Денис Самойлов
декабрь 2015.
439

Насколько дешевле станет полет в космос с технологией возвращения первой ступени?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
1
2 ответа
Поделиться

Заметно дешевле вывод грузов на орбиту не станет. Экономия будет на уровне 10-20%. И я считаю, что подобная идея с приземленной первой ступенью не является такой уж прорывной, поскольку имеет некоторые недостатки.

Во-первых, никуда не денется строгий технический контроль повторно используемых элементов перед запусками. Этот контроль очень дорогой (конечно, не такой дорогой, как в случае с Шаттлами, но ощутимый). Нужно будет тщательно проверять двигатели, баки, силовые элементы, вообще всё перед каждым новым запуском. Ещё все системы в первой ступени должны быть более надёжными, способными перенести несколько запусков в этих тяжёлых условиях с высокими температурами и заметными вибрациями. Во-вторых, они просто не успеют кратно окупиться, так как рассчитаны не на сотню, а где-то на десяток запусков. Когда сделают ступени, способные к тысяче запусков без дорогостоящего технического контроля, то космос станет на порядок доступнее. А пока это первые шаги. Все, что вы хотели узнать о технике Почему смартфон временами отключается сам?Можно ли умереть, уронив в ванну телефон, заражающийся от пауэрбанка или любого переносного устройства по типу ноутбука?Что лучше: смартфон или планшет?Спросите директора «Эльдорадо» о технике

А ведь есть способ уже сейчас добиться очень долгоживущей и дешёвой в обслуживании первой ступени: атмосферные летательные аппараты — самолёты. Просто самолёт должен быть колоссальных размеров, даже больше нынешних гигантов вроде Мрии. И такой проект даже уже есть (youtu.be). На это направление я возлагаю большие надежды.

2

Самолёты не помогут. Первая ступень должна сообщить остальным порядка 5 км/с.

0
Ответить

Большинство энергии на первом участке полёта тратиться на преодоление гравитации, и только некоторая доля на набор скорости (на старте Falcon 9 имеет тяговооружённость около 1.28 на старте, то есть 28% тратится на набор скорости). Вот это топливо, большинство которого тратится на преодоление гравитации и можно сэкономить, если использовать подъёмную силу. Естественно, вторая ступень должна быть больше, чем та же ступень у классической ракеты, так как максимум можно поднять самолёт на 15-20 километров. Допустим, масса второй ступени классической ракеты равна 50 тонн, то вторая ступень при использовании подъёмной силы должна весить 200 тонн. Этот вариант идеален для вывода спутников, а большие грузы, конечно не выведешь.

0
Ответить

*не 28%, а 22%. Что-то я поспешил при расчётах.

0
Ответить
Ещё 5 комментариев

*зануда on* Посчитал сейчас интереса ради тяговооруженность девятого Фэлкона версии 1.0 по данным Википедии, вышло около 1.34. Плюс она повышается по мере выгорания топлива. *зануда off*

Поднять самолётом 200 тонн на высоту 15км — не бесплатно. Разработка, строительство и обслуживание самолёта (уникального/малосерийного) + топливо, затрачиваемое им на подъём на высоту пуска... в общем, экономическая эффективность такого воздушного старта сомнительна даже на фоне обычных носителей.

Кубсаты запускать маленькими пачками — да, можно. Собственно "Пегас" это уже успешно делает.

Проблемы начинаются при попытке эту схему масштабировать до нормальных РН.

0
Ответить

Помимо перечисленных в ответе факторов, необходимо ещё учитывать, что масса топлива, необходимого для приземления ступени, как и масса системы приземления, вычитается из массы полезной нагрузки.

0
Ответить

Тогда не из массы ПН, а из массы всех последующих ступеней.

А в силу заметного уменьшения массы самой ступени — масса требуемого для возврата топлива относительно невелика. Не говоря уже о том, что значительная часть современных РН взлетает с недогрузом.

0
Ответить

По данным SpaceX, возврат ступени на баржу снижает полезную нагрузку на 15%, на арендуемую посадочную площадку на земле – на 30%. Эти процентные значения соответствуют прямым недополученным доходам.

0
Ответить

Это, если рассматривать идеальную экономическую модель.

А в реальности далеко не всегда возможности ракеты по выводу ПН используются на 100%. То есть выбор может быть между вариантами "слетать с 78% загрузкой" и "слетать с 60% загрузкой + вернуть целыми 9 двигателей первой ступени". Главное, чтобы затраты на обслуживание между полётами не оказались дороже строительства новой ступени.

В общем, время покажет, насколько эта схема эффективна.

0
Ответить
Прокомментировать

В данный момент, если не учитывать денег, необходимых на проверку ступени на наличие дефектов, полученных при посадке, то на тринадцать миллионов долларов: именно столько стоит первая ступень ракеты Falcon 9.

Иван Ерохинотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
0

А сколько это общей суммы от ракеты/корабля?

0
Ответить

Стоимость производства Falcon 9 не разглашается.

Но если вы будете ее покупать, то с вас возьмут 61,2 миллиона долларов.

0
Ответить

Тогда хорошая экономия получается

0
Ответить
Ещё 2 комментария

Надо сравнивать стоимость новой ступени со стоимостью обслуживания гарантирующего (да, обслуживающий завод должен давать определенные гарантии -- иначе обслуживание не имеет смысла) успешный повторный запуск.

Иначе первый же неудачный запуск с дорогостоящим оборудованием съест экономию на много раз вперед.

Страхование -- тоже не всё просто -- страховщики тоже считают риски когда предлагают тариф на страховку.

+1
Ответить

Т.е. я тоже не понимаю этой затеи. Один шаттл упал из за плитки, другой из-за ракеты носителя как раз, что-то не заметили у новой. Т.е. требуется очень существенная проверка перед повторными запусками.

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить