Реалистичная программа колонизации Марса без планов терраформирования.

[Valerij56]

Вы считаете не то. Считайте массу BFS и отдельно массу топлива, необходимого ей для возвращения к Земле и посадки, прибавьте к этой массе запас топлива для выхода посе аэробрекига на орбиту вокруг Марса (а на это, внезапно, тоже топливо нужно), и подумайте, сможет ли BFS с такой массой затормозиться в атмосфере Марса.

А в чем проблем собственно? Если пустой BFS тормозится атмосферой почти до нуля, то для полузаполненного как раз будет нормально, чтобы оттормозиться до первой космической.

   
Если пустой воздушный шарик уносится лёгким ветерком, то стоит набрать в него немного воды и он камнем падает на асфальт...
   
Никогда в детстве бомбочки из воздушных шариков не устраивали? Так вот BFS - это такой аналог воздушного шарика, она большая и лёгкая, именно это позволяет ей затормозиться. При всей кажущейся простоте проекта, BFS должна быть очень чётко сбалансирована. Она тормозится на гиперзвуке, цепляясь аэродинамикой за жиденькую атмосферу Марса, она летит вдоль поверхности планеты на высоте километров десяти. Планета из-под неё уходит, но, благодаря аэродинамике, BFS остаётся в этом относительно плотном слое. В вашем случае она чиркнет по атмосфере, и уйдёт в космос, максимум вам хватит топлива скорректировать орбиту и вернуться на Землю.
   
Не завезли на Марс плотной атмосферы. Увеличили массу BFS в два раза - увеличивайте и размеры, а значит и сухую массу, и прочее. И не забудьте, что вы в этом корабле на орбите болтаться собрались многие месяцы до следующего окна старта, а значит вам на нём нужна ещё и мощная радиационная защита. А это опять масса, как ни крутись...
   

Расход для выхода на орбиту после торможения я учел: 500 м/с дельты.

   
На посадку на Марс надо больше, да и вам для выхода на стабильную орбиту тоже. Считайте - сколько вам надо на выход на орбиту, прибавьте сколько для перелёта к Земле, сколько на посадку на Земле.
   

Я уже даже не говорю о том, что закладываться на спасение с Марса астронавтов, которые находятся на Земле - это вообще крези.

Мы обсуждаем сравнение вариантов возвратной миссии с ISRU и без нее. Приходя к выводу, что при использовании BFS, возвратная миссия без ISRU может обойтись на порядок-другой дешевле, чем озвученные вами 100 млрд.

   
Мы здесь обсуждаем реалистичную программу колонизации Марса. Это означает, что мы предполагаем использовать BFS и  ISRU. Любая другая программа не является реалистичной.
   

Впрочем, многое зависит от стоимости полета одной BFS на Марс. У вас есть какие-то цифры на этот счет?

   
Причём здесь BFS? BFS в принципе не может вернуться с Марса без заправки местным топливом. Ну, или, как вариант. чтобы вернуть одну BFS надо отправить несколько с топливом, которые там останутся.
   
Корабль, который вы хотите, будет иметь в разы большую сухую массу (из-за необходимости всеобъемлющей радиационной защиты на максимально возможное время ожидания стартового окна), намного большие объёмы баков для топлива, предназначенного для возвращения, и размеры, позволяющие при этой массе "зацепиться" за атмосферу для аэробрекинга. В любом случае это точно не BFS.
   
UPD.
И, ещё раз напомню, вы хотите иметь корабль для доставки с Марса астронавтов, которые и без того находятся на Земле.
   

[Technecy]

А кто сказал что нужно использовать именно BFR/BFS при "орбитальном варианте" освоения. М?
ЗЫ. Если тема чисто про обсуждение оффициальных мурзилок- то она просто дублирует "новости освоения..." и к "реалистичной программе" отношения не имеет.

[Valerij56]

А кто сказал что нужно использовать именно BFR/BFS при "орбитальном варианте" освоения. М?
ЗЫ. Если тема чисто про обсуждение оффициальных мурзилок- то она просто дублирует "новости освоения..." и к "реалистичной программе" отношения не имеет.

   
Тогда создайте тему "Орбитальный вриант освоения Марса", и обсуждайте там до опупения официальные мурзилки НАСА.

[sharp]

Так вот BFS - это такой аналог воздушного шарика

Здрасьте приехали. Ну с такими аналогиями понятно, что вы себе все крайне искаженно представляете. Механика аэробрейкинга имеет мало общего с полетом воздушного шарика, хотя бы потому что дело происходит на скорости несколько км/с.
Сила сопротивления атмосферы зависит ровно от трех факторов: плотности атмосферы, скорости относительно атмосферы, аэродинамического профиля. Если два одинаковых корабля входят с одинаковой скоростью, но один почти пустой а другой - утяжеленный, то сила на них будет действовать одинаковая, но ускорение, согласно 2-му закону Ньютона, у тяжелого корабля будет меньшим. Соответственно легкий корабль погасит разницу в скорости сядет, а вот тяжелый сохранит остаточные несколько км/с и вылетит из атмосферы на эллиптическую орбиту.

