Луна: Мультимиссия

bigdrum — 27.08.2022


Теперь, раз космос "попер", давайте поговорим о правильной организации лунной миссии, и об организации миссий к иным планетам вообще. Ранее я писал, что межпланетные полеты должны проводиться от станции к станции - то есть, что сперва надо создать у целевой планеты инфраструктуру из системы связи, навигационной системы и космической станции, к которой будет стыковаться по прилету межпланетный корабль, и от которой уже будут строиться экспедиции на планету. Но все лучше видеть и понимать, когда оно в развитии показано, и видна логика.

Начнем с Луны.

Все проекты миссий сегодня строятся по образцу миссий Аполлон. С программы Аполлон теперь калькируются все проекты, и даже марсианские миссии - тоже. Вместе с тем, архитектура миссий Аполлон полностью определяется имевшимися на тот момент возможностями, а также "спортивным" характером полетов. Налицо было перефинансирование, цейтнот и полное отсутствие понимания, зачем это надо практически, при полной ясности, зачем это нужно политически. Именно потому и появилась программа Аполлон в том варианте, который мы увидели.

Ничего общего с предлагаемой мной концепцией индустриального подхода к космонавтике, предполагающей создание форпостов в пустоте и опору на пустотные технологии, как в освоении планет и лун, так и в освоении пространства в общем, естественно, американцы в то время предложить не могли - и не предложили, хотя к примеру, станция Солярис в одноименном произведении Станислава Лема, и упоминающаяся в "Трудно быть богом" Стругацких орбитальная станция - являются объектами из именно такой, пустотной стратегии освоения космоса.

Итак, миссия на Луну с точки зрения планомерного освоения космического пространства.

Станция, система связи и навигации вокруг Луны на основе спутниковой группировки. Постоянное информационное присутствие в любой точке поверхности. Станции на орбите, как грузовой и пассажирский хаб. Это воображается легко, и так же трудно понять, как к этому прийти, да еще и на нынешнем этапе освоения космоса. И зачем к этому приходить.

Давайте посмотрим, как сделать лучше, дешевле, быстрее и эффективнее, и почему надо делать именно так.



Прежде всего баллистика. Аполлоны летели к Луне быстро, чтобы астронавты получили поменьше радиации, а криогенные компоненты в баках не выкипели. С точки зрения энергетики полетов к Луне траектория Аполлонов - не самая эффективная, зато она самая быстрая при тех энергетических возможностях, которые были в распоряжении авторов программы. Однако, если мы посмотрим на состав летящего к Луне объекта, то мы увидим, что космонавты составляют самую ничтожную часть груза...

Существуют другие траектории полета к Луне - например, через точку Лагранжа, которые гораздо эффективнее по энергетике, но при этом требуют больше времени. Для космонавтов такие траектории не очень хороши, поскольку радиация, но вот технические системы и ресурсы по таким траекториям отправлять можно - в той же выводимой массе мы получим больше полезной нагрузки.

Разделив грузовой и пассажирский потоки, мы сможем оптимизировать затраты на перелет. Это первая выгода.



Теперь выгода номер два. Лунный орбитальный корабль (ЛОК) вытаскивал к Луне лунный экспедиционный модуль (ЛЭМ, посадочный модуль). Соответственно, запасы топлива плюс масса двигательной установки ЛОК были избыточны для возвращения на Землю. Разделяя ЛОК и ЛЭМ, мы снижаем массу ЛОК. А поскольку ЛЭМ и ЛОК идут к Луне разными запусками, и по разным траекториям - мы получаем огромную весовую экономию, что позволяет нам экономить на носителе. В рамках возможностей космической транспортной системы мы получаем большие возможности по полезной нагрузке, чем при совместном полете по одной (неоптимальной по энергетике) траектории всей системы сразу.

Выгода номер три. Запуская ЛЭМ отдельно от ЛОК, мы можем иметь на лунной орбите не один, а НЕСКОЛЬКО ЛЭМ, готовых к стыковке и работе с подлетающим ЛОК, и соответственно, надежность миссии возрастает. Да, несколько запусков вместо одного - но в рамках КАЖДОЙ миссии ЛОК у нас будет ГАРАНТИРОВАННО ГОТОВЫЙ к работе с ним ЛЭМ.

