Kapsuły i skrzydlaki - w kontekście misji C2+

[jmvh]

Panowie, jako pasjonaci zapominacie o jednej rzeczy Prom kosmiczny u przeciętnych Kowalskich wzbudzi 10.000 razy więcej emocji niż "jakieś tam kapsuły spadające jak kamień".

Przy projektowaniu i budowie statku kosmicznego nie ma miejsca na emocje. Jeżeli Kowalski ich potrzebuje, to może sobie np. w telewizorni mecz obejrzeć.

Ale na czynniki pozatechniczne jak najbardziej miejsce jest, od polityki poczynając.

[LooZ^]

Przy projektowaniu i budowie statku kosmicznego nie ma miejsca na emocje. Jeżeli Kowalski ich potrzebuje, to może sobie np. w telewizorni mecz obejrzeć.

Przy projektowaniu? Absolutnie nie.
Przy budowie? Absolutnie nie.
Przy działaniu na rynku komercyjnym? Oczywiście, że tak.

Jeśli projekt A (Dragon) i projekt B (DreamChaser) są funkcjonalnie podobne i działać mają na rynku komercyjnym (transport załogowy), to łatwiej będzie miał ten który będzie realizował wizję w której wychowało się 90% mieszkańców Ziemi, a nie ten który oferuje podróż w "skrzyni spadającej potem na ziemię jak kamień" Tak więc sądzę, że nie bez powodu powstają takie koncepcje jak DreamChaser, X-37C czy Skylon. To co dla profesjonalistów i zaangażowanych hobbystów wydaje się ślepą drogą, w przeciętnym człowieku wzbudza zaciekawienie nieporównywalne z Dragonem (z całą moją niezmierną sympatią dla SpaceX). Widać to doskonale w komentarzach na stronach nie tematycznych jak kosmonauta.net, a ogólnych jak wykop, gazeta, blogi popularnonaukowe (gadzetomania/kopalniawiedzy).

"w telewizorni mecz obejrzeć" przez grzeczność nie skomentuję Podbój kosmosu to akurat nauka która jak żadna inna oddziałuje właśnie na emocje!

[magiczny]

Ale jeśli Dragon będzie lądował na silnikach, to poniekąd też będzie statkiem z SCFI 

[Borys]

Przy projektowaniu i budowie statku kosmicznego nie ma miejsca na emocje. Jeżeli Kowalski ich potrzebuje, to może sobie np. w telewizorni mecz obejrzeć.

Ale na czynniki pozatechniczne jak najbardziej miejsce jest, od polityki poczynając.

Czy mi się to podoba, czy nie, pozaracjonalne czynniki grają rolę, w efekcie czego powstają takie potworki jak Shuttle czy SLS.

[Borys]

Jeśli projekt A (Dragon) i projekt B (DreamChaser) są funkcjonalnie podobne

Jeżeli będą funkcjonalnie i ekonomicznie podobne, to decydować będą pierdółki. Problem w tym, że nie będą podobne. Posiadanie skrzydeł, sterów, podwozia oraz dużej osłony termicznej sprawi, że pojazd lądujący poziomo będzie z grubsza dwukrotnie cięższy od funkcjonalnie odpowiadającej mu kapsuły. Automatycznie, bilet na takie "cudo" będzie odpowiednio droższy.

[houk]

Na razie tak, ale jeśli start też będzie poziomy i np pierwsze 20000 km uniesie się na skrzydłach może być tańszy. Zauważcie, że technologia napędu hipersonicznego poszła do przodu. Może zaraz się okazać, że powstanie samolot zdolny wynieść prom na wysokość 40 km i dający prędkość rzędu 8-10 tyś km na godzinę. A to była by już dobra baza do lotu dalej i mogło by być sporo taniej (mniej paliwa, brak elementów spalających się w atmosferze przy starcie, większe bezpieczeństwo).
Mimo 50 lat ciągle raczkujemy w tej dziedzinie. Ciągle potrzebna jest beczka z paliwem ważąca 10 razy tyle co ładunek.

Co do powrotu energię kinetyczną z 27000 km/h trzeba wytracić. Ale dlaczego przez tarcie przy wejściu w atmosferę. Na razie dlatego, że taniej niż wozić paliwo na lądowanie, ale to też może się zmienić.

ps. Witam na forum

[Borys]

Na razie tak, ale jeśli start też będzie poziomy i np pierwsze 20000 km uniesie się na skrzydłach może być tańszy. Zauważcie, że technologia napędu hipersonicznego poszła do przodu.

I co to się dopiero będzie działo, kiedy się dorobimy wiązek transportowych i teleporterów Będzie super-hiper samolot Ziemia-orbita, to pogadamy o lądowaniu poziomym.

[ansmann]

Na razie tak, ale jeśli start też będzie poziomy i np pierwsze 20000 km uniesie się na skrzydłach może być tańszy. Zauważcie, że technologia napędu hipersonicznego poszła do przodu. Może zaraz się okazać, że powstanie samolot zdolny wynieść prom na wysokość 40 km i dający prędkość rzędu 8-10 tyś km na godzinę.

Jeżeli myślisz o czymś podobnym do SpaceShipTwo + WhiteKnightTwo, to wydaje mi się, że umieszczenie w ten sposób promu na orbicie, jest o rząd wielkości trudniejsze, niż wyniesienie go przy pomocy rakiety. W tej chwili trudno wyobrazić mi sobie samolot zdolny unieść prom na wspomnianą wysokość. Nie mówiąc już o rozpędzeniu takiego niezbyt aerodynamicznego zestawu jak duży samolot z podwieszonym bagażem do prędkości hipersonicznej. SpaceShipTwo dzięki napędowi rakietowemu ma rozpędzać się do "zaledwie" 4 200 km/h, a prom musiałby osiągnąć prędkość ponad 28 000 km/h. IMHO w ten sposób można wynosić na orbitę, tylko niewielkie satelity np. Pegasus wystrzeliwany z pokładu L-1011.

A to była by już dobra baza do lotu dalej i mogło by być sporo taniej (mniej paliwa, brak elementów spalających się w atmosferze przy starcie, większe bezpieczeństwo).
Mimo 50 lat ciągle raczkujemy w tej dziedzinie. Ciągle potrzebna jest beczka z paliwem ważąca 10 razy tyle co ładunek.

Żeby umieścić prom, czy innego satelitę na orbicie, konieczne jest nadanie mu odpowiedniej prędkości, a to z kolei wymaga całkiem "sporo" energii (czyli paliwa), tego nie da się przeskoczyć.

Co do powrotu energię kinetyczną z 27000 km/h trzeba wytracić. Ale dlaczego przez tarcie przy wejściu w atmosferę. Na razie dlatego, że taniej niż wozić paliwo na lądowanie, ale to też może się zmienić.

Tego to już kompletnie nie zrozumiałem, mógłbyś wyjaśnić o co dokładnie chodziło?

[Stazx]

Zapominacie przy okazji omawiania Dream Chasera o jednej rzeczy. Tak naprawdę same loty na ISS na dłuższą metę nie wystarczą do utrzymania trzech - czterech firm (a może jeszcze więcej), zatem wszyscy mamy nadzieję na pomyślną budowę stacji Bigelowa i rozkręcenie turystyki kosmicznej. A turyści wysoko sobie cenią komfort.

Nie zapominamy - astropl zwrócił wyżej uwagę, że turysta "ceniący sobie komfort" na orbitę nie poleci, bo nie da się tego zrobić z przeciążeniami niższymi niż te, jakich doświadcza się podczas powrotu w kapsule. Dream Chaser może zapewniać komfortowe zejście z niskim przeciążeniem, ale podczas wzlotu pasażerowie i tak dostaną po kilka g.

Nie uściśliłem, ale myślałem że oczywistym jest to że mówimy o powrocie. W kwestii lotu "do" chyba wszyscy się zgadzamy że długo jeszcze nic się nie zmieni i będzie to po prostu rakieta Ziemia - kosmos z głowicą ludzką.
No a powrót Dream Chaserem wygląda na znacznie bardziej komfortowy.

Jeśli projekt A (Dragon) i projekt B (DreamChaser) są funkcjonalnie podobne

Jeżeli będą funkcjonalnie i ekonomicznie podobne, to decydować będą pierdółki. Problem w tym, że nie będą podobne. Posiadanie skrzydeł, sterów, podwozia oraz dużej osłony termicznej sprawi, że pojazd lądujący poziomo będzie z grubsza dwukrotnie cięższy od funkcjonalnie odpowiadającej mu kapsuły. Automatycznie, bilet na takie "cudo" będzie odpowiednio droższy.

Na moje, to póki co wszystko wskazuje na to że właśnie ekonomicznie będą podobne. Dream Chaser ma mieć masę wynoszącą 9 ton, mniej więcej właśnie tyle co Dragon. Za to ma być możliwe wykorzystanie go kilkadziesiąt razy. Ile razy może być wykorzystany Dragon? Kilka?

Dream Chaser może i będzie nieco droższy (a może i będzie tańszy, uprawiamy teraz gdybologię), ale nie na tyle żeby nie móc konkurować z Dragonem.

[Borys]

Nie uściśliłem, ale myślałem że oczywistym jest to że mówimy o powrocie. W kwestii lotu "do" chyba wszyscy się zgadzamy że długo jeszcze nic się nie zmieni i będzie to po prostu rakieta Ziemia - kosmos z głowicą ludzką.
No a powrót Dream Chaserem wygląda na znacznie bardziej komfortowy.

To, że mówiłeś o powrocie, jest jasne. Problem w tym, że ktoś, kto tak lubi komfort, by wracać Dream Chaserem, nie ma sposobu, by w kosmos polecieć.

Posiadanie skrzydeł, sterów, podwozia oraz dużej osłony termicznej sprawi, że pojazd lądujący poziomo będzie z grubsza dwukrotnie cięższy od funkcjonalnie odpowiadającej mu kapsuły. Automatycznie, bilet na takie "cudo" będzie odpowiednio droższy.

Na moje, to póki co wszystko wskazuje na to że właśnie ekonomicznie będą podobne. Dream Chaser ma mieć masę wynoszącą 9 ton, mniej więcej właśnie tyle co Dragon.

Podejrzewam, że te 9 ton to jest sucha masa (bez załogi i ładunku). Analogicznie do HL-20, między suchą a startową powinno być jakieś 40% różnicy. Dla porównania sucha masa Dragona wynosi 4.2 tony.

Za to ma być możliwe wykorzystanie go kilkadziesiąt razy. Ile razy może być wykorzystany Dragon? Kilka?

To wyjdzie w praniu. Generalnie nie ma jakichś fundamentalnych różnic w tym zakresie (kształt nie wpływa na zdolność odzysku).

[Juzek]

Na razie tak, ale jeśli start też będzie poziomy i np pierwsze 20000 km uniesie się na skrzydłach może być tańszy. Zauważcie, że technologia napędu hipersonicznego poszła do przodu. Może zaraz się okazać, że powstanie samolot zdolny wynieść prom na wysokość 40 km i dający prędkość rzędu 8-10 tyś km na godzinę.

Jeżeli myślisz o czymś podobnym do SpaceShipTwo + WhiteKnightTwo, to wydaje mi się, że umieszczenie w ten sposób promu na orbicie, jest o rząd wielkości trudniejsze, niż wyniesienie go przy pomocy rakiety. W tej chwili trudno wyobrazić mi sobie samolot zdolny unieść prom na wspomnianą wysokość. Nie mówiąc już o rozpędzeniu takiego niezbyt aerodynamicznego zestawu jak duży samolot z podwieszonym bagażem do prędkości hipersonicznej. SpaceShipTwo dzięki napędowi rakietowemu ma rozpędzać się do "zaledwie" 4 200 km/h, a prom musiałby osiągnąć prędkość ponad 28 000 km/h. IMHO w ten sposób można wynosić na orbitę, tylko niewielkie satelity np. Pegasus wystrzeliwany z pokładu L-1011.

No właśnie chyba tu mamy zysk z wykorzystania napędu innego niż rakietowy. Żeby umieścić coś na orbicie musisz mieć odpowiednią prędkość i odpowiednią wysokość. Z rakietą jest ten problem że zabiera zarówno paliwo jak i utleniacz. Wykorzystanie w pierwszym członie innego napędu pozwoli na zwiększenie masy użytecznej.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4f/Specific-impulse-kk-20090105.png

Z wykresu jasno wynika że impuls właściwy dla innych silników niż rakietowe dla małych prędkości jest zdecydowanie korzystniejszy. Problem pegasusa to L-1011 który leci zaledwie 950-970 kmh. Gdyby to był Concorde albo SR-71 masa użyteczna tej małej rakiety była by zdecydowanie większa.

Teoretycznie taki taki zestaw:



jest zdecydowanie bardziej ekonomiczny.

Porównując masę skrzydeł i masę spadochronu którą trzeba zabrać ze sobą w kosmos taniej wyjdzie kapsuła.

Zyskiem może być natomiast precyzyjne lądowanie. Przypomnijcie sobie o ile wydłużało procedurę ponownego przygotowania do lotu promu kosmicznego kiedy lądował w Kalifornii a nie w KSC.

Pozdrawiam
M.

[jmvh]

Podejrzewam, że te 9 ton to jest sucha masa (bez załogi i ładunku). Analogicznie do HL-20, między suchą a startową powinno być jakieś 40% różnicy.

Dream Chaser ma wykorzystać Atlasa 402 a to oznacza masę mniejszą niż 12,5 t, co pasuje do tych 40%. Nie zmienia to innego faktu, Atlas 402 to właściwie najlżejsza dostępna sensowna do tych celów rakieta, pomijając niezoptymalizowanego pod LEO braciszka 401.

Dla porównania sucha masa Dragona wynosi 4.2 tony.

Bez systemów podtrzymywania życia, siedzeń, pulpitów, LAS-u etc. Tak, zgadzam się, jest to lepsza konstrukcja niż skrzydlak, tylko znowu porównujesz statek bezzałogowy z załogowym.

[Borys]

Dla porównania sucha masa Dragona wynosi 4.2 tony.

Bez systemów podtrzymywania życia, siedzeń, pulpitów, LAS-u etc. Tak, zgadzam się, jest to lepsza konstrukcja niż skrzydlak, tylko znowu porównujesz statek bezzałogowy z załogowym.

Oczywiście - część tego, co dzisiaj jest ładunkiem, byłoby załogą i systemem podtrzymywania życia. Na załączonym obrazku HL-20 są podane osiągi wersji załogowej (8 osób) i towarowej (1.8 tony). Przez analogię, załogowy Dragon powinien być o 1.5-2 tony cięższy od bezzałogowego.

[ansmann]

Z wykresu jasno wynika że impuls właściwy dla innych silników niż rakietowe dla małych prędkości jest zdecydowanie korzystniejszy. Problem pegasusa to L-1011 który leci zaledwie 950-970 kmh. Gdyby to był Concorde albo SR-71 masa użyteczna tej małej rakiety była by zdecydowanie większa.

Tylko, czy zwiększenie prędkości początkowej z 950 do np. 2 000 km/h wpłynie znacząco na udźwig samej rakiety? Na pewno rakieta będzie mogła być lżejsza, lub przy tej samej masie paliwa zabrać cięższy ładunek, ale czy ta różnica będzie znaczna?

L-1011 osiąga prędkość poddźwiękową, podobnie będzie w przypadku nosiciela Stratolaunch Systems. Ciekawi mnie, czy dalsze rozpędzanie samolotu wynoszącego rakietę jest uzasadnione ekonomicznie (pytanie w kontekście wypowiedzi houk o hipersonicznym nosicielu)? Jeżeli tak, to gdzie leży granica, powyżej której energia potrzebna do rozpędzenia takiego tandemu jest większa od tej którą zużyła by sama rakieta rozpędzając się z mniejszej prędkości początkowej?

P.S. Wydaje mi się, że ostatnie 2-3 strony w tym wątki nie wiele mają wspólnego z samą misją C2+, może warto byłoby przenieść lub wydzielić część wypowiedzi?

[jmvh]

Dla porównania sucha masa Dragona wynosi 4.2 tony.

Bez systemów podtrzymywania życia, siedzeń, pulpitów, LAS-u etc. Tak, zgadzam się, jest to lepsza konstrukcja niż skrzydlak, tylko znowu porównujesz statek bezzałogowy z załogowym.

Oczywiście - część tego, co dzisiaj jest ładunkiem, byłoby załogą i systemem podtrzymywania życia. Na załączonym obrazku HL-20 są podane osiągi wersji załogowej (8 osób) i towarowej (1.8 tony). Przez analogię, załogowy Dragon powinien być o 1.5-2 tony cięższy od bezzałogowego.

Bazując na domysłach same Super Draco mogą ważyć ponad tonę.