Экономика космической экспансии

[Dem]

Ну, желательно, чтобы на испарение рабочего тела затрачивалось не слишком много энергии: одно дело - испарить кусок льда, а другое - испарить самородок железа.

Для того чтобы нагретый продукт давал тягу сравнимую с ЖРД - рабочее тело надо нагреть до аналогичной температуры (3000℃). И тут без разницы, испарится оно при 100℃ или при 2900℃ - всё равно расход энергии теплоёмкость плюс энергия испарения.

Да, и вы ещё не забудьте, что там, где это зеркало планируетя использовать света в 9 раз меньше.

Булыжники и на земной орбите есть. А периодически и на околоземной.

[bob]

От ледяного астероида отделяется небольшой кусочек водяного льда и помещается в колбу.

Знаете, ув. shuricos, любые планы астероидно-кометного освоительства легко разбиваются простым и наглядным доводом. На орбитах вокруг Земли летает масса подохших спутников, напичканных дорогой электроникой, а также редкими и драгоценными металлами. Но никто пальцем не пошевелит, чтобы их достать или даже, хотя бы, отремонтировать или модернизировать. Потому что это экономически не выгодно. Выгоднее их забросить или сжечь в атмосфере. Потому, что ремонтировать их или возвращать на Землю экономически не выгодно. Зачем Вам гнать тот же десятитонный кусок железокаменной скалы аж из астероидного пояса или маяться выпариванием каких-то крох топлива из кометы, когда Вы можете прямо сейчас снять с орбиты захоронения какой-нибудь из склеивших ласты советских космосов, не меньшей массы, и битком набитый готовым высокопробным золотом, платиной, титаном, иридием, вольфрамом, да ещё и с не до конца прогоревшим изотопником и почти полным баком высококачественного неиспользованного горючего? Только бери отвёртку и разбирай...
Это можно было бы легко сделать. Но это никому даром не надо по экономическим соображениям. Проще дождаться, когда он грохнется в океан или забыть о нём. Потому что попытка его достать обойдётся ещё дороже и ещё затратнее, чем он сам обошёлся. И мы просто получим многократное умножение и без того уже бессмысленных огромных затрат.
(Ну и, кроме того, на ближайшей к Вам свалке ежедневно гибнет того же металла и ГСМ больше, чем человечество пригонит из космоса за тысячу лет по любым технологиям. И. опять же, никто пальцем не пошевелит, чтобы всё это спасти - все мучения экологов a priori напрасны. Так что далеко летать не нужно. Та "прибыль", которую Вы собрались принести "освоением космоса", стократно и ежедневно гибнет прямо под ногами, безо всякой мультитриллионно дорогой ракетно-космической доставки - потому что жаба душит даже перед своим домом ручками металлолом собрать, или хотя-бы макулатуру. Это экономически не выгодно.)

[shuricos]

Уважаемый bob, отработавшие спутники не возвращают именно потому, что они слишком малы.
10 тонн железа, несколько кг цветных металлов и несколько сот грамм драгоценных металлов действительно не оправдывают затрат на подъём "мусоросборщика" к ним, ведь каждый кг, поднятый с Земли на НОО стоит тысячи, а на ГСО - десятки тысяч долларов. Поэтому нет смысла ни спускать спутники с орбиты, ни отправлять к ним заправщиков с Земли.

Совсем другое дело - если бы заправщик работал на орбите десятки лет, переходя с одних орбит на другие по наименее энергозатратной траектории, и используя значительно менее дорогое топливо. А основная (я бы даже сказал - подавляющая) часть стоимости топлива (или рабочего тела) для спутника - это стоимость его доставки на орбиту с поверхности Земли.

Соответственно, если мы кратно снизим стоимость доставки водорода и кислорода (или даже просто воды) на ГСО, то стоимость дозаправки ГСО-спутников снизится тоже кратно и тогда дозаправка спутника окажется оправданной.

Точнее сказать, не "дозаправка", а просто "заправка". Т.е. на орбиту спутник будет подниматься с Земли вообще без топлива и рабочего тела, только "железо". Меньше вес - меньше стоимость вывода. И выводиться спутник будет только на НОО, чтобы не тащить с Земли тяжёлый разгонный блок с топливом. На НОО спутник захватывается манипулятором "космического буксира", который выведет этот спутник на ГСО к заправочной станции. Заправочная станция - ледяной астероид, приведённый на ГСО Земли и снабжённый необходимым оборудованием. На этой станции есть несколько многоразовых  ГСО-платформ, заправленных водой. ГСО-платформа - это многоразовая унифицированная система стабилизации и позиционирования полезной нагрузки. Буксир пристыковывает ГСО-платформу к новому спутнику, заправляется водородом и кислородом. Затем буксир перемещает платформу вместе со спутником на их место на ГСО, а сам возвращается на НОО за следующим спутником.