Выгода номер четыре. Один ЛЭМ на одну миссию - это значит, что в случае неисправности ЛЭМ космонавты обречены остаться на Луне. Несколько ЛЭМ на орбите Луны означают, что резервный ЛЭМ может в автоматическом режиме совершить посадку вблизи аварийного, космонавты могут перейти в резервные модуль и вернуться.

Итак, как создается мультимиссия.

Отдельными запусками к Луне в автоматическом режиме отправляются заправленные, снаряженные и готовые к приему экспедиции ЛЭМ. Несколько штук. Они летят через точку Лагранжа, используя возможный минимум топлива. Выходят на целевую орбиту и ждут. Когда у нас там образуется два-три ЛЭМ в готовности принять миссию, одним запуском отправляется ЛОК с космонавтами. Он летит по "аполлоновской" траектории, и достигает Луны быстро. На орбите Луны он стыкуется с подходящим ЛЭМ. Космонавты переходят в ЛЭМ и высаживаются на Луну. После работы они возвращаются на орбиту, отработанный ЛЭМ сбрасывается, ЛОК возвращается к Земле. Оставшиеся неиспользованные ЛЭМ ждут следующих миссий.

Может возникнуть вопрос касательно стыковки ЛОК и ЛЭМ на орбите Луны. Дескать, безопасно провести стыковку как в программе Аполлон - на орбите Земли, потому что если что-то случится там - последствия более тяжелые. Но я вам отвечу, что вы не правы, и вот почему:

1. Нестыковка ЛОК и ЛЭМ на орбите Земли - точно такое же прерывание миссии, как и нестыковка на орбите Луны.
2. Наличие запасных ЛЭМ на орбите Луны дает шанс исправить ситуацию.
3. Использование более дешевых носителей позволяет провести больше запусков, и если причина нестыковки в ЛОК - то ЛЭМ могут быть использованы в следующих миссиях.
4. Проблемы со стыковкой ЛЭМ и ЛОК при возвращении на Землю, кои могли возникнуть в программе Аполлон - это точно такая же катастрофа, ни на йоту не меньшая, чем в предлагаемой схеме.

На самом деле на орбите Луны можно держать не только пару резервных ЛЭМ, но и резервный ЛОК. И это делает такую схему мультимиссии ГОРАЗДО БЕЗОПАСНЕЕ классической схемы имени "Аполлона".

Давайте посмотрим на общие затраты программы.

Мы посылаем к Луне ЛОКи, пока у нас там есть гтовые ЛЭМы. И мы посылаем ЛЭМы, чтобы там был резерв для ЛОКов. В конечном счете ВСЕ (возможно кроме последнего из соображений безопасности) ЛЭМы будут использованы для миссий, и все ЛОКи осуществят успешные миссии.

Как видим, по результативности такая схема ничуть не хуже программы Аполлон. А что по затратам?

Мы используем для запусков более легкие носители, обеспечивая максимум функционала ЛЭМ и ЛОК в рамках весовых возможностей ракеты, цена каждого запуска у нас ниже, цена пары запусков ЛЭМ+ЛОК ниже, чем при одном запуске.

Чистый профит.



Кроме того, в рамках такой эффективной и недорогой стратегии мы отрабатываем вопросы по созданию спутниковых группировок у других небесных тел - то есть то, как получить настоящую пустотную космонавтику, описанную выше, становится результатом планомерной и спокойной работы уже на Луне.

Раздельные запуски ЛЭМ и ЛОК позволяют использовать корабли разных конструкций, и создать систему поколений космических аппаратов для межпланетных перелетов, отработав на них вопросы надежности, отказоустойчивости, безопасности в длительных миссиях, высокой готовности к работе в течении длительного времени в условиях космического полета.

Вы ведь понимаете, что если ЛЭМ на орбите Луны не сможет выдержать год ожидания - то и марсианский посадочный модуль за время полета к Марсу сдохнет тоже, не так ли?




.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив