Как нашему человеку слетать на Луну на существующих ракетах-носителях

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Многие думают, что чтобы слетать на Луну обязательно нужна очень-очень большая ракета-носитель. А это не так. Достаточно и нескольких уже существующих ракет-носителей - "Союзов" и "Протонов". Одна ракета выводит в космос космический корабль "Союз" с космонавтами. Вторая - выводит взлётно-посадочный комплекс который будет приземляться на Луну, а потом с неё взлетать. И ещё нужны пять ракет с разгонными блоками, которые всё это отвезут на орбиту Луны, а потом вернут космонавтов на Землю.



Так раздумывали осваивать Луну и в шестидесятые, во времена Королёва, но тогда не была отработана тема стыковки космических аппаратов, и поэтому проще было создать одну большую ракету. А сейчас стыковка давно отработана и одна большая ракета для полётов на Луну уже давно не нужна.

В 2006-ом году РКК "Энергия" предлагала концепцию как можно таким образом слетать на Луну. Ниже страничка из журнала "НК" июль 2006 с описанием этой концепции.





Тут три схемы. По первой схеме для облёта Луны без посадки, требуется всего две ракеты "Союз" и "Протон". Запускаются космический корабль "Союз" и разгонный блок "ДМ". Они стыкуются и летят вокруг Луны. Может показаться, что просто облететь Луну - не круто, но а кто первый в 21-ом веке облетел Луну? Никто. А могли бы мы. Мог бы ещё Китай облететь, но они только делают ракету аналогичную нашему "Протону", но как сделают - так наверняка сразу и рванут вокруг Луны.

По второй схеме - с выходом на орбиту Луны, требуется уже не один, а три разгонных блока. Один - для полёта к Луне, второй для торможения на её орбите, и третий для возвращения на Землю. Таким образом требуется запуск четырёх ракет.

И наконец по третьей схеме добавляется ещё три запуска нужные чтобы вывести в космос Взлётно-посадочный модуль, и два разгонных блока. Один - чтобы отправить модуль к Луне, и второй чтобы его там затормозить. То есть всего для полёта человека на Луну требуется семь ракет.


Американский лунный модуль

Может показаться, что семь ракет - это много. На самом же деле это намного дешевле чем создавать новую большую ракету-носитель, огромный стартовый комплекс под неё, проводить тысячи испытаний, терпеть неудачи, катастрофы, исправлять ошибки, делать заново, и т. д. и т. п. И так лет на десять. А вот чтобы сделать существующих ракет побольше - надо всего лишь добавить рабочих на конвейер. Это намного проще и дешевле.


Чего нам не хватает для такого полёта на Луну


Американский лунный модуль

Чего нам кроме ракет-носителей не хватает для полёта на Луну - так это взлётно-посадочного комплекса. Американский выглядел так как на фотках выше и ниже. Нижняя его часть предназначена для посадки на Луну, она там и остаётся, а верхняя - предназначена чтобы с Луны улететь. Вот нам нужен примерно такой же комплекс.


Американский лунный модуль

Чего ещё не хватает - это разгонных блоков "ДМ", общей продуманности подробностей, как запускать, как стыковаться, как прилуняться, куда именно прилуняться, как улетать, и всё такое.


Советский лунный корабль шестидесятых ( в космос запускался, на Луну не летал )

Также в долгосрочной перспективе не хватает постоянно действующей лунной станции. Желательно большой, с оранжереей, чтобы обеспечивать космонавтов продовольствием, и не зависеть от поставок его с Земли. Тогда бы космонавты могли бы не просто прилететь и улететь, а постоянно жить на Луне и работать. А мы бы раз в год тратили бы по семь ракет, чтобы привести туда новых космонавтов и забрать старых. Был бы постоянный лунный форпост России. Но это в долгосрочной перспективе. А пока просто слетать на Луну можно и без этого.


Чего не нужно для такого полёта на Луну

Космодром Восточный для такого полёта не нужен. Так как "Союзы" и "Протоны" вполне запускаются и с Байконура.

Не нужен и новый космический корабль на шесть мест. Зачем вам корабль на шесть мест, если можно запустить два "Союза" в которых по три места? Будет то же самое. Только чтобы создать и отработать новый космический корабль, чтобы он был надёжным - нужны годы, миллиарды долларов и колоссальные усилия. А получится или нет - ещё не известно. А чтобы сделать два "Союза" вместо одного - надо просто поставить больше людей на конвейер. Согласитесь, что это намного проще и дешевле.

И конечно не нужна тяжёлая ракета-носитель, так как "Союзов" и "Протонов" хватает.

