Перспективы удешевления космических аппаратов

[PavelSI]

В одной из соседних тем обсуждаются безракетные пуски т.к. общее мнение такое, что космос не получается освоить покуда цена запуска так велика. Однако, стоит посмотреть на цены. Сейчас Маск уже запускает порядка 20 тонн на низкую орбиту за какую-то сотку лямов (цены разнятся в разных источниках). Между тем аппараты такой массы стоят миллиарды. Аппараты в несколько тонн стоят сотни миллионов, а массовые спутники астрономического назначения вообще лёгкие. Также есть миф (точно миф?) о необходимости экономить каждый грамм, выводимый на орбиту - но вот не ясно зачем и ради чего, если разработка дорогая, а запуск дешевый. По моим ощущениям стоимость запуска составляет 2-10% от цены аппарата после Маска и всё равно не очень много даже до Маска.

Вот понадёргал циферек из вики по некоторым аппаратам, как видно среди них нет сильно тяжелых. Да, если речь об аппаратах не на низкой орбите, а где-то в районе L2 - то здесь килограмм за три пойдёт, но всё равно, не вижу сильно тяжелых.
Хаббл 11 т
Чандра 4790 кг
XMM-Newton 3800 кг
Джеймс Уэбб     6,2 тонны
Gaia 2029 кг
Кеплер 1039 кг
Хеопс 273 кг
TESS 350 кг
Между тем если кто-то думает что аппаратики типа TESS копеечные, если там 4 телескопчика классом чуть лучше детской подзорной трубы - то нет. "Стоимость проекта оценивается в 378 млн долларов. " из вики.

Посему интересующимся тем как куда, зачем и почему движется наука и технология предлагаю обсудить вопрос, какие перспективы здесь, в аппаратостроении для орбиты.

[BlackMokona]

По моим ощущениям стоимость запуска составляет 2-10% от цены аппарата после Маска и всё равно не очень много даже до Маска.

Маск это тоже исправил
Полный груз Фалькон-9 из 60 спутников Старлинка стоит дешевле чем пуск Фалькон-9.

[cybertron]

Самый дешевый космический аппарат - человек. Шутка.

Два способа удешевления.

 а) Конвеерная сборка. Делаем сотни, лучше тысячи одинаковых универсальных аппаратов.
 б) Собирать аппараты из стандартных модулей. Желательно из того что есть на рынке. Типа процессоров от мобильников.

Оба не годятся пока мы запускаем автоматы раз в несколько лет. И мне как-то трудно представить ситуацию когда мы начнем запускать автоматы для исследования планет сотнями в год.

[PavelSI]

б) Собирать аппараты из стандартных модулей. Желательно из того что есть на рынке. Типа процессоров от мобильников.

Оба не годятся пока мы запускаем автоматы раз в несколько лет.

Поясните пожалуйста, почему вариант б) не подходит? Я мобилки тоже покупаю раз в несколько лет, но не требую ж разработать для меня лично что-то эдакое.
Ну и справедливости ради, запусков много больше чем "раз в несколько лет". Раз в несколько недель - точнее.

[Митрич]

В одной из соседних тем обсуждаются безракетные пуски т.к. общее мнение такое, что космос не получается освоить покуда цена запуска так велика. Однако, стоит посмотреть на цены. Сейчас Маск уже запускает порядка 20 тонн на низкую орбиту за какую-то сотку лямов (цены разнятся в разных источниках). Между тем аппараты такой массы стоят миллиарды. Аппараты в несколько тонн стоят сотни миллионов, а массовые спутники астрономического назначения вообще лёгкие. Также есть миф (точно миф?) о необходимости экономить каждый грамм, выводимый на орбиту - но вот не ясно зачем и ради чего, если разработка дорогая, а запуск дешевый. По моим ощущениям стоимость запуска составляет 2-10% от цены аппарата после Маска и всё равно не очень много даже до Маска.

Вот понадёргал циферек из вики по некоторым аппаратам, как видно среди них нет сильно тяжелых. Да, если речь об аппаратах не на низкой орбите, а где-то в районе L2 - то здесь килограмм за три пойдёт, но всё равно, не вижу сильно тяжелых.
Хаббл 11 т
Чандра 4790 кг
XMM-Newton 3800 кг
Джеймс Уэбб     6,2 тонны
Gaia 2029 кг
Кеплер 1039 кг
Хеопс 273 кг
TESS 350 кг
Между тем если кто-то думает что аппаратики типа TESS копеечные, если там 4 телескопчика классом чуть лучше детской подзорной трубы - то нет. "Стоимость проекта оценивается в 378 млн долларов. " из вики.

Посему интересующимся тем как куда, зачем и почему движется наука и технология предлагаю обсудить вопрос, какие перспективы здесь, в аппаратостроении для орбиты.

Так и не понял, что хотите спросить. Если речь о межпланетных исследовательских аппаратах - то их дороговизна практически не зависит от стоимости запуска. Как раз ракета там - наверное, самое дешёвое. Потому что это худо-бедно массовое производство. А вот сами аппараты - штучные работы, создаются в единственном экземпляре(ну как правило, не надо на этом акцентироваться), а над их созданием трудятся многие НИИ и их персонал, и все хотят кушать хлеб с маслом

[PavelSI]

Если речь о межпланетных исследовательских аппаратах

Ну где ж вы в списке хоть 1 межпланетный аппарат нашли. Речь про телескопы. Вопрос о том, почему телескопы не могут делать дешевле и есть ли для этого перспективы.

Почему такие вещи как TESS, если кажется что четвертушка от TESS - это уровень хорошей студенческой работы в технически развитой стране - стоят сотни миллионов?
широкоугольный рефрактор с ... объективом апертурой 10 см. ... оснащён фотокамерой с ПЗС-матрицей в 16,8 мегапикселей - вот это помноженное на 4 стоит под 400млн баксов. Вот за что? По сотке лямов на каждый глаз!!!

[AstroMaksud]

Если речь о межпланетных исследовательских аппаратах

Ну где ж вы в списке хоть 1 межпланетный аппарат нашли. Речь про телескопы. Вопрос о том, почему телескопы не могут делать дешевле и есть ли для этого перспективы.

Почему такие вещи как TESS, если кажется что четвертушка от TESS - это уровень хорошей студенческой работы в технически развитой стране - стоят сотни миллионов?
широкоугольный рефрактор с ... объективом апертурой 10 см. ... оснащён фотокамерой с ПЗС-матрицей в 16,8 мегапикселей - вот это помноженное на 4 стоит под 400млн баксов. Вот за что? По сотке лямов на каждый глаз!!!

Как я понимаю, у космических телескопов очень дорогая аппаратура. Чисто к слову, в магазине этого форума, самый дорогой телескоп стоит 3 млн рублей. 

[Митрич]

Если речь о межпланетных исследовательских аппаратах

Ну где ж вы в списке хоть 1 межпланетный аппарат нашли. Речь про телескопы. Вопрос о том, почему телескопы не могут делать дешевле и есть ли для этого перспективы.

Почему такие вещи как TESS, если кажется что четвертушка от TESS - это уровень хорошей студенческой работы в технически развитой стране - стоят сотни миллионов?
широкоугольный рефрактор с ... объективом апертурой 10 см. ... оснащён фотокамерой с ПЗС-матрицей в 16,8 мегапикселей - вот это помноженное на 4 стоит под 400млн баксов. Вот за что? По сотке лямов на каждый глаз!!!

Да какая разница - телескопы или межпланетные станции. Кроме разве что "хаббла"(серийного спутника шпиона, коих наклепали штук 15, если не ошибаюсь, и лишь один за ненадобностью отдали гражданским), всё остальное - тоже штучные работы.

[Maki]

Да какая разница - телескопы или межпланетные станции. Кроме разве что "хаббла"(серийного спутника шпиона, коих наклепали штук 15, если не ошибаюсь, и лишь один за ненадобностью отдали гражданским), всё остальное - тоже штучные работы.

Именно!
И более того, никакая серийность тут невозможна уж потому лишь, что в наше время любая железка устаревает за пять лет. И так будет до тех пор, пока мы не ударимся башкой о технологический потолок, и не скажем уныло: "Блин, ничего принципиально круче этой микросхемы/матрицы/датчика/e.c.t. мы точно не создадим в ближайшие 300 лет...". Вот тогда и будет серийность, модульность, и межпланетные зонды по цене микроволновки. А до этого - ну просто никак.

[BlackMokona]

Можно, можно.
Просто запускаем не один телескоп, а сразу 500 для покрытия разных участков неба.
Запускаем не одну АМС для пары астеройдов, а 500 АМС для разных.
Вот и будет огромная экономия. Только вот схему работы по АМС нужно будет менять, от схематики одиночных уникальных миссий престижа к массированным системам научным.

[Митрич]

Можно, можно.
Просто запускаем не один телескоп, а сразу 500 для покрытия разных участков неба.
Запускаем не одну АМС для пары астеройдов, а 500 АМС для разных.
Вот и будет огромная экономия. Только вот схему работы по АМС нужно будет менять, от схематики одиночных уникальных миссий престижа к массированным системам научным.

Не, неправильно. Нужно это дело Св. Маску поручить. Он стопудово найдёт способ удешевить

[Lieut]

Не, неправильно. Нужно это дело Св. Маску поручить. Он стопудово найдёт способ удешевить

Кстати зря смеетесь. Когда стоит задача не освоить финансы, а заработать их, способы удешевления производства неожиданно находятся.

