Реальный проект разгона КА на химических РД до 125 км/сек

[Птыц]

Есть формула,
V = S ln M,
где V - конечная скорость полезной части КА (требуется достичь 26 км\сек), S - скорость истечения рабочего тела в двигателе (у нас равно 5 км\сек),  M - отношение начальной с топливом, и конечной полезной, масс.  Конечная полезная масса M2 у нас 10 тонн.
Имеем,  с округлением,    ln (M1/M2) = 5.    M1/M2 = 146.    Значит M1 = 1460 тонн.

Вы серьезно хотите в 10 тонн впихнуть массу двигателей и топливных баков? Это меньше 1%!
А это означает, что Вам придется использовать многоступенчатую ракету. Ну и удельный импульс будет не 5 км/с (водород + кислород дадут 4.7 км/с), а сильно меньше (3.3 км/с для "вонючки" – водород до Солнца Вы не довезёте). При 6% сухой массы и 7-ступенчатой ракете вы выжмете из ракеты общей массы 1500 тонн 200 кг полезной нагрузки, которая полетит со скоростью 26 км/с. Хотя можно остановиться на пятступенчатой. Будет 140 кг.

[Skipper_NORTON]

водород до Солнца Вы не довезёте

 
А в чем проблема привезти водород к 5 млн км от Солнца?

[Skipper_NORTON]

Был бы белый карлик в Солнечной системе - некому было бы отправлять межзвездные корабли.

 
Это почему же? 

[AlexOrex]

водород до Солнца Вы не довезёте

А в чем проблема привезти водород к 5 млн км от Солнца?

ИМХО. Стандартной теплоизоляции "Сатурна-5" не хватит. Топливо нагреется и порвет баки. В принципе, можно сваять активную систему охлаждения и сливать тепло через радиаторы, медленно и нудно, но я лично в упор не вижу места для радиаторов за теневым экраном (да и солнечная корона может помешать им остывать). И масса этой системы охлаждения, скорее всего, убъет высокий УИ водородника.
В том варианте, что предложен по ссылке (50 кг - зонд) все-таки реальнее. Понимаю, что хочется много и быстро (мне тоже ). Кстати, на ЯРД, ЭРД, ионниках или ТЯРД фокус с Солнцем не пройдет - не успеем разогнаться за время прохождения зоны близ перигелия.

Был бы белый карлик в Солнечной системе - некому было бы отправлять межзвездные корабли.

Это почему же? 

Ну если только старый БК, а мы образовались уже после схлопывания гиганта - но это были бы другие мы. С низкой металличностью .

[Якут]

Позвольте своё мнение высказать относительно полёта с большой скоростью?
Чем будет зондироваться пространство?

[Skipper_NORTON]

50 кг - зонд  это мало.  Нужно хотя бы ~700  кг, как у  Вояджеров.

[Skipper_NORTON]

Кстати, на ЯРД, ЭРД, ионниках или ТЯРД фокус с Солнцем не пройдет - не успеем разогнаться за время прохождения зоны близ перигелия.

 
С ионниками понятно.  Но почему не пройдет с ЯРД, разогревающим рабочее тело - водород до скоростей истечения 9000 м\сек ?
Это больше чем у ХРД (химического водород+кислород) с 4700  м\с.

[Якут]

Зондирование пространства - это, в данном случае, обнаружение объектов по ходу движения, которые могут привести к столкновению.
В авиации для этой цели применяют радиолокацию. В космосе необходимо осматривать пространство со всех сторон, то есть по шару.
Я понимаю, тема не о локации, о двигателях. Но одно без другого применить невозможно.
Сори за оффтоп.

[AlexOrex]

Но почему не пройдет с ЯРД, разогревающим рабочее тело - водород до скоростей истечения 9000 м\сек ?
Это больше чем у ХРД (химического водород+кислород) с 4700  м\с.