Это позволяет многократно сократить массу поднимающих с Земли грузов (не нужно для каждого спутника поднимать в космос отдельный разгонный блок и отдельную платформу с системами коррекции, но самое главное - не надо для всего этого тратить так много топлива, поднимаемого с Земли). Т.е. чтобы запустить ГСО-спутник, достаточно будет только лёгкой ракеты, выводящей на НОО порядка 1...2 тонн ПН, а не тяжёлых ракет типа "Протона", каждый раз тянущего на НОО 15...20 тонн, наибольшая часть из которых - горючка для разгонного блока.

[LonelyWanderer]

ru.m.wikipedia.org/wiki/Orbital_Skyhook
Мне кажется на данный момент наиболее перспективной технологией, пока не придумали дешевые и крепкие материалы для космического лифта. Некую аналогию я предлагал в теме про колонизацию астероидов.
На самом деле, тросовая система позволяет уменьшить минимум на 2 км/с (при использовании дешевых стальных тросов) уменьшить скорость ракет для выхода на НОО и до 4 км/с для старта в дальний космос. Т.е. удешевить запуски с орбитальных до суборбитальных - с 8 до 6 км/с, что примерно вдвое уменьшит энергозатраты и в разы увеличит полезную нагрузку ракет.
Кроме того, тросовая система позволяет также решить одну важную проблему - в некоторой части вращающегося троса можно разместить космическую базу и иметь там искусственную гравитацию, аналогичной земной, причем при значительнгй длине троса эффект кариолиса будет сведен к минимуму. Снабжение этой базы, недоступной через обычную стыковку будет также через причаливания к концу троса.
А понижение орбиты в результате космических запусков в дальний космос посредством этой системы, не является большой проблемой. Для ее повышения можно использовать ионные двигатели, имеющие минимальный расход дорогого рабочего тела. А энергию для ионных двигателей получать через солнечные батареи, размещаемые в блоке, максимально близком к центру тяжести тросовой системы. Все же поставлять на орбиту топливо для обычного ракетного двигателя и для ионного - цифры совершенно разных порядков.
Дальнейший запуск будет произведен уже соотвтственно со скоростью 8+2=10 км/с. Т.е. приняли груз с 6 км/с и запустили с другого конца уже со скоростью 10 км/с.
При этом, в зависимости от массы всей системы будет произведено понижение ее орбиты. Но так как космические запуски не каждый день, то мы с помощью ионных двигателей, работающих на привезенном рабочем теле и на энергии от солнечных батарей постепенно повышаем орбиту и готовимся принять следующий космический аппарат

[shuricos]

Надо посчитать перегрузки, которые будет испытывать груз на концах тросов СкайХука.

Ещё надо учесть нагрев концов, погружённых в атмосферу. Ведь, если мы подбираем груз на высоте 40 км, то как минимум 60 км троса должны двигаться в довольно насыщеных верхних слоях атмосферы с разными скоростями, вплоть до нескольких км/с с соотв.нагревом троса.

[ВадимZero]

Надо посчитать перегрузки, которые будет испытывать груз на концах тросов СкайХука.

В принципе это один из вариантов тросовых систем. Честно говоря не вижу особого выигрыша от вращения троса. Не вращающиеся тросовые системы типа "Ротоватор" проще в эксплуатации.

пока не придумали дешевые и крепкие материалы для космического лифта.

Космический лифт в принципе не реальный проект, поскольку будет уничтожен радиацией еще до того как окупиться.

[Susamidim]

Странная всё-таки тема: обсуждение экономики того, чего нет даже в виде концепции. К тому же, мы находимся в положении доисторических людей, пытающихся обсуждать экономику экспансии через Атлантический океан верхом на брёвнах. В Исландию.

[Dem]

Ну так Исландию именно что на брёвнах и достигли. После того как допёрли как именно их правильно скреплять.

[Susamidim]

Ну так Исландию именно что на брёвнах и достигли. После того как допёрли как именно их правильно скsреплять.

Так в том и дело, что у нас нет даже плота. Плот - это для нас мечта, отдаленная перспектива. На плот ого-го сколько можно нагрузить. У нас пока отдельные бревна, и гребем руками. Но рассуждаем не просто об экспансии, а об её экономической целесообразности.

[Dem]

Дык чтобы плот строить реально - надо сначала ту самую экономическую целесообразность прикинуть.

[Alex Control]

Дык чтобы плот строить реально - надо сначала ту самую экономическую целесообразность прикинуть.

Это ж сколько медведей нужно убить, чтобы  нарезать их шкуры тонкими полосками, связать узлами,  чтобы потом связывать между собой брёвна. И вообще шкуры недостаточно прочные. Поэтому никакой плот нецелесообразен. Зато если мы всем племенем  будем десять лет рубить тысячелетний дуб, а потом ещё три года обрубать с него ветки, то получится Супер-Бревно, которое уж точно доплывёт куда надо. Может быть, когда -нибудь

[Retired]

Это ж сколько медведей нужно убить, чтобы  нарезать их шкуры тонкими полосками, связать узлами,  чтобы потом связывать между собой брёвна

Вообще-то эти ребята отлично знали растительное волокно: пенька называется 

[Alex Control]

Волокно знали. А знали ли что из него можно делать?

[shuricos]

Чтобы не создавать новую тему решил задать вопрос здесь.

Известно, что наиболее устойчивыми являются точки либрации L4 и  L5. Рассмотрим систему Земля-Луна. Точки L4 и L5 расположены на орбите Луны на 60 градусов впереди и позади Луны, т.е. L4 и L5 находятся на том же расстоянии от Земли, как и от Луны, и это расстояние равно расстоянию от Земли до Луны.

Устойчивость тела в L4 и L5 обеспечивается, если масса этого тела намного (например, а 1000 раз) меньше массы Луны. При равной плотности, масса будет отличаться в 1000 раз, если диаметр отличается в 10 раз. Т.е. в точках либрации Луны L4 и L5 можно устойчиво разместить тела диаметром примерно 350 км.

Но у этих тел будут и свои точки либрации. Т.е. со сдвигом на 60 градусов от них на орбите Луны можно поместить ещё 2 тела диаметром 35 км каждое.

На орбите Луны прямо напротив неё находится ещё одна точка либрации L3. Эта точка отстоит от последней пары 35-километровых тел на 60 градусов, т.е. для одного из них она будет точкой L4, а для другого - точкой L5. Если сюда поместить тело массой в 1000 раз меньше массы любого из последней пары тел, то такое тело может иметь диаметр 3.5 км (при плотности, равной плотности Луны).

Получается своеобразный 6-угольник, в одном из углов которого находится Луна. Я пока не знаю, зачем бы земной цивилизации понадобилась эта конструкция, если цивилизация достигнет такого могущества, что сможет создавать такие конструкции. Но идея мне показалась красивой.

И тут возникает ещё один вопрос - а можно ли создать аналог, но в меньшем масштабе. Скажем, на ГСО разместить 6 крупных астероидов диаметром 10, 100, 1000 и 10000 м соответственно, соединить их лёгкими тросами, а на тросы подвешивать оборудование, вместо того, чтобы запускать это оборудование на ГСО-спутниках. Выгода в том, что так можно на ГСО разместить намного больше аппаратов, так как исключается возможность их столкновения.

[Alex Control]

А откуда тросы и оборудование возьмутся на орбите?

[bob]

А откуда тросы и оборудование возьмутся на орбите?

Видимо, из внеэкономических резервов...

[shuricos]

А откуда тросы и оборудование возьмутся на орбите?

Тут надо понимать, что эта конструкция может иметь смысл только в том случае, если будет достаточный спрос на размещение ГСО-объектов. Т.е. люди будут готовы платить деньги за доставку своего оборудования на ГСО (например, в виде ГСО-спутников). Т.е. вопрос не в том, зачем, каким способом и за какие деньги предполагается доставить оборудование на ГСО: презюмируется, что заказчики готовы нести эти расходы.

Вопрос в том, что невозможно запихнуть на ГСО больше некоторого количества спутников, иначе риск их столкновения резко возрастёт. А столкновение даже пары спутников (тем более - в условиях их достаточно "плотного" размещения) приведёт к "эффекту домино": осколки двух спутников разрушат соседей, осколки соседей разлетятся ещё дальше и тоже будут нести разрушения, в итоге в короткий срок вся ГСО-группировка может быть потеряна.

Эта проблема проявляется уже сейчас. Пока не слишком остро, но она уже есть. Первоначально её, видимо, будут решать путём увеличения размера одноразовых спутников. Т.е. то оборудование, которое раньше отправлялось бы на нескольких аппаратах, будет размещено на одном. Это снизит потребное количество аппаратов в несколько раз.

Постепенно эта технология перерастёт в создание неких станций на ГСО, каждая из которых будет заменять собой десятки современных нам ГСО-спутников. Оборудование будет заменяться на этих станциях постепенно, по мере его (оборудования) физического или морального износа.

Когда же и эти станции окажутся чрезмерно большими, тогда и возникнут условия для описанной мною выше конструкции.

[Dem]

Спутники на ГСО в любом случае нельзя запихать плотно - нужно чтобы можно было навести антенну не зацепив излучение соседних.

[noxx77]

Спутники на ГСО в любом случае нельзя запихать плотно - нужно чтобы можно было навести антенну не зацепив излучение соседних.

Да и висеть они должны над разными точками для покрытия. Хотя раскидать со станции и отремонтировать дозаправить на ней или с неё, наверное проще, чем с Земли.

[Dem]

Возможно. Но для этого достаточно телеуправляемой станции, с манипуляторами.