Не завезли на Марс плотной атмосферы.

Так для аэробрейкинга и не нужно никакой плотной атмосферы, на таких скоростях наоборот разреженная идеальна.
Для BFS, который садится, атмосферы оказывается вполне достаточно, притом что прилетает он с куда большей разницей скорости. Так что в торможении аналогичного корабля с гомановской траектории на орбиту я не вижу проблем.

Увеличили массу BFS в два раза - увеличивайте и размеры, а значит и сухую массу, и прочее

Это зачем еще? У меня такое впечатление, что вы не в состоянии следить за контекстом. BFS один и тот же в любом случае, разница массы только из-за разного количества топлива на борту.

На посадку на Марс надо больше, да и вам для выхода на стабильную орбиту тоже.

Зачем больше-то? Межорбитальные маневры на околомарсианских орбитах значительно дешевле околоземных. Посчитайте сами, 500 м/с более чем достатощно.

из-за необходимости всеобъемлющей радиационной защиты на максимально возможное время ожидания стартового окна

Зачем?  Он же будет беспилотным до момента старта с марсианской орбиты к Земле.
Снова ощущение, что вы не следите за контекстом. Еще раз: BFS-1 садится на Марс, имея с собой взлетный модуль и 20 тонн топлива для него. BFS-2 беспилотный, и находится на орбите согласно вышеописанной полетной схеме.

Причём здесь BFS

И вы уходите от ответа, вопрос мой был о стоимости отправки на Марс 1 BFS в общем случае. На этот вопрос, так понимаю, вы ответ попросту не знаете?

Любая другая программа не является реалистичной.

Начнем с того, что нет оснований какие бы то ни было концепции возводить в догму. Реалистичный - это прежде всего находящийся в рамках известной физики и энерготехнических возможностей современной цивилизации.

[Technecy]

Начнем с того, что нет оснований какие бы то ни было концепции возводить в догму. Реалистичный - это прежде всего находящийся в рамках известной физики и энерготехнических возможностей современной цивилизации.

Поддерживаю.
А вот это вот:

Любая другая программа не является реалистичной.

Не правда. Любая другая программа, не является официальной и, так или иначе, не находится в процессе реализации. То есть, не является реализуемой в данный момент времени. Хоть и никто не запрещает ей быть вполне реалистичной.

Тогда создайте тему "Орбитальный вриант освоения Марса"

А кстати мысль.

[Проходящий Кот]

У нас вариант не просто ФЛАГОВТЫКА в Марс, а начало его ОСВОЕНИЯ.
Вот этот момент не стоит упускать из виду.

[noxx77]

Потому что к гонке не был готов СССР.

А надо ли было?

[Кремальера]

А надо ли было?

Страна ,которая запустила первый спутник,первого человека,обеспечила первый выход человека в открытый космос,вдруг ни с того не с сего действует в парадигме ежика из того анекдота: "не очень-то и хотелось?"Ну-ну..

У нас вариант не просто ФЛАГОВТЫКА в Марс, а начало его ОСВОЕНИЯ.

Да уж, эти освоения..Я бы дорого дал чтобы знать для чего буру этот пыльный шарик.

[noxx77]

Страна ,которая запустила первый спутник,первого человека,обеспечила первый выход человека в открытый космос,вдруг ни с того не с сего действует в парадигме ежика из того анекдота: "не очень-то и хотелось?"Ну-ну..

Сэкономленное - считай заработанное)

[Valerij56]

Почти написал развёрнутый ответ, но свет мигнул, и ага. Буду постепенно отвечать по пунктам. И делаю это уже не для @sharp, а для безмолвных читателей

Так вот BFS - это такой аналог воздушного шарика

Здрасьте приехали. Ну с такими аналогиями понятно, что вы себе все крайне искаженно представляете. Механика аэробрейкинга имеет мало общего с полетом воздушного шарика, хотя бы потому что дело происходит на скорости несколько км/с.

   
На самом деле BFS очень похожа на шарик - огромная лёгкая оболочка малой массы. Скорость, конечно разная, но это не принципиально.
   

Сила сопротивления атмосферы зависит ровно от трех факторов: плотности атмосферы, скорости относительно атмосферы, аэродинамического профиля.

   
Вам бы что-то по гиперзвуковое обтекание почитать. Не зависит ничего на гиперзвуке от профиля, поток срывается и всё. А вот от площади сечения зависит, поэтому BFS, как, в своё время, Шаттл и Буран, тормозит брюхом, с некоторым углом атаки. И вот управляя этим углом атаки можно управлять направлением и отчасти величиной вектора аэродинамических сил.
   

Если два одинаковых корабля входят с одинаковой скоростью, но один почти пустой а другой - утяжеленный, то сила на них будет действовать одинаковая, но ускорение, согласно 2-му закону Ньютона, у тяжелого корабля будет меньшим. Соответственно легкий корабль погасит разницу в скорости сядет, а вот тяжелый сохранит остаточные несколько км/с и вылетит из атмосферы на эллиптическую орбиту.

   
Я рад, что вы не забыли про второй закон Ньютона, и понимаете, что ускорение у одинаковых кораблей разной массы будет разным. Но вы забыли, что у Марса очень жиденькая и тоненькая атмосфера, и она не тянется вдоль вектора скорости корабля, а тонким слоем укутывает небольшой шарик планеты. Поэтому BFS, управляемо маневрируя, остаётся в этом тонком слое, и, в зависимости от программы полёта, может сесть на Марс или выйти на орбиту, возможно даже с запасом топлива на посадку (но я бы лучше взял больше ПН).
   
Посмотрите презентацию 2017 года, часть, посвящённую посадке на Марс. Там, в реальном масштабе времени, показан процесс посадки с длительным горизонтальным полётом в атмосфере - десятки секунд, за которые BFS пролетает сотни километров. При этом она удерживается в очень тонком, относительно плотном, слоё атмосферы на высоте порядка десяти километров над Марсом. Это возможно только благодаря управляемому гиперзвуковому полёту, никак иначе на такой скорости.
   
Ваш корабль, в обводах BFS, будет тяжелее её в разы, поэтому маневрировать с необходимыми ускорениями принципиально, согласно второму закону Ньютона, не сможет, и выйдет из марсианской атмосферы не погасив скорость. В лучшем случае, истратив топливо на коррекцию траектории, вы вернёте его на Землю.
   
Понимаете, при всей своей "простоте" BFS сбалансирована для решения конкретной задачи - долететь до Марса, сесть и вернуться на Землю с использованием марсианского топлива. Я вообще не уверен, что задача полёта на Марс и возвращение обратно с использованием только земного топлива и только химических двигателей имеет решение. Но, даже если имеет, то это будет многоступенчатая система. BFS для этого не подходит в принципе.
   
Повторяю -
Корабль для "спасения с Марса" астронавтов, которые находятся на Земле - бред собачий. По определению.

[sharp]

На самом деле BFS очень похожа на шарик - огромная лёгкая оболочка малой массы. Скорость, конечно разная, но это не принципиально.

Я бы еще понял если бы вы его с жестяной банкой сравнили; однако сравнивать с шариком = позориться перед безмолвными читателями

в зависимости от программы полёта, может сесть на Марс или выйти на орбиту

Вот это, собственно говоря, ключевой пункт: корабль может выйти на орбиту, не потратив при этом топливо на торможение - только на последующее поднятие перигея и скругление орбиты.

Ваш корабль, в обводах BFS, будет тяжелее её в разы

Вот это неверно. Посадочный BFS с сухой массой 85 тонн и 150 тоннами полезной нагрузки, требует 200 тонн топлива на ракетную посадку после торможения в атмосфере, т.е. итоговая масса 435 тонн.
Корабль, выходящий на орбиту, с сухой массой те же 85 тонн и ПН 50 тонн, должен иметь 500 тонн топлива на стабилизацию орбиты и последюущий возврат на Землю. Итого 635 тонн.

635/435 = 1,46, а никакие не в разы. При этом 435 тонн должны полностью погасить скорость (7-8 км/с), а 635 - погасить лишь разницу в 2-3 км/с. Если выполнима первая задача, то выполнима и вторая.

Корабль для "спасения с Марса" астронавтов, которые находятся на Земле - бред собачий. По определению.

Их нахождение на Земле - лишь ваше частное мнение (можно было бы назвать и в ваших выражениях, но безмолвные читатели хамства не любят ).

[Rattus]

Я бы еще понял если бы вы его с жестяной банкой сравнили; однако сравнивать с шариком = позориться перед безмолвными читателями

Наверное Валерий в душе тополог, а не геометр - да и правда: кто скажет, что BFS похожа на тор, седло, или бутылку Клейна - пусть первым бросит в него камень.

Их нахождение на Земле - лишь ваше частное мнение

Ну это кагбе и общее место проектов Зубрина-Маска. Сначала летит возвращаемая ракета, нарабатывает там топливо, и после успешного прохождения всех возможных в автоматическом режиме проверок на месте, туда летят марсонавты.

[sharp]

Ну это кагбе и общее место проектов Зубрина-Маска. Сначала летит возвращаемая ракета, нарабатывает там топливо, и после успешного прохождения всех возможных в автоматическом режиме проверок на месте, туда летят марсонавты.

