Załogowa wyprawa na Marsa

[Borys]

Prędkość ucieczki różni się praktycznie w każdym opracowaniu jakie czytam.

Prędkość ucieczki z powierzchni Ziemi zawsze wynosi 11.2 km/s.

Próbowałem wczoraj policzyć z równania Ciołkowskiego masę wejściową rakiety zmierzającej na LEO (dV 8km/s)

Prędkość orbitalna (~8 km/s) i dV rakiety nie są takie same - rakieta musi przebić się przez atmosferę (z czym wiążą się straty aerodynamiczne oraz na wydajności silników rakietowych) i wznieść na odpowiednią wysokość, zanim zacznie okrążać Ziemię. dV rakiety wynoszącej ładunek na LEO zawiera się w przedziale 9.5-10 km/s (mniej dla gęstych paliw, jak np. węglowodory, więcej dla wodoru), czyli jest o 1.5-2 km/s wyższy od prędkości orbitalnej.

ale po przekształceniu, które zajęło mi chwilę (logarytm naturalny ilorazu to różnica logarytmów naturalnych składników tego ilorazu, proste . Prędkości ucieczki są w artykule powyżej. Po szybkim przeliczeniu wychodzi że H-O ma impuls 4,5km/s, w artykule tyle podają dla CH4-O2.

Mieszanka metan-tlen ma impuls na poziomie 3.8 km/s (w próżni). Poszczególne stopnie muszą być liczone oddzielnie. Co więcej, same stopnie ważą sporo (ok. 10% masy paliwa) i trzeba to w rachunku uwzględnić.

Rachunek dla każdego stopnia będzie wyglądał następująco:

dVn=Isp*ln(Mpn/Mon), gdzie:

Mpn - masa n-tego stopnia wraz z paliwem i ładunkiem (przy czym przez ładunek rozumiane są też kolejne stopnie i ich paliwo)
Mon - masa n-tego stopnia bez paliwa, ale wciąż z ładunkiem

Prędkość końcowa równa jest sumie przyrostów prędkości dV dla wszystkich stopni minus 1.5 - 2 km/s na straty atmosferyczne, o których wspomniałem wyżej.

[Robek]

Ale przecież taka jest koncepcja planowanej stacji Deep Space Transport (DST), która ma zostać zbudowana na orbicie Księżyca, załoga ma zostać dowieziona na nią, by potem przemieścić się na orbitę Marsa. Z tym, że pewno masz na myśli Piools, wielokrotne jej użycie do takich podróży?

Na razie żadne koncepcje NASA nie wybiegają aż tak w przyszłość, ale myślę, że jeśli tylko DST okaże się zdolna do powrotu na orbitę Księżyca i kolejną podróż w stronę Marsa, to ta zdolność będzie wykorzystana. O ile znajdą się na to fundusze, ale wydaje mi się, że nie byłoby politycznie dla NASA i jej kooperantów z innych krajów, gdyby zamknąć program po pojedynczej misji załogowej na Marsa.

No to jeśli już raz za pomocą tego DST uda się polecieć załogowo na Marsa, i  wbić w grunt amerykańską flage.
To ile w tej sytuacji by kosztowała kolejna(za pomocą DST) załogowa misja na Marsa?
Bo jeśli by to kosztowało w okolicach 5 miliardów, to jakoś mi się nie chce wierzyć, żeby amerykanie latali częściej niż raz na 10 lat na tego Marsa.

[JSz]

Myślę, że raz na 26 miesięcy lub wielokrotność tego okresu .

[winged]

No to jeśli już raz za pomocą tego DST uda się polecieć załogowo na Marsa, i  wbić w grunt amerykańską flage.

Tylko, ze to wymagałoby rozwoju marsjańskiego lądownika i pewnie też habitatu. Strach pomyśleć ile czasu i pieniędzy to będzie kosztowało mając na uwadze jak posuwa się rozwój SLS i Oriona.

[Robek]

No to jeśli już raz za pomocą tego DST uda się polecieć załogowo na Marsa, i  wbić w grunt amerykańską flage.

Tylko, ze to wymagałoby rozwoju marsjańskiego lądownika i pewnie też habitatu. Strach pomyśleć ile czasu i pieniędzy to będzie kosztowało mając na uwadze jak posuwa się rozwój SLS i Oriona.

Wyścig na Księżyc który miał miejsce w latach 50 i 60 ubiegłego wieku, również kosztował ameryke przeogromne pieniądze, i pomimo tego USA chciało koniecznie na tym Księżycu wylądować.
I tutaj z Marsem będzie podobnie, a może i wręcz tak samo.
Tyle że trzeba będzie jeszcze z tym chwile poczekać, bo na razie to nie ma nikogo kto by mógł USA wyprzedzić, więc przez najbliższych kilka lat budowa rakiet SLS będzie się toczyć, w niezbyt szybkim tempie.

