Межпланетный Транспорт: двигатели и стратегии

[Александр Овчар]

ну да, я и сам потом это увидел, когда посчитал.

принимая площадь поперечного сечения Ктулху 14700 кв м, получим предельную скорость всплытия:
остаток силы Архимеда 100 кт = 1 ГН = 0.5 * 14700 * 1000 * v^2 / 2,
v^2 = 1e9 * 4 / 14.7e6 = 272 (м/с)^2, v = 16.5 м/с...
маловато. я думал, хотя бы 50 будет...

в общем, проехали.

но, с другой стороны, хотя перекись и тяжелее воды - выталкивающая сила никуда не девается, и все ранво облегчает старт.
так что пускать большие ракеты из воды (неглубоко, чтоб нос торчал) определенно имеет смысл...

нет, все таки раньше люди умели мечтать...

Архимед не нужен.

Что то на уровне  (ТРИЗ) заполнить воду пузырьками воздуха перед стартом. Чтобы вместо толщи воды - из воды образовался "туман".  Этот туман можно "пнуть"  еще,  чтобы оно само полетело вверх, как "псевдоракета". ( это тоже ТРИЗ - для разрешения тех.противоречия создана копия   ракеты из ресурса системы  - вода.

Туман легче "пробить" носом ракеты.  Протон (1 ступень) расходует 420 тонн за 120 сек - 3,5 тонн в сек. Если вода как ресурс позволит выбросить воду как пропеллент в "нулевой ступени" - что потом никуда не летит в  течении хотя бы 5 секунд - получится экономия до 20 тонн топлива 1 ступени  (надо считать точнее).   

Тогда (можно оценить точнее) первая ступень включится на свой расход 420 тонн при начальной скорости ракеты = пусть 100 м/с. Если это получится в принципе - масса ПН вырастет на 10 тонн (условно) - надо считать. 

Другими словами- нулевая ступень = в ней есть генератор пара (пропеллента) + генератор "пены/тумана". Ради блага, мощность этих генераторов может быть сколь угодно  большой, это дешево, так как как нулевая ступень не улетает.

[Александр Овчар]

Вода тоже не нужна нулевая ступень стартует на своих (это проще!!)  на высоту 1 км, разгоняет РН   до 200 м/с и возвращается в точку старта.  (как то рядом). Это примерно  10 секунд полета на 2-х же с массой топлива в нулевой ступени на уровне 40-50 тонн. Тогда 1 ступень сразу уходит в наклон - это еще выгода за счет снижения гравитационных потерь, скажем на 100 м/с в итоге.
ПН Протона может просто удвоиться. 

[Александр Овчар]

Мечтать не мешки ворочать.

Интересно подумать, что нулевая ступень (она уже без топлива!) -  может выпустить тонкие, легкие вертолетные лопасти и может ли она приземлиться на авторотации?
Если да, то нулевую ступень разумно делать на ТТРД. 

р.с я помню, что диаметр винта вертолета как то на уровне 20 метров.. в нулевой степени как то нет места для таких лопастей, но есть место для литиевой батарейки + ЭЛ мотора (типа мотор-колесо) = для работы во время приземления в течении 20 секунд. примерно..

[alex_semenov]

нет, все таки раньше люди умели мечтать...

Вот хороший ролик про "Дракона".

http://www.youtube.com/watch?v=8-4HWrYRax4#

Вот из вики:

Первая ступень должна была иметь один сверхмощный двигатель, работающий на топливной паре RP-1 (керосин) и жидкий кислород. Топливо подавалось давлением азота из баллонов (32 атмосферы для RP-1 и 17 для кислорода), что обеспечивало давление в камере сгорания 20 атмосфер при взлёте. Двигатель первой ступени работал в течение 81 секунды. К этому времени ракета достигала 40 километров высоты, 33 километров по горизонтали от места запуска и скорости 1,8 км/с. Ступень приводнялась на высокой скорости в 290 км от места пуска. Также рассматривалась возможность её спасения и повторного использования.

То есть. По-сути первая ступень тут была именно что бустером, который забрасывает вверх разгонную ступень. Я собирался разделять бустер с ракетой на 50 км. Тут вообще на 40 км (Шаттл отбрасывал ускорители на 60 км). При этом ракета почти вертикально шла вверх. 33 км по оси Х, и 40 по оси Y.
Возвращаясь к пару. В чем может быть идея? То что мы разменивает импульс на тягу. Разбавляя рабочее тело перегретой водой.
При этом нам не нужно высокое давление. Те же 20 атм в "котле" - вполне достаточно. Но в камере сгорания мы можем этот пар еще сильней нагреть горелкой. Скажем кислород и метан. Метан можно попробовать "растворить" в воде же. Не знаю. Надо думать.
Не получится? Отдельный бак.
Еще идея. Воздушная среда. Как рабочая масса может это и не круто. Но вот поставщик кислорода для горения? В топку "паравоза"?
То есть когда эта шткука через 10 секунд (ускорение 3-4g, через 10 секунд 300-400 м/с) пробъет звуковой бартер, то сверхзвуковой диффузор может сжимать набегающий воздух и подавать его в топку. Там он сгорает с тем же метаном и все это разбавляется паром.
Главное - нам нужна ЧУДОВИЩНАЯ тяга.
И вода - источник этой тяги.
Я все никак не могу отказаться от этой навязчивой идеи!

В фильме. Обратите внимание. Там сказано что у сверхтяжелых ракет (и у Маска в том числе) есть одна ключевая проблема.
Звук.
Он может даже разрушить ракету. Так вот. На Авиабазе мне сказали (при обсуждении морской ракты) что, мол, звук в воде может ухудшить стартовые возможности аппарата. То есть из воды тем более сверхтяжи нельзя пускать.
Но тут проскальзывает мысль, что как раз вода - идеальная среда для сверхтяжей. Именно из-за того что она поглотит звук. Не говоря уже о плавности пуска и т.д.
Я между прочим вот что придумал. Между делом.
Мы знаем, что выхлоп современных ракет на старте поливают фонтанами воды. Создается завеса из капель что бы именно мощный звук старта, глушился, разрушая эти капли.
Видите водонапорный бак?