В теме уже не раз обсуждалось, что эти хитрые планы разобьются о суровую реальность, и для эффективной работы техники потребуется-таки управление со стороны человека в режиме реального времени, а так же, возможно, техобслуживание.

[Rattus]

В теме уже не раз обсуждалось, что эти хитрые планы разобьются о суровую реальность, и для эффективной работы техники потребуется-таки управление со стороны человека в режиме реального времени, а так же, возможно, техобслуживание.

Ну это кагбе тоже надо проверять на практике. А если не получится - тогда тем более никто туда не полетит с таким риском.

[Technecy]

При этом 435 тонн должны полностью погасить скорость (7-8 км/с), а 635 - погасить лишь разницу в 2-3 км/с.

А не дофига? 635 на 2 км/с.?
К тому-же, вовсе не обязательно тормозить за 1 виток. Можно сделать несколько витков... Да, дольше. Но по топливу должно быть выгоднее.

ЗЫ. Плотная атмосфера не нужна. О плотные слои такие скорости не тормозятся. Никакая термозащита не выдержит. Другая проблема более серьёзная. Атмосфера Марса тонкая. А рельеф рельефный. Так что траектория для аэроторможения не каждая годится.

[sharp]

Ну это кагбе тоже надо проверять на практике. А если не получится - тогда тем более никто туда не полетит с таким риском.

Ну в общем-то, от вас чаще чем от других можно услышать, что техносфера без биосферы существовать толком неспособна. И этот именно тот случай, так как требуется развернуть сложносочиненную технологическую цепочку, которой к тому же необходимо проработать продолжительное время.

А не дофига? 635 на 2 км/с.?

Эти 2 км/с сбрасываются аэробрейкингом, без расхода топлива. А 500 тонн топлива нужны на обратный путь.

[Technecy]

Ну это кагбе тоже надо проверять на практике. А если не получится - тогда тем более никто туда не полетит с таким риском.

Ну в общем-то, от вас чаще чем от других можно услышать, что техносфера без биосферы существовать толком неспособна. И этот именно тот случай, так как требуется развернуть сложносочиненную технологическую цепочку, которой к тому же необходимо проработать продолжительное время.

А не дофига? 635 на 2 км/с.?

Эти 2 км/с сбрасываются аэробрейкингом, без расхода топлива. А 500 тонн топлива нужны на обратный путь.

Я так примерно и предполагал.

Я думал такой вариант.
Фаза 1: 2 корабля летят по очереди.
1- одноразовый грузовик доставляющий основную часть комплекса на поверхность. Тут 2 варианта- 1 сброс груза с орбиты- позволяет доставить больше оборудования. 2- схема с реактивной посадкой- выгодна если корпус грузовика будет использован в дальнейшем, ну, например под какие-нибудь помещения или ещё чего. Т.е. если грузовик сам будет являться частью оборудования.
2- Корабль с экипажем(условно Орбитер-1) вылетает при удачной доставке оборудования. Несёт с собой остатки оборудования и необходимый запас топлива и продуктов. Оборудование сбрасывается с орбиты а корабль с СЖО остаётся на орбите.
Фаза 2: Аналогично.
1-Грузовик с оборудованием. При этом орбитальная вахта уже непосредственно контролирует процесс приземления груза и грузовика+ обеспечивает разгрузку и прочие задачи.
2- Корабль "сменщик" Орбитер-2, аналогичный кораблю Орбитер-1. Занимает место на орбите, после чего Орбитер-1 отчаливает на орбиту Земли.

Орбитеры не приземляются на Землю, а стыкуются с МКС(или что там будет на тот момент) для дозаправки и смены экипажа.
И вот так вот, имея 2 корабля класса БФС и обычные одноразовые грузовики(которые по идее дешевле чем БФС, Т.е. ещё и являются стройматериалом, или вообще готовыми помещениями для базы)
мы получим меж орбитальный "трамвайчик" и строим базу телеуправляемыми роботами.
ЗЫ. Скажу честно- в ИИ способный построить базу на другой планете в автономном режиме я нифига не верю.

[Проходящий Кот]

И в планетоходы тоже не верите?

[sharp]

И в планетоходы тоже не верите?

У этого планетоходов регулярно лапы ломит да хвост отваливается, причем при весьма щадящем режиме работы. Ну и да, без команды операторов они шагу ступить не могут, а управлять экскаватором при получасовом пинге - особый вид извращения.
Для начала покажите на Земле полностью автономный горнодобывающий комбинат, а там можно будет и за Марс поговорить...

[Technecy]

И в планетоходы тоже не верите?

Планетоход-элементарная штуковина. По поставленной задаче. Но дико сложная по реализации. Именно поэтому я и не верю в ИИ собирающий топливные комплексы и нано-теплицы.