[kanarkusmaximus]

Robku, czyli bardziej uważasz, że Marsem się na poważnie zainteresujemy tylko jeśli będzie jakiś kolejny wyścig? Raczej nie widzisz opcji wspólnej misji międzynarodowej w trybie mniej-więcej obecnie proponowanym?

[adam.nielek]

Wyścig na Księżyc który miał miejsce w latach 50 i 60 ubiegłego wieku, również kosztował ameryke przeogromne pieniądze, i pomimo tego USA chciało koniecznie na tym Księżycu wylądować.
I tutaj z Marsem będzie podobnie, a może i wręcz tak samo.
Tyle że trzeba będzie jeszcze z tym chwile poczekać, bo na razie to nie ma nikogo kto by mógł USA wyprzedzić, więc przez najbliższych kilka lat budowa rakiet SLS będzie się toczyć, w niezbyt szybkim tempie.

Zupełnie się z tym nie zgadzam. Wyścig na Księżyc dał amerykanom podstawy kosmicznej organizacji - realizowania projektów na skalę o której nigdy nikomu się nie śniło. Gdyby plan lądowania na Księżycu spalił na panewce "postępowa" scena polityczna USA nie miałaby w ręku argumentu by inwestować ogromne ilości zasobów w technologie. Wszystkie nowinki, od rakiet przez komputery na internecie kończąc pewnie nigdy nie wyszłyby poza ramy fantastyki naukowej. Dodatkowo udało im się w ten sposób wykończyć ZSRR, którego elity i kultura polityczna daleko odbiegała od postępu na skalę lotów kosmicznych i bezrozumnie goniąc sukces USA doprowadziła cały blok do głębokiego kryzysu.
Ten sukces ma też drugą stronę - przy całym swoim niekontrolowanym pędzie niszczy wszystko co napotka na swojej drodze - od środowiska po stosunki międzyludzkie. Dlatego powinniśmy robić wszystko, żeby na Marsa poleciała misja UN a nie US

[adam.nielek]

Tyle że trzeba będzie jeszcze z tym chwile poczekać, bo na razie to nie ma nikogo kto by mógł USA wyprzedzić, więc przez najbliższych kilka lat budowa rakiet SLS będzie się toczyć, w niezbyt szybkim tempie.

Indie, Chiny? Pierwszy kraj ma bardzo specyficzny charakter i nie byłbym za bardzo zdziwiony gdyby wysłali tam kogoś w lądowniku ze zrecyklingowanych puszek po konserwach tylko po to żeby wetknąć swoją flagę jako pierwszy naród świata

[Robek]

Robku, czyli bardziej uważasz, że Marsem się na poważnie zainteresujemy tylko jeśli będzie jakiś kolejny wyścig? Raczej nie widzisz opcji wspólnej misji międzynarodowej w trybie mniej-więcej obecnie proponowanym?

Jeśli chodzi o wszelkiego rodzaju misje bezzałogowe, typu wysyłania na powierzchnie Marasa różnego rodzaju łazików, to oczywiście że widze tu miejsce do współpracy pomiędzy wieloma agencjami kosmicznymi, czy tam jakimiś krajami.
No ale jeśli chodzi o lot załogowy na Marsa to tak się nie da, bo trudno sobie wyobrazić żeby choćby tacy Chińczycy postanowili dołożyć do tego interesu dziesiątki miliardów, tylko po to żeby pierwszym człowiekiem który by wylazł z tego Marsjańskiego lądownika, był Amerykanin.

Indie, Chiny? Pierwszy kraj ma bardzo specyficzny charakter i nie byłbym za bardzo zdziwiony gdyby wysłali tam kogoś w lądowniku ze zrecyklingowanych puszek po konserwach tylko po to żeby wetknąć swoją flagę jako pierwszy naród świata

Z tego co się orientuje to Indie są aktualnie na poziomie ZSRR z końca lat pięćdziesiątych XX wieku, więc do jakiegokolwiek załogowego lotu na Marsa, to im jeszcze daleko.

[adam.nielek]

Wątpię, żeby Chinom miało to przeszkadzać jeśli konsekwencją międzynarodowego lotu będzie realna perspektywa rozwoju. To wbrew pozorom bardzo postępowy kraj.
Problem w tym, że załogowa misja na Marsa to ryzykowna inwestycja a perspektywa profitów jest odległa w czasie. Mimo wszystko musimy przekonać się czy człowiek ma szanse żyć na innej planecie i jeśli to możliwe musimy zacząć kolonizować inne światy.
Skoro tak bardzo lubisz hasła pod publikę to pewnie znasz ostatnie wystąpienie prof. Hawkinga, który powiedział to wprost - czeka nas zagłada, jeśli nie wyruszymy w stronę innych światów.

[juram]

 
powinniśmy robić wszystko, żeby na Marsa poleciała misja UN a nie US

Totalna, międzynarodówka, czyli - bzdura i marnowanie pieniędzy plus spór, kto ma być tym pierwszym.

Załogowy lot na Marsa to nie pochód 1-majowy. To poważna inwestycja dla jednego poważnego gracza, który bierze wszystko i rozdaje zadania podwykonawcom.

[adam.nielek]

Z tym pochodem 1szo majowym to ładnie porównane ale zupełnie od rzeczy. Widzę do czego to zmierza - za chwilę  dowiem się że jestem lewakiem gorszego sortu... Jeśli perspektywą jest ekspansja terytorialna na inną planetę to XIX-wieczne przekonania dotyczące państwowości i ustroju wcale nie powinny być brane pod uwagę.

[Robek]

Wątpię, żeby Chinom miało to przeszkadzać jeśli konsekwencją międzynarodowego lotu będzie realna perspektywa rozwoju. To wbrew pozorom bardzo postępowy kraj.

Może i masz tutaj racje, ale ja i tak zostaje przy swojej opinii na ten temat 
Jakoś nie chce mi się wierzyć, że Chiny wykładają 50 miliardów, USA też daje 50 miliardów, no i dzięki temu razem wspólnymi siłami udaje im się wysłać 1 lądownik na powierzchnie Marsa, w którym to lądowniku znajduje się 6 astronautów, z których 3 to Chińczycy, a druga 3 to astronauci z USA.
No i teraz pytanie kto ma pierwszy wyjść z tego lądownika? bo chyba nie da rady żeby wyszli wszyscy na raz?
I według ciebie jak najpierw wyjdzie na powierzchnie Amerykański astronauta, to Chińczykom nie będzie takie coś przeszkadzało?

Mimo wszystko musimy przekonać się czy człowiek ma szanse żyć na innej planecie i jeśli to możliwe musimy zacząć kolonizować inne światy.

Przystosowanie Marsa do tego by ludzie byli w stanie tam w miare normalnie żyć, to nie jest ten temat, no i chyba jeszcze nie to stulecie.

Skoro tak bardzo lubisz hasła pod publikę to pewnie znasz ostatnie wystąpienie prof. Hawkinga, który powiedział to wprost - czeka nas zagłada, jeśli nie wyruszymy w stronę innych światów.

Kolonizacja innych planet to również jest perspektywa kolejnych stuleci, no chyba że ktoś odkryje jakiś nowy bardziej wydajny rodzaj napędu, i jeśli wtedy loty w kosmos by się stały dziesiątki razy tańsze niż obecnie, to może taka kolonizacja być nieco wcześniej.

[adam.nielek]

A co z możliwością, że poleci tam od razu powiedzmy 100 osób bez gwarancji powrotu do domu? Nie powiedziałem, że lecimy tam od razu terraformować, celem lotu nie jest też postawienie stopy na Marsie, bo tak chcą forumowicze.
Potrzebujemy danych na których oprzemy nasze następne kroki na Czerwonej Planecie. Ekspansja terytorialna jest tutaj odległym celem. Obecnie możemy zdobyć dużo informacji zdalnie. To pozwala przygotować habitat, w którym moja teoretyczna setka kolonistów z całego świata będzie mogła normalnie żyć. Możliwości takiej grupy specjalistów są o wiele większe, niż 6 marsonautów przepychających się przed śluzą o to kto wyjdzie pierwszy.
Kontynuując, jeśli każdy kraj biorący udział w takiej misji "opłaci" swojego przedstawiciela koszty po podzieleniu wyjdą mniejsze.
I wreszcie, mówiąc o miliardach dolarów chyba nie bardzo zdajesz sobie sprawę co to znaczy. Masz na myśli kontener wypełniony banknotami? :-)

[Robek]

A co z możliwością, że poleci tam od razu powiedzmy 100 osób bez gwarancji powrotu do domu?

Dla tak dużej liczby osób konieczne by było dostarczanie ogromnej ilości jedzenia, i to by były przeogromne koszty, bo przecież dostarczenie dziesiątek ton jedzenia rocznie, by kosztowało miliardