Космос и детские вопросы

artyom_ferrier — 18.02.2018

Не хочется говорить о военщине, не хочется говорить о политике. Тут-то всё давно уже сказано со всех сторон. На эту тему — в голове попеременно играют две мелодии из Игры Престолов: Rains of Castamere и вот та лирическая музычка из заключительной серии шестого сезона, где Серси решала вопрос о секуляризации Королевской Гавани. И я, честно, не знаю, жив ли Орёл Наш Дон Рэба. Не тот случай, где бы я мог сказать: «Мне бы доложили, если б уже». Так что, если уже того — это не мы. Мы обещали до «выборов» его не трогать, давая последний шанс уйти живым и с миром («по миру», будет вернее). И если кому интересно, в разгроме «вагнеров» у Хишама — мы тоже не принимали участия. Кое на что амеры и сами способны (хотя сотрудничество в области военных технологий — имеет место, ты мне, я тебе, но с нашей стороны это в основном касается малых ударных дронов, которые там, вроде бы, не применялись, только эти здоровые турбореактивные, Риперы). Впрочем, что до Российской Армии (и «кулинарные» войска при ней) — этих скоро и суслики степные бить будут, а не то что амеры или курды (под «сусликами» подразумеваются зоологические суслики, никакого этнического сленга).

На том и довольно про политику и военщину, поговорим о глобальном, о космосе.

Спейсы второй раз откладывают запуск Фалкона с собственными спутниками для «планетарного вай-фая». Сначала с 17 на 18, теперь перенесли на 21-е.

Что ж, это дело обычное. Чуть малейшее подозрение на какие-то неполадки — лучше отменить. Лучше перебдеть, чем недобдеть. Ну, всё-таки десятки миллионов долларов на кону, в одной лишь ракете, не считая собственно спутников. И мне, честно, забавно бывает злорадство по поводу отложенных запусков что у Спейсов, что у Роскосмоса (симметричная реакция в противоположных «лагерях», и довольно глупая в обоих случаях).

К тому же, в данном случае Спейсы не планировали возврат первой ступени, а значит, это будет просто запуск, и в таком варианте Фалкон по своим возможностям превращается в аналог Протона. Что тоже неплохо, но ведь Фалконы любят именно за то, что они дарят интригующее зрелище посадки первой ступени.

Касательно этого (и ракетных технологий вообще) — давеча был разговор с виконтом Алексеем Артёмычем.

Он тоже проявляет интерес к данным делам, даже делал когда-то серию летсплеек по Kerbal на своём канале, и вот говорит:

“Я в общем-то понимаю, почему они не сажают ступени на парашютах...»

Да, тут нужно пару слов сказать, потому что сплошь и рядом это встречается, мол, Спейсы такие тупые, что не могут догадаться сажать ракеты на парашютах.

На самом деле, конечно, это первое, что приходит в голову. Благо, все помнят, как ещё в далёкие пятидесятые успешно приземлялись на парашютах возвращаемые из космоса аппараты. Ещё до Гагарина — с собачками (то, что американцы называли «muttnik”, от mutt - “дворняжка» плюс суффикс «ник» от «спутника», в то время как сами амеры тестировали свои аппараты в основном на обезьянах).

Но есть всё-таки некоторая разница между капсулой максимум в тонну весом — и махиной высотой с пятнадцатиэтажный дом, которая весит десятки тонн даже при полностью выжженной горючке. Система парашютов, способная мягко посадить такую громаду — сама по себе будет очень сложной и не то чтобы очень миниатюрной. А значит, будет отжирать полезную нагрузку и создавать дополнительные уязвимости в и без того очень деликатном изделии.

Впрочем, даже если все парашюты сработают идеально, даже если ракета приземлится идеально мягко на ровное поле (а не будет снесена ветром куда-то в лес) — поля только кажутся ровными. А так-то малейший бугорок — и эта конструкция деформируется просто под собственной тяжестью. Там же не броня, там же всё сделано максимально облегчённо. Алюминиевая обшивка, внутри — куча трубочек (и топливных, и охлаждения) и проводочков. И ремонт такой штуки — это не совсем то же, что у «тазика» кузов отрихтовать в гаражном сервисе. Сажать же на парашютах точно на некое специально подготовленное поле — это просто нереально. Без корректировки двигателями да с высоты в десятки километров — можно представить, какой там ветровой снос будет. Представить — но не предсказать.

Сажать в океан, который уже «выровнен» природой и допускает, в принципе, более высокую скорость касания? Ну, так себе решение. Солёная вода — не очень дружественная к металлическим изделиям штука. А уж когда они ещё и раскалённые... Вряд ли кто захочет купить элементарный автомобиль, зная, что он был утоплен в морской воде (в пресной, впрочем, тоже). А запускать такую ракету с нагрузкой в десятки миллионов долларов? Тут и минимальная уверенность потребует такой профилактики после утопления в океане — что дешевле будет новую ракету сделать.

Присобачить какие-то надувные поплавки, чтобы ракета ложилась на них, а не на воду? Это, опять же, очень серьёзное усложнение конструкции и отбор полезной нагрузки. Даже если эти поплавки и парашюты сделать из очень лёгких материалов (которые при этом должны быть и жароустойчивыми) — они потребуют места, которое можно было бы занять топливом.

Что ещё? Раздробить ракету на много мелких ступеней, каждую из которых можно было бы более уверенно парашютировать на землю, не боясь деформаций на неровностях почвы? Но это потребует и много лишних двигателей, и механизмов отстрела отработавших ступеней, и всё это многократно повышает вероятность сбоя, который станет критическим для запуска как такового.

Прелесть конструкции Фалкона — в том, что она максимально простая (насколько это возможно в таком деле). Там только одна здоровенная стартовая ступень (где у советских ракет вроде Союза и Протона — две).

Она выталкивает вторую ступень где-то километров до шестидесяти, там отсоединяется, по инерции уходит примерно до сотни, оттуда начинает контролируемое падение. Делает прожиг на входе в более-менее плотные слои атмосферы, чтобы притормозиться и снизить термическое воздействие — и окончательно тормозится непосредственно перед посадкой.

Да, это требует некоторого количества топлива. Без посадки — оно может быть употреблено для продолжение разгона где-то до ста двадцати километров, после чего вторая ступень используется уже чисто для орбитальных манёвров. Но в посадочном варианте — получается максимально сохранная основная, наиболее дорогая большая ступень, пригодная к повторному использованию после некоторой, конечно, профилактики. И когда в принципе ступень возвращается — уже появляется возможность работать над надёжностью и износостойкостью её элементов. Что Спейсы и делают очень активно. А ранее отработавшие ступени предыдущих поколений — запускают в обычном варианте, без возврата. Ну, собственно, как и все остальные участники рынка, поскольку возвращать на практике стартовую ступень научились пока что только Спейсы.

Ну и конечно, думая о возврате ступеней — они перебрали все мыслимые варианты. И парашюты — в первую очередь. Но вот пришли к выводу, что даже сочетание парашюта и двигателя при вертикальной посадке — нежелательно. Это будет мешать точности посадки. Поэтому — только торможение и коррекция двигателем, только хардкор.

Это-то — Лёшке понятно. Но вот он высказал такую мысль.

Говорит, а почему бы не усовершенствовать условия старта? Сделать, скажем, этакий рельсотрон (рисует подобие удава, сожравшего слона), где бы на прямом участке ракета, поставленная на тележки, разгонялась километров до двухсот, и только на горке — включала бы двигатели, взмывая ввысь, когда уже имеет хорошую скорость. А этот разгонный поезд, соответственно, переваливает через горку и потихоньку тормозится за ней, чтобы использоваться сколько угодно раз.

Что сказать? Идея, конечно, очевидная. И, собственно, с этого начиналось практическое ракетостроение. Именно так стартовали Фау-1. Они, правда, не космические ракеты, а крылатые с пульсирующим реактивным двигателем, но идея была та же самая. Сэкономить топливо ракеты, дав её больше дальности, разогнав её на земле, сколько можно.

И когда наблюдаешь эти запуски, современных космических ракет — ну, конечно, сердце кровью обливается при виде того, как она, только стартанув, еле-еле набирает первые сотри три километров скорости на первом километре подъёма. Понятно, что там тратится огромное количество топлива, которое можно было бы употребить каким-то более полезным образом. И это действительно можно было бы обеспечить, придавая ракете первоначальное ускорение на рельсотроне.

Возможно, в будущем такое решение и окажется реализовано. Может, и окажется выгодным - при сотнях запусков в год. Но, как бизнесмен (в числе прочего), я понимаю, что это довольно затратный будет проект. Тут речь-то всё же не о Фау-1 в две тонны весом, но о громадинах в сотни тонн. А значит, понадобится строить несколько параллельных путей на эстакадах. И делать очень специфических подвижной состав, который способен был бы разогнать всю эту фигню километров до двухсот на каком-то разумном по дальности участке (который в любом случае будет исчисляться километрами).

Это вполне реализуемо — но это недёшево. Это потребует миллиардов баксов на строительство, и ещё дофига усилий на отлаживание системы. При понимании того, что в случае аварии этой ракеты, под завязку набитой высококалорийной горючкой, ремонт сооружения тоже потребует изрядных бабок.

Есть и некоторые технические нюансы. Вот кто видел подготовку ракеты (что спейсовских, что иных) к старту — обращал внимание, что она то и дело попыхивает этак «паровозно», порою целиком скрываясь в клубах пара. Это — жидкий азот, использующийся для охлаждения топлива и кислорода. И то, и другое — туда упихивают по максимуму, а для этого — охлаждают.

Производить такое охлаждение при разгоне на рельсах — думаю, всё-таки малореалистично. Ну, гнать рядом ещё и цистерну с жидким азотом, удерживая соединение и прокачивая его по шлангам. Та ещё эквилибристика. А значит, придётся брать на борт меньше горючки. И тут возникает вопрос о том, сколько реального выигрыша по загрузке топливом даст предварительный наземный разгон.

Но в любом случае, для строительства такого рельсотрона — нужны многомиллиардные вложения в расчёте на некоторую отдачу в будущем. Это себе мало кто может позволить. Обычно люди, имеющие возможность распоряжаться такими деньгами, всё же умеют их считать (Крымский мост и всякие пафосные спортивные российские сооружения — не в счёт, это исключение, когда до больших бабок дорвались босяки из подворотни с цезарианскими понтами).

Между тем, все затраты Спейсов на их космическую программу — не превышают пары ярдов. При этом, они достигли впечатляющих практических результатов. Да, конечно, запуск Фэлконов требует не только ракет как таковых, но ещё космодромной инфраструктуры, но Маск и строит свой космодром. Что, конечно, стоит некоторых денег (закладываются на сто лямов), но не таких, как стоил бы этот циклопический рельсотрон. То есть, сохраняется значительная гибкость в планировании стратегии, без каких-то роковых привязок к отдельно взятому объекту.

И, ей-богу, возвращаемость стартовых ступеней с возможностью многократного их использования — это гораздо важнее экономии какого-то количества топлива для старта (чему бы служил тот самый рельсотрон или воздушный старт с самолётной платформы, над чем тоже работают некоторые фирмы).

Когда ступень возвращается и может быть снова пущена в дело - можно даже немного уменьшить её загрузку топливом и снизить грузоподъёмность ради большей надёжности узлов. Где-то трубочки поставить потолще, где-то жгуты проводов получше защитить. Общее удешевление запусков как таковых — того стоит.

Поэтому, конечно, практическая реализация возврата ступеней Спейсами — это был очень серьёзный прорыв. И не менее серьёзный — возможность связывать эти возвратные ступени в «пучок», что они сделали на Хевике, когда всё-таки нужно забросить в космос реально тяжёлую какую-то фигню. Опять же — обеспечение гибкости средств для решения тех или иных задач.

И если говорить по-взрослому, то вот именно такие решения — эпохальные вехи в освоении космоса. То, что на практике даёт новые возможности, придаёт всему делу коммерческую осмысленность.

То, что считается важными космическими вехами в массовом сознании, будь то полёт Гагарина или первый шаг Армстронга на Луну — это всё же вещи романтические и в изрядной степени «пиаровские».

Серьёзно, вот какое практическое значение имел полёт Гагарина, при всей к нему человеческой симпатии? Научиться запускать на орбиту и возвращать аппараты? Но это делалось многократно к тому моменту. И с собачками, и с кроликами, и с крысками. В большинстве случаев — капсулы с ними успешно возвращались (Лайке, правда, не повезло). Посадить вместо зверушек человека — никакой разницы с научной и технической точки зрения. От него по-любому ничего не зависело, всё делала автоматика.

Или — эксперимент на выживаемость человека в космосе? Ну, не настолько уж маньяки были эти учёные-ракетчики, что советские, что штатовские. Человека запустили — когда однозначно был известен ответ на вопрос о том, сможет ли он там выжить. Ну, если выживали собачки и обезьянки (причём, не в сорокаминутном суборбитальном полёте, а в многодневных орбитальных) — конечно, и человек выживет. Поди, тоже высшее млекопитающее.

То же, в общем-то, и про американскую лунную программу с участием людей. Да, очень пафосно, очень величественно — но какой в этом был практический смысл? На «те же деньги», в смысле, на ту же массу полезной нагрузки можно было доставить роботов, которые бы сделали всё то же самое. И флаг бы воткнули, и датчики разместили, и грунт бы собрали. А люди — слишком много требуют для себя в плане жизнеобеспечения.

Не знаю, может, к старости я становлюсь брюзгой, но я бы вообще избегал участия живых людей в каких бы то ни было потенциально опасных программах, если только их характер не требует категорически такого участия, не делает его незаменимым. И похрен амбиции всех бравых первопроходцев, чья отвага не вызывает сомнений, но я бы не стал использовать её для шоу. Не за свой счёт, во всяком случае, и не в ущерб делу.

Вот проведение научных экспериментов на орбитальных станциях — да, требовало присутствия человека. В семидесятые, во всяком случае. Для этого, конечно, надо было проверить, как люди переносят космические условия, сохраняют ли способность к выполнению каких-то сложных действий (всё-таки, кровоснабжение мозга немножко непривычное). А для этого, перед тем, как запускать на орбиту учёных, конечно, надо было сначала покрутить там офицеров-лётчиков. Но, опять же, проверялась не физическая выживаемость как таковая, а изучались нюансы адаптации к долговременной невесомости. И это имело смысл, это давало полезные знания, это была уже именно та «рутина», которая имеет значение, но которая мало привлекает внимание широкой публики.

Сейчас же, вероятно, физическое присутствие человека на орбите — в большинстве случаев вовсе излишне. И инженерные работы, и научные эксперименты — лучше проведут роботы на дистанционном управлении (или даже в автономном режиме). Поэтому, собственно, и решено было выжать из МКС, что можно, да свернуть программу. При этом, конечно, не исключается такая вещь, как космический туризм, но это весьма «побочный» такой бизнес.

А вот какие реальные практические перспективы открывает радикальное удешевление запусков — это мы очень скоро узнаем.

Прелесть спутниковой инфраструктуры — уже узнали, и она стремительно развивается.

Что дальше? Я бы поставил на энергетические проекты, которые могут начать реализовываться уже в ближайшие пару десятилетий.

Орбитальные электростанции, собирающие «чистое» солнечное излучение — давняя мечта. Причём, там не обязательно ограничиваться только лишь солнечными батареями (хотя и их можно развернуть немерянные поля — и так, чтобы не затеняли Землю). Если доставить на орбиту некое рабочее тело, ту же воду, можно замутить и обычную паровую турбину. На солнце вода будет нагреваться (немножко больше, чем в пустыне Калахари), испаряться (в вакууме это очень лёгкий процесс), отрабатывать на лопатках, уходить на тёмную сторону, там отдавать тепло излучением, конденсироваться — и по-новой. Практически, вечный двигатель. Ну, почти — с запиткой от Солнца.

А там — передавать липиздричество на Землю коротковолновым потоком. Да, это требует сооружений изрядного размера (передающая антенна — около километра, приёмник — километров десять в диаметре), но это можно разместить где-нибудь в малолюдной, околополярной местности. Где не летают ни самолёты, ни птицы (можно добиться сравнительно безопасного СВЧ-импульса, но всё равно лучше держать такие штуки подальше от живности).

Что делать дальше с этой энергией? Я бы — не морочился передачей в более населённые местности, а прямо там же использовал бы для электролиза воды. И отгружал бы оттуда уже водород и кислород в той или иной таре.

Сейчас водород не внедряется широко в качестве топлива (хотя используется в некоторых ракетных программах, в тех же французских Арианах), поскольку, прежде всего, его получение безумно дорого по сравнению с углеводородами. Но всё может измениться, если производить электролиз на этом «халявном» электричестве из космоса. Правда, чтобы оно стало «халявным» - требуется радикальное удешевление транспорта, который бы забросил на орбиту «конструктор» для создания энергостанции. Но, собственно, Маск этим и занимается, удешевлением, и не только он один.

Когда же удастся получать реально много энергии от этих орбитальных станций — можно будет заняться и Глобальным Потеплением. В смысле, на самом деле его устроить. Подогреть Арктику тепловентиляторами, а Ледовитый океан — мегакипятильниками.

Разумеется, когда человечество на самом деле получит возможность повысить температуру планеты — все эти пляски с бубном Эла Гора тут же объявлены будут антинаучной ересью, каковой и являются.

Энергия — это хорошо, а не плохо. Тепло — это хорошо, а не плохо (в разумных пределах, конечно). И уж перегрев-то Земле точно не грозит. Это не Меркурий, ей-богу. И не Венера, с её чудовищным количеством серы и во много раз большим, чем на Земле, содержанием углерода, чьё сгорание и обусловило тамошние температурные кондиции, а вовсе не пресловутый «парниковый эффект», который просто фикция, смелая для своего времени гипотеза, но в реальности не работающая. Ну и в целом у Земли и Венеры — слишком много отличий, чтобы предрекать нашей планете «венерическую» судьбу. Это — весьма дурацкая страшилка.

Земля вообще довольно уникальная планета. Которая давно прошла пик вулканической активности, что реально выбрасывает массу серы и углерода из недр, и чья атмосфера стабилизировалась как смесь свободного окислителя (кислорода) и газа, который не вступает в реакцию с тем окислителем при обычных земных условиях (азота). И водород оказался связан в чистом оксиде, а не в кислоте (как на Венере).

Поэтому у Земли есть океан, есть атмосфера. Превосходные рабочие тела для саморегулирования. Любой излишек энергии автоматически будет преобразовываться в работу, в перемещение масс водяного пара ветром. Это очевидно всем, кто в школе физику хоть немного учил (но «потеплисты», естественно, не тот случай — эти и в школе, и далее только основы кликушества и мозгоёбства учили).

Да, разумеется, при росте планетарной температуры повысится интенсивность метеорологических процессов, возрастёт ветровая активность. Ну, всякие ураганы-тайфуны — да, тоже станут поинтенсивней. Но тайфуны — это в любом случае пренебрежимо малое неудобство по сравнению с цунами (которые мы пока что даже предсказывать толком не умеем, не то что предотвращать). Вернее, это даже интересно — шторм, ураган, тайфун. Ну, потребуются некоторые дополнительные меры в градо- и домостроительстве, да и только.

Но в целом больше ветра — это хорошо. Это не только новые ветряки, но и более глубокое проникновение влажных масс в ранее засушливые континентальные местности. Это ж отлично.

Некоторая, конечно, побочка от реального и рукотворного Глобального Потепления — поднятие уровня мирового океана. И мы, конечно, не хотим терять Амстердам.

Но что ж? Значит, будем отправлять излишки воды на орбиту. И для отелей, и для индустриальных мощностей (в некоторых производствах всё-таки критически важно наличие воды).

Повторю: всё дело в транспорте, в его стоимости. Сейчас подобные проекты — вылетят в такие суммы, что госдолг США покажется «мелочью на сдачу». Но всё может перемениться коренным образом в ближайшие четверть века.

А пока что, разумеется, приоритетным грузом остаются спутники наблюдения и связи. И, пожалуй, пожелаем Маску удачи с его этим «планетарным вайфаем». Но даже если будут какие-то частные обломы (а они, конечно, будут) — в целом это ничего не меняет. Эти ребята уже нащупали такой вектор развития космической индустрии, который делает её не просто научным или пиаровским проектом, а коммерчески очень выгодным предприятием с огромными перспективами.

Роскосмосу же можно пожелать поскорее переходить с Протонов на Ангару. Она, разумеется, не конкурент Спейсам в прямом смысле — но может быть востребована на рынке ещё долгое время.

А вот Протону угрожает не столько то, что от них окажутся из-за дороговизны и ненадёжности (это-то — у них приемлемо, на самом деле), а что ему экологи «крузейд» объявят за применение гептила в качестве топлива (очень токсичная штука). Как только потребность в услугах Протона снизится, то есть, как только он перестанет быть критически важным для запусков спутников — так и объявят, тут к гадалке не ходи.

К керосину и метану (на которых работают, в том числе, спейсовские Мерлины у Фалконов и Рапторы у ныне строящейся Big Fucking Rocket) – претензий нет. То есть, сектанты потеплизма, конечно, ненавидят углекислоту как таковую, но глупо бороться с выбросами углекислоты космическими ракетами, когда авиация пережигает керосина в тысячи раз больше).

Самый экологически чистый ракетный вариант — это, конечно, водород, который при сжигании даёт просто воду, но там есть технические сложности, почему Арианы на водородных движках и стоят так дорого (плюс, конечно, эффект госпомощи проекту).

И вот по мере развития экологически чистого ракетостроения — гептил, конечно, объявят сильно нежелательным. Думаю, в Роскосмосе это понимают, что Протон в скором времени могут начать бойкотировать именно по таким соображениям, а не экономическим.

«Союз», работающий на керосине, - более годный вариант. Ещё более перспективными были ракеты семейства «Зенит», совместная российско-украинская разработка, но сейчас, конечно, она в целом похерена из-за несравненной мудрости российского политического руководства, из-за этого дурацкого Крымняша на потребу охлосу и недобитым «ымперским» упырям.

Но ладно, не будем о грустном. В конце концов, по сравнению с многоразовыми аппаратами Спейсов — все прочие ракеты по определению морально устаревшие. Ну, как пароходы после появления дизельных судовых двигателей. Да, они ещё плавали какое-то время (вплоть этак годов до шестидесятых, а где-то и дольше), но всем было понятно, что это просто доработка ресурса.

А там уже маячат проекты Блю Ориджини с тоже возвратными ступенями, кто-то ещё подтягивается. В общем, в интересное время живём. Которое и запомнится прежде всего первыми возвращаемыми ракетами и «пучковой» их организацией, а про какого-то там Путина в энциклопедиях будет написано: «Ещё один мудак в российской истории, весьма богатой на них». Впрочем, поскольку нельзя исключить вероятность того, что он уже “фсё» — aus nihil.

Оставить комментарий

Популярные посты:

tescin

Эльдорадо казино: что делает его уникальным среди конкурентов

foto_history

Учения в полицейской академии

toomth

Орск. Перыве жертвы! 4 человека.

zhizd

Жизнь иногда бывает невероятно несправедливой( Человек

diak_kuraev

Поехал поблагодарить св. Николая

svetlyachok_vtk

Крестопоклонная неделя

viking_nord

Умер Юрий Ваксман

roomd

Report on Probability A

booky_moussy

За своими ботиночками на Степу Разина

• Ранее
• Архив