Гигантские ЖРД ракеты. Возможны или нет?

[Алексей Николаевич.]

Помню,вроде у Мюррея Лейнстера у пришельцев в звездолёте были так расположены двигатели,по описанию.
"Этические уравнения", рассказ. Хотя могу и ошибаться, читал лет 40 назад...

[zyxman]

А что они собирались делать с отраженными от поверхности земли ударными волнами взрывов? Они ведь в разнобой будут доходить к плите, и в режиме маятника их не поглотить.

Ну собственно, как ни удивительно, но наконец-то пришли к сути проблемы.

Я так понимаю, когда эти проекты рисовались, как в известном анекдоте, никто не рассчитывал что их кто-то таки решит делать НА ЗЕМЛЕ.

На других планетах, может быть например разреженная атмосфера, например марсианская, насколько я понимаю эквивалент земной но только начинается сразу с 30км.

Во вторых, когда уже дойдут до таких огромных ракет, то и стартовые сооружения могут быть намного больше - ну вот например, гипотетически могут построить пирамиду высотой 10км, а на той высоте, уже и плотная земная атмосфера намного меньше передает энергии звуковыми или ударными волнами.

В третьих, сейчас случаются случаи локальных облаков некоторого газа, где этого газа очень высокая концентрация - я про недавнюю трагедию, когда на большой вечеринке устраивали облака жидким азотом и люди задохнулись, хотя формально были на открытом пространстве.
- В смысле, очевидно, можно напустить облако газа, в котором ударная волна не будет так разрушительна.

Еще сейчас в малых масштабах делают разгон ракеты в вакуумной камере. Пока у них суборбитальные полеты, но, кто знает, до каких масштабов эта технология может дорасти за 100 лет? А за 200?

[zyxman]

Дак в том-то и дело что запросто пролезть.
Что именно мы собираемся запускать, чтобы было нужно 1000 тонн одним кусочком?

Вы уводите тему от вопроса. Не важно что лучше. Допуситм вы - правы. Но это нисколько не снимает вопрос возможна или нет ЖРД ракета, выводящая, скажем 1000 тонн одним махом. Я до сих пор был уверен что это технически возможно. И хочу понять возможно на самом деле или нет?

Простите, но факт остается фактом, хотя и уводит от темы.

- Действительно, полезных нагрузок массой более 20 тонн не существует в сколько-то существенных количествах по нынешней цене выведения.

- Для Шаттла уж сколько ухищрений было, чтобы его загрузить, по сути были сознательно удушены все другие американские ракеты (да, там политически, где льготами, где ограничениями, старались все нагрузки пересадить на Шаттлы), и не очень успешно, хотя вобщем достигли пределов организационной частоты запусков, что вобщем катастрофа Челленжера случилась из-за спешки.

Сейчас Артемида возникла вобщем-то из политических соображений гонки с Китаем, по сравнению с которым МКС уже недостаточно круто, нужно доказывать силу демократии и делать ее силами на порядок круче, то есть ЛОС и высадку на Луну.

Технически, размер ракеты очевидно можно наращивать еще на пару порядков, как я тут писал, высотными стартами, но экономически эта программа будет стоить сколько-то эквивалентов ВВП ВСЕЙ Земли.

Ну и смысл делать ракету, которая будет запускаться раз в 50 лет?
А что делать с страхованием рисков таких запусков?
- Я в смысле, вот сейчас самая большая серийная ракета, Ариана-5, ну грубо говоря стоит миллиард запуск, очевидно это значит что нет смысла пускать спутник который стоит меньше этого порядка.
Если при сопоставимой цене запуска килограмма будем пускать соответственно в десять раз дороже пн, это простите, сравнимо с ВВП не самых маленьких стран.

Что касается выводить кусочками, проблема см выше - цена аварии - начиная наверное с Хаббла, было такое явление, космические долгострои, когда огромные по бюджету проекты 10-20 лет строятся.

Когда оно выводится некоторой относительно серийной ракетой, для которой известны цифры надежности, и у которой вообще в принципе есть статистика, тогда мы можем просто закладывать что большой проект будет иметь некоторое избыточное количество частей, чтобы при той статистике у нас общая вероятность успешного завершения стремилась к 1.
А если ракета вообще уникальная в своем роде и будет летать раз в 20 лет, тогда ее цена может стать просто неприлично большой, потому что наука просто не может без серии обеспечить надежность.

По надежности, научные сейчас:
ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_качеством
Общая идея такая, что есть некоторое количество информационных и материальных артефактов, которые может обслуживать организация, так чтобы при этом не более скажем 3 из миллиона были нештатными.
Когда мы увеличиваем размер ракеты, часть физических сущностей просто увеличиваются и всё, но часть приходится делить на несколько артефактов, то есть при увеличении размеров у нас растет число артефактов в проекте. Иногда там рост может быть быстрее чем увеличение физических размеров, тк вылезают какие-то новые нюансы, которых не было на меньшем масштабе.

..Насколько мне известно, ничего другого кроме старой доброй матстатистики не придумано.

Кстати, насчет высотных сооружений, вспомнил, Саудовская Аравия и Эмираты, сейчас хорошо так вкладываются в научно-фантастические проекты ради погоды.
Собственно, высочайший ныне небоскреб, 828м, они строили в порядке эксперимента.
Один из проектов они на полном серьезе исследовали возможность строительства искусственной горы высотой несколько километров, чтобы перекроить воздушные потоки и задержать у себя влагу.

[Инопланетянин]

Помню,вроде у Мюррея Лейнстера у пришельцев в звездолёте были так расположены двигатели,по описанию.
"Этические уравнения", рассказ. Хотя могу и ошибаться, читал лет 40 назад...

Ну фантасты могут себе это позволить. Им же не за свой счёт звездолёты анамезоном заправлять.

[Фантазер]

Для больших РН посадочные ЖРД вверху предпочтительнее при посадке на неприспособленную площадку.Да и спасательные позволяют выдернуть капсулу с меньшим шансом разрушения двигателя,т е надёжнее.
А вообще-то я бы рекомендовал посадку на турбовентиляторном двигателе вверху ,сейчас есть под 30т тяги(оказыватся уже под 50т).Надёжнее ЖРД и несмотря на добавочный вес,на топливе можно весьма прилично сэкономить.Кислород не нужен и УИ на порядок больше.

[zyxman]

Для больших РН посадочные ЖРД вверху предпочтительнее при посадке на неприспособленную площадку.Да и спасательные позволяют выдернуть капсулу с меньшим шансом разрушения двигателя,т е надёжнее.

https://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Science_Laboratory#Sky_crane

И да, оно было применено как раз из соображений размерности.
- Предыдущие роверы приземлялись на эйрбегах, но эйрбег необходимого для Кьюриосити размера получается чудовищно большой, и вообще является сомнительным, вероятно это за пределами этой технологии.

Вообще в принципе, это всё обсуждается для посадки на массивное тело с атмосферой, без атмосферы выбора просто нет совсем.

- На малом теле еще большая проблема, что низкорасположенные двигатели поднимают пыль, и если по классике там поработать посадочным движком, при малой гравитации пыль будет потом опускаться годами.

А вообще-то я бы рекомендовал посадку на турбовентиляторном двигателе вверху ,сейчас есть под 30т тяги.Надёжнее ЖРД и несмотря на добавочный вес,на топливе можно весьма прилично сэкономить.Кислород не нужен и УИ на порядок больше.

Тут еще очень большой вопрос, а будут ли вообще сколько-то активные полеты на тела с атмосферой. Уже сейчас назрела революционная смена концепции, что вся космонавтика сконцентрируется на полетах на малые безатмосферные тела.

Раньше об этом не говорили, по простой причине, что не было возможности навигации для большого числа малых кораблей, а раз уже большой корабль то и лететь ему на планету, конечно.

Ну вот как например, формально сейчас сеть Дальней космической связи (DSN) просто не потянет больше пары десятков миссий одновременно, поэтому логично делать большие по физической размерности миссии, а согласитесь, будет несколько комично, если подлетающий к астероиду зонд, будет размером больше того астероида.

С развитием компьютерной техники и электроники, в том числе бортового управления (технологии ИИ, автоматическое планирование миссии), миссии перестают зависеть от DSN, и плюс улучшается общая информированность о малых телах, так что, чтобы получить какую-то ценность (пользу), спускаться в гравитационный колодец уже не нужно.

И далее логично переключаемся на высокоимпульсные двигатели, в идеале прям как в Стар Треке, где внутрисистемно летают на импульсных (по идее супероптимизированных ионниках) на субстветовых скоростях.

ПС Да, извините, выходит что с развитием техники гигантские ЖРД ракеты становятся не нужны.

[Проходящий Кот]

Так 8 КМ/с  остаются начальной проблемой.

[zyxman]

Так 8 КМ/с  остаются начальной проблемой.

Нет.

Понимаете, раньше была проблема, что вообще ничего нельзя делать за пределами Земли, все полеты в космос были даже не командировками а по сути короткими вылазками на враждебную смертельно опасную территорию.

Сейчас уже можно говорить об том чтобы в космосе жить, работать, размножаться. Вплоть до того что даже не обязательно уже живых людей в космос везти - уже есть искусственная матка, а детенышей могут выкормить роботы.
- Воспитание и образование работает на удаленке и с телеприсутствием.

Поэтому наверх нужно поднять только эмбрионы, технические "витамины" (процессоры, сложную электронику) и некоторый набор роботов для начала освоения.
А дальше уже с каждым днем всё более возможно всё кроме "витаминов" делать из местного сырья на 3Д-принтере.

[Rattus]

Вплоть до того что даже не обязательно уже живых людей в космос везти - уже есть искусственная матка, а детенышей могут выкормить роботы.
- Воспитание и образование работает на удаленке и с телеприсутствием.

Да Ви что! И где можно поглядеть на эти технические чудеса, работающие, что называется, в полном цикле?

Поэтому наверх нужно поднять только эмбрионы

И в какое устройство их потом поместить? Какая фирма их выпускает?

и некоторый набор роботов для начала освоения.

И что же он конкретно будет включать, этот "некоторый набор"? Желательно "поимённо" - устройство такое-то, делает то-то и то-то и т.д.

[gan]

Super Heavy Starship подбросили на высоту 38 км., после "потеря изделия" Тяжелая, большая(Гигантская), сложная... Не в коем случае не виню Маска, он старается как может в меру своих возможностей, которые  "зажали" в рамках программы освоение космоса, держится на камеру спокойно.
Проблемы все видели, их много: потеря устойчивости при отрыве, отказ двигателей при старте и в полете, разрушение стартового стола. Как инженера, я его понимаю, ненадежно... Остаюсь при своем мнении, нужен  орбитальный док для таких экспериментов.   

[-Asket-]

Она просто большая, как Сатурн-5 и Н-1, а не гигантская, ну и проблемы пока видятся в основном как раз от разрушения недоделанного стартового стола, ракету и движки явно изрядно побило обломками бетона.

[Vavanzer]

Если при сопоставимой цене запуска килограмма будем пускать соответственно в десять раз дороже пн, это простите, сравнимо с ВВП не самых маленьких стран.

  У космоса чуть другая экономика. Своеобразная. Ее не в валюте надо измерять. Тк валюта это лишь бесконечные круговороты условных фактиков в результате обмена ресурсами и услугами.
В случае с космосом при масштабном освоении фактор денег не так важен, как фактор добываемых ресурсов, и фактор трудовых и производственных мощностей, выдранных из потребительского сектора.
  Чем то экономиа схожа с военной. Но, военная техника и ее остатки по большей части не покидают Землю, а идут в металолом и в новый оборот. С космосом, же большая часть ресурсов уходит безвозвратно. Причем редких компонентов, которых итак очень мало.

[Vavanzer]

Сейчас уже можно говорить об том чтобы в космосе жить, работать, размножаться. Вплоть до того что даже не обязательно уже живых людей в космос везти - уже есть искусственная матка, а детенышей могут выкормить роботы.