Это относительно недавнее (насколько я могу судить) нововведение в архитектуре стартовых комплексов.
Это та самая вода, которая фонтанирует при старте.
Так вот.
Если стартовать из воды и звук будет и там проблемой, то что можно придумать?
В принипе можно придумать "антикапельки" воды.
То есть пузырьки. Перед стартом окутать ракету обильным потоком пузырьков. Звуквой волне все равно на что тратить энергию. На разрушение капель в воздухе или разрушение пузыртков в воде. Важно что существует нечто, что надо разрушить и на что уйдет энергия звука.
Где-то так.

[alex_semenov]

Мы тут как-то сильно отклонились от темы межпланетных перелетов.
Застряли на выходе на орбиту.
Ясно что это важный момент. Но все же это только пол пути к планетам Солнечной системы.
Я тут впреддверье 12 апреля начал рассказывать о том, как возникла новая концепция полётов к планетам.



Что к моменту выхода на экран фильма Кубрика "Космическая Одиссея 2001" (1967-й) уже окончательно победила концепция-стратегия, которую я называл "стратегия фон-Брауна", потому что он если не первым, то наиболее ярко ее популяризировал в начале 1950-х.
Идея собирать из кубиков (желательно стандартных) околоземную структуру и межпланетные корабли на орбите Земли.
И посмотрите.
Вот тут у Штерна,  товарищ Хохлов нам достаточно толково рассказывает как планировались ПОСЛЕДНИЕ полеты к Марсу.
Тут есть и про "90-дневный" отчет. Только без матов (которе есть у Зубрина). Про 450 миллиардов.
Это столько стоила бы сборка межпланетных кораблей типа орбита-орбита из кубиков.
Обратите внимание.
В СССР тоже вынашивались такие планы. Постоянно. В РКК "Энергия". Марс со времен Королева был коньком "конюшни". Голубой мечтой.
Но на что хочется обратить внимание?
Королев в 60х, даже уже в начале, по-сути ОТКАЗАЛСЯ от ядерной энергии.



То есть. Идея фон-Брауна собирать из кубиков была принята (никаких прямых полетов). Даже на Луну по-началу хотели собирать на орбите поезда. Но потом, когда поняли что началась гонка и отработать стыковку не успеют, начали лепить эрзац в духе того, что лепит соперник (это уже после 1963-го).
Однако Марс и.. атом. Тут была еще один уровень коллизии. Идейного противостояния. Суть в чем? Была тройка. Королев, Курчатов, Келдыш. По-сути они и сформировали дух, планы на все в конце 50-х.
Но Курчатов внезапно ушел в 60-м. Остался Королев и Келдыш. И мы знаем историю с Иевлевым, с тем что Келдыш активно крышевал Иевлева и его проект чудо-ЯРД (газофазный ЯРД). И в начале 60-х еще все виделось очень радужно. Еще проектировали "семерку" под ЯРД с аммиаком...
Но Королев... у него видимо сработала чуйка.
И он отказался от атома. Он поставил на кубики и химию.



Но когда Королев ушел в 1966 в мир иной, в КБ опять потихоньку вернулись к ЯРД концепции полета на Марс.
Хотя сложности уже всплывали и становилась ясна правота Королева.
И я думаю что тут как раз сработала воля ПОСЛЕДНЕГО из трех великих "К"! Келдыша.
Ну а после ухода Келдыша (странный, загадочный уход из жизни в конце 1970-х. Говорят человек ушел сильно подавленным при задагочных обстоятельствах. Говорят болел сильно и смертельно. Говорят разочаровался в чем-то... И ясный пень в чем. "Союз-Аполлон". Крест на всех планах!) все пошло по накатанной.
И вот обратите внимание на это УБОЖЕСТВО:



Тут есть тонкость, которую всякие там фанатики сборки на орбите из кубиков и особенно фанатики совершенно новой атомной тяги как-то затушловывают. Видите?
Это конечно прожект уже 90-х. Экологичный. С отказом от ядерной энергии. С солнечными батареями. Веяние эпохи же!!!
Но поверьте. И там и там примерно одни и те же ионные двигатели и там и там ничтожное ускорение.
И видно, что "раскрутка" в свере действия Земли - 3 месяца.
ТРИ МЕСЯЦА, КАРЛ!!!
На Марсе - меньше. Один месяц.
Что еще тут хреново? 3 месяца у земли "передовой" космолет типа орбита-орбита на ядерной ионной тяге проведет в радиационных поясах. То есть. Людям там делать неего. Корабль отправится в путь к Марсу без людей. А люди полетят уже через три месяца вдогонку на чем-то в духе лунного "Союза". Запрыгнут, так сказать на ступеньку уходящего поезда.

Я вот думают. Встань из гроба сейчас Сергей Павлович. Каким бы матом он костерил своих наследников за подобные прожекты?

Как по мне - совершенно ОТСТОЙНЫЕ проекты.
Простите но это - так.
Это чисто флаговтыкательные проекты. Так можно туда махнуть один раз. Но ездить постоянно - уже нельзя!
Это действительно инернция мышления.
И это полный идейный тупик.
Ранний проект Королева на ЖРД  (у него были и атомные, но ЖРД-проект был базовым) был куда совершенней новых "атомных". С ионной тягой. Или солнечными батареями...
В США была подобная картина загнивания.
90-дневный отчет просил 450 миллиардов "на обучение ишака говороить" в течении 30 лет. И в конце - флаг в Марсе.
Я думаю это было ... ВРЕДИТЕЛЬСТВО.
Натуральное вредительство.
Вещи надо называть своими именами и не стесняться.
Нельзя преподносить историю космонавтики как бесконечную скучную череду побед, гениальных прозрений и трудовых подвигов (типичный стиль всей этой мемуаристики)
Отцы уйдут. И мы их помянем. Но правда об их заблуждениях их не обидит. Даже блуждая, они были титанами.
Мертвые срама не знают.
А вот  кондовая ложь - она всегда оскорбительна. Даже ложь во спасение.
Особенно такая.  Когда подонки сейчас прикрываются ложью как бы спасая добрые имена мертвых.

[alex_semenov]

Возвращаясь к интриге.

В начале 1984-года Техника-Молодежи начинает печатать новый роман Кларка.
Перед этим с триумфом были приняты "Фонтаны рая"



Я, юноша еще думающий с кого бы делать жизнь, лазающий по скалам и рвущийся в горы предвкушаю новую твердую (без дураков) фантастику!
"Одиссея 2010"! Иллюстрирует тот же Авотин:



Я, кстати, даже не помню. Читал ли я, видел ли я "Одиссею 2001" тогда? Вряд ли видел. Но книгу (которую писали по фильму, не наоборот!) я мог уже прочесть... 
И вот мое предвкушение... сорвалось.
Нет. Я не знал что роман оборвали на полуслове. В конце апреля я пулей прошел последние медкомиссии и опомнился "в сапогах" уже к 9-му мая 1984-го в далеком-далеком Узбекистане...
Какие журналы? Какая фантастика? Не сдохунь бы салабону!!!!

Карантин, учебка под Ташкентом, небольшой гарнизон Караул-Базар под Бухарой. Но во второй половине 1985-го я оказался в "ядре части". Город Навои (большая химия для добычи урана в Учк-Кдук- три колодца!). Это была бригада. Там был клуб, библиотека и ... любимый журнальчик.
"Тетя, "наука и жизнь" у вас есть?... нет вы уж лучше дайте "технику молодежи".
Фильм - ВСЯ правда жизни!
Зуб даю!
И так. Любимый журнальчик...
Гм... я не нашел продолжения. Я не придал этому тогда значения. Но потом, уже в перестройку все все узнали.
Публикация романа сорвалась. На полуслове. Как моя гражданская жизнь. Там полетели головы за головотяпство и потерю бдительности!
Старый пид... Артур Кларк подставил своих русских друзей. Команда "Леонова" вся состояла из фамилий советских диссидентов.
Известная история.
Но на Западе роман печатался. Потом случилась экранизация. Так себе... Смешно смотрелся там беглый Крамаров. Так и ждали мы от него: "Доктор Флойд! А по терминатору Юпитера - мертвые с космами стоят!"

В фильме начисто выкинута история с китайцами. Кто читал? Народ сейчас только смотрит экранизации.
И так. Китайцы оказываются в поле зрения невзначай...

– Высота триста километров, – послышалось из динамика. – Говорит капитан. Под нами Западное побережье Африки, там сейчас ночь. В Гвинейском заливе шторм, обратите внимание на молнии. До восхода пятнадцать минут, можно любоваться экваториальными спутниками. Разворачиваю корабль, чтобы лучше видеть. Яркая звезда прямо по курсу – «Атлантик-1». Левее – «Интеркосмос-2». Бледный огонек рядом – Юпитер. А вспышки пониже – новая китайская станция. Мы пройдем в ста километрах от нее…
«Что они все-таки затевают?» – лениво подумал Флойд. Он уже изучал крупномасштабные фотографии этого короткого цилиндрического сооружения с его нелепыми вздутиями и не верил паническим слухам, будто китайцы строят летающую крепость с лазерным вооружением. Но поскольку они отказали ООН в инспекции, им оставалось пенять на себя…

То есть. По сюжету в романе не только противостояние русских и американцев. Тут и появляется хитрый лик востока. Китайцы скрытны....
Флойд летит на "Леонове" с русскими. Его и еще двух американцев кладут в анабиоз и вот он просыпается:

II. «Цянь»
– Значит, свершилось, – сказал он. – Мы достигли Юпитера.
Таня посмотрела на врача, та едва заметно кивнула.
– Нет, Хейвуд. До Юпитера еще месяц полета. Не беспокойтесь – корабль в полном порядке. Но ваши друзья из Вашингтона просили разбудить вас. Случилось то, чего никто не предвидел. Теперь мы участвуем в гонке – и боюсь, проиграем.

. . .

Конечно, мы их не видели. «Цянь» не подходил к нам ближе чем на пятьдесят миллионов километров. Они не отвечали на наши сигналы, а сейчас им не до разговоров. Несколько часов спустя «Цянь» войдет в атмосферу Юпитера – и мы увидим в действии их систему аэродинамического торможения. Если сработает нормально, это повысит наш боевой дух. Если же подведет… но не будем об этом.
Русские держатся молодцом. Они, конечно, разочарованы, но и восхищены. Придумано было действительно здорово: у всех на виду построить космический корабль, выдавая его за орбитальную станцию, так что никто ничего не подозревал, пока они не смонтировали ускорители.

То есть. Китайцы оказывается ВТИХАРЯ собрали межпланетный корабль "для бедных".
Пока русские там возились с "двигателем Сахарова" (что то с импульсным термоядом) то есть с атомом и ТРАДИЦИОННО летели к Юпитеру 2.5 года... Как положено. Со всеми традиционными запасами и предосторожностями.

Но настоящих сомнений он не испытывал: была еще одна успокоительная мысль. Хотя пройдут два с половиной года, почти весь этот срок он проведет в анабиозе. И когда вернется, разница в возрасте между ними сократится на два года.

Китайцы пристыковали на орбите Земли к "орбитальной станции" ускоритель (наверняка что-то примитивное. Химия! Точно!!!) и дунули изо-всех сил ВСЛЕД "Леонову"! Да так быстро, что обогнали его на самом подлете к Юпитеру!!!
Одна проблема!
У них нет практически топлива ни на что.

8. Прохождение

На экране застыл образ Юпитера: клочья белых облаков, пятнистые оранжево-розовые полосы и злобный глаз Большого Красного Пятна. Лишь четверть диска скрывалась в тени; она-то и притягивала взгляды. Там, в ночном небе планеты, китайский корабль летел навстречу своей судьбе.
«Это абсурд, – думал Флойд. – За сорок миллионов километров мы все равно ничего не увидим. Да нам и не нужно видеть, мы все услышим по радио».
«Цянь» замолчал два часа назад, когда антенны дальней связи спрятались под защиту теплового экрана. Работал лишь всенаправленный маяк корабля, и его пронзительный радиозов – «бип! – бип! – бип!» – разносился над океаном титанических туч. Сигнал шел от Юпитера более двух минут; за этот срок «Цянь» мог давно уже превратиться в облачко раскаленного газа.
Сигналы затухали, теряясь в шумах. «Цянь» затягивала непроницаемая плазменная оболочка.
– Смотрите! – крикнул Макс по-русски. – Вот он!
У самой границы света и тени Флойд увидел крохотную звездочку, вспыхнувшую там, где никаких звезд быть не могло, – на затемненном лике Юпитера. Она казалась неподвижной, хотя Флойд знал, что ее скорость – около ста километров в секунду. Она разгоралась, уже не была безразмерной точкой, начала удлиняться. Искусственная комета неслась по ночному небу Юпитера, волоча за собой тысячекилометровый огненный хвост.
Антенны «Леонова» уловили последний сигнал маяка, потом в динамиках осталось лишь бессмысленное радиобормотание Юпитера – один из голосов космоса, не имеющий ничего общего с человеком или его творениями.
«Цянь» онемел, зато перестал быть невидимкой. Вытянутая искра все дальше уходила во тьму. Скоро она скроется за горизонтом, и если все пройдет нормально, Юпитер возьмет корабль в плен, отобрав у него лишнюю скорость. Когда «Цянь» появится из-за планеты-гиганта, у нее станет одним спутником больше.
Искра погасла. «Цянь» обогнул край планеты и несся сейчас над ее обратной стороной. Пока он не появится вновь, примерно через час, нет смысла смотреть и слушать. Экипажу «Цянь» этот час покажется очень долгим…
…Но очень коротким – Василию Орлову и Саше Ковалеву. Моменты возникновения и исчезновения искры, доплеровское смещение сигнала позволяли рассчитать новую орбиту китайского корабля. Компьютеры «Леонова» уже переваривали информацию и, основываясь на различных моделях атмосферы, прогнозировали время выхода «Цянь» из-за планеты.
Василий выключил дисплей и повернулся во вращающемся кресле.
– Он появится не раньше чем через сорок две минуты. Все свободны. Увидимся через тридцать пять минут. Ну, уходите, – добавил он по-русски.
Все без особой охоты покинули рубку, однако, к неудовольствию Василия, уже через полчаса собрались опять. Но он не успел как следует отчитать товарищей за недостаточную веру в расчеты, когда из динамиков вырвалось знакомое «бип! – бип! – бип!» радиомаяка «Цянь».
Разразилась овация – к ней присоединился даже озадаченный собственной ошибкой Василий. Ведь здесь, в глубинах Вселенной, они были не только соперниками. Они были прежде всего космонавтами – «посланцами человечества», выражаясь гордыми словами первого договора ООН по космосу. Если они и не желали китайцам победы, никто не хотел, чтобы с ними приключилась беда.
Была, возможно, и другая причина. «Цянь» продемонстрировал, что аэродинамический маневр возможен не только в теории. Данные по Юпитеру подтвердились, его атмосфера не таила в себе неожиданной и, возможно, смертельной угрозы.
– Думаю, – сказала Таня, – мы должны их поздравить. Хотя вряд ли они подтвердят получение радиограммы.
Василий Орлов с откровенным недоверием глядел на дисплей.
– Не понимаю. Они должны еще быть за Юпитером! Саша, мне нужен их доплер.
После новой консультации с компьютером он негромко присвистнул.
– Что-то не так. Они на орбите, да, но она не ведет к «Дискавери». Их траектория проходит вдали от Ио; через пять минут у меня будут точные данные.
– Все равно они на орбите, – сказала Таня. – Ее можно всегда скорректировать.
– Если у них хватит топлива, а в этом я сомневаюсь.
– Значит, мы еще можем их опередить.
– Не обольщайся. Нам лететь еще три недели. За это время они сделают десяток витков и выберут оптимальный для встречи.
– Опять-таки, если хватит топлива.
– Разумеется. Но мы можем только предполагать. Они говорили по-русски, быстро и взволнованно, так что Флойд многое не понял. Когда Таня, сжалившись над ним, объяснила, что китайцы просчитались и направляются теперь к внешним спутникам, Флойд сказал:
– Значит, они в беде. Что, если попросят помощи?
– Они? Нет, они слишком горды. В любом случае мы бессильны. Даже будь у нас лишнее топливо…
– В самом деле. Но как объяснить это тем девяноста девяти процентам человечества, которые понятия не имеют о законах небесной механики? Василий, когда у вас будет их окончательная орбита, дайте мне ее, пожалуйста. Пойду к себе, поработаю дома.
Каюта Флойда все еще была заполнена корабельным имуществом, но рабочее место уже освободилось. Он включил дисплей, набрал код и запросил данные по «Цянь», переданные из Вашингтона. Вряд ли хозяевам «Леонова» удалось расшифровать этот код, основанный на произведении двух сторазрядных простых чисел. Специалисты из Управления национальной безопасности утверждали, что самый быстродействующий компьютер на свете не успеет сделать это до Большого Хлопка, в котором погибнет Вселенная. Доказать это утверждение было невозможно, его можно было только опровергнуть.
В который раз Флойд разглядывал превосходные фотографии китайского корабля, сделанные, когда «Цянь», обнаруживший свою суть, готовился к старту с околоземной орбиты. Были и более поздние снимки, менее отчетливые, на которых «Цянь», уходя от любопытствующих объектов, уже рвался к Юпитеру. Были здесь также чертежи и расчеты.
Даже при самых оптимистических оценках трудно было понять, на что надеялись китайцы. Сумасшедший рывок сквозь Солнечную систему поглотил у них девяносто процентов топлива, и если экипаж не составлен из самоубийц (а исключать такую возможность нельзя), остается единственный план: ждать помощи в анабиозе. Но, согласно данным разведки, технология КНР пока к этому не готова.
Впрочем, разведка часто ошибается; еще чаще ей подсовывают дезинформацию. Однако материал по «Цянь», учитывая весьма сжатые сроки, был составлен блестяще. Флойд погрузился в отчет, настроив себя на максимальную восприимчивость. На экране мелькали диаграммы, схемы, фотографии – некоторые настолько неясные, что могли изображать решительно все – газетные сообщения, списки участников конференций, названия научных статей, даже коммерческие документы. Мощная система промышленного шпионажа поработала с полной нагрузкой: кто бы подумал, что пунктом назначения для самых разнообразных японских, швейцарских, немецких приборов было высохшее озеро Лобнор, откуда начиналась дорога к Юпитеру?
Однако некоторые пункты, очевидно, попали в отчет по ошибке – никакого отношения к полету они не имели. Скажем, если китайцы через подставную корпорацию в Сингапуре заказали тысячу индикаторов инфракрасного излучения, то этим следовало заинтересоваться военным: вряд ли «Цянь» ожидал атаки самонаводящихся ракет. Или гляциологическое оборудование, заказанное в Анкоридже у корпорации «Глэсьер джиофизикс». Какому идиоту пришло в голову, что в дальней космической экспедиции может понадобиться…
Улыбка застыла на губах Флойда: он почувствовал на спине мурашки. «Господи! Не может быть, чтобы они на это решились!» Но они и так решились на многое, а теперь все наконец встало на свои места.
Он еще раз бегло просмотрел снимки китайского корабля. Да, все верно. Эти желобки на корме, рядом с фокусирующими электродами, как раз подойдут по размеру…
Флойд вызвал рубку:
– Василий? Их орбита уже рассчитана?
– Да. – Голос штурмана казался подавленным.
– Они держат курс на Европу, не так ли?
– Черт возьми! – не удержался Орлов. – Откуда вы знаете?
– Я просто предполагаю. Сопоставляю факты и делаю выводы.
– Ошибка исключена – все сходится до шестого знака. Они держат курс на Европу и достигнут ее через семнадцать часов.
– И перейдут на орбиту спутника Европы.
– Возможно. Топлива у них хватит. Но зачем им это?
– После короткой разведки они высадятся.
– Но зачем им это, – повторил Орлов. – Объясните, мистер Холмс, зачем им понадобилась Европа? Ради всего святого – что там есть?
Флойд упивался своим маленьким триумфом. Хотя, разумеется, понимал, что может жестоко ошибаться.
– Что там есть? – медленно повторил он. – Всего-навсего самое ценное вещество во Вселенной.
Довести триумф до конца не удалось. Василий среагировал мгновенно.
– Ну конечно же – вода!
– Точно. Многие биллионы тонн воды. Теперь им хватит топлива, чтобы облететь все спутники Юпитера, и еще останется сколько угодно на встречу с «Дискавери» и возвращение к Земле. Как ни обидно, Василий, но наши китайские друзья снова нас обошли.
– Если только у них все это получится.

Конечно Кларк не первым придумал, что топливом на обратный путь можно  заправится на месте. На той же Европе.
Европа была в зените славы!
Только-только "Вояджеры" показали высококачественные снимки  ледяной  корки этой луны Юпитера! Там однозначно жидкий океан!
Ну наконец то хоть что-то!!! После долгой полосы разочарований с Венерой и Марсом...
Вода - это надежда. Но главное!
Идея - очевидна.
Ни Королев ни фон-Браун, строя планы на Луну и Марс не рассчитывали на местные ресурсы. Их экспедиции должны были как раз их и разведывать. Что там есть?
Но к 80-м все изменилось. Роботы принесли надежные данные. И об атмосфере Марса и о том что в Солнечной системе много где есть вода!
А вода - это ракетное топливо.
Зачем же его тягать с собой, обременяя каждый килограмм запаса экспоненциальным ростом запаса топлива на запас топлива?

Я конечно не уверен.
Но я подозреваю что Зубрин именно из этого самого знаменитого романа Кларка (очень яркого!) почерпнул базовую идею своего проекта "Марс Директ". Даже если Зубрин знал эту идею до романа, роман мог вдохновить Зубрина к ней присмотреться повнимательней.
И смотрите. У Кларка, у его китайцев (голь на выдумку хитра!) почти все есть!

Во-первых аэробрекинг. Ясное дело.
Во-вторых запас топлива на месте.
Но еще. Кое-что. О чем заставил задуматься сказочник...
Китайцы погибли. На Европе. Экспедиция погибла. Остался один человек медленно умирать,  который передал что с ними случилось...



В чем была ахиллесова пята прямых перелетов? И в романе Кларка она ярко проявилась. Корабль полностью садится на планету. На незнакомую планету. И он рискует всем. 
Базовая, доминирующая идея высаживать часть экспедиции на специальном, отдельном спускаемом аппарате, как это было даже с Луной (или в проекте того же Королева в случае Марса), хороша тем, что в случае гибели десантников, аварии у этой  части экспедиции остается шанс на спасение "с орбиты". Но даже если шанса нет (спускаемый модуль один), это не гибель всей экспедиции. Потерять часть - это не потерять все.
Верно?
Прямой перелет - это все или ничего.
И вот тут Зубрин делает финт ушами. Давайте посадим людей на планету ПОСТЕ того как туда уже сядет ракета, которая потом по завершению унесет людей домой. Сядет в беспилотном режиме и даже заправится из атмосферы без помощи людей!
Таким образом то что было ахиллесова пятой прямых перелетов, напротив, стало сильной стороной!
Люди высаживающиеся на Марс уже твердо знают, что там стоит корабль, который готов их унести назад!
Насколько удачна будет посадка? Не известно. Но то что взлет им гарантирован уже - это точна. Никакая десантная капсула такое не обеспечит.
Так родился новый подход.
Новая ЭПОХА в подходе к межпланетным полетам.
Но инерция уже была набрана. Она была сильна. Очень сильна. Она до сих пор сильна.
Верно?

[Фантазер]

р.с я помню, что диаметр винта вертолета как то на уровне 20 метров.. в нулевой степени как то нет места для таких лопастей, но есть место для литиевой батарейки + ЭЛ мотора (типа мотор-колесо) = для работы во время приземления в течении 20 секунд. примерно..

Смотри :Ротон.Винт и ТРД на концах лопастей

[Фантазер]

Так вот.
Если стартовать из воды и звук будет и там проблемой, то что можно придумать?
В принипе можно придумать "антикапельки" воды.
То есть пузырьки. Перед стартом окутать ракету обильным потоком пузырьков. Звуквой волне все равно на что тратить энергию. На разрушение капель в воздухе или разрушение пузыртков в воде. Важно что существует нечто, что надо разрушить и на что уйдет энергия звука.
Где-то так.