Может, я и погорячился, записывая ЯРД в общую кучу. Но нам надо набрать 26 км/с на пути максимум в пару млн. км вблизи перигелия, при скорости 245-271 км/с, то есть за два с небольшим часа.
Для этого требуется ускорение 3,2 м/с². Что-то я не знаю (может, ошибаюсь) о реальных проектах ЯРД (кроме импульсных), которые способны придать кораблю такое ускорение.
Плюс возникают проблемы еще и с охлаждением реактора, и от водорода уже не отвертишься.
ЯРД сам по себе хорош. Его еще дорабатывать, испытывать и строить надо. И после этого запускать через Юпитер и Солнце - сложновато.
Хотя на ВВС был псевдодокументальный фильм о пилотируемом полете через всю Солнечную систему - так там корабль с ЯРД разгонялся в перигелии, но не так близко от Солнца.

[SelenIT]

Интересно, какая масса кометы и можно ли будет её направить поближе к Солнцу?

Я в своем варианте "прожекта" исходил из того, что, поскольку миссия так или иначе планируется не на один век, торопиться нам особо некуда (плюс-минус десятилетие-другое — не беда) и мы можем спокойно дожидаться, пока комета с нужными параметрами (не требующими особой коррекции) не прилетит сама . Нас устроит даже, если при естественном ходе вещей она в итоге ляснулась бы в Солнце (по касательной) — всё равно от львиной доли ее массы нам предстоит избавиться, а чем ближе мы подойдем к Солнцу (прячась в тени ядра), тем нам только лучше. Активно менять вектор импульса зонда будем на отрезке с максимальной баллистической скоростью, запаса рабочего тела в ядре "должно хватить каждому".

Главная проблема тут, имхо — успеть обнаружить нужную комету с достаточным запасом по времени для подлета к ней с Земли (или с временной околосолнечной орбиты, близкой к земной) и необходимых для стыковки маневров...

[Skipper_NORTON]

С кометой сложностей много...
Хотелось бы обсудить наиболее реальные проекты разгона КА до скоростей  120+ км\сек

[Skywoker]

Внесу свои 5 копеек, так как немного занимаюсь этим, что называется самым непосредственным образом.
Почему до 125 км/с, а не до 200 или 100? Что это даст?
Решение проблемы лежит в другой плоскости - сначала ставится цель.
 Допустим, исследовать Плутон спускаемым аппаратом с 3 космонавтами на борту, взять грунт и вернуться на Землю с вероятностью 90% в приемлемое время. Далее формируется подробное ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. Рассчитывается, какой должна быть масса ракеты на Плутоне, чтобы вернуть несчастных на Землю. Потом рассчитывается масса ракеты, способной доставить эту дуру на Плутон, запас ее характеристической скорости и т.д.
Так вот уже на этом этапе любой подобный проект загнется, ибо сейчас человечество не видит необходимости исследовать планеты с помощью пилотируемых ракет. Более того, большинство людей, стоящих у руля, с удовольствием бы прекратило исследовать космос даже с помощью автоматов. Той небольшой горсти мечтателей, к которым мы с вами относимся, не хватит, чтобы пробить этот тренд. Времена Циолковского, Королева, Гагарина, как это ни печально, давно прошли.
Сейчас везде на первом плане точный экономический расчет. А что это нам даст? - говорят они.
Далее, по существу темы. Какие самые большие РН вы знаете, которые сейчас реально летают? У нас - это РН "Протон", примерно 700 тонн стартовая масса. Весь задел по "Энергии" - чертежи, производство, старт, умы - уничтожено, их нет. РН "Ангара", которая создается уже 15 лет и неизвестно сколько еще, это тот же "Протон" по массе КА на орбите.
У них - всякие Атласы, Арианы и т.п. Тот же Протон максимум. Спейс Шаттл свое отлетал. Американцы будут пускать своих гавриков на нашем "Союзе"! Где это видано? Это же мощнейшая держава!
Короче говоря, в теории разогнать КА до 125 км/с реально, на практике на сегоднящний день - нереально.
Работы по увеличению эффективности ЖРД ведутся, но они приблизились к оптимуму, из них практически уже все выжали.
Работы по ЯРД тоже ведутся, но крайне медленно и пока на бумаге - ОНИ не видят особой необходимости.
Есть еще рад принципиальных проблем, которые возникнут при таких полетах, и которые не решены. Человечество сейчас пока как бы накапливает знания, технологии и силы и главное, мотивацию для нового качественного рывка в космос.

[Skipper_NORTON]

ОНИ не видят особой необходимости

 
печально...