Autor Wątek: Kilka pytań związanych z astronautyką  (Przeczytany 5027 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Offline deathrider

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1154
  • LOXem i ropą! ;)
Kilka pytań związanych z astronautyką
« dnia: Kwiecień 03, 2017, 19:22 »
Cześć, naszło mnie kilka pytań związanych pośrednio/bezpośrednio z Astronautyką:
1. Czy rakieta o gabarytach New Shepard'a od Blue Origin (chodzi o same gabaryty) mogłaby wynosić kapsuły (wymiar i masa takie jak w testowanym egzemplarzu) do lotów LEO ? Zakładamy hiper-super paliwo (zbliżone do maksymalnej wydajności możliwej do osiągnięcia w rakietach chemicznych) i zastosowanie zbiorników/komponentów struktury wykonanych z włókien węglowych i innych lekkich materiałów
1a. Czy w takiej konfiguracji jak powyżej(ale przy założeniu np. mniejszego ładunku) mogłaby stać się SSTO ?
1b. Z tego co rozumiem większość projektów silników nuklearnych, mimo fantastycznej wydajności nie pozwoliłoby na start z powierzchni ? Mówię tutaj o mało destrukcyjnych pomysłach (czyli np. nie Orion ;) ), czy też jest jakiś wyjątek od reguły
2. Zakładamy uderzenie asteroidy/komety w Ziemię - skala extinction event. Czy sensownym/ w ogóle wykonalnym byłaby realizacja "Arki" w postaci stacji kosmicznej, ich grupy ? Ewentualnie ( z powodu odłamków) stacja wokółksiężycowa, albo na powierzchni Księżyca ?
3. Realizacja lotów BEO:
  • Start wspomnianego w Iszym punkcie "turbo" Sheparda, wyniesienie załogi na LEO
  • Dokowanie na LEO do modułu BEO - realizacja podobna do ACES od ULA - zmiany to np. silniki nuklearne
[li]Lot docelowy w kierunku Księżyca/Marsa, czy też stacji położonej w L2/L1
[/li][/list]
Ma coś takiego sens ?
Zbliżony pomysł, to np. lot suborbitalny z wykorzystaniem architektury nad którą pracuje Virgin Galaxy, przechwycenie statku tuż nad 100km (wspomniany wcześniej podrasowany ACES, chyba nie obyłoby się już bez silników nuklearnych). Ewentualnie oddzielenie części pasażerskiej, samolot suborbitalny ląduje sobie autonomicznie, część pasażerską przechwytuje ACES.

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 23371
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #1 dnia: Kwiecień 03, 2017, 22:31 »
Moje odpowiedzi:

1. Nie - New Shepard osiąga prędkość 3 mach. Jest to coś koło 1 km/s. Aby dotrzeć do LEO trzeba pierwszej prędkości kosmicznej:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Pr%C4%99dko%C5%9B%C4%87_kosmiczna

2. To chyba zależy od ilości czasu jaki nam pozostanie - jeśli to sto lat, to pewnie tak. Jeśli 3 dni, to idziemy na imprezę.

3. Pomysłów z wykorzystaniem jakiegoś pojazdu-ciągnika już było kilka, ale żaden się nie doczekał głębszej realizacji.

Offline Tomasz Noga

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 547
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #2 dnia: Kwiecień 03, 2017, 23:05 »
Punkt 2. O wiele łatwiej, taniej i szybciej byłoby przygotować odpowiednie schrony na Ziemi. Już istnieją takie, które miały przetrwać wojnę nuklearną.

Offline deathrider

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1154
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #3 dnia: Kwiecień 04, 2017, 08:03 »
Kanarkusie - w punkcie 1szym chodziło mi tylko o wymiary rakiety. Wiem o prędkościach kosmicznych ;) Chodzi o to, czy da się zbudować pojazd Ziemia-LEO mniej więcej o wymiarach New Sheparda, z wykorzystaniem bardziej wydajnego paliwa i utleniacza. Jego działanie: start, separacja, kapsuła leci na niską orbitę, pierwszy stopień ląduje i jest ponownie wykorzystany.
Tomasz Noga - że taniej/łatwiej to jasne. Ale taki powiedzmy 15-20km kamyczek, składający się w większości z żelaza - albo mniejszy a zbudowany z  platyny. Wynikające z uderzenia ruchy tektoniczne, odparowanie dużej ilości oceanów(sam fireball przy uderzeniu, opadająca na powierzchnie ejecta - średnia temperatura powierzchni planety ponad 100 C przez wiele lat) ,  impact winter trwająca kilka wieków. Nie wiem czy nie łatwiej byłoby "przeczekać" ten okres w przestrzeni/ na Księżycu. Albo zastosować obydwie strategie jednocześnie(+ bazy pod wodą - ale te byłyby chyba najbardziej ryzykowne).

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #3 dnia: Kwiecień 04, 2017, 08:03 »

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 23371
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #4 dnia: Kwiecień 04, 2017, 17:52 »
Hmm... rozumiem, o co ci chodzi!
Masa New Sheparda (pusta) to 20 ton. Z paliwem to 75 ton:
http://www.astronautix.com/n/newshepard.html
Sama zaś kapsuła ma masę około 3,6 tony. Czyli około 5% całości.

Dla porównania - w rakiecie SS-520-4 (ta japońska, co się rozkwasiła w tym roku) masa całkowita to 2,6 tony a ładunek na orbitę to... 4 kg. Czyli 0,1 % całości.

