?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Я отдохнул после публикации предыдущего рассказа, пришло время тизерить новые.

Представим себе такую ситуацию. Очень важный человек должен выйти на орбиту планеты, подобной Земле, где его через несколько часов подберут спасатели. Например, речь идет о члене исследовательской экспедиции, основное транспортное средство которой разбилось. Или о спецоперации по спасению рядового Петрова. Или мы решили сделать с жителями другой планеты то, что обычно делают пришельцы, при этом, основную работают выполняют дистанционно управляемые дроны, которых не жалко оставить внизу, но вот "трофей" надо как-то забрать. Как мы помним, взлет с планеты земного типа сопряжен с большими проблемами. Для того, чтобы процесс был экономически выгодным, нужны циклопические сооружения на поверхности. Для того, чтобы вывод в космос чего-то серьезного был вообще возможным, нужна километровая бетонная ВПП или что-то сопоставимое. Орбитальный самолет с кукурузного поля не взлетает по определению.

Но один человек - это не что-то серьезное. Ему не нужно возвращаться назад, а значит можно обойтись без теплозащиты. Минимальная масса, которую нужно забросить на НОО, это человек в скафандре и противоперегрузочном кресле под обтекателем. Скафандр Орлан-Д весит 74 кг и обеспечивает поддержание жизни человека в открытом космосе 5 часов. Вполне достаточно, чтобы его нашли и подобрали спасатели. Сам человек весит до 100 кг. Допустим, еще до 75 кг весит противоперегрузочное кресло. Тогда нужно вывести на НОО полезную нагрузку до 250 кг. Это может сделать ракета "Электрон". Длина 17 метров, диаметр 1.2 м, масса 12.5 тонн. Это примерно соответствует габаритам баллистической ракеты средней дальности - или сверхтяжелой авиабомбы. Для сравнения, GBU-43/B Massive Ordnance Air Blast весит 9,5 тонн. Кошмар формулы Циолковского не так уж и кошмарен, пока что. Это достаточно мало, чтобы поместиться в грузовом отсеке "Шаттла" или "Бурана", а значит и в будущий воздушно-космический самолет, предназначенный для высадки на планету, влезет. Заняв, правда, весьма приличную часть его общей массы. Единственная проблема заключается в том, что под обтекателем "Электрона" человек может только сидеть, а эта не самая лучшая поза, чтобы переносить перегрузки. Так что, придется менять форм-фактор, что может привести к некоторому увеличению массы из-за возросшего сопротивления воздуха.



Таким образом, план спасения рядового Петрова подразумевает, что к нему спускается планер вроде "шаттла", только беспилотный и одноразовый, поэтому легче и дешевле. В 20-30 тонн должен уложиться, нам от "шаттла" нужны только фюзеляж, крылья, стабилизатор и теплозащита. Причем никаких очень уж редких металлов (которые не могут быть найдены на околоземных астероидах) в конструкции быть не должно. Планер сам взлетать не должен, а потому садится примерно куда угодно, главное чтобы не сильно ударился об землю. В принципе, можно спускать что-то вроде командного модуля "Аполлона", из которого торчит вверх ракета, но планер хорош тем, что его посадка управляемая, и спасаемому не придется очень долго идти пешком до точки эвакуации. Парашюты можно использовать уже на последнем этапе, чтобы весь планер не сажать аккуратно, а только затормозить до дозвуковых скоростей и провести над районом эвакуации. Спуск 12.5 тонн на парашютах и твердотопливных бустерах реализуем. Примерно столько весит БМД-4, а она может десантироваться с находящимся внутри экипажем. Раз люди такую посадку переживают, реактивный двигатель тем более переживет. Но если из грузового отсека планера ракета может взлетать по тому же принципу, что и баллистические ракеты в мобильных наземных комплексах, то на парашютах вместе с ней надо будет спускать стартовую платформу, тоже дешевую и одноразовую. Человеку остается подняться на такую "башенку" по одноразовой лестнице, надеть скафандр и нажать на "пуск".

Взлетит или не взлетит?

Recent Posts from This Journal

Comments

( 34 comments — Leave a comment )
lj_frank_bot
Jul. 25th, 2020 06:04 pm (UTC)
Здравствуйте!
Система категоризации Живого Журнала посчитала, что вашу запись можно отнести к категории: Космос.
Если вы считаете, что система ошиблась — напишите об этом в ответе на этот комментарий. Ваша обратная связь поможет сделать систему точнее.
Фрэнк,
команда ЖЖ.
fonzeppelin
Jul. 25th, 2020 06:12 pm (UTC)
В принципе, можно спускать что-то вроде командного модуля "Аполлона", из которого торчит вверх ракета, но планер хорош тем, что его посадка управляемая, и спасаемому не придется очень долго идти пешком до точки эвакуации.

