Załogowa wyprawa na Marsa

[Borys]

Chyba, że wypad miesięczny lub dwumiesięczny na powierzchnię Księżyca czysto turystycznie?
Zdaje się, że mimo wszystko pojazd będzie miał dość paliwa, żeby sobie zrobić taki postój, nawet nie wykorzystując swojego kadłuba nośnego. Czy mimo wszystko nie starczy mu paliwa, żeby zrobić lądowanie i od razu opcję powrotu bez uzupełniania paliwa?

Żeby dolecieć z LEO na powierzchnię Księżyca i z powrotem na Ziemię, trzeba zmienić prędkość o ok. 9km/s, a to wymaga tankowania po drodze. ITS niby ma odpowiedni stosunek mas by wykonać misję dzięki tankowaniu tylko na LEO, ale całkowita masa, którą trzeba na LEO dostarczyć do jednego lotu wynosi 1600-1700 ton. To są liczby dla ITS bez dodatkowego ładunku (a może go zabrać na Marsa do 300 ton). W pełni zatankowany ITS byłby w stanie zabrać dodatkowo ok. 40 ton ładunku (1950 ton paliwa + 150 ton masy własnej + 40 ton ładunku) . Innymi słowy, to nie jest architektura, która działa dobrze bez tankowania przed powrotem na Ziemię. Problem w tym, że na Księżycu metanu nie da się produkować, a skomplikowanego Raptora bardzo trudno byłoby przystosować do paliw, które dałoby się produkować na Księżycu (krzemowodorów np.).

[Maquis]

No właśnie o to pytałem.

[Romek63]

Tak więc podejrzewam że ITS zostanie wykorzystany głównie do lotów turystycznych na LEO, zbudowania dla NASA bazy na Księżycu, a następnie lotów turystycznych na Księżyc, bo chyba tylko w ten sposób Musk może zgromadzić fundusze na takie ambitne plany jak kolonia na Marsie nie bankrutując przy tej okazji..

ITS nie bardzo się do tego nadaje. Jest chociażby za duży i ma górny stopień zintegrowany z ładunkiem (jak Space Shuttle) - ciężko będzie go wykorzystać do czegokolwiek innego niż loty na Marsa i dalej.

A co stoi na przeszkodzie żeby wykorzystać go do dostarczenia modułów bazy księżycowej jeśli górny stopień nie wracałby na Ziemię ale zostawał by już na Księżycu ?

[Borys]

ITS nie bardzo się do tego nadaje. Jest chociażby za duży i ma górny stopień zintegrowany z ładunkiem (jak Space Shuttle) - ciężko będzie go wykorzystać do czegokolwiek innego niż loty na Marsa i dalej.

A co stoi na przeszkodzie żeby wykorzystać go do dostarczenia modułów bazy księżycowej jeśli górny stopień nie wracałby na Ziemię ale zostawał by już na Księżycu ?

Przede wszystkim cena. Dostarczenie ładunku na Księżyc byłoby w takim układzie kilkukrotnie droższe od dostarczenia go na Marsa.

[Romek63]

ITS nie bardzo się do tego nadaje. Jest chociażby za duży i ma górny stopień zintegrowany z ładunkiem (jak Space Shuttle) - ciężko będzie go wykorzystać do czegokolwiek innego niż loty na Marsa i dalej.

A co stoi na przeszkodzie żeby wykorzystać go do dostarczenia modułów bazy księżycowej jeśli górny stopień nie wracałby na Ziemię ale zostawał by już na Księżycu ?

Przede wszystkim cena. Dostarczenie ładunku na Księżyc byłoby w takim układzie kilkukrotnie droższe od dostarczenia go na Marsa.

Może jednak wcale nie koniecznie trzeba w ten sposób liczyć. Jeśli udałoby się wykorzystać ITS do turystycznych lotów na LEO to takie loty mogłyby być dość częste. ITS oczywiście będzie miał ograniczoną możliwą liczbę lotów do wykonania więc kiedyś będzie musiał wykonać ostatni lot. Z punktu widzenia racjonalizacji kosztów będzie bez znaczenia czy będzie to lot na LEO, czy na Marsa, czy bezpowrotny lot z ładunkiem na Księżyc. Właściwie byłaby ta ostatnia opcja nawet najbardziej rozsądna, gdyż w ostatnim locie w razie awarii nie narażeni byliby ludzie a  tylko ładunek.

[Borys]

Może jednak wcale nie koniecznie trzeba w ten sposób liczyć. Jeśli udałoby się wykorzystać ITS do turystycznych lotów na LEO to takie loty mogłyby być dość częste. ITS oczywiście będzie miał ograniczoną możliwą liczbę lotów do wykonania więc kiedyś będzie musiał wykonać ostatni lot.

Owszem, gdyby wykorzystywać wyeksploatowane ITS, byłoby taniej. Problem w tym, że jeden lot na Księżyc odbywałby się raz na sto lotów na LEO (tankowce ITS, które będą latać na LEO, mają być wykorzystane stukrotnie przed wycofaniem). Przy cenie za bilet rzędu kilkudziesięciu tysięcy dolarów turystyka nie wygeneruje dużego ruchu. Wyeksploatowanie jednego ITS mogłoby trwać dekady. Co więcej, jeżeli nawet udałoby się posadzić na Księżycu moduł stacji, trzeba dowozić do niego ludzi i zapasy - a do tego potrzebny byłby inny system, który mógłby latać znacznie częściej.

[Romek63]

Owszem, gdyby wykorzystywać wyeksploatowane ITS, byłoby taniej. Problem w tym, że jeden lot na Księżyc odbywałby się raz na sto lotów na LEO (tankowce ITS, które będą latać na LEO, mają być wykorzystane stukrotnie przed wycofaniem). Przy cenie za bilet rzędu kilkudziesięciu tysięcy dolarów turystyka nie wygeneruje dużego ruchu. Wyeksploatowanie jednego ITS mogłoby trwać dekady. Co więcej, jeżeli nawet udałoby się posadzić na Księżycu moduł stacji, trzeba dowozić do niego ludzi i zapasy - a do tego potrzebny byłby inny system, który mógłby latać znacznie częściej.

No tak. To są rzeczywiście ograniczenia. Może w takim razie sensowne byłoby dostarczanie za pomocą ITS ładunków tylko na LEO, a stamtąd jakiś kosmiczny ciągnik kursujący pomiędzy LEO a Księżycem odbierałby ładunki od ITS i dostarczał na Księżyc ? Może byłby on zasilany silnikami na wodór. Ewentualnie druga opcja byłaby taka, że Musk zleciłby opracowanie innego alternatywnego górnego stopnia ITS z silnikami na wodór który służyłby tylko do lotów na Księżyc. To chyba i tak taniej by było niż alternatywnie w zamian kilka lotów Falcona Heavy w tym celu ?

[Borys]

No tak. To są rzeczywiście ograniczenia. Może w takim razie sensowne byłoby dostarczanie za pomocą ITS ładunków tylko na LEO, a stamtąd jakiś kosmiczny ciągnik kursujący pomiędzy LEO a Księżycem odbierałby ładunki od ITS i dostarczał na Księżyc ?

Na przykład, ale wtedy potrzebna byłaby jeszcze jedna wersja ITS - towarowa - z prawdziwą ładownią, do której można by wpakować coś więcej niż skrzynki z prowiantem.
Generalnie jest wiele możliwych scenariuszy. To, co przedstawił SpaceX ma kilka słabych punktów i na pewno jednym z nich jest wielka rakieta, dla której ciężko znaleźć jakieś inne zastosowanie niż wysyłanie dużych grup ludzi w przestrzeń międzyplanetarną.

[Orionid]

Artykuł  podsumowujący  projekty marsjańskich załogowych wypraw.
Wg mnie nadal będzie to  oddalający się punkt.

Wyścig na Marsa. Kiedy człowiek stanie na Czerwonej Planecie?
SOBOTA, 29 PAŹDZIERNIKA 2016, 13:14

(...) Najbardziej palącą kwestią rzutującą na zdrowie i bezpieczeństwo astronautów jest ich długotrwałe wystawienie na oddziaływanie szkodliwego promieniowania słonecznego i kosmicznego, gdy znajdą się poza granicami ziemskiej magnetosfery. Druzgocący wpływ tego promieniowania na funkcjonowanie mózgu potwierdziły zwłaszcza niedawne badania zespołu profesora Charlesa Limoli z University of California, prowadzone na gryzoniach. Eksperymenty doprowadziły u zwierząt do poważnych uszkodzeń centralnego układu nerwowego, a co za tym idzie – pogorszenia sprawności umysłowej oraz demencji. Sześć miesięcy po ekspozycji u badanych gryzoni nadal stwierdzano stan zapalny mózgu oraz uszkodzenia komórek nerwowych. Dokładne badania wykazały zmniejszoną liczbę połączeń nerwowych w mózgu, co pogarszało przekazywanie sygnałów pomiędzy neuronami. Także testy badające pamięć i procesy uczenia się wypadały słabo. Ponadto okazało się, że promieniowanie osłabiało „tłumienie lęku”, aktywny proces, dzięki któremu mózg tłumi nieprzyjemne i stresujące skojarzenia (jak w przypadku, gdy ktoś, kto o mało nie utonął, na nowo uczy się cieszyć wodą). Większa skłonność do odczuwania lęku, depresja i podejmowanie niewłaściwych decyzji mogą być poważnym problemem w przypadku trzyletniego lotu na Marsa i z powrotem. Tak więc problem kosmicznego promieniowania musi być rozwiązany, być może na jeden z trzech rozważanych obecnie sposobów:

pasywny: grube metalowe lub wypełnione wodą osłony wokół całego statku lub co najmniej kajut sypialnych, tłumiące promieniowanie;

aktywny: wytwarzanie wokół statku sztucznego pola magnetycznego, które będzie promieniowanie odbijać;

medyczny: znalezienie sposobów na leczenie uszkodzonych komórek lub prewencyjną ochronę neuronów przed promieniowaniem.

Innego rodzaju problem stanowi długotrwałe wystawienie załogi na warunki mikrograwitacji w trakcie lotu do Marsa. Jak wiadomo z doświadczeń na pokładzie ISS, nieważkość prowadzi m.in. do osłabienia mięśni i spadku gęstości kości. Sposobem na rozwiązanie tej kwestii jest stworzenie „sztucznej grawitacji” przez zamontowanie karuzeli, obrotowej części statku komicznego, w której siła odśrodkowa generuje sztuczne „przyciąganie” - tak jak pokazano to w filmie „Marsjanin”. (...)

Źródło: http://www.space24.pl/476576,wyscig-na-marsa-kiedy-czlowiek-stanie-na-czerwonej-planecie

[robertcb]

A gdyby wrócić do Saturnów V - oczywiscie nie identycznych,
ale unowocześnić je o dokonany postęp w technice, z nowymi komputerami itp?
Wykorzystując kilka takich rakiet -
można by bezzałogowo przetransportować na orbitę Marsa moduł serwisowy do powrotu na Ziemię,
wraz z paliwem, lądowniki z pojazdami podobnymi do LRV,
zapasy paliwa na wszystkie elementy misji z lądowaniem na powierzchni i wznoszenie,
sprzet naukowy, narzędzia, materiały do napraw oraz części eksploatacyjne,
panele słoneczne, akumulatory i termoelektryczne generatory elektryczności.
Niektóre elementy jak np. gotowe moduły mieszkalne, 
zapasy tlenu, wody, żywności o długim terminie przydatności do spożycia i absorbenta wydychanego CO2 
na czas pobytu załogi, oraz paliwo na wznoszenie i wprowadzenie w drodze powrotnej lądownika na orbitę -
można umieścić na powierzchni planety.
Zdublowano by wszystkie kluczowe elementy dla przeżycia załogi i powodzenia misji.

Nie wiem ile ładunku mógłby wynieść Saturn V na Marsa (zaróno na orbitę jak i na powierzchnię)?

Po udanym stworzeniu takiego zaplecza na orbicie i powierzchni Marsa -
wysłano by dopiero w kolejnej rakiecie ludzi, już wtedy z ekwipunkiem i paliwem na lot w jedną stronę.

Dla zmniejszenia promieniowania wybrano by okres gdy aktywność Słońca będzie minimalna
i dodatkowo od strony Słońca załogę oddzielał by cały ekwipunek.
- pozostaje tylko promieniowanie kosmiczne i długi czas przebywania załogi w stanie nieważkości.

Z uwagi na mniejszą grawitację niż ziemska
- załoga by jednak szybciej odzyskała sprawność poruszania się na powierzchni Marsa.

Koszt byłby duży - ale nie większy niż programu Apollo, gdzie wyprodukowano aż 17 takich rakiet z których 9 doleciało w okolice Księżyca.

Ponadto pozostałe po powrocie zaplecze stanowiło by "mini bazę" dla kolejnych misji,
i przy międzynarodowej współpracy mogło by być rozbudowywane (choć nie było by tam stałej załogi).

[Robek]

2030 - ukończenie budowy naukowej placówki księżycowej 

Użytkowniku "Romek63" to ten 2030 rok jest cały czas realny?

A gdyby wrócić do Saturnów V - oczywiscie nie identycznych,
ale unowocześnić je o dokonany postęp w technice, z nowymi komputerami itp?
Wykorzystując kilka takich rakiet -
można by bezzałogowo przetransportować na orbitę Marsa moduł serwisowy do powrotu na Ziemię,
wraz z paliwem, lądowniki z pojazdami podobnymi do LRV,
zapasy paliwa na wszystkie elementy misji z lądowaniem na powierzchni i wznoszenie,
sprzet naukowy, narzędzia, materiały do napraw oraz części eksploatacyjne,
panele słoneczne, akumulatory i termoelektryczne generatory elektryczności.
Niektóre elementy jak np. gotowe moduły mieszkalne, 
zapasy tlenu, wody, żywności o długim terminie przydatności do spożycia i absorbenta wydychanego CO2 
na czas pobytu załogi, oraz paliwo na wznoszenie i wprowadzenie w drodze powrotnej lądownika na orbitę -
można umieścić na powierzchni planety.
Zdublowano by wszystkie kluczowe elementy dla przeżycia załogi i powodzenia misji.

Nie wiem ile ładunku mógłby wynieść Saturn V na Marsa (zaróno na orbitę jak i na powierzchnię)?

By mógł wynieś zdecydowanie za mało, i pisanie o kilku rakieta odnośnie Marsa też nie jest trafione, bo to by było co najmniej kilkadziesiąt rakiet Saturn V,  a dla NASA koszt budowy kilkudziesięciu rakiet to kilkaset miliardów, i w tej sytuacji nie ma zgody ze strony rządu USA, na wydanie aż takich pieniędzy.   

Dla zmniejszenia promieniowania wybrano by okres gdy aktywność Słońca będzie minimalna
i dodatkowo od strony Słońca załogę oddzielał by cały ekwipunek.
- pozostaje tylko promieniowanie kosmiczne i długi czas przebywania załogi w stanie nieważkości.

Aktywności słonecznej nie sposób przewidzieć, więc cały twój plan podboju Marsa, coś nie za bardzo.

[Romek63]

2030 - ukończenie budowy naukowej placówki księżycowej 

Użytkowniku "Romek63" to ten 2030 rok jest cały czas realny?

Gdyby przygotowania do takiej budowy zaczęto gdzieś do około roku 2020 to pewnie tak  ale czy to nastąpi to już inna sprawa    Zobaczymy jakie kosmiczne plany przedstawi nam teraz nowy prezydent USA.

[Robek]

Gdyby przygotowania do takiej budowy zaczęto gdzieś do około roku 2020 to pewnie tak  ale czy to nastąpi to już inna sprawa    Zobaczymy jakie kosmiczne plany przedstawi nam teraz nowy prezydent USA.

To i tak musi chwile potrwać, bo Tramp przejmie to wszystko dopiero w 2017, więc jak na moje oko, to te kosmiczne plany zostaną przez Trampa przedstawione gdzieś na wiosne.
I też mnie troche ciekawi co to z tego będzie, bo chyba jest taniej wysłać jedną załogową misje na Marsa, tylko po to żeby wetknąć tam flage, niż zbudować stałą baze na Księżycu?   

[Romek63]

To i tak musi chwile potrwać, bo Tramp przejmie to wszystko dopiero w 2017, więc jak na moje oko, to te kosmiczne plany zostaną przez Trampa przedstawione gdzieś na wiosne.
I też mnie troche ciekawi co to z tego będzie, bo chyba jest taniej wysłać jedną załogową misje na Marsa, tylko po to żeby wetknąć tam flage, niż zbudować stałą baze na Księżycu?

Wcale nie był bym tego pewny. Technikę umieszczania załogowych obiektów na Księżycu mamy opanowaną od 1969 roku. Tylko trzeba dokończyć budowę rakiety SLS i zbudować moduły stacji. Na Marsie załogowo jeszcze nie lądowaliśmy więc potrzebne są nowe technologie, a opracowanie ich będzie kosztować. Nie wspominając już o kwestiach odległości, czasu lotu, dawki promieniowania, siły grawitacji, zapasów itp. No ale ja nie znam zbyt dużej wiedzy w tym temacie, co niektórzy użytkownicy forum mogliby na ten temat powiedzieć więcej. Zresztą kwestia porównania takich kosztów była już poruszana w innych wątkach tego forum.

[Orionid]

O negatywnych skutkach niskiej grawitacji na Masie na zdrowie astronautów.

For instance, Mars has a mass of 6.4171 x 1023 kg, which is 0.107 times the mass of Earth. It also has a mean radius of 3,389.5 km, which works out to 0.532 Earth radii. The surface gravity of Mars can therefore be expressed mathematically as: 0.107/0.532², from which we get the value of 0.376. Based on the Earth's own surface gravity, this works out to an acceleration of 3.711 meters per second squared.

Implications:

At present, it is unknown what effects long-term exposure to this amount of gravity will have on the human body. However, ongoing research into the effects of microgravity on astronauts has shown that it has a detrimental effect on health – which includes loss of muscle mass, bone density, organ function, and even eyesight.

http://phys.org/news/2016-12-strong-gravity-mars.html