Пилотируемый полёт на Марс

[Алексей Шевченко]

А после создания термоядерного реактора, пригодного для промышленных целей пройдёт ещё лет 50-100, прежде чем его можно будет использовать в космосе. Проблема - в огромной массе реактора и низкой тяге, даваемой им.

С-300, Вы имеете в виду термоядерный прямоточник(когда тягу даёт управляемо выбрасываемая ТЯРД плазма), или же вы здесь подразумеваете использование ТЯРД как мощнейшей бортовой электростанции(для соответственно мощных  ионных двигателей)? И почему, по-Вашему, ТЯРД обязательно должен иметь огромную массу реактора, ведь для него не требуется тяжёлой антирадиационной защиты? И почему низкая тяга у ТЯРД?

[Himik]

Нам братья физики уже полвека управляемый синтез обещают - еще столько же и он стабильно заработает (иначе их инвесторы и благодарное человечество порвут)

Не заработают пока нефть не закончится.

[mon]

Термоядерный реактор создаст очень мощный поток высокоэнергичных нейтронов, и защита от него нужна очень мощная и очень тяжелая!Кроме того нужны очень мощные сверхпроводящие магниты, плюс к ним накопители энергии!
А плотность плазмы ничтожна, отсюда низкая тяга двигателя
ионные двигатели и то гораздо лучше будут, но главная проблема в финансах, а она практически не разрешима, тем более что скоро нефть и прочие ресурсы заканчиваются
Хотя минимальную экспедицию можно было бы послать и за минимальные деньги, но даже и их никто не выделит, главная сложность в том, что никто не хочет брать на себя ответственность за жизни экипажа, подобный выбор уже стоял и давно, и тогда тоже самое отказались именно по этой причине!

[Kosmos-9]

Скотт Хоровиц совершил четыре полета в космос на шаттле, последний – в качестве командира. Летчик-испытатель. Имеет степень доктора в области разработки аэрокосмической техники. В сентябре 2005 года занял должность ассоциированного администратора НАСА по созданию систем для исследования космоса, то есть фактически стал заместителем главы агентства по разработке техники для «возвращения» на Луну. Он является автором концепции «Арес-1» – нового носителя для следующего поколения космических кораблей США типа «Орион». В октябре прошлого года Хоровиц ушел из НАСА и в настоящее время возглавляет собственную консалтинговую аэрокосмическую фирму «Докс Аэроспэйс». В эксклюзивном интервью для «НГ» американский астронавт Скотт Хоровиц делится своими взглядами на развитие мировой пилотируемой космонавтики...

http://www.ng.ru/science/2008-04-23/17_luna.html?mpril

[Алексей Шевченко]

Нам братья физики уже полвека управляемый синтез обещают - еще столько же и он стабильно заработает (иначе их инвесторы и благодарное человечество порвут)

Не заработают пока нефть не закончится.

Лучше, пожалуй, и не скажешь. Что ж, подождём лет этак 80-100.

[mon]

Между прочим, вы слышали про гамма всплески? Так вот, они могут быть сколь угодно мощными, и запросто могут погубить космонавтов, ибо те просто не успеют спуститься на Землю в случае чего! Так что жизнь в космосе и пилотитруемые полеты очень опасны, и рано или поздно экипаж или придется списывать на пенсию по состоянию здоровья, или даже хуже - транспортировать туда в цинковых ящиках! Но об этом или умалчивают, или просто еще не знают!

[Александр Хороших]

Вы так уверенно про промышленный ТЯР пишите, что создается впечетление что у вас в подвале функцирнирует рабочий прототип...

Уверенно?! А мне показалось, что я как-то пессимистично выразился про него (насчёт сроков реализации).

С-300, Вы имеете в виду термоядерный прямоточник(когда тягу даёт управляемо выбрасываемая ТЯРД плазма),

Зачем гемор с прямоточником? Сразу выбрасываем продукты деления, или, что лучше, предварительно смешиваем их с водородом - тогда понижается температура струи и растёт тяга. В любом случае ТЯРД - пока что фантастика.

И почему, по-Вашему, ТЯРД обязательно должен иметь огромную массу реактора, ведь для него не требуется тяжёлой антирадиационной защиты?

1. Посмотрите инфу по современным термоядерным реакторам, узнайте их массу и всё поймёте.
2. Если не ошибаюсь, 80% энергии в реакции D+T выделяется в виде нейтронов, а т. к. суммарная мощность - на уровне нескольких гигаватт, то... нужна радиационная защита.

И почему низкая тяга у ТЯРД?

Отношение масса двигателя/тяга до безобразия велико.

[mon]

Кому не в терпеж ждать 2035 года, и кто хочет ускорить полеты на Марс, Луну, предлагаю собирать подписи в пользу (скорейшего) полета На Марс и Луну, а для того организовать общественное движение в пользу полетов на Марс и Луну, которое бы занялось сбором подписей.
Подписи можно собирать и на каждом форуме, где в спец теме каждый пишет свои фио, и адрес или номер паспорта.
Также собирать подписи можно и прямо на улицах, активистами движения, а кто больше соберет, мжет быть награжден различными ценными призами!
Также общественность могла бы агитировать за общенародный сбор средств, в случае если правительсва не отреагируют на собранные подписи!

[EvilShurik]

Вопрос к тем кто компетентен: можно ли было обогнать американцев в высадке на Луну, если заменить на носителе Н-1 первую ступень на ступень с ЖРД АТ+НДМГ, 6 двигателей РД-270, остальные ступени - двигатели кислород-керосин, те же что и были в реале. Выводимая на орбиту полезная нагрузка - 65 тонн, полёт двупуском.
На первой ступени необходимость высокой скорости истечения газов из сопел не так важна, как на последующих. Обладая надёжным ракетой-носителем можно было бы слетать на Марс в 81г.

[mon]

Вы очень смешной человек! РД-270 делались гораздо позже, и их проект прекратили на стадии испытаний, в силу полной бесперспективности и невыполнимости!
Запустить минимальную экспедицию могли и несколькими пусками Востоков или Восходов, но гарантии возвращения ее не было, да и вопросы стыковки и монтажа на орбите тогда еще не были решены!

Странно неужели всем безразличен скорейший полет на Марс и Луну, а понял, лень этим заниматься!

[EvilShurik]

Странно неужели всем безразличен скорейший полет на Марс и Луну, а понял, лень этим заниматься!

Всё должно быть своевременно. ИМХО, возможность забивать голы в космосе, политическая и технологическая, у России (тогда СССР) была только в 50х-70х. Мне знать, можно ли было поставить РД-270 на первую ступень Н-1 нужно для реконструкции альтернативных ходов истории, где это могло бы произойти. Например в таких, где решение о полёте на Луну было бы принято в 61г. Зачем это надо? Выявляется значение мелочей или факторов на которые обычно не обращают внимание.

[mon]

В том то и дело, что чем дальше, тем сильнее утрачивается возможность прорыва в космос, сейчас она еще не нулевая, а в скором времени запросто может стать такой!

[Александр Хороших]

Вопрос к тем кто компетентен: можно ли было обогнать американцев в высадке на Луну, если заменить на носителе Н-1 первую ступень на ступень с ЖРД АТ+НДМГ, 6 двигателей РД-270, остальные ступени - двигатели кислород-керосин, те же что и были в реале. Выводимая на орбиту полезная нагрузка - 65 тонн, полёт двупуском.
На первой ступени необходимость высокой скорости истечения газов из сопел не так важна, как на последующих. Обладая надёжным ракетой-носителем можно было бы слетать на Марс в 81г.

 
1. РД-270 не удалось довести до высокой степени надёжности: было решено использовать два отдельных турбонасосных агрегата (один - для топлива, другой - для окислителя), в результате малейшее рассогласование по соотношению компонентов приводило к разрушению двигателя.
2. Если залить в объём Н-1 амил-гептиловое топливо, то вполне можно вытянуть на орбиту 95 тонн, может, и больше. Только конструкция этого не выдержит - НДМГ и АТ существенно плотнее керосина и кислорода, нагрузка на конструкцию будет больше. Поэтому, выигрывая на плотности компонентов (для более плотного компонента нужны меньшие по размеру, а значит, и более лёгкие, баки), мы проигрываем по массе конструкции и существенно - по у. и.
3. И вообще полёт СССР на Луну в 1969 г. был крайне опасной затеей из-за того, что техника была совершенно не отработана, многих ключевых компонентов просто не было (например, ЭХГ и ЭВМ), не были отработаны практически все системы: ЛЭМ был запущен в космос только в начале 70-х (напомню, что американцы это сделали ещё в ходе "Аполлона-9"), стыковка также была не отработана (вспоминается неудача в ходе запуска 3-х кораблей: "Союза-6,-7,-8"). Был жесточайший дефицит в массе, приведший к тому, что многие компоненты были не дублированы, а необходимых резервов просто не было. Б. Е. Черток делает следующее заключение по надёжности всей нашей техники, созданной для полёта на Луну: если бы у нас случилась авария по типу "Аполлона-13", то космонавты бы погибли.
И, конечно же, это было бы самое тупое флаговтыкательство, какое только возможно: один космонавт в течение нескольких часов не смог бы провести весь тот комплекс исследований, которые провели американские астронавты, он не имел бы массы оборудования, в т. ч. такого, как ровер или комплекты ALSEP (это ведь тоже масса, и не малая!).

[Алексей Шевченко]

С-300, Вы имеете в виду термоядерный прямоточник(когда тягу даёт управляемо выбрасываемая ТЯРД плазма),

Зачем гемор с прямоточником? Сразу выбрасываем продукты деления, или, что лучше, предварительно смешиваем их с водородом - тогда понижается температура струи и растёт тяга. В любом случае ТЯРД - пока что фантастика.

С-300, если использовать для обычного уранового ЯРД в качестве рабочего тела обычную воду(Н2О), то какова будет скорость истечения реактивной струи? Для водорода вроде бы до 9 км/с, а насколько хороша вода в качестве рабочего тела, нигде ничего не сказано? И возможно ли создать ЯРД, пригодный для старта с поверхности Земли(как-то нейтрализовать радиоактивность ракетной струи)? И возможно ли использовать воду в качестве рабочего тела для ионных двигателей?

[mon]

Рассогласование в компонентах топлива не бывает взрывоопасным, опасны колебания в ЖРД, и чем мощнее ЖРД тем сильнее колебания, и тем труднее их подавить! РД-270 имел нулевую надежность, так как выходил из строя почти мгновенно после запуска во всех без исключения испытаниях!
95 тонн Н-1 на азотке и гептиле никогда бы не вывела даже за счет большей массы топлива, ибо УИ слишком низок, да и азотка не плотнее жк

[Александр Хороших]

С-300, если использовать для обычного уранового ЯРД в качестве рабочего тела обычную воду(Н2О), то какова будет скорость истечения реактивной струи? Для водорода вроде бы до 9 км/с, а насколько хороша вода в качестве рабочего тела, нигде ничего не сказано?

По известной формуле - хуже в (18/2)^0,5=3 раз, т. е. I_sp что-то около 300 с. Не надо удивляться этому результату - в водородных ЖРД температура выше, чем в камере ЯРД (в котором она лимитируется прочностью ТВЭЛ-ов), к тому же в ЖРД повышается отношение водорода к оптимальному - в результате молекулярная масса продуктов истечения понижается.

И возможно ли создать ЯРД, пригодный для старта с поверхности Земли(как-то нейтрализовать радиоактивность ракетной струи)?

Почему бы и нет? Проекты были (скажем, "Гурколёт" - М-19, альтернатива "Бурану"), ничего принципиально сложного нет. ТВЭЛ-ы для "Нервы" изготовляли спеканием основы и ядерного топлива, но почему бы не заключать топливо в полые трубки (как это делалось, например, для реактора судна "Саванна")? Тогда, кстати, можно поднять температуру в реакторе: можно подобрать такой материал трубок, температура плавления которого выше, чем у урана или плутония, тогда в процессе работы ядерное топливо будет пребывать в расплавленном состоянии.

И возможно ли использовать воду в качестве рабочего тела для ионных двигателей?

Вот чего не знаю, того не знаю. Наверное, большоеколичество энергии будет тратиться на диссоциацию молекул воды, что уменьшит эффективность двигателя.

[Александр Хороших]

азотка не плотнее жк

Азотный тетраоксид плотнее жидкого кислорода на 27%. Вот, с разных сайтов:
Кислород Плотность - 1140 кг/м³
Азотный тетраоксид N₂O₄ Плотность -- 1450 кг/м³

ибо УИ слишком низок

Isp: 331 sec. Isp (sea level): 297 sec НК-33
Isp: 322 sec. Isp (sea level): 301 sec. РД-270
Ноу комментс. Правда, НК-33 был доведён до лётных испытаний, а вот РД-270 - нет. Но мы ж про гипотетический случай говорим, когда все силы были бы брошены на создание именно РД-270, а не НК-33.

РД-270 имел нулевую надежность, так как выходил из строя почти мгновенно после запуска во всех без исключения испытаниях!

С сайта http://www.lpre.de/energomash/RD-270/index.htm
     До конца 1967 было проведено еще 3 огневых испытания, которые показали, что возможен запуск двигателя без порохового стартера. Все испытания имели аварийный исход. Самым удачным был пуск двигателя № УД004, при котором удалось выйти на режим рк ~ 200 атм с продолжительностью работы на этом режиме 2 с.
     Всего с 23 октября 1967 г. по 24 июля 1969 г. было проведено 27 огневых испытаний 22 доводочных двигателей. Три двигателя испытывались повторно, а один – трижды. Все испытания были кратковременные, при давлении в камере сгорания до 255 атм. При девяти испытаниях двигатель нормально выходил на основной режим и работал на этом режиме по заданной программе.
     Все экспериментальные двигатели включали камеру сгорания с укороченным соплом, оба ТНА и оба ГГ. Регуляторы с целью ускорения начала стендовой отработки отсутствовали.

[OCTPOB]

Тогда, кстати, можно поднять температуру в реакторе: можно подобрать такой материал трубок, температура плавления которого выше, чем у урана или плутония, тогда в процессе работы ядерное топливо будет пребывать в расплавленном состоянии.

Ну так вроде бы подошли к решению проблемы - клепать ТВЭЛы из нитрида урана (плутония), у них температура плавления солидно выше, только "варить" их дорого... Кстати, в случае с водой это практически единственный вариант: при высоких температурах она для урана (и даже UO₂) сильнейший коррозионный агент.

Наверное, большоеколичество энергии будет тратиться на диссоциацию молекул воды, что уменьшит эффективность двигателя.

Да вроде не должно... достаточно оторвать от молекулы один электрон, чтобы получился ион H₂O⁺

Тут, видимо, дело как раз в низкой плотности воды. Не зря ведь для современных ионников в качестве "горючего" выбран самый тяжёлый из стабильных инертных газов!

[Александр Хороших]

http://www.kbkha.ru/?p=8&cat=11&prod=66 - ссылка на сайт КБХА, есть немного про РД-0410

[Kosmogen]

Между прочим, вы слышали про гамма всплески? Так вот, они могут быть сколь угодно мощными, и запросто могут погубить космонавтов, ибо те просто не успеют спуститься на Землю в случае чего!

Гамма вспышки непродолжительны, поэтому на этот случай в корабле должна быть предусмотена спасательная кабина с усиленной многослоевой защитой от излучений. Придётся переждать экипажу бурю в тесноте. А весь корабль нецелесообразно оснащать толстостенной защитой. И тогда продолжительный полёт к Марсу будет вполне безопасен для здоровья.