Najlżejszy Atlas 5 ma masę 333 ton i wyniesie około 10 ton na LEO. Czyli około 3 procent całości. Tyle, że cała pusta rakieta waży tylko 23 tony - bardzo podobnie jak New Shepard. I to sugeruje jedno (w skrócie i uproszczeniu): pomijając zbyt mały silnik, New Shepard musiałby mieć 4x bardziej energetyczne paliwo, aby wynieść na orbitę kapsułę. Z pewnością takiego paliwa jak na razie ni ma. :)

Offline deathrider

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1154
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #5 dnia: Kwiecień 05, 2017, 09:06 »
Cytuj
I to sugeruje jedno (w skrócie i uproszczeniu): pomijając zbyt mały silnik, New Shepard musiałby mieć 4x bardziej energetyczne paliwo, aby wynieść na orbitę kapsułę. Z pewnością takiego paliwa jak na razie ni ma. :)
czyli trifluorek choloru dałby radę ;)

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 23371
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #6 dnia: Kwiecień 05, 2017, 09:22 »
Cytuj
I to sugeruje jedno (w skrócie i uproszczeniu): pomijając zbyt mały silnik, New Shepard musiałby mieć 4x bardziej energetyczne paliwo, aby wynieść na orbitę kapsułę. Z pewnością takiego paliwa jak na razie ni ma. :)
czyli trifluorek choloru dałby radę ;)

Raczej nie:
https://history.nasa.gov/conghand/propelnt.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Specific_impulse

Chyba, że w formie jakiejś z napędem typu scramjet, czyli bez utleniacza ale też wciąż za mało. A tymczasem trifluorek choloru jest chyba utleniaczem a nie paliwem?

Offline deathrider

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1154
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #7 dnia: Kwiecień 05, 2017, 09:27 »
Chodziło mi o jego imponujące zdolności utleniające ;)
Jeśli byśmy go używali, paliwem mogłoby być praktycznie cokolwiek. Trzeba by bardzo uważać, żeby sama rakieta nie stała się paliwem ;)

Offline Borys

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 2415
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #8 dnia: Kwiecień 05, 2017, 11:01 »
Chodziło mi o jego imponujące zdolności utleniające ;)
Jeśli byśmy go używali, paliwem mogłoby być praktycznie cokolwiek. Trzeba by bardzo uważać, żeby sama rakieta nie stała się paliwem ;)

New Shepard już wykorzystuje jedno z najbardziej wydajnych paliw chemicznych. Jakieś egzotyczne kombinacje mogą poprawić osiągi, ale to są zmiany rzędu 10%.

Offline Borys

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 2415
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #9 dnia: Kwiecień 05, 2017, 11:53 »
Hmm... rozumiem, o co ci chodzi!
Masa New Sheparda (pusta) to 20 ton. Z paliwem to 75 ton:

Zdecydowanie mniej. Masa startowa jest na gdzieś poziomie 30 ton. Astronautix ma dane sprzed dziesięciu lat.

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 23371
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #10 dnia: Kwiecień 05, 2017, 12:35 »
Dzięki za sprostowanie. :)

Offline deathrider

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1154
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #11 dnia: Kwiecień 05, 2017, 13:10 »
Borysie, czyli teoretycznie istnieje możliwość zbudowania "LEO injectora" z NS ?
Wymagałoby to zapewne redukcji masy(włókna węglowe ?) i wydajniejszej mieszaniny paliwo-utleniacz ?

Offline Borys

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 2415
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #12 dnia: Kwiecień 05, 2017, 13:52 »
Borysie, czyli teoretycznie istnieje możliwość zbudowania "LEO injectora" z NS ?

Nie mam pojęcia, o czym piszesz.

Offline deathrider

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1154
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #13 dnia: Kwiecień 05, 2017, 14:23 »
Tak jak opisałem Kanarkusowi:
"
Kanarkusie - w punkcie 1szym chodziło mi tylko o wymiary rakiety. Wiem o prędkościach kosmicznych ;) Chodzi o to, czy da się zbudować pojazd Ziemia-LEO mniej więcej o wymiarach New Sheparda, z wykorzystaniem bardziej wydajnego paliwa i utleniacza. Jego działanie: start, separacja, kapsuła leci na niską orbitę, pierwszy stopień ląduje i jest ponownie wykorzystany.
"

Offline Tomasz Noga

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 547
Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #14 dnia: Kwiecień 05, 2017, 14:57 »
Jego działanie: start, separacja, kapsuła leci na niską orbitę, pierwszy stopień ląduje i jest ponownie wykorzystany.

Kapsula New Shepard chyba nie ma wlasnego napedu? Wiec trzeba wejsc na orbite caloscia rakiety, odloczyc sie i zejsc pierwszym stopniem z orbity? Czy sugerujesz wieksza capsule z wlasnym napedem?


Co do osiagów:
Przy masach sugerowanych w linku: masa  sucha 10 ton i masa napedu 24 ton, zakladajac Isp 451s (bardzo wysokie!) [http://www.astronautix.com/l/loxlh2.html] przyrost predkosci wynosi 5.4 km/s. A potrzeba pi razy drzwi 2 razy wiecej (7.9 na I kosmiczna, plus opór powietrza plus straty grawitacyjne; no I przydaloby sie miec rezerwe paliwa na manewry, ladowanie itp itd). Obnizajac mase sucha o 20% mamy 6.1km/s; dodatkowo zwiekszajac Isp o 10% mamy 6.7km/s.

Aby osiagnac wymagany przyrost predkosci, zakladajac obnizenie masy suchej o polowe do 5000kg Isp musialoby wyniesc 600s...

Niestety, bez dodatkowego stopnia lub wspomnianych przez kanarkusmaximusa napedów typu scramjet lub pokrewnych raczej sie nie obejdzie
« Ostatnia zmiana: Kwiecień 05, 2017, 15:00 wysłana przez Tomasz Noga »

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Kilka pytań związanych z astronautyką
« Odpowiedź #14 dnia: Kwiecień 05, 2017, 14:57 »