Я бы сказал, что вертикалка вроде "Фалькона" выглядит лучше. Меньше площадь теплового щита и нет проблем с аэродинамикой в фиг знает какой атмосфере. Баллистическая посадка и вертикальное приземление на треножник раздвижных опор.

P.S. Я рассматривал аналогичный сценарий как-то (для произведения, которое, надеюсь, напишу), где в сравнительно близком будущем нужно было срочно организовать высадку и взлет космонавта с землеподобной планеты. Имел место аналог "космической гонки", то есть вопрос был политическим: оппонент, как внезапно выяснилось, продвинулся со своим проектом высадки значительно дальше, чем предполагалось, и нужно было срочно устроить полет с "флаговтыком" чтобы его обогнать.

В общем, вопрос обратного старта решили приводнением контейнера с легкой РН - на базе МБР - в водоем) Вода во-первых обеспечила мягкую посадку без необходимости подготовленной площадки, во-вторых поддерживала контейнер вертикально (его верхняя часть была оборудована надувными мешками плавучести), в-третьих высадившийся на берегу того же водоема космонавт мог легко добраться до пускового контейнера с помощью надувной моторки.

Edited at 2020-07-25 06:31 pm (UTC)
nik_pog
Jul. 25th, 2020 07:09 pm (UTC)
Первая ступень "Фалькона" входит в атмосферу со скоростью 1-2 км/с. Если я ничего не путаю, на нее из-за этого тепловая нагрузка в 100 раз меньше, чем на обычные спускаемые аппараты КК, которые в атмосфере тормозят. И еще вопрос, что дешевле: одноразовая теплозащита или быстрое изменение скорости на 5-6 км/с.

P.S. Да, посадка в водоем это вообще прекрасное решение. Кажется, сделать основное транспортное средство орбитальным гидросамолетом - единственный способ получить многоразовый десантный транспорт, который возит в оба конца, не нуждаясь во взлетно-посадочной полосе.

Edited at 2020-07-25 07:11 pm (UTC)
(no subject) - fonzeppelin - Jul. 25th, 2020 07:32 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Jul. 25th, 2020 07:56 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fonzeppelin - Jul. 25th, 2020 08:03 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fonzeppelin - Jul. 25th, 2020 07:36 pm (UTC) - Expand
dmitriyandreev
Jul. 25th, 2020 06:52 pm (UTC)
В рамках шизотехнократизма можно рассмотреть вариант: "а зачем выводить на орбиту?"

Поднимаем человека в костюме воздушным шаром на 40 км. Подхватываем его нырнувшим челноком. Для избежания слишком сильного ускорения потребуется новый материал (который растянется, поддерживая умеренное ускорение для объекта (космонавта) на конце и после этого будет достаточно прочным, чтобы его можно было вмотать в космолет, пока оный будет прыгать блинчиком по нижним слоям атмосферы.

Минусы: 2 несуществующих технологии (трос и ныряющий челнок)
Плюс: сокращение сбрасываемого на планету земного типа груза на порядок.
nik_pog
Jul. 25th, 2020 07:23 pm (UTC)
Объем шара, который поднимается на такую высоту, 850 000 куб.м. Это примерно 45 тысяч кв.м. покрытия, которое не склонно к неконтролируемому разрушению. Весить и стоить такое удовольствие будет очень прилично. Плюс гелий для наполнения шара. Плюс трос из не пойми чего, который выдержит нагрузку. Плюс изменение скорости челнока с орбитальной до той, на которой человек не убьется. Так что, вопрос стоит строго наоборот: зачем изобретать велосипед, если есть ракета?
dmitriyandreev
Jul. 26th, 2020 07:34 am (UTC)
"Так что, вопрос стоит строго наоборот: зачем изобретать велосипед, если есть ракета?"

Вчера я посчитал проблемы при строительстве метро от СПб до Твери (пассажиры не выдержат, к несчастью), а потом увидел Ваш пост. Мозг продолжал работать :)

fonzeppelin
Jul. 25th, 2020 07:33 pm (UTC)
Поднимаем человека в костюме воздушным шаром на 40 км. Подхватываем его нырнувшим челноком.

При всем желании, но или челнок должен затормозить до скорости винтового самолета (при этом еще и таская в пузе запас горючего для выхода на орбиту потом), либо шар должен разогнаться до гиперзвуковой скорости.