То есть получается, что всё то, во что сейчас вбухиваются основные деньги, или планируют вбухивать - как раз и не нужно для полёта на Луну по данной схеме. Вот такая альтернативная программа освоения Луны. Высказывайтесь в комментариях, пожалуйста, нравится она вам или нет. Конструктивная критика всегда приветствуется.


Если вам понравилась тема, возможно вам понравится и тема про самый дешёвый способ спасения нашей Ангары: http://engineering-ru.livejournal.com/310415.html Юзер zelenyikot Зелёный Кот обещал связаться с Роскосомсом. Так, что ждём ответа Роскосмоса.

Comments

[frs-vetlana.livejournal.com]

У, по складам можно много чего интересного сыскать:)
Фотки можно попробовать сделать. Но в Орево он стоит неудобно, не со всех сторон можно подойди нормально. Да и темновато там.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

В любом музее стоял бы на первом месте и поражал бы воображение посетителей, так как мало кто знает. А вместо этого он пылится на складу ...

[pyrinpg.livejournal.com]

В Оревском внутри почти ничего нет. Космонавт даже кресла не имел, держался за петли при посадке. Но все равно интересно.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

В принципе кресло - лишний вес. Лучше взять с собой второго космонавта, чем таскать на Луну всякие ненужные кресла. А спать можно и на полу.

[pyrinpg.livejournal.com]

у нас двое летало, один в лунном садился, а другой на орбите ждал

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Ну вообще если цель - это смена экипажа лунной станции, то он должен быть, наверное, минимум из трёх человек. Поэтому пусть уж хоть стоят там как в лифте, но нужно бы чтобы садилось на Луну три и взлетало три.

Кстати, современная электронника весит меньше, чем в шестидесятых - вот уже на чём-то можно сэкономить массу. Потом, какие-нибудь композитные материалы - они лёгкие. Ну, не знаю, если поставить цель - ужаться, то наверное многое можно сделать чтобы впихнуть побольше народу.

Союз изначально тоже был предназначен для двух человек. Однако ужались - и теперь летают трое.

[pyrinpg.livejournal.com]

союз был предназначен для облета Луны. Ушел Королев и мы вели ТРИ параллельных проекта. Облет - позже "союз", ур-500 позднее "протон" и царь-ракета-Н1. У нас была проблема с весом, при почти равной массе Сатурна мы выводили значительно меньшую полезную нагрузку. Наш проект был еще и опаснее. на Луну садился один человек и в случае падения ему никто не помог бы встать. Для этого на скафандр крепился хула-хуп, чтобы можно было перекатиться.
Наши конструкторы были более озабочены почесыванием ЧСВ, нежели престижем страны, а человека, который бы стукнул кулаком по столу и объединил их усилия , просто не было.
Н1 имел 32 двигателя на первой ступени. 28 образовывали кольцо. Но видимо конструкторы плохо учили диамат, количество перешло в качество. 28 двигателей в кольце - это не то же самое, что 28 отдельных. Они образовали "огненное кольцо" в котором стали бегать волны, раскачивая его. парировать дросселированием тяги не получалось, конторль теряля и ракета падала.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Насчёт "Н-1" думаю, что дело не в технических проблемах, а в том, что Бог вообще не благоволит большим ракетам ( или судьба, если вы не верующий ). Они все плохо кончили. Или по техническим, или по политическим причинам. И если вот сейчас начнут делать новую царь-ракету, забабахают сотни миллиардов, то подозреваю, что потом опять что-то случится, так, что и эта попытка плохо кончится.

А "Союз" и "Протон" летают с шестидесятых и до сих пор. Вот им Бог благоволит. Поэтому я бы на них и ориентировался. Стыковка давно отработана. Запускайте, стыкуйте сколько угодно разгонных блоков, и летите куда хотите.

* * *

Насчёт советских конструкторов - там проблема советской системы была не в зазнайстве имеющихся конструкторов, а в том, что новым конструкторам неоткуда было браться. Вот кончает некий молодой и очень талантливый человек МАИ, а дальше куда ему идти? Ведь все места уже заняты старыми конструкторами. Значит иди к ним в роли мальчика на побегушках, и жди пока они все умрут от старости. Умер Королёв - пришёл его зам Мишин, сняли Мишина - пришёл Глушко и сидел до конца СССР. В результате этот молодой и очень талантливый всю жизнь просидел на побегушках, а куда-то подняться и реализовать себя так и не смог. ... Он мог бы сам, без них, начать что-то своё делать. Да вот беда, в СССР нельзя было ничем заниматься самостоятельно. Землю у всех большевики отняли, в городах квартиры швондеры уплотнили. Хочешь станок купить - нельзя, ведь это же средство производства. А в СССР запрещена частная собственность на средства производства. Ведь вдруг ты будешь людей эксплуатировать. А на это монополия государства. И в результате человек ни сам не может ничем заниматься, ни в государственной системе не может никуда пробиться. Вот и получается, что СССР - братская могила талантов. В этом и была основная проблема, а в не зазнайстве существующих конструкторов.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Скажите, а вы можете объяснить что здесь не так?

