусках), и если последние весят еще ок. 1 тонны (т.е. вес посадочной ступени в пилотируемом варианте будет 5 тонн пустой и 34 заправленный), то все срастается и доставить нагрузку в 21 тонну на Луну можно. Разумеется, нагрузка должна быть такая чтобы не требовать ничего и быть способной лететь в открытом космосе. Жилой модуль, например. При этом же варианте возможен полет на Луну с CEV заявленным весом 25 тонн (включающим топливо на возвращение). Я считал относительный вес EDS 10%, и вес взлетного модуля без топлива - такой же как в Apollo в расчете на 1 астронавта. Удельный импульс двигателя EDS 465 сек (2xRL-60), посадочного модуля - 465.5 сек (1xRL-10B-2), взлетного - 370 сек (метан, вроде такой характерный УИ двигателей на нем в вакуумном варианте - чуть больше чем у керосина).

[anovikov]

В общем одобрямс! Афтар жжот
Я ожидал чего-то гораздо более кривого и конъюнктурного, например отказ от использования OMS/RCS pods был большой неожиданностью - т.е. конечно дураку понятно что они там не нужны, но отказ от них потребует увольнения толп народа. Т.е. административный ресурс и политическая воля, стоящая за принятием такого решения - должна быть очень серьезной.

[anovikov]

Упс, разумеется я стормозил, 34 тонны это вместе с взлетным модулем. Т.е. реально 25-26 тонн, 21 тонна топлива + 4-5 сухой вес посадочной ступени.

[Eisbrecher]

Рад, что Гриффин понимает, что нельзя повторять ошибок прошлого, когда Шаттл начали разрабатывать практически с нуля а многое, что создали в программе Аполлон было забыто. Лунный носитель на базе Шаттла -  верное решение. Еще до недавнего времени думал, что НАСА будет заниматься повторением пройденого, что CEV - полный аналог корабля Apollo. Водородный посадочный двигатель - это действительно шаг вперед.
Но есть и сомнительный момент - двухпусковая схема. Космодром во Флориде - не всепогодный, и многолетняя практика показывает, что американские ракеты очень редко улетают в запланированный срок. То из-за погоды, то из-за технических неисправностей. Кто-нибудь знает, сколько может запущенный лунный модуль с заправленной разгонной ступенью ждать взлета корабля CEV?

Как вы вообще считаете - вся эта программа - из серии "веселые картинки" (устоявшееся выражение уже в космическом рунете, вы понимаете о чем я  ), или за ними стоит что-то реальное? Будут они вообще хоть что-то делать или нет?

Думаю, что CEV сделают, это необходимо для замены Шаттла. В вот насчет лунной программы лично у меня остаются сомнения. Во время строительства американских блоков МКС отмечался немалый перерасход средств, вследствии чего программу пришлось сократить. Если такое повторится и сейчас, думаю что Луна НАСА не светит.
Убежден, что Россия могла-бы организовать аналогичную программу за гораздо более скромную сумму.
Но в целом все выглядит очень даже красиво.

[Karen]

anovikov: Кажется что у Вас гораздо больше понимания ракетов, весов и т.д. чем у меня. Я не знаю что разумно или нет на что касается вес. Мне не ясно если этот 21 тонн целая масса или масса загрузки.

Как вы вообще считаете - вся эта программа - из серии "веселые картинки" (устоявшееся выражение уже в космическом рунете, вы понимаете о чем я  ), или за ними стоит что-то реальное? Будут они вообще хоть что-то делать или нет?

Да будут. Этот раз (по сравнению с планами Буша старше в 90-х) все планы пошли дальше чем в прошлом. У НАСА теперь есть точный план используя технология что в общем у нас уже существует. В 90-х старались развивать новый корабль, так называемый следующее поколения шаттля, и всё без успехов. Этот план возможен, и поэтому, будет реализован до какого-либо уровня развития. Гриффин говорит о философии "go as you can pay"--"едите как вы можете платить" Медленно или быстро--все зависит от капризов конгресса, но один факт важно помнить. В конгрессе, не хотят что США становились некосмической страны. Шаттл идет в отставку и нам нужна замена. Этот план выглядит хорошим потому что мы уже знаем что свои части работают. Только остается увидеть если они работают вместе и если у нас еще есть "the right stuff" как в эре Аполлона.

Насколько я понимаю, выход на окололунную орбиту будет производиться двигателями посадочного модуля, а не CEV?

Нашла в пресс-конференции 9го сентября (на сайте www.nasa.gov, нажмите на "read feature story", потом на "September 19th briefing" в голубом цвете направо от текста) что будет служебный модуль, не посадочный модуль. На служебном модуле тоже будет топливо жидкого кислорода-метана.

ZORG: Думаю, что CEV сделают, это необходимо для замены Шаттла. В вот насчет лунной программы лично у меня остаются сомнения.
На что касается лунную программу, очень очень надеюсь что Вы не правы, а реальность в том что каприз новой администрации в белом доме решает всё это на хорошо или плохо. Нового CEV будет. Идет ли он в луну или в Марс зависит от будущего.

[anovikov]

>На служебном модуле тоже будет топливо жидкого кислорода-метана

Не склеивается. Ведь служебный модуль выводится на орбиту пилотируемой ракетой, ее грузоподъемность 25 тонн... Половина этого веса уйдет на вывод на орбиту, еще 25% оставшегося на возвращение. Какая же тогда сухая масса CEV - 9.5 тонн? Тогда см. выше, лучше его приделать к SDLV+посадочной ступени и direct accent летать. Что-то тут не склеивается.