Зачем Сложности?Бустер на газировке элементарное решение проблемы.

[crazy_terraformer]

По-сути первая ступень тут была именно что бустером, который забрасывает вверх разгонную ступень. Я собирался разделять бустер с ракетой на 50 км. Тут вообще на 40 км (Шаттл отбрасывал ускорители на 60 км). При этом ракета почти вертикально шла вверх. 33 км по оси Х, и 40 по оси Y.

180⋅(arcsin(40(1600+1089)^0.5)/π≈50.4774°
Если не учитывать, шо Земля шарообразна.

[alex_semenov]

180⋅(arcsin(40(1600+1089)^0.5)/π≈50.4774°
Если не учитывать, шо Земля шарообразна.

Да. Конечно.
Но вообще говоря оптимально управляемые ракеты очень рано пытаются лечь на горизонталь. Еще толком не выйдя из атмосферы.
То есть ясно что "Дракон" сначала шел строго вверх, а потом по дуге начал заваливаться так, что в итоге спрямляющая прямая дала 50 градусов.

 
Вообще говоря я время зря не терял. Я таки выстроил пошаговую модель, которая ВЫЧЛЕНЯЕТ гравитационные потери.
Ну если сразу ракета на нужной высоте но она должна еще разогнаться. А раз должна, то что бы не упала (не теряла высоту), она должна создавать тягу не только по касательной но и против силы тяжести. И это требует дополнительного топлива. А это топливо дополнительного топлива... Ну и так далее..
Так вот.
Если такая ракета (это конечно умозрительная модель в рамках "кружок ракетомоделистов имени Перышкина") водородная (4500 м/с скорость истечения) и разгоняется до орбитальных 8 км/с (массовое число чуть меньше 5 6) строго горизонтально со средним ускорением 2-2,5g (тогда в конце ускорение чуть меньше 4 g) то нам нужно еще... плюс 33-40 % массы топлива.
Улавливаете?
Это и есть ЧИСТАЯ гравитационная потеря.
Водородная ракета - предельная ЖРД технология. Менее совершенные ракеты потребуют большей расплаты за гравитацию.
Удивил график. Я ожидал более резкого падения затрат по мере приближения к орбитальной скорости (к концу разгона). Но результат оказался  почти ровной прямой спада и только в конце дал заметное выполаживание (чего я ожидал с самого начала). При этом на самом деле (при менее совершенном разгоне) это оказалась такая выгнутая с двумя изгибами сложная кривая... В общем рассказывать - что рюмку описывать.

Зачем Сложности?Бустер на газировке элементарное решение проблемы.

Без прибора Знайки вряд ли сработает! По сути и "котел" получается не совсем котлом. Если вообще есть смысл с ним заводится.


Немного хрени с ютуба:

Про клиновоздушные двигатели
http://www.youtube.com/watch?v=2Sz1A0mzS5o#

Ну и просто прикольное видео.
http://www.youtube.com/watch?v=rum0h4TFUM0#

[crazy_terraformer]

Возвращаясь к пару. В чем может быть идея? То что мы разменивает импульс на тягу. Разбавляя рабочее тело перегретой водой.
При этом нам не нужно высокое давление. Те же 20 атм в "котле" - вполне достаточно. Но в камере сгорания мы можем этот пар еще сильней нагреть горелкой. Скажем кислород и метан. Метан можно попробовать "растворить" в воде же. Не знаю. Надо думать.
Не получится? Отдельный бак.
Еще идея. Воздушная среда. Как рабочая масса может это и не круто. Но вот поставщик кислорода для горения? В топку "паравоза"?
То есть когда эта шткука через 10 секунд (ускорение 3-4g, через 10 секунд 300-400 м/с) пробъет звуковой бартер, то сверхзвуковой диффузор может сжимать набегающий воздух и подавать его в топку. Там он сгорает с тем же метаном и все это разбавляется паром.
Главное - нам нужна ЧУДОВИЩНАЯ тяга.
И вода - источник этой тяги.
Я все никак не могу отказаться от этой навязчивой идеи!

Фсё уже придумано до нас.

- если ввести в 50% водный раствор перекиси водорода 8% этилового спирта, можно получить однокомпонентное топливо с температурой горения около 800° С, обладающее более высокими энергетическими показателями, чем 80% перекись, более безопасное в обращении.

Перекись водорода  получаем из воды....
Этанол получаем силами екипажа морского судна, пассажиров и жителей приморского городка из ихнего дерьмас — методом спиртового брожения с последующим сливом с осадка и фильтрацией этанолсодержащей жидкости. Процент алкоголя подымаем ректификацией... Кто сдаёт продукт вторичный, тот питается отлично.(с)

Китайцы пристыковали на орбите Земли к "орбитальной станции" ускоритель (наверняка что-то примитивное. Химия! Точно!!!) и дунули изо-всех сил ВСЛЕД "Леонову"! Да так быстро, что обогнали его на самом подлете к Юпитеру!!!

Ядерные двигатель. ТВЭЛы и жидкий водород, или жидкий аммиак или жидкий метан. Может даже гибридизация с ЖРД, так как температура выхлопа у ЯРД меньше(чтобы ТВЭЛы не разрушились) , то можно подавать его выхлоп в камеру сгорания и подогревать основную часть пропеллента, используя его часть как горючее.
Для исследования спутниковой системы и возвращения можно использовать местный источник водорода и кислорода —водяной лёд.

Он еще раз бегло просмотрел снимки китайского корабля. Да, все верно. Эти желобки на корме, рядом с фокусирующими электродами, как раз подойдут по размеру…

Фокусирующие электроды — ионные двигатели?!

[Фантазер]

Возвращаясь к пару. В чем может быть идея? То что мы разменивает импульс на тягу. Разбавляя рабочее тело перегретой водой.
При этом нам не нужно высокое давление. Те же 20 атм в "котле" - вполне достаточно. Но в камере сгорания мы можем этот пар еще сильней нагреть горелкой. Скажем кислород и метан. Метан можно попробовать "растворить" в воде же. Не знаю. Надо думать.
Не получится? Отдельный бак.

Метан в в воде- клатраты .Твёрдое  топливо.Интересно образует-ли такие соединения перекись?

