Комментарии 25
Насчет «второй ступени» Спейс Шаттла — это совсем не то: там «ступень» пилотируемая. Это скорее корабль с баками. Как и Starship от SpaceX не совсем вторая ступень — скорее планетолет. Там сама задумка всей системы такая.
Я же статью написал про чисто классические вторые ступени без ПН и экипажа.
Это скорее корабль с баками.
В данном случае это корабль с двигателями, т.к. бак (огромный оранжевый) как раз был единственной одноразовой частью системы.
А для второй ступени (где высота явно больше 100 км, а скорость уже первая космическая) всё это спасение «вниз» (целой второй ступени или только двигателя с неё) превращается в безумно дорогой и бесполезный цирк.
Вторая ступень это баки + движок. Ее стоимость по сравнению со стоимостью вывода мала.
Как их можно использовать тоже не понятно.
Баки не тех размеров чтобы в них жить. Как керосин отмыть полностью совершенно непонятно. Про более ядовитые виды топлива даже речи не идет.
Разборка бака и его переделка на орбите в жилой модуль это даже во времена Шатлов куча запусков и месяцы работы в открытом космосе. Сейчас это просто нереально.
Оставшиеся копейки топлива перекачивать того не стоит.
Специально топливо возить? Чтобы это было обоснованно Старшип как раз и строят. Без него опять слишком дорого выходит. Взять Дельту Хеви и запустить все за раз дешевле.
А еще они иногда взрываются после того как все вывели. Кучи осколков на стабильных орбитах это очень плохо.
И получаем что они никому не нужны. Нет ни одной адекватной идеи использования. Бумажные фантазии остаются бумажными фантазиями, рядом с российской лунной базой им самое место.
Безопасно кинуть в атмосферу лучше всего.
Отмыть не проблема — достаточно открыть в вакуум и на солнце оставить — само улетит.
Я про другой случай: когда очевидно, что овчинка выделки не стоит. Увы, спасение второй ступени Falcon «вниз» это пустой и дорогой трюк. Ни бизнесу, ни прогрессу ничего тут не светит. Однако 7 лет некоторые люди в это слепо верили…
"В одну упряжь не можно впрячь вола и трепетную лань" (с).
ЖРД и ионные двигатели вместе? В одной статье? Проблематично.
С другой стороны проект Маска или Великого похода предусматривает, что РН должна надежно выводить определенную полезную нагрузку, а вот спасение второй ступени — это если повезет, звезды сойдутся и гарантийные запасы топлива полностью израсходуются.
Напомню, что не я придумал оснастить грузовую околоземную станцию тросовой системой и ионными двигателями, заодно и запасом по массе.
Отделившуюся вторую ступень, а может быть и третью, главное, чтобы перигей у неё был как у РН "Энергия" минус двенадцать или минус 120 километров, в апогее захватываем крючком на тросе. Второй конец троса, достаточной длины, закреплен на станции. Далее маневр "праща" и вторая ступень забрасывается с поворотом плоскости орбиты в кучу подобных ступеней на заранее запланированной орбите.
Главное вторая ступень получит первую космическую скорость и далее уже задуманный С.П. Королёвым телеоператор на двигателях малой тяги доставит вторую ступень на пункт сбора и сортировки.
Часть двигателей упакуют в спускаемые контейнеры, часть баков используют как строительный материал.
Околоземная станция естественно, для подъёма орбиты должна будет использовать ионные двигатели для постепенного подъёма орбиты до следующей второй ступени.
Главное, я знаю, какой организации заказать производство крючка для захвата второй ступени и это не "решетневская фирма".
Вторую ступень придется утяжелить только ухом для крюка и технологическими разъемами для извлечения ценностей для возврата на Землю (двигательный отсек, системы управления..).
Про такое не читал. Теоретически такое конечно возможно при условии, что скорость ступени выше скорости станции или ступень поднимется выше орбитальной станции.
Да Вы просто на бумаге попробуйте нарисовать такое в двумерном пространстве.
То есть порисовав Вы поймете, что отбирать энергию ступени можно только если она возвращается к Земле от Луны или Марса.
А вот если вообразить трехмерный полет, то можно вспомнить как парусники ходили галсами против ветра. То есть при маневре "праща" можно поворачивать плоскость орбиты станции, за счет поворота плоскости орбиты падающей ступени.
P.S. Описан был способ поворота плоскости станции с помощью воздушного змея, но не поднимаемого вверх, а опускаемого со станции вниз в верхние слои атмосферы. Дух захватывает от вида змея, летящего с орбитальной скоростью. Нить — сапфировая. Всё светится от нагрева. Аэродинамическое качество на такой скорости заявлялось ещё австрийцем Зангером в 40-х годах как большее чем единица.
Змей понадобится для разворота плоскости орбиты РОСС от полярной (нужной военным) до нормальной, на которой летают "Союзы" и "Протоны".
1. Двигатели вторых ступеней должны гарантировать повторное включение после длительного простоя, что для маршевых большой тяги тот еще вопрос, тем более для такой топливной пары.
2. Вопрос транспортировки ступеней буксиром дается предельно утрированно. Для стыковки буксира с малой тягой со ступенью придется очень уж сильно попотеть — если активное движение именно у буксира, фазовый угол выбрать практически нечем, а погрешность однозначно будет. Совершить же повторный заход получится оооочень не скоро. Поэтому идеи стыковки с такими буксирами всегда упираются в факт, что «мишень» сама должна делать фазовую работу.
Да эти места слабые, потому я и сконцентрировался больше на том, чтобы описать использование пустой второй ступени в качестве резервуара/места хранения нового топлива/воды (а не разгонного модуля для дальнейших полетов, доставки чего-то куда-то).
1. Тут выход только один: снижать простой двигателя до разумного срока. Если через неделю-две такую вторую ступень сможет подхватить ионный буксир (и двигатель выдержит неделю простоя), то и ладно. Дальше, после стыковки с буксиром, маршевый двигатель уже не будет включаться, его использование успешно завершено (потом только на выброс или на разборку в будущем).
2. Да, я не стал углубляться в вопрос транспортировки ионным буксиром такой пустой второй ступени. Просто обозначил возможность.
Во-первых, сначала надо определится: а куда доставляем?
Я склоняюсь к тому, что повторное использование таких ступеней на низких орбитах Земли и опасно (упасть могут), и бесполезно. В крайнем случае можно оставить их на ГСО (где места и так мало) или дальше — там их можно как одиночные хранилища топлива использовать, но откуда там топливо возьмётся? Так что скорее это точки Лагранжа системы Луна-Земля, окололунная орбита, ретроградная лунная орбита — для хранения воды (и наработанной пары водород-кислород), добытой на Луне, лунным же топливом с Луны доставленной.
Во-вторых, конечно Вы правы: повторный заход буксира это провал.
Для уменьшения фазового угла встречи надо загнать почти пустую вторую ступень на ГСО (или похожую орбиту) и подержать её там сутки до стабилизации и точного определения с Земли параметров её орбиты, потом рассчитывается точный подход ионного буксира (уже в плоскости экватора/ГСО — занять такую плоскость заранее задача именно буксира) по вытянутой эллиптической орбите к ГСО, так чтобы участок этого эллипса в перигее прилегал к орбите второй ступени, а по фазе они совпали именно в перигее буксира. Основная корректировка орбиты буксира идет за 2-5 оборотов ступени по ГСО (2-5 суток), так чтобы их фазы совпали, ну и чуть корректируется тягой буксира до последних часов. Орбитальные скорости буксира и ступени в этом перигее на ГСО должны быть близкими, у второй ступени это будет обычные для ГСО около 3 км/сек и тут уж точно её задача своим последним импульсом маршевого двигателя быстро уравнять свою скорость с орбитальной скоростью буксира (скорее догнать его, у него же больше скорость должна быть). Вряд ли ионный буксир сможет быстро сбросить свою скорость до скорости второй ступени на ГСО.
Да и зачем ему терять полезную для полёта к Луне скорость? В ходе этого импульса для уравнивания скоростей должна быть выбрана и оставшаяся небольшая разница фаз между ступенью и буксиром.
Я понимаю, что никто ещё такого не делал, но надо же когда-то начинать?
Иначе зачем вообще «долгоиграющий» ионный буксир нужен, если он не может подхватывать и транспортировать ПН к Луне с безопасных далеких орбит типа ГСО???
Даже для Starship обсуждаются похожие схемы стыковки и заправки корабля от очередного танкера не на НОО, а на орбитах дальше от Земли.
Неожиданное подтверждение того, что вторая ступень ракеты Falcon 9 может сама, после выполнения своей задачи по выводу полезной нагрузки (ПН) в виде аппарата Deep Space Climate Observatory на геопереходную орбиту (ГПО), ещё и улететь далеко от Земли и даже достичь Луны! https://habr.com/ru/news/t/648263/
https://naukatehnika.com/odna-iz-raket-spacex-skoro-vrezhetsya-v-lunu.html
Как спасти вторую ступень ракеты?