[anovikov]

Прочитал. Да. Действительно не склеивается. Единственное возможное объяснение - что CEV действительно имеет очень маленькую инертную массу, не более 10 тонн, и отказ от Direct accent произошел единственно по причине необходимости доставки на Луну большого количества (несколько тонн) грузов в каждом полете One-way. Будем ждать развесовок.

[anovikov]

Ну нет блин, такое категорически не может работать!!! Цифры в студию!
Сколько же тогда весит вся сборка при отлете к Луне? Или EDS "паравозная"?

[anovikov]

Попробую порассуждать вслух. Очевидно, что какой-то смысл в использовании отдельного посадочного модуля и "полуторапусковой" схемы есть. Если бы можно было впихнуть CEV в 1 пуск 5-SSME, 2 5-segment SRB inline SDLV, так бы и сделали. Значит, сухой вес CEV достаточно велик и этого не позволяет. Попробуем рассчитать минимум сухого веса CEV.

В однопусковом варианте SDLV+LM может посадить на Луну one-way 21 тонну груза. Удельный импульс SPS CEV (метан) близок к 370 секундам. На возвращение с лунной поверхности к Земле нужно 2740 м/с характеристической скорости считая все запасы с двигателем тягой в ~треть стартовой массы, или 2 веса на Луне. Например - возвращаемый аппарат ЛК-700 имел именно такой запас. Значит, CEV смог бы улететь с Луны, имея массу после израсходования топлива 21/2,129=9,86 тонны (LN(21/9,86)*9,8*370=2741м/с). Значит, сухой вес CEV больше этого значения, иначе именно такой вариан и был бы выбран - LM+недозаправленный пилотируемый CEV, оснащенный LES как в варианте с CLV, сажаемый на Луну одним запуском SDLV с EDS.

Посчитаем предельную массу сборки на отлетной траектории, чтобы CEV с массой 9.86 тонны пустой и 25 тонн заправленной (первая цифра не может быть меньше по причине описанной выше, вторая не может быть по причине что тогда его не выведет CLV), чтобы ее мог вывести на окололунную орбиту CEV включением своей SPS и потом на остатках топлива еще и вернуться обратно.

Запасы х/с в Apollo на тот и другой маневры были по 1100 м/с. Пусть полная масса=X. После торможения останется 0,7383X. Топлива уйдет 0,2617X. На отлет от Луны уйдет 9,86*0,3544=3,49т, итого вес CEV перед возвращением должен быть 13,35т. Полный вес 25т. Значит, 11,64т=0,2617X, и X=44.5т. Итого CEV 25тонн и LM всего 19.5т!!! LM выходит какой-то ну слишком уж маленький. Учитывая запас х/с на торможение при посадке на Луну 2470м/с, как в Apollo, и водородный уи 465с, получаем посадочный вес 8,43 тонны. У Apollo было 6.54, а ведь там было 2 астронавта, а не 4! Отлетный вес получается где-то 5.6-5.8 тонны, после отработки топлива взлетного модуля (2220 м/с, как в Apollo, удельный импульс 370 сек, метан) останется 3..3.2 тонны - менее чем в в 1.5 раза больше чем в Apollo, тут даже 3 человека толком не помещается, не то что 4! А ведь в посадочный модуль собираются впихнуть шлюзовой отсек, что делает затею уже вообще фантастикой, тем более с временем пребывания в неделю - тут хорошо если 2 астронавта поместятся...

В общем, остаются одни вопросы. Тем более что вес на отлете 44.5т - это нереально мало, ведь на низкую орбиту выводится 150 тонн. Даже если считать EDS ужасно паравозной и оставить на нее 15 тонн, получаем при минимально вообразимом для водорода УИ 420 сек запас скорости 3800 м/с, что совершенно ненужно - 3200 м/с за глаза. Т.е. можно запустить и планируется запустить явно больше. Но бОльшую сборку CEV не сможет затормозить, так чтобы топливо осталось еще и на возвращение, либо же если сможет, значит сухой вес CEV настолько мал, что работает Direct Accent однопусковый вариант и CLV вообще не нужна!!!

[anovikov]

В общем после данных рассуждения и чтения публикации, на которую указала Карен, у меня огромное недоверие к данной схеме. Похоже они водят нас всех за нос.

[anovikov]

Реально я даже немного недооценил размер нестыковки: ведь в случае однопускового варианта EDS не надо было бы снабжать теплоизоляцией на аж 30-дневное пребывание на орбите до стыковки с CEV. И инертную массу EDS можно было бы снизить, соответственно вес нагрузки на лунной поверхности вырос бы, и все увеличение целиком пошло бы в вес заправленного CEV. Т.к. предполагаемый относительный вес EDS процентов 14, и экономия составила бы процента 2 как минимум, мы выиграли бы примерно половину этого веса на лунной поверхности - при весе EDS около 100 тонн это 1 тонна. И нижний предел инертной массы CEV вырастает на 450 кг.

Правда, я не исключаю что при расчете веса доставляемой на Луну нагрузки - 21 тонна - это удаление веса теплоизоляции на EDS уже учитывалось.

[anovikov]

А реальные цифры вообще существуют в природе или нет?
Жутко интересно как они реально себе это представляют.

[henson]

А реальные цифры вообще существуют в природе или нет?
Жутко интересно как они реально себе это представляют.

Реальных цифр не знают даже те, кто проектировал данный аппарат. Все это приблизительно, хотя "водят за нос" тоже не стоит исключать, а также то, что это вообще утопия типа СОИ, а будут делать что-то совсем другое. Думаю 104,000,000,000USD очень большая сумма в которую можно вписать и совсем другой девайс.