Колонизация Титана

[Кремальера]

Кремальера, откуда такая нелюбовь к ионным двигателям?)

Что вы.,что вы!Это не любовь к лунным базам  Роскос-са  обр.1998 года.

[Андрей Астрофизический]

лунным базам  Роскос-са  обр.1998

А ионник-то тут причем...

[AlexAV]

Если мы летим в 1,3 раза быстрее Гомана,-т.е на пределе того что позволяют нам тех.характеристики доп.бункеровк спейсовского Starship-а-изыскателя внешних планет(пока тоже кстати гипотетического).,то до системы Сатурна можно добраться за 3 года и 7 месяцев.Долго?

Это ведь только путь в один конец. Так что именно что долго, невменяемо долго. А, откуда, кстати, ещё возвращаться надо (в некотором смысле задача ещё более интересная, при старте с Земли мы используем то, что орбитальная скорость Земли 30 км/c, а при отлёте от Сатурна всё будет куда хуже). Если нет реальной схемы путь туда и обратно в сумме уложить хотя бы в 5 лет - полёт становится заведомой утопией, которая не будет реализована никогда.

Попробуйте подобрать хотя бы одну схему полёта туда и обратно, чтобы уложить суммарное время в пути хотя бы в 5 лет. Если это нельзя - химию нужно отбросить как заведомо негодное решение для данной задачи.

[AlexAV]

Что вы.,что вы!Это не любовь к лунным базам  Роскос-са  обр.1998 года.

Полёты на химии к Сатурну - ещё более бредовая фантазия, чем баз Роскосмоса на Луне.

[Кремальера]

А, откуда, кстати, ещё возвращаться надо (в некотором смысле задача ещё более интересная, при старте с Земли мы используем то, что орбитальная скорость Земли 30 км/c, а при отлёте от Сатурна всё будет куда хуже

О чем вы?Выйти из притяжения системы Сатурна стоит 0,42 км/сек.Далее на Землю вы будет падать совершенно бесплатно.Выведете предварительно на переходную автоматические танкера с Япета(которые вы там загодя зальете на местной развернутой ISRU) -и полетите к Земле вдвое быстрее Гомана.В пять лет туда-обратно скорей всего не уложитесь,но в 6-6,5 можно попробовать.

[AlexAV]

Выведете предварительно на переходную автоматические танкера с Япета(которые вы там загодя зальете на местной развернутой ISRU)

Кто его там развернёт? Инопланетяне? Идея использовать ISRU в первом же полёте вообще порочная изначально. В общем такой подход не сильно отличается от отправки смертников. Но тут уже схема становится совсем невменяемая. Т.е. нам по заводу нужно и на Титане и на Япете (причём кто их будет строить - непонятно) при полной невозможности (из-за расстояния) оказать помощь в случае чего. Уровень безопасности такого подхода вызывает некоторые сомнения.

и полетите к Земле вдвое быстрее Гомана.

Я не проверял, но позволю Вам не поверить. Приведите расчёты (и, да, манёвр Оберта у Сатурна - не предлагать, прохождение экипажа через радиационные пояса Сатурна - плохая идея, это конечно не Юпитер, но время пролёта всё равно будет достаточно большим, чтобы набрать дозу).

[Андрей Астрофизический]

Идея использовать ISRU

отправки смертников

Кажется, тут что-то упущено из виду.

[noxx77]

в некотором смысле задача ещё более интересная, при старте с Земли мы используем то, что орбитальная скорость Земли 30 км/c,

Минус что-то в районе второй космической, которую придётся набрать для выхода из гравитационной ямы, причём первые несколько км/с придётся набирать в далеко не оптимальных условиях: атмосфера+постоянно действующее тяготение. Итого, 30 минус условно 12-14, думаю. Значит 16-18 км/с гандикапа, не больше.
В то же время средняя скорость Титана - 5,57 км/с, а Сатурна - 9, 69. Сминусовав, первое от второго можно уйти на вытянутый эллипс к Солнцу. Причём набранное РТ использовать в термоглиссере уже во внутренней системе.

[noxx77]

Попробуйте подобрать хотя бы одну схему полёта туда и обратно, чтобы уложить суммарное время в пути хотя бы в 5 лет.

По мне так любое время для дальнего космоса это практически навсегда: корабль мало того, что должен долететь туда и обратно, ему ещё и придётся послужить мобильной базой. Это предполагает защиту от радиации и искусственную гравитацию. То есть корабль заведомо должен быть большим, космическим "поселком", а тогда нет смысла укладываться в прокрустово ложе пары лет.

[Rattus]

В пять лет туда-обратно скорей всего не уложитесь,но в 6-6,5 можно попробовать.

И в 6 не уложитесь. И это, напомню, только одна дорога столько занимает. Летать 6 лет, чтобы побыть на месте 6 месяцев - вменяемостью такой проект не пахнет даже близко.

[Dayan]

Попробуйте подобрать хотя бы одну схему полёта туда и обратно, чтобы уложить суммарное время в пути хотя бы в 5 лет.

По мне так любое время для дальнего космоса это практически навсегда: корабль мало того, что должен долететь туда и обратно, ему ещё и придётся послужить мобильной базой. Это предполагает защиту от радиации и искусственную гравитацию. То есть корабль заведомо должен быть большим, космическим "поселком", а тогда нет смысла укладываться в прокрустово ложе пары лет.

Ага, а если человечество решит проблему радиации и искусственной гравитации на корабле за долгий перелёт до Титана, тогда сам Титан нафиг не сдался для постройки постоянного поселения на нём. Почти всякий смысл теряется. Кроме опасности небольших метеоритов. Но и эту проблему на космических кораблях и станциях можно решить при желании.

[cybertron]

Летать 6 лет

Магеллан плавал 3 года. Почему 3 года - это нормально - а 6 лет - нет?

[AlexAV]

Магеллан плавал 3 года. Почему 3 года - это нормально - а 6 лет - нет?

3 и 6 лет - это очень большое различие. Опять же длительность экспедиции не может быть равна длительности перелёта туда и обратно. Лететь ради того, чтобы просто слетать - нет никакого смысла. Экспедиция ещё должна поработать на месте. И шесть лет перелёта + 3-4 года работы - это уже в сумме 10 лет. Явно цифра совершенно неадекватная.

По хорошему полный срок экспедиции (перелёт + работе) не должен выходить за 3 года. Даже пять лет - это очень много. Т.е., условно, год туда, год работы, год обратно (ну в крайнем случае 2 года - туда, год работы, 2 года - обратно, в сумме пять лет, но и то уже выглядит чем-то выходящим за рамки разумного). Если средства транспорта в эти рамки не могут уложиться - это скорее всего значит, что туда просто никто и никогда не полетит. 

[Кремальера]

Кто его там развернёт? Инопланетяне? Идея использовать ISRU в первом же полёте вообще порочная изначально

Мы тут с вами пребываем в системе допущенной реальности.В вашей имеется 1000-тонный межпланетный пилотируемый корабль(видимо выводимый на земную НОО по частям) и 11-метровый ионник к нему.А в моей есть работающая система Starship/FSH(десятки кораблей),плюс отработанная система бункеровок на переходных орбитах.Но мне в этом болоте допущений есть возможность опереться на летный двигатель(Раптор),а вам лишь на умозаключения ионных энтузиастов.Относительно ISRU -я гуманист.Людей я люблю.Даже если хоть одного астронаутуса стошнит при дороге в систему Сатурна-это будет моральная катастрофа для меня.Посему ISRU на Япете будет  развернута автоматически(по-аналогии с тем что собираются учудить спейсы на Марсе).Там же будут пребывать пару танкеров и резервный пилотируемый Starship для обратной дороги.Далее давайте сверим часы.Я не собираюсь лететь на Титан,я собираюсь лететь в систему Сатурна и выйти на его эллипс(а это несколько иные вещи).Максимум что можно выжать из оптимизированного Старшипа-изыскателя внешних планет,который будет иметь отсеки с искусственной гравитацией,радиационную защиту,это 11км/сек при старте с лунной переходной орбиты.И еще ,мы шпарим напрямки,как король на яхте.Гоман нам побоку(лучше всего конечно это делать в синод).Поэтому к газовому гиганту мы прибудем приблизительно через 3 года 7 месяцев.Далее мы выходим на эллипс,разбрасываем в системе облигации выигрышного займа лэндеры,орбитеры(в т.ч. и для Титана),бункеруемся под горловины танкерами с Япета и отваливаем к Земле.

Я не проверял, но позволю Вам не поверить. Приведите расчёты (и, да, манёвр Оберта у Сатурна - не предлагать, прохождение экипажа через радиационные пояса Сатурна - плохая идея, это конечно не Юпитер, но время пролёта всё равно будет достаточно большим, чтобы набрать дозу).

Не нужно никакого Оберта.Чтобы выйти из системы Сатурна и начать падать на Солнце вам надо лишь 0,4 км/сек,всю остальную топливную пару вы можете потратить на приращение скорости.

[AlexAV]

Не нужно никакого Оберта.Чтобы выйти из системы Сатурна и начать падать на Солнце вам надо лишь 0,4 км/сек,всю остальную топливную пару вы можете потратить на приращение скорости.

Чтобы начать просто  падать на Солнце мало выйти из поля тяготения Сатурна, нужно погасить орбитальную скорость Сатурна. А это вообще-то 9.69 км/с. Причём даже если её погасить до нуля (а у Вас ХС на это не хватит), то время достижения Земли будет не очень сильно отличаться  от времени при движение по гомоновской траектории. Откуда Вы взяли вдвое быстрее гомоновской? Расчёт давайте.

Но мне в этом болоте допущений есть возможность опереться на летный двигатель(Раптор)

Лётные характристики Раптора не допускают пилатируемый полёт к Сатурну. Невозможно с помощью этой техники уложить время перелёта туда и обратно в разумные величины.

 

А в моей есть работающая система Starship/FSH(десятки кораблей),плюс отработанная система бункеровок на переходных орбитах.

Так даже с ней уложить перелёт к юпитеру в разумный срок, скажем 1 год, невозможно принципиально.  На чём вопрос о её применимости можно закрыть.

Посему ISRU на Япете будет  развернута автоматически(по-аналогии с тем что собираются учудить спейсы на Марсе).

Ага, реактор с ионником (которые в каком-то виде даже существуют) - фантастика. А ГОК построенный полностью автоматически на другой планете (причём в области, где контроль с Земли в режиме реального времени, вообще не реален, вспомните о задержке сигнала между Землёй и Сатурном) - реальность. Нет, вот уж точно, Р - это реализм. 

Предлагаю Вам дать список ГОК, работающих сейчас за пределами Земли. 

Максимум что можно выжать из оптимизированного Старшипа-изыскателя внешних планет,который будет иметь отсеки с искусственной гравитацией,радиационную защиту,это 11км/сек при старте с лунной переходной орбиты.

Любимую Вами систему с Раптором больше сотни тонн вообще к Сатурну забросить неспособна даже по гомону.  А это 120 тонн - это всего лишь масса станции Мир. Туда никакая защита от радиации физически не влезет. Это в общем даже по минимальным потребностям для многолетней полностью автономной экспедиции - катастрофически мало. А по параболе урежьте осетра ещё до 50 тонн максимум. Как с таким ПН организовывать длительную полностью автономную экспедицию вообще непонятно.

Поэтому к газовому гиганту мы прибудем приблизительно через 3 года 7 месяцев.

Расчёт, пожалуйста, дайте. Собственно в каких предположениях и как эта цифра получена?

[crazy_terraformer]

Явился во время курения священной травы Мессия Исхода на Марс и молвил сие тайное знание своему преданному адепту.

[николай теллалов]

вот в силу чего и продолжаю утверждать, что без меркурианских излучателей (ускорителей и тормозителей парусников) осваивать Солнечную систему без героических потуг на грани срыва НЕ ПОЛУЧИТСЯ

Мессия

докатились...

[crazy_terraformer]

Покайся грешник. Уверуй и купи электромобиль Tesla или одежду  со освященной символикой.

[crazy_terraformer]

Однако, представляет интерес меркурид титана. Можно ли использовать его в ртутном ионном двигателе как материал для расходуемого анода или расходуемого покрытия анода? Не бороться с эрозией анодов, а использовать её?
Вероятно на борту корабля потребуется наличие технического модуля или отсека для спекания огрызков анодов или робота, наносящего покрытие на титановую(?) электродную сетку.

[AlexAV]

это 11км/сек при старте с лунной переходной орбиты

Хорошо. Давайте прикинем этот вариант. Т.е. исходно корабль находится на LLO. Оттуда переходит на переходную орбиту, далее совершает манёвр Оберта около Земли,  после (через некоторое время) при пересечение плоскости орбиты Земли и Сатурна, корректирует наклонение орбиты (плоскости орбиты Земли и Сатурна не совпадают, не сильно, но на при рассматриваемых ограниченных ХС это нужно учитывать), ну а далее летит к Сатурну и тормозится аэродинамически в атмосфере Титана (без аэродинамического торможения такой перелёт на химии вообще заведомо невозможен, а тормозиться в атмосфере Сатурна - значит проходить через его радиационные пояса, что для пилотируемой экспедиции - не вариант, особенно учитывая, что нормальная противорадиационная защита в запускаемую массу не влезет, так что тут выбора особого и нет).

Сналало оценим  имеющийся запас ХС. Посмотрим на фантазии о характеристиках любимого Вами изделия (https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Starship). 1200 тонн топливной пары, сухая масса 120 тонн, УИ 3.7 км/с. ПН возьмём 120 тонн. Меньше - даже нет смысла рассматривать. 120 тонн - это приблизительно масса станции Мир. Брать что-то меньше для многолетнего перелёта - абсурд.

По Циолковскому запас ХС, соответственно,  6.63 км/с. Заложим 0.5 км/с - запаса на коррекцию и посадку. Т.е. после выхода на окончательную траекторию к Сатурну у нас должно столько остаться (такой запас в любом случае нужно закладывать). Итого на запуск у нас остаётся запас 6.13 км/с.

Первая операция - выход с LLO на высокую околоземную орбиту близкую к орбите Луны и плоскостью совпадающей с эклиптикой. Ну, будем считать, что исходная окололунная орбита уже имела плоскость совпадающую с плоскостью эклиптики, в этом случае нам для этого потребуется только выйти из поля тяготения Луны в момент пересечения ею плоскости эклиптики. Для этого нужен импульс в 1 км/с (после манёвра остался запас 5.13 км/с).

Вторая операция (она вообще говоря будет отделена по времени от первой, на этой новой орбите корабль должен будет занять определённое положение в общем случае не совпадающее с точкой пересечения Луной эклиптики) - переход на высокоэллитическую орбиту с которой будет осуществляться маневр Оберта (пусть высота перегея 300 км).  Для этого потребуется импульс 0.83 км/с (остаётся запас 4.3 км/с). Скорость в перегее - 10.9 км/с. Вторая космическая в перегее - 10,93 км/с.

Теперь оценим какой запас ХС нужно оставить чтобы компенсировать разницу наклонений орбит Земли и Сатурна. Для простоты положим, что в момент старта прямая Солнце-Земля перпендикулярна к линии пересечения плоскостей орбит  Земли и Сатурна. Сделаем оценку импульса коррекции наклонения орбиты для гомоновской траектории. Нетрудно оценить, что этот импульс должен быть равен

\[ \Delta V_i = \frac{V_0}{1+e} sin(\phi) \]

V_0 - скорость в перигелие для гомоновской к Сатурну - 40.08 км/с.  e - эксцентриситет переходной орбиты, в этом случае - e = 0.81,  \( \phi \) - угол между плоскостями, для Сатурна \( \phi  \) = 2.49 градуса. Итого  \( \Delta V_i \) = 0.96 км/с. Т.е. на разгон у Земли у нас есть свободный запас ХС не более - 3.34 км/с.

Дав импульс 3.34 км/с у Земли относительно Земли на бесконечности мы получим скорость 9.13 км/с. Относительно Солнца - 38.91 км/с. Это меньше, чем требуется для выхода даже на гомоновскую орбиту. Т.е. 120 тонн рассмотренное устройство с LLO доставить до Сатурна вообще не способно, даже по гомону (про быстрые траектории даже речи не идёт).

Можно уменьшить ПН без ущерба для экспедиции - очевидно нет. 120 тонн для многолетней экспедиции без снабжения и так экстремально мало. А 120 тонн в описанной схеме вообще отправить к Сатурну не получается. В общем, на этом вопрос можно закрыть - нарисованная Вами схема никуда не годится по той причине, что не работает вообще.