Подхват цели в атмосфере - дело тонкое. Слишком сильный рывок может убить космонавта - или повредить челнок.
(no subject) - dmitriyandreev - Jul. 26th, 2020 07:32 am (UTC) - Expand
aleks_visero
Jul. 25th, 2020 09:39 pm (UTC)
Вы мыслите все в неверном направлении. Вы пытаетесь

1) Точно посадить ракету-у нас есть площадка, или как вы потом "контейнер" ловить будете и вытаскивать на берег?

2) Расчёт у вас неверный-вес "Востока" примерно 5т. Т.е. это примерно то что вам нужно вывести, плюс-минус. Ибо ваше "быстро подхватить"-увы, ваш космонавт задохнётся раньше, если ему не сделать систему жизнеобеспечения.

3) Оптимальный вариант-это "Спираль". Т.е. мы бросаем с орбиты некий спускаемый аппарат, по типу "Бурана" или Шаттла, сажаем его на условно-ровную поверхность (можно даже на воду, но-предусмотрев защиту двигателей и плавучесть. Можно даже двигатели держать "внутри", а маневрировать реактивными двигателями.

4) Этап два-подготовка к взлёту. Поднимаем из грузового отсека большие аэродинамические крылья для полёта в атмосфере, взлетаем с воды, отстреливаем/сбрасываем теплозащиту.

5) Выходим самолётом на высоту порядка 15 км, далее выводимый аппарат (по типу VSS2) сбрасывается и на собственном твердотопливном ускорителе выходит на нужную высоту, в финале-отстреливаем двигатель.

Тонких моментов всего два-это посадка (обеспечить плавучесть) и монтаж крыльев. Но например тепловой экран вполне может быть надувным (китайцы копают тему, правда пока не очень успешно).
nik_pog
Jul. 25th, 2020 11:38 pm (UTC)
1) Точно посадить ракету я изначально не пытался, предполагалось, что планер садится где-то рядом со спасаемым человеком, который преодолевает разницу между ожиданием и реальностью на своих двоих. Но выше в комментариях коллега fonzeppelin справедливо указал, что мы живем не в ХХ веке, сейчас ракету умеют сажать с такой же точностью, что и вертолет, и задача упростилась.

2) А вес "Меркурия" около полутора тонн, емнип, и что? Большую часть этих кораблей отнюдь не СЖО занимала. СЖО на 5 часов влезает в тот самый 75-кг скафандр "Орлан" для работы в открытом космосе.

3) Аппарат вроде "Бурана" или "Шаттла" нельзя посадить на "любую условно ровную поверхность". При посадке "Шаттл" весит около 80 тонн, примерно как "Боинг-737", требуемая длина посадочной полосы для которого 1.5-2 км. У "Боинга" хорошая аэродинамика, оптимизированная, к тому же, под дозвуковые скорости. "Шаттлу" нужна полоса длиной не менее 3 км, потому что касается он ее на скорости 350 км/ч, которую надо успеть сбросить. Меньше нельзя, потому что аэродинамика прогибается под требования полета на гиперзвуковых.

Еще у "Боинга" были большие проблемы с посадкой на полосу без специального прочного покрытия, которые в итоге были устранены. Благодаря продвинутой механизации крыла, тормозной системе и пневматике шасси он теперь может садиться на гравийные полосы. В случайном поле все равно не может. Любой, кто пытался ездить на внедорожнике через случайное поле после дождя, поймет, почему.

Короче, если на планете нет дружественного города, готового нас принять, сажать придется именно на воду. Других вариантов нет.

4) А чтобы взлететь, тоже надо набрать определенную скорость. Ваш трансформер, кажется, должен быть поднимать полноценную баллистическую ракету. Вопрос скорости отрыва, мощности моторов и длины полосы в данном случае очень интересен. Делали ли вы прикидки на этот счет?

5) В орбитальном полете ведь главное не выйти на высоту, а набрать скорость. Не менее 5 км/с должен сообщить твердотопливный ускоритель, потому что атмосферная ступень больше 1-2 не даст. Соотношение его массы с предыдущим этапом - тоже интересный параметр, причем подгонять его нужно вместе со всем добром из предыдущего пункта.

Так что, тонких моментов гораздо больше, чем два.

Edited at 2020-07-25 11:40 pm (UTC)
aleks_visero
Jul. 26th, 2020 09:18 am (UTC)
1) Основное в посадке "Шаттла" или "Бурана"-не уничтожить тепловое покрытие. А скорость мы можем гасить маневровыми двигателями, в идеале обеспечивая вертикальную посадку типа "фалькона".

2) Точность приведения Фальконов на место-обеспечивается спутниковыми группировками, на орбите условной планеты Х у нас их может не быть.

3) Всё зависит от того что у нас за планета. Если например это Марс-мы вполне можем для нашей экспедиции, забросить туда десяток "фальконов", создать группировку спутников навигации, построить космодром и только потом посылать экспедицию-в расчёте на то что они сольют топливо всех ракет в одну для последующего запуска.
fonzeppelin
Jul. 26th, 2020 08:12 am (UTC)
2) Расчёт у вас неверный-вес "Востока" примерно 5т. Т.е. это примерно то что вам нужно вывести, плюс-минус. Ибо ваше "быстро подхватить"-увы, ваш космонавт задохнётся раньше, если ему не сделать систему жизнеобеспечения.

Совершенно неверно. Большая часть "Союза", это теплозащита, бытовые отсеки и т.д. Если мы исходим из взлета, не посадки, и быстрого подбора, то нам достаточно сбрасываемого обтекателя и подключаемого к скафандру комплекта СЖО.
gans2
Jul. 26th, 2020 04:27 am (UTC)
Если У Вас наверху кларктех, то зачем тепловой щит? Просто тормозите фалконоподобную двухступенчатую дуру до 0 над нужной точкой и она опускается вертикально куда надо. Никаких наземных комплексов не нужно. Даже горючее первой ступени частично можно оставить на спуске. Вторая ступень - что-то ампуловое на гептиле. Первая ступень - керосин-жидкий кислород. Керосиновый бак наполовину опустошаем на спуске. Два "контейнера на первой ступени - ожижитель кислорода и заправщик первой ступени - оставляем на старте.

PS
Дуре можно быть толстой. Её ведь не надо никуда везти по поверхности. Для посадки выгоднее быть "покороче", а для взлета "подлиннее".

Edited at 2020-07-26 05:26 am (UTC)
nik_pog
Jul. 26th, 2020 11:15 pm (UTC)
Антигравитации у меня наверху все-таки нет. Да, есть эффективные двигатели для вакуума, но тормозить дуру от орбитальной скорости до той, на которой ей не нужна теплозащита, это делать всю работу по изменению скорости, которая обычно достается атмосфере. Спасательная система должна быть не слишком сложной, чтобы минимизировать число возможных точек отказа, и не слишком тяжелой, чтобы можно было везти с собой "на сдачу" сразу несколько комплектов. В идеале надо уметь изготовить новые комплекты на месте, или хотя бы самые тяжелые/габаритные их детали. Соотношение цена/эффективность при этом не так принципиально. Если уж какой-то человек должен срочно попасть в космос, его жизнь явно стоит дороже 6.5 миллионов долларов.

С другой стороны, коммерческий транспорт должен быть максимально дешевым, а нужно очень постараться, чтобы придумать что-то дешевле, чем аэродинамическое торможение. То же применимо и к военному транспорту. Для стратегии много "просто хорошего" оружия лучше, чем мало "лучшего в мире".

Edited at 2020-07-26 11:16 pm (UTC)
gans2
Jul. 27th, 2020 05:40 am (UTC)
По условиям задачи наверху могут БЫСТРО(за несколько витков) подхватить скафандр на низкой орбите. Это символизирует запас ХС не нынешних величин, минимум на порядок. Так что остановить на орбите посадочно-взлетную ступень и использовать её без теплощита - самое простое и удобное.
(no subject) - nik_pog - Jul. 27th, 2020 11:47 am (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Jul. 27th, 2020 11:55 am (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Jul. 27th, 2020 12:23 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Jul. 27th, 2020 01:45 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Jul. 27th, 2020 02:05 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Jul. 27th, 2020 02:14 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Jul. 27th, 2020 03:38 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Jul. 27th, 2020 03:49 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Jul. 27th, 2020 06:43 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Jul. 28th, 2020 01:30 am (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Jul. 28th, 2020 09:06 am (UTC) - Expand
(no subject) - fonzeppelin - Aug. 1st, 2020 07:28 pm (UTC) - Expand
(no subject) - gans2 - Aug. 2nd, 2020 01:42 am (UTC) - Expand
(no subject) - nik_pog - Jul. 27th, 2020 11:49 am (UTC) - Expand
Михаил Салтыков
Aug. 8th, 2020 11:50 am (UTC)
Хе-хе, я изобретал подобное для своей заброшенной космооперы с полетами на ЯРД через природные вормхоллы. Поскольку это было до Фалькона - получались монстрики. Но один из вариантов как раз спускаемый аппарат для легкой РН, но в моем случае с ЯРД - применяется только для экстренной эвакуации десанта, экологические проблемы аборигенов уже не волнуют.
( 34 comments — Leave a comment )

Profile

nik_pog
nik_pog

Latest Month

November 2020
S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930     

Comments

Powered by LiveJournal.com
Designed by Tomohito Koshikawa