[Митрич]

Не, неправильно. Нужно это дело Св. Маску поручить. Он стопудово найдёт способ удешевить

Кстати зря смеетесь. Когда стоит задача не освоить финансы, а заработать их, способы удешевления производства неожиданно находятся.

А я не над Маском смеюсь, а над такими, как вы.

[Anatoly]

В одной из соседних тем обсуждаются безракетные пуски т.к. общее мнение такое, что космос не получается освоить покуда цена запуска так велика.

ИМХО, цену запуска надо рассматривать не как абсолютное значение (типа "столько-то долларов за килограмм на НОО") а как процент от дохода "среднего человека" - ИМХО, "освоение космоса" в более-менее массовом варианте начнется тогда, когда (ИМХО!) стоимость этого "килограмма на НОО" не будет превышать 25-30% от среднемесячного "медианного" дохода гражданина какой-либо страны.
Т.е. для тех же США - "народ" начнет пробовать "вкладываться в космос" тогда, когда стоимость 1кг на НОО составит 500 долларов (и/или на уровне стоимости авиабилета с одного побережья на другое).
 Соответственно, путей к достижению этого значения не только обсуждаемое снижение стоимости запуска, но и увеличение "среднего" дохода/благосостояния граждан "в масштабе всей страны"

...разработка дорогая...

разработка КА дорогая не только потому, что она "штучная" (или "мелкосерийная"), а потому, что большинство КА разрабатываются под "нетиповые" задачи - и зачастую разработка идет "с нуля" - т.е. дело не в отсутствии "конвейера спутников", а в отсутствии массовой потребности однотипных космических аппаратов.

ИМХО, первыми "мелко-массово-потребными" КА могут стать именно что космические корабли а-ля "яхта миллиардера" с функцией не только выхода в космос или возвращения с орбиты, но и с возможностями более-менее длительного там нахождения и в т.ч. с возможностью использования такого КК как суборбитального "скоростного" транспортного средства - т.е. это будет нечто типа "бизнес-космоплан" (соответственно, многоразовый, с быстрым межполетным обслуживанием, ресурсом на тысячи запусков без "тяжелого" техобслуживания, VTOL или как минимум STOL, и т.п. и т.д)

...куда, зачем и почему движется наука и технология

наука и технология движутся зачастую как туда, куда их "случайно заносит" так и туда, на что "дают деньги" (не забываем, что наука, особенно фундаментальная - не экономический субъект, а полностью дотируемая область деятельности)

предлагаю обсудить вопрос, какие перспективы здесь, в аппаратостроении для орбиты.

Если рассматривать только "для орбиты" (т.н. "околоземье") - то перспективы вроде как уже просматриваются - от КА, могущих претендовать на "массовость" требуется функции связи, навигации и мониторинга Земли - а "наукоемкие" околоземные КА - ИМХО, практически уже исчерпали все доступные задачи...

Следующая ИМХО "околоземная" задача, которая может не только породить "серийные изделия" и, соответственно, удешевление, но и сделать эти изделия массово-потребными - это создание и отработка рециклинговой автономной системы жизнеобеспечения - такое нужно будет "навсегда" и потому "оптимизация" всех технических решений, потребных для этого - коснется не только техники, но и биологии...

А вот если рассматривать "дальний космос" - то тут период "штучных" изделий "под конкретную задачу" - только в начале своего пути - соответственно, удешевления для "единичных" изделий ждать особо не приходится (хотя и возможно некоторое удешевление из-за функциональной типизации некоего набора основных блоков, из которых строится КА - но и до этого еще достаточно далеко)

[Lieut]

А я не над Маском смеюсь, а над такими, как вы.

А тот же Starlink смеется над вами.

[AstroMaksud]

Раз уж в пример привели Маска, нельзя забывать о прототипах Starship. С одной стороны казалось бы что космический корабль вмещающий в себя до 100 человек доложен быть дорогим, однако Starship стоит всего 5 миллионов долларов 

[PavelSI]

Кроме разве что "хаббла"(серийного спутника шпиона, коих наклепали штук 15, если не ошибаюсь, и лишь один за ненадобностью отдали гражданским), всё остальное - тоже штучные работы.

А WFIRST как же? Тоже от военных кое-что. И хорошо. Если штучные, то какой объём изменений позволяет сказать "это совсем новый аппарат"? Вот сейчас я вижу что телескоп Роман (который был WFIRST) ну очень похож на Хаббл, та же компоновка, такой же размер зеркала. А цена - всё равно, дополна. 5 лярдов хотят. Ну снова-здорово. Кто ж их заставляет изобретать всё заново, когда уже решение-то было готовое ещё 30 лет назад? Чутка внесли изменений - и чо, всё по-новой надо, а у инженеров как память отшибло использовать наработки?