  Вы много чего не знаете видимо...
Проблемы серьезные с зачатием и размножением в условиях невесомости. И еще с развитием организма. Нужна как минимум полноценная искуственная гравитация.
Да и станция должна быть практически автономной самоподдерживающейся средой обитания, с регенерацией воздуха и еды. А то как МКС сейчас обслуживают - дико дорого и непрактично, и ненадежно.

[Ый]

станция должна быть практически автономной самоподдерживающейся средой обитания, с регенерацией воздуха и еды.

Это уж маханули через чур - регенерация еды. Как в анекдоте:
- Медведь, ты чего ешь?
- Мёд.
- Какой-то он у тебя странный и пахнет мерзко.
- Так я его уже третий раз ем.

[Vavanzer]

Это уж маханули через чур - регенерация еды. Как в анекдоте:

Вся природа по сути один сплошной "анегдот". Животные едят траву, почву для которой создает навоз. В тч и экскременты червей и бактерий)) Которые являются питательной средой для растений, которые дают плоды, которые едят животные, которые оставляют экскременты, и так до бесконечности!)))
Даже выдыхаемый СО2 тоже идет обратно в растения, и углерод из него идет на строительство органических молекул, которые будут сьедены и снова превращены в углекислый газ и воду!))
Подобный цикл в миниатюре с незеачительным пополнением ресурсов должен быть и в космических колониях. Тогда они будут рентабельны.

[MenFrame]

У космоса чуть другая экономика.

Такая же экономика как и на грешной земле. Либо это полезная деятельность у которой есть спрос и потребители, либо развод наивных лохов на бабки.

и фактор трудовых и производственных мощностей, выдранных из потребительского сектора.

Который хорошо оценивается в денежном эквиваленте.

круговороты условных фактиков

Условные фантики, еще и несут функцию эквивалента труда и долгового обязательства эмитента.

[Rattus]

Подобный цикл в миниатюре с незеачительным пополнением ресурсов должен быть и в космических колониях.

C учётом как минимум высокой энергоёмкости процесса фиксации азота миниатюризация цикла находится под большим вопросом.

[Vavanzer]

Который хорошо оценивается в денежном эквиваленте.

  Деньги это всего лишь фантики в данном случае. Ничего не значащие. Если нет ресурсов физических и производственных, то хоть триллиард долларов имей, просто не из чего и не кому будет построить ни огромные ракеты, ни космические колонии.
  Как пример - вернемся на 150-200 лет назад. Да хоть хоть сколько долларов , золота и пр , в космос лететь было просто не на чем. Отсутствовали технологии и материалы для этого))) И в то же время все первоэлементы в земле уже бвли, из которых в последствии все это построили.

[Vavanzer]

Подобный цикл в миниатюре с незеачительным пополнением ресурсов должен быть и в космических колониях.

C учётом как минимум высокой энергоёмкости процесса фиксации азота миниатюризация цикла находится под большим вопросом.

   И как это повлияет в итоге?
Ну возьмем некий минимальный масштаб эксперимента, и подберем параметры так, чтобы почти замкнутый цикл получился и просуществовал несколько десятилетий. Допустима коррекция процессов и пополнение компонентов, в которых по ходу дела выявится нехватка, а тк же можно выбросить лишнее. Т.е свобода действий.
   Иными словами, например, кислород полностью восполняем растениями, еду тоже. Вода в круговороте. И тд.
Глааное не тащить это все постоянно с Земли. Чтоб только 1-2% от общей массы компенсировать с помощью доставки. Например постепенный расход компонентов у которыз нет круговорота, и те которые сложно получать на месте.

[MenFrame]

Деньги это всего лишь фантики в данном случае. Ничего не значащие.

Ну так давай скину тебе телефон нуждающихся в дорогой мед помощи, скинешь им все имеющиеся у тебя деньги. Они все равно для тебя не чего незначащие.

Если нет ресурсов физических и производственных, то хоть триллиард долларов имей, просто не из чего и не кому будет построить ни огромные ракеты, ни космические колонии.

Так же если отсутствуют мозги, а также знания в том числе в области экономики, то тоже не чего не построишь. Даже если есть ресурсы,  деньги с золотом и благословение местного батюшки.