[Фантазер]

Что-то вы на копейки накинулись.Ну что вы выиграете На ваших бустерах?УИ 200-500 м \сек .Увеличение стартовых сооружений уменьшение сроков службы. то же самое со стартами из солёной воды.

[alex_semenov]

Фсё уже придумано до нас.

Да кто же спорит? Мы не гордые.
 

- если ввести в 50% водный раствор перекиси водорода 8% этилового спирта, можно получить однокомпонентное топливо с температурой горения около 800° С, обладающее более высокими энергетическими показателями, чем 80% перекись, более безопасное в обращении.

Перекись водорода  получаем из воды....
Этанол получаем силами екипажа морского судна, пассажиров и жителей приморского городка из ихнего дерьмас — методом спиртового брожения с последующим сливом с осадка и фильтрацией этанолсодержащей жидкости. Процент алкоголя подымаем ректификацией... Кто сдаёт продукт вторичный, тот питается отлично.(с)

В общем тут нужен химик... Базовая идея- перегретый пар даже под давление 2 атм будет готов вскипеть "в сопле". То есть набив "котел"-бак некой смесью на основе воды сильно нагретой и под относительно небольшим давлением (можно до 10 или что-то около того атмосфер. Если в "Драконе" такое давление наддува топлива, то и в топке можно это удержать "тонкой листовой нержавейкой" из которого и планировали делать Большую Тупую Ракету "Морской дракон"), мы имеем уже готовое вырваться наружу рабочее тело. Но оно не достаточно "накачано" энергией.
Делать это в котле - глупо. Уже посчитали. Значит надо "по пути" к соплу.
Поэтому надо еще подогреватель, который в кольцевой камере сгорания (не бог весть как напряженной по температуре!) клино-воздушного двигателя бустера придаст чудовищной массе рабочего тела из "котла" (для 4 g подъема из воды!) подходящую скорость истечения (1000-1500 м/с). Это общие фантазии. Разумеется. Вода тут - инерция. Даровая инерция и мощное ускорение на старте.
Чего нет у обычных ракет.

Китайцы пристыковали на орбите Земли к "орбитальной станции" ускоритель (наверняка что-то примитивное. Химия! Точно!!!) и дунули изо-всех сил ВСЛЕД "Леонову"! Да так быстро, что обогнали его на самом подлете к Юпитеру!!!

Ядерные двигатель. ТВЭЛы и жидкий водород, или жидкий аммиак или жидкий метан. Может даже гибридизация с ЖРД, так как температура выхлопа у ЯРД меньше(чтобы ТВЭЛы не разрушились) , то можно подавать его выхлоп в камеру сгорания и подогревать основную часть пропеллента, используя его часть как горючее.
Для исследования спутниковой системы и возвращения можно использовать местный источник водорода и кислорода —водяной лёд.

Нет я уверен двигатель "Цзян" был чисто водородно-кислородный.
Ну глупо было лепить РАЗНЫЕ двигатели на это творение "минимализма" и "отчаяния".
Просто смотрите.
Гомановская траектория к Юпитеру это ... почти 1000 дней пути 997.  2.7 года. По роману Флойд должен был прохлаждаться в анабеоже (гипосне, насколько я понимаю. В лед их не превращали) два с половиной года. То есть термоядерный "Леонов" чапал по почти гомановской траектории к Юпитеру.
Скорость отлета по такой траектории с орбиты Земли - 6,3 км/с. Это можно было сделать и на химии. Но вопрос в том, а что дальше?
Поэтому и американцам и русским понадобился чудо-двигатель, атом, чтобы  еще вернуться домой.
Но если лететь "в один конец" - химии достаточно.
Это по Гоману.
Но что бы добраться до Юпитера чуть быстрее. Скажем за 840 дней вам нужно стартовать с орбиты Земли со скоростью менее 6,4 км/с. Обогнать на пару месяцев русских с американцами, чапающих по Гоману, было раз плюнуть!
Это вполне под силу водородно-кислородной ступени. Наверняка так и было (в реальности романа).
Как  быстр летели китайцы? Тяжело понять. Флойд уже спал в анабеозе, когда китайский космолет уже собирали на орбите. Превращали станцию в межпланетный корабль. То есть китайцы стартовали позже, но прилетели на три (вроде) недели - раньше.
Но сколько конкретно они летели? Не ясно. Но они тоже двигались почти по Гоману.

Он еще раз бегло просмотрел снимки китайского корабля. Да, все верно. Эти желобки на корме, рядом с фокусирующими электродами, как раз подойдут по размеру…

Фокусирующие электроды — ионные двигатели?!

Не знаю.
Возможно это тупость переводчика. Но то что увидел Флойд - очевидно. "Желобки"...
Это пазы, в которых прятались посадочные опоры.
Корабль должен был САДИТСЯ на Европу. Полностью. Ему нужны были подходящие по размеру "ноги".

Смотри :Ротон.Винт и ТРД на концах лопастей

Вот есть же компютерная визуализация.

http://www.youtube.com/watch?v=DBL_UJyN88Y#&t=3s

А вот "Альфа Центавра" рассказывает о нем неофитам.

http://www.youtube.com/watch?v=jTJBjMwAOPQ#

Аппаратом думали управлять как вертолетом. Но пепелац оказался слишком капризным.
Что касается ракетных двигателей на краях лопостей.
Еще в детстве эта идея меня потрясла в журнале "Юнный техник". Потом я узнал что были неоднократные попытки сделать вертолеты на этом принципе.
Тот же "Юный техник" рассказывал о вертолете в чемодане.
Мол, разложил из чемодана вертолет, сел и полетел. Показывал как выглядит. Главное- в нем "почти не было" двигателя. Перекись водорода проходила через камеру с сеткой-катализатором и вырывалась с краев лопастей, вращая винт.
Идея настолько запала, что я (грешен!) ею воспользовался будучи студентом.
Я не очень любил химию. И накопил хвосты на первом курсе ХАИ. Но я "купил" химичку идеей такого вот вертолета. Я дернул из "Техника-молодежи" идею двигателя Вальтера. Для подводных лодок. Была во время войны у немцев эпопея. Они пытались придать лодке под водой рывок в 30 узлов. Именно перекисью водорода. Но они усиливали эффект, дожигая выделившийся при распаде кислород мазутом.
И я предложил эту идею для "карманного вертолета". Мол, если еще и бензин-керосин добавить, то "вертолет без двигателя"  дальше летать будет. Собрал это все в реферат. Предистори.  Написал всю химию (она не сложная), посчитал энергобаланс (выгоду) начертил камеру дожигания... В общем сдал реферат. И получил за него пять (остальные  оболтусы у нашей химички умирали. Она была просто восторженная фанатка химии и гоняла студентов по страшному!).
Мне было стыдно!
Я не хотел пять! Я не заслужил пять!
Но химичка была в восторге! Она меня (двоешника) боготворила. Хотя до этого мы чуть не поругались за пропуски и неуспеваемость.
Потом я узнал (когда уже ушел из института, поехал домой, я женился и семья стала выше детской мечты) что мой реферат там какое-то место на каком-то конкурсе занял.
Но я был уверен что это ПОДДЕЛКА!!! Если такое можно наградить какими то наградами?! Простите, а что тогда настоящая работа?!
Я просто тупо хотел "закрыть хвост" по химии!
Я не ожидал что можно  вот так вот легко и нагло поиметь человека! Это было просто не честно!!!
Друзья смеялись над моими страданиями.

В общем у меня после этого остался неприятный осадочек с идеями реактивных вертолетов...
Ложечки то нашлись, а осадочек остался!

[Mercury127]

Архимед не нужен.

нужен.

Чтобы вместо толщи воды - из воды образовался "туман".

не нужен. пар появится и так, в избытке. потому что:

В фильме. Обратите внимание. Там сказано что у сверхтяжелых ракет (и у Маска в том числе) есть одна ключевая проблема.
Звук.

кавитация вокруг корпуса.

[Mercury127]

В общем у меня после этого остался неприятный осадочек с идеями реактивных вертолетов...

нафиг, нафиг. и самолеты-нулевые ступени туда же.
задайте себе простой вопрос:
почему груженый самолет летит медленнее, а жрет больше?
ведь конструкция его от груза не меняется, мидель тоже...

[alex_semenov]

кавитация вокруг корпуса.

Да ну!!!
Кавитация - это же на очень больших скоростях!
Туша у нас, конечно, из воды будет выпрыгивать моЧНО!
Но, уверен, кавитацией тут еще и не будет пахнуть.
Не успеет развиться нигде.
Да и если она возникнет. С нею, насколько я понял, давно уже работают. Борются и даже используют (всякие там подводные ракеты-торпеды)...
В общем, не думаю что она способна морской ракете-чудовищу сильно навредить.

задайте себе простой вопрос:
почему груженый самолет летит медленнее, а жрет больше?
ведь конструкция его от груза не меняется, мидель тоже...

Кстати, этот вопрос прежде всего надо задать Андрею Астрофизическому в теме про торможение об атмосферу на гиперболической скорости.
Я тоже подозреваю, что не все так просто с его глайдером. Красивая идея. Но, боюсь, сложностей будет столько, идея в них сгорит.
Андрей уверяет, что при малых углах атаки, аппарат по-сути не испытает нагрузок.
Но простите, а как же создается подъемная сила, заворачивающая аппарат к поверхности планеты?
Но тут еще надо думат.
О крыльях как борцах с гравитационными потерями. Я же не говорю что они совсем снимают их у крылатых космопланов в духе Скайлон. Но все же урезают заметно. Настолько, что выводимая полезная нагрузка (и сузхая масса) к стартовой массе ракеты оказывается раза в 2 больше.
Тут же приводились примеры систем.
За счет чего? Я думаю, за счет именно снижения гравитационных потерь финтами с крыльями. И еще. Воздух. Забортный окислитель. Он не используется для разгона до первой космической. Но он используется для борьбы с гравитационными потерями. Скайлон (или тот же М-19) получает начальную вертикальную скорость (под 2 км/с) именно опираясь на забортный кислород. Думаю это - главный фактор.

[Mercury127]

Кавитация - это же на очень больших скоростях!

представьте себе, кавитация бывает и просто от звука...
даже машинки такие стиральные продают. толку от них я, правда, не видел.
но у нас не игрушечный вибратор на доли ватта, а большая дура на сотни ГВТ.
поверьте, кавитация там БУДЕТ.

[alex_semenov]

представьте себе, кавитация бывает и просто от звука...
даже машинки такие стиральные продают. толку от них я, правда, не видел.
но у нас не игрушечный вибратор на доли ватта, а большая дура на сотни ГВТ.
поверьте, кавитация там БУДЕТ.

Разумеется. Но я уверен что это каке-то там "резонансные" эффекты. То есть нужно попасть "в частоту". То есть эффект узкий. Его наверняка можно легко подавить, зная про  УСЛОВИЯ появления-возникновения. Ну и в стиральной машинке кавитация стирает материю. Не рвет металл. Верно?
Нашему монстру что надо? Выйти из воды целым. А если его там какие-то "бульбочки"  слегка "поцарапают" (как лопасти винтов кораблей) то я думаю, это неприятно, но не смертельно. Пережить можно. Хотя для многоразовой системы подобные "царапины" будут неприятной морокой. Согласен. Когда будут строить в металле - надо эту тему отдельно изучать.

[SpaceEngineer]

И вот обратите внимание на это УБОЖЕСТВО:



Тут есть тонкость, которую всякие там фанатики сборки на орбите из кубиков и особенно фанатики совершенно новой атомной тяги как-то затушловывают. Видите?
Это конечно прожект уже 90-х. Экологичный. С отказом от ядерной энергии. С солнечными батареями. Веяние эпохи же!!!
Но поверьте. И там и там примерно одни и те же ионные двигатели и там и там ничтожное ускорение.
И видно, что "раскрутка" в свере действия Земли - 3 месяца.
ТРИ МЕСЯЦА, КАРЛ!!!
На Марсе - меньше. Один месяц.

Ионолет должен отправляться не с НОО, а из L1 Земля-Луна или даже Земля-Солнце. Там - большая станция с топливом/пропеллентом и пр. До станции - на маршрутке с Земли. У Марса естественно построить станцию на Деймосе.