У меня в мобилке мой личный аккаунт вибер, мои сообщения, мои данные. Это штучный товар или нет? Почему каждый человек настраивает мобилку под себя, а НАСА городит всё заново? Почему не берут стандартное и не допиливают дальше, вместо этого предпочитая делать всё заново и штучно? Тут словно попроси чехольчик на мобилу, а ответ "не, это требует разработки андроида заново, с вас 5 миллиардов". Маленьких телескопчиков, ТЕСС, Кеплер, Хеопс - их полно. Почему для каждого из них не сделали по копии трубы от однажды разработанного Хаббла и не поставили их туда? Да, это лишние 10 тонн. Да, это маразм - телескопчик с объективом 10..30см ставить в трёхметровую трубу. Ну и что? Программисты так делают постоянно, подключая гигабайты кода ради 2-3 несложных методов которые иначе надо было бы писать заново. И нет проблем. Зачем экономить, оптимизировать аппараты, разрабатывая всё заново, если можно тиражировать старую платформу заново? И взять Хаббл. Зачем его столько раз ремонтировали, если могли бы запустить заново, серийно?

И более того, никакая серийность тут невозможна уж потому лишь, что в наше время любая железка устаревает за пять лет. И так будет до тех пор, пока мы не ударимся башкой о технологический потолок, и не скажем уныло: "Блин, ничего принципиально круче этой микросхемы/матрицы/датчика/e.c.t. мы точно не создадим в ближайшие 300 лет...". Вот тогда и будет серийность, модульность, и межпланетные зонды по цене микроволновки. А до этого - ну просто никак.

Неправильно. Надо делать серийное шасси, а на нём менять по паре винтиков. Вместо этого я вижу что аппараты слишком разные. Вот зачем так? Если взять телескопы, проблему наведения, связи, поддержания на орбите (манёвров) и ориентации ещё в Хаббле решили. Тут есть что улучшить? Зачем городить огород, если есть готовая платформа, куда можно просто совать новую оптику и сенсоры? Т.е. вместо того чтобы городить ТЕСС за 380 лямов и весом в 300кг, запустить копию Хаббла, где внутри трубы - телескопчики от ТЕСС?

Хорошим ответом было бы если б тут был бы спец, который ясно объяснил бы чего такого есть в ТЕСС, что электроники Хаббла и Кеплера вместе взятых было бы недостаточно и пришлось вести новую разработку. По мне так цена этому чуду - 4 кубсата по 2 мегабакса каждый, а не 4 сотни.

Раз уж в пример привели Маска, нельзя забывать о прототипах Starship.

Не путайте проекты и подтверждённые разработки.

[николай теллалов]

космос не получается освоить покуда цена запуска так велика

у общества, которое молится на экономическую целесообразность (причем в рамках расточительной, несправедливой и хаотической экономической модели), космос освоить не получится - никак

[cybertron]

общества, которое молится на экономическую целесообразность, космос освоить не получится

У общества, которое не обращает внимание на экономическую целесообразность - тоже не получится. Ввиду краткосрочности существования таких обществ.

[PavelSI]

решил погуглить, кто ж аппараты делает.
WFIRST - L3Harris Technologies - is an American technology company, defense contractor...
TESS - Northrop Grumman Innovation Systems (NGIS) was a sector (business segment) of Northrop Grumman
James Webb Space Telescope - в первую очередь снова Northrop Grumman
Spitzer  - Lockheed Martin со товарищами
Короч всё нормально, это те люди которые сделали американцам бомбардировщик B2- Spirit за 2.1 миллиардов за штуку, серийно, а потом истребителей F-35 ещё дополна, на полсотни лярдов. Всё, вопросов нет.
Когда кто-то сравнивает цены на спутники с бомберами и говорит "это не дорого, вот военная техника - это дорого" - так может бомберы так дорого и продают, чтобы потом на этом фоне спутники впаривать "подешёвке за миллиард, дешевле только даром", всё равно ж одни и те же люди делают.

А вот из лекции Попова тот же самолётик Northrop B2 на фоне тех же спутников, только в его лекции цена выше почему-то:

у общества, которое молится на экономическую целесообразность (причем в рамках расточительной, несправедливой и хаотической экономической модели), космос освоить не получится - никак

А где вы работаете, в Харрис, Нортроп или Локхид? Кто вам платит за такие речи?
Оправдывая дорогие телескопы, вы оправдываете вороватую американскую военщину.

До Маска и запуски делали они же - по ломовым ценам. United Launch Alliance (ULA) — это совместное предприятие, принадлежащее компаниям Боинг и Локхид Мартин.