Вот. Сравнение лунных кораблей:



Сразу видно насколько наш меньше.

Американский весил 14.5 тонн, а наш - 5,5-6,5 тонн https://ru.wikipedia.org/wiki/Лунный_корабль . Почти В ТРИ раза меньше.

Но тогда почему наша ракета-носитель была не в три раза меньше, а примерно такая же как у США? Что здесь не так?

[pyrinpg.livejournal.com]

В славном МВТУ нам преподавали историю ракетостроения, в то время не было такого обилия информации и, хотя я интересовался космосом, но многое было ново и интересно. Всегда сложный момент - роль личности в истории, Вернер фон Браун - Сатурн5, Лаврентий Павлович Берия - атомная бомба СССР, отсутствие Королева - Н1.
У Брауна баки несущие, а у нас подвесные (а значит есть конструкция, которая их держит = дополнительный вес)
У Брауна 5 двигателей 1-й ступени водород-кислородные, с высоким импульсом. У нас 32 двигателя = доп вес, ведь на каждом насосы и прочее и прочее. + шанс выхода из строя хоть одного выше.
У Брауна баки топлива и окислителя мало того, что несущие, но и с переменной толщиной стенок (внизу больше)..
У нас, если заметили нет переходного стыковочного узла (вес большой), космонавт после стыковки (конусная штанга с фиксатором попадала в дырчатую ферму и временно фиксировала аппарат) переходил в возвращаемый модуль через открытый космос.

Наш проект был однозначно опаснее. А сатурн 5 потом 100 тонный скайлэб вывела на орбиту. Так что Вернер фон Браун свою мечту осуществил.

[Дубовик Александр (from livejournal.com)]

И вообще, ракета Сатурн-5 не выводила 118 тонн, перед фейковыми полетами были уволены специалисты Цуп и набраны артисты изображавшие специалистов и радость от успехов . Также был отстранен от руководства и Вернер явно за "заслуги" в создании Двигателя F1 . Если бы двигатель был бы реально лучший осталось бы семейство двигателей типа F2 , F1a. F1s с тягой половинной , импульсной . А на нем по сути поставили крест. А наш имеет множество модификаций. Так что наша космонавтика реальная , а американская фантазийная. Жаль , что многие обманщики не дожили до разоблачения - за все надо платить , а это обман мирового масштаба.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Здесь в центре - наш. Сверх - "Союз", ниже "Лунный модуль", и ниже разгонный "Блок Д".

Насколько понимаю, разгонный "блок Д" тормозил всю систему на орбите Луны. "Союз" отделялся, стыковался носом к "Лунному модулю", космонавты переходили туда, и на "Лунном модуле" летали на Луну. А потом взлетали с Луны, возвращались на "Союз" и летели на Землю.

[frs-vetlana.livejournal.com]

Переходил в ЛК один космонавт. Второй должен был оставаться на орбите Луны в "Союзе".

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> Переходил в ЛК один космонавт. Второй должен был оставаться на орбите Луны в "Союзе".

В нынешней ситуации, когда электроника развитая, оставаться в "Союзе" скорее всего уже не нужно. Зато если нужно поменять экипаж лунной станции, нужно сажать троих космонавтов, и чтоб взлетало - тоже трое. В крайнем случае - два. Но одному жить на лунной станции - это с ума сойдёшь. Если чего случится - никто и не поможет. Поэтому не годится.

Кстати, теперь "Протон" поднимает больше чем тогда.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Сравнение лунных кораблей:



Сразу видно насколько наш меньше.

Американский весил 14.5 тонн, а наш - 5,5-6,5 тонн https://ru.wikipedia.org/wiki/Лунный_корабль . Почти В ТРИ раза меньше.

Но тогда почему наша ракета-носитель была не в три раза меньше, а примерно такая же как у США?

[pyrinpg.livejournal.com]

В славном МВТУ нам преподавали историю ракетостроения, в то время не было такого обилия информации и, хотя я интересовался космосом, но многое было ново и интересно. Всегда сложный момент - роль личности в истории, Вернер фон Браун - Сатурн5, Лаврентий Павлович Берия - атомная бомба СССР, отсутствие Королева - Н1.
У Брауна баки несущие, а у нас подвесные (а значит есть конструкция, которая их держит = дополнительный вес)
У Брауна 5 двигателей 1-й ступени водород-кислородные, с высоким импульсом. У нас 32 двигателя = доп вес, ведь на каждом насосы и прочее и прочее. + шанс выхода из строя хоть одного выше.
У Брауна баки топлива и окислителя мало того, что несущие, но и с переменной толщиной стенок (внизу больше)..
У нас, если заметили нет переходного стыковочного узла (вес большой), космонавт после стыковки (конусная штанга с фиксатором попадала в дырчатую ферму и временно фиксировала аппарат) переходил в возвращаемый модуль через открытый космос.

Наш проект был однозначно опаснее. А сатурн 5 потом 100 тонный скайлэб вывела на орбиту. Так что Вернер фон Браун свою мечту осуществил.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

У Брауна 5 двигателей 1-й ступени водород-кислородные, с высоким импульсом.

На первой ступени Сатурн-5 был керосин. https://ru.wikipedia.org/wiki/S-IC И первая ступень - это 2300 тонн из 3000. То есть 76% веса. На других ступенях - да водород, и импульс - 420 против 350, то есть на 20% больше. Но и водородный бак больше и тяжелее. Так, что суммарно это даёт не так уж и много. Может процентов 10 где-нибудь.

> У Брауна баки несущие, а у нас подвесные (а значит есть конструкция, которая их держит = дополнительный вес)

Зато не несущие баки можно сделать легче.

> У нас 32 двигателя = доп вес, ведь на каждом насосы и прочее и прочее

Их больше, но они же меньше.

> У Брауна баки топлива и окислителя мало того, что несущие, но и с переменной толщиной стенок (внизу больше)..

У них баки на первой ступени значительно длиннее поэтому для них это более актуально.

> У нас, если заметили нет переходного стыковочного узла (вес большой)

Ну, так тем более странно, почему при похожих ракетах у них значительно больший вес. В общем я не вижу ответа на свой вопрос.

[pyrinpg.livejournal.com]

Ракета-носитель выполнена по трёхступенчатой схеме, с последовательным расположением ступеней. На первой ступени устанавливались пять кислородно-керосиновых ЖРД F-1, которые по сей день остаются самыми мощными однокамерными ракетными двигателями из когда-либо летавших. Сорри, я здесь был не совсем корректен.

На всех ступенях Н1 топливо хранилось в шаровых баках, подвешенных на несущей оболочке. Двигатели КБ Кузнецова были недостаточно мощными, их приходилось устанавливать в больших количествах, что привело к ряду негативных эффектов

Зато не несущие баки можно сделать легче.

если посмотрите схему ракеты, то поймете. Они к тому же не легче, тк были составными.

Сорри, что вы меня не услышали, для моих коллег эти ответы препода были достаточными.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> Сорри, что вы меня не услышали, для моих коллег эти ответы препода были достаточными.

Я не знал, что вы препод. Вообще стараюсь ко всем относиться одинаково.

Объективно достаточным является ответ с цифрами. Ибо два больше чем один, и с этим согласны все.

> Двигатели КБ Кузнецова были недостаточно мощными, их приходилось устанавливать в больших количествах

Если посмотреть на отношение мощности к весу двигателя, то у НК-33 оно 171/1,393 = 123 , а у F1 оно 790/9,115 = 87. Таким образом наши двигатели развивали большую мощность на единицу веса. Кроме того удельный импульс НК-33 - 331 с, а у F1 - 265 c. То есть и по импульсу - наши лучше. Источники: https://ru.wikipedia.org/wiki/НК-33 (https://ru.wikipedia.org/wiki/НК-33) и https://ru.wikipedia.org/wiki/F-1_(ракетный_двигатель) (https://ru.wikipedia.org/wiki/F-1_(ракетный_двигатель))

Насчёт шаровых баков. Минимальное отношение площади поверхности к внутреннему объёму - как раз у шара. Шар - наиболее эффективная в этом плане фигура. Кроме того, у шара нет такого высокого столба жидкости как у цилиндра, создающего внизу высокое давление, поэтому и нет особого смысла делать стенки переменной толщины. Также уверен, что наши прежде чем создать большую ракету - делали модели, и смотрели какая конструкция легче, а какая тяжелее; и выбрали такую необычную конструкцию не потому, что они идиоты, а потому, что она оптимальнее.

[pyrinpg.livejournal.com]

Я не препод, мы с преподом подробно обсуждали отличия.
- подвесные баки в любом случае утяжеляют ракету, сейчас на новых ракетах не применяются практически нигде
- конструкцию с подвесными баками выбрали от безысходности. Американцы доставляли ракеты вплавь, у нас можно только спецсамолетом или поездом, поэтому габариты. Собранный из 4-х частей шар всегда тяжелее сделанного сразу.
- У нас пят ступеней, у амеров всего 3. Каждая ступень - это крепления (вес) это разделение (вес механизмов) и это гарантированный остаток топлива и окислителя в баках - 10-15 %, чтобы насосы не хватанули воздуха (газа) иначе мгновенный прогар камеры сгорания. Чувствуете как вес набираем на каждом этапе.

Один мощный двигатель, а в данном случае 5 против 32 весит меньше, за счет экономии на трубопроводах, насосах, и прочей обслуге. Это как один автобус увезет больше при меньшем весе, чем куча малолитражек. А это опять вес. вот и дельта в весах и набегала. И потом амеры от ступени к ступени свою ракету испытывали и наращивали, а мы сразу и все захотели. А движки Кузнецова не отлажены были.

http://engine.aviaport.ru/issues/89/pics/pg34.pdf

Мне страшно жалко, что не мы были первыми на Луне.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Собранный из 4-х частей шар всегда тяжелее сделанного сразу.

А за счёт чего? Сварка - она и есть сварка. Какая разница где сварят, на космодроме или в цеху?

> - У нас пят ступеней, у амеров всего 3. Каждая ступень - это крепления (вес) это разделение (вес механизмов) и это гарантированный остаток топлива и окислителя в баках - 10-15 %, чтобы насосы не хватанули воздуха (газа) иначе мгновенный прогар камеры сгорания. Чувствуете как вес набираем на каждом этапе.

По вашей логике лучше сделать ракету вообще из одной ступени. Но почему-то никто не делает ...

Верхние три ступени "Н-1" это почти как ракета "Союз". Но "Союз-то" из трёх ступеней. И здесь три ступени. Всё логично.

> за счет экономии на трубопроводах, насосах, и прочей обслуге.

Не насос, а турбонасосный агрегат. Он является частью двигателя. А, что наши двигатели эффективнее я посчитал выше.

И вообще, ракета Сатурн-5 выводит 118 тонн, а Н1Ф - 100 тонн на НОО. Согласно данным Википедии. Это означает, что по эффективности они примерно одинаковы. Так почему же после этого при посадке на Луну наш корабль был настолько меньше?

> Мне страшно жалко, что не мы были первыми на Луне.

Вообще-то мы ВООБЩЕ не были на Луне. Ни первыми, ни вторыми, никакими.

Кстати, а вы знаете, что США делают Falcon Heavy которая по массе как половина Сатурн-5? И двумя Falcon Heavy с одной стыковкой можно будет отправить человека на Луну.

[pyrinpg.livejournal.com]

И вообще, ракета Сатурн-5 выводит 118 тонн, а Н1Ф - 100 тонн на НОО

Ну это и есть ответ на Ваш вопрос, эта дельта и приводит к разнице в весе и размерах. Ведь до Луны надо долететь и обратно.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Как и дело времени, что этот памятник архитектуры и истории сгорит из-за этого.

Между 100 и 118 - разница в +18%. На +18% ещё одного человека никак на Луну не свозить.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Кстати, рассказ в анимациях о том, как собрать и сварить оболочку для лунной станции, не выходя в открытый космос: http://zampotehkenguru.livejournal.com/5256.html Пишу, чтобы услышать конструктивную критику.

И станцию, и полёт человека на Луну надо готовить параллельно.

[Дубовик Александр (from livejournal.com)]

И вообще, ракета Сатурн-5 не выводила 118 тонн, перед фейковыми полетами были уволены специалисты Цуп и набраны артисты изображавшие специалистов и радость от успехов . Также был отстранен от руководства и Вернер явно за "заслуги" в создании Двигателя F1 . Если бы двигатель был бы реально лучший осталось бы семейство двигателей типа F2 , F1a. F1s с тягой половинной , импульсной . А на нем по сути поставили крест. А наш имеет множество модификаций. Так что наша космонавтика реальная , а американская фантазийная. Жаль , что многие обманщики не дожили до разоблачения - за все надо платить , а это обман мирового масштаба.