Межпланетные перелеты невозможны? Или ошибка расчета?

[Sophist]

Что-то у меня не сходятся с реальностью расчетные цифры перелета на Марс
Аппарат будет лететь в поле тяготения Солнца
Расчет работы по перемещению в гравитационном поле

Масса Солнца 1.99*10³⁰кг       
Орбитальный радиус Земли 1.50*10¹¹м
Орбитальный радиус Марса 2.05*10¹¹м
Получим значение W=2,37*10⁸ Дж для 1кг массы
Что соответствует скорости 21800м/с

Теперь считаем для примера какую скорость может набрать пустая, без полезной нагрузки ракета Р7
Ее характеристики:
Масса нач.280 т
Масса топлива 253т
Полезная нагрузка 5,5т
Масса сухой первой ступени 15.5т
Масса схой второй ступени 6т
Масса заправленной второй ступени 100т
Удельный импульс: 3100 м/с

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D1%8E%D0%B7_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)

http://rbase.new-factoria.ru/missile/wobb/r-7/r-7.shtml

Уравнение реактивного движения (Циолковского):

отсюда
v1=LN(275/(100+15.5))*3100=2689 м/с (1я ступень)
v2=LN((100)/6)*3100 =8721 м/с (2я ступень)
vсумм =11410 м/с
 
Если взять самое эффективное кислород - водородное топливо с импульсом 450с, то будет
v1=LN(275/(100+15.5))*4500=3903
v2=LN((100)/6)*4500 =12660
vсумм =16564 м/с

Итого вывод: ни одна даже пустая ракета-носитель до Марса не долетит!
Она даже близко не наберет нужной скорости
Но еще нужно вывести эту ракету за пределы земного тяготения!
У меня где – то ошибка?

[bob]

У меня где – то ошибка?

Не учли эффект Оберта.

[viesis]

Вы взяли изменение потенциальной энергии, а работа- изменение полной механической, т. е. суммы
потенциальной и кинетической. Исходя из орбитальных скоростей( 30 и 24 км/с), изменение кин. энергии
составит 162 МДж/кг, изменение полной соответственно 75 МДж/кг, для чего необходимо приращение
скорости~12000 м/с.

[Sophist]

Не учли эффект Оберта.

А подробнее?

[Sophist]

Вы взяли изменение потенциальной энергии, а работа- изменение полной механической, т. е. суммы
потенциальной и кинетической. Исходя из орбитальных скоростей( 30 и 24 км/с), изменение кин. энергии
составит 162 МДж/кг, изменение полной соответственно 75 МДж/кг, для чего необходимо приращение
скорости~12000 м/с.

Здесь работа потенциального поля, она зависит только от координат, не зависит от пути, времени, скорости и прочего.
Иначе в формуле это было бы учтено
К тому же, даже если вы и правы, это мало повлияет на конечный вывод

[LV46]

Итого вывод: ни одна даже пустая ракета-носитель до Марса не долетит!

Р7 и так никогда не долетит до Марса. Поэтому строят тяжелые носители типа SLS.

[viesis]

Вы взяли изменение потенциальной энергии, а работа- изменение полной механической, т. е. суммы
потенциальной и кинетической. Исходя из орбитальных скоростей( 30 и 24 км/с), изменение кин. энергии
составит 162 МДж/кг, изменение полной соответственно 75 МДж/кг, для чего необходимо приращение
скорости~12000 м/с.

К тому же, даже если вы и правы, это мало повлияет на конечный вывод

Вы имеете ввиду, что нужно еще преодолевать земное притяжение?
В любом случае,  получить вменяемые цифры можно только через полную энергию, а эффект Оберта при полетах
к Марсу или Венере не применяется.

[VladTK]

А нафига по орбите Марса летать со скоростью 30 км/с?

[electric]

Что бы долететь до Марса необходимо набрать 2-ую космическую (~11,2 км/с), перейти с круговой орбиты Земли на эллиптическую Земля-Марс (ещё ~3 км/с) и перейти с эллиптической орбиты Земля-Марс на примерно круговую Марса (ещё ~2,6 км/с). Итого нужно приращение скорости ~16,8 км/с. Гомановская_траектория

Полезная нагрузка 5,5т
...
vсумм =11410 м/с

Следовательно указанная ракеты разгоняет КА массой 5 т. до 2-ой косм.ск., который будет содержать свой двигатель и топливо, разгоняющий непосредственно спутник Марса.

[Незван]

Здесь работа потенциального поля, она зависит только от координат, не зависит от пути, времени, скорости и прочего. Иначе в формуле это было бы учтено

Зато источник энергии зависит. Куда Вы денете 5700 м/с разницы между орбитальными скоростями Земли и Марса?

[Sophist]

Вы имеете ввиду, что нужно еще преодолевать земное притяжение?

Это тоже
Но даже без учета зо приия приращение скорости на обычном топливе будет меньше - 11560 м/с

эффект Оберта при полетах
к Марсу или Венере не применяется.

Поскольку чтобы его применить, надо еще долететь до Марса!

[Sophist]

Что бы долететь до Марса необходимо набрать 2-ую космическую (~11,2 км/с), перейти с круговой орбиты Земли на эллиптическую Земля-Марс (ещё ~3 км/с) и перейти с эллиптической орбиты Земля-Марс на примерно круговую Марса (ещё ~2,6 км/с). Итого нужно приращение скорости ~16,8 км/с.

А солнечную гравитацию уже научились отключать?

[Sophist]

Куда Вы денете 5700 м/с разницы между орбитальными скоростями Земли и Марса?

Во первых, скорость - векторная величина, т.е. помимо величины имеет значение еще и ее направление
Ну и законы Кеплера можете почитать

[Незван]

Ну и законы Кеплера можете почитать

В законах Кеплера есть про энергию? 

[Geen]

Ну и законы Кеплера можете почитать

1. Это Вы, кажется, просили помощи.
2. Да, почитайте законы Кеплера и посчитайте сколько надо энергии на увеличение большой полуоси в 1.2 раза. А других сообщений до этого не пишите.

[Ulmo]

У меня где – то ошибка?

Да. И не одна.
Тело находящееся на элиптической орбите апоцентр которой на орбите Марса, а перицентр на орбите Земли, уже само по себе, без какого либо реактивного двигателя и разгона долетает от Земли до Марса. А значит все что нам нужно это находять на орбите Земли увеличить скорость для перехода на орбиту перелета, а по прибытии на нее, опять увеличить скорость для перехода на орбиту Марса.

vсумм =11410 м/с

При такой скорости ваша ракета уже успешно вышла за пределы тяготения с земли с полезной нагрузкой в 5,5 тонн, включающей в себя в том числе и двигатель с топливом, для совершения выше написанных маневров, вто время как вы почему-то считаете, что ей еще разгонятся и разгонятся.


И как писали выше - почитайте про законы Кеплера и Гомановские орбиты, допустим тут и тут.

[СТРОБОСКОП]

Итого вывод: ни одна даже пустая ракета-носитель до Марса не долетит!
Она даже близко не наберет нужной скорости
Но еще нужно вывести эту ракету за пределы земного тяготения!
У меня где – то ошибка?

Даже не нужно читать ваши расчеты, у вас ошибка, "Вояджер" не только до орбиты Марса долетел, но улетел за  пределы солнечной системы. Так что ищите ошибку.

[Sophist]

При такой скорости ваша ракета уже успешно вышла за пределы тяготения с земли с полезной нагрузкой в 5,5 тонн, включающей в себя в том числе и двигатель с топливом, для совершения выше написанных маневров, вто время как вы почему-то считаете, что ей еще разгонятся и разгонятся.

Хоть условие задачи прочитайте, прежде чем отвечать

[Sophist]

Даже не нужно читать ваши расчеты, у вас ошибка

Так и не читайте, вас никто и не заставляет

В законах Кеплера есть про энергию?

Там есть кое-что про то, куда девается скорость

[СТРОБОСКОП]

Что соответствует скорости 21800м/с

Вас не смущает, что чтобы достичь Марса нужна скорость больше 3-й космической. У вас постановка задачи неверна. Вы решаете задачу " какую скорость надо придать неподвижному телу, на орбите земли, чтобы оно долетело до орбиты Марса?" К межпланетным путешествиям такая задачка отношение не имеет, это задачка про переход кинетической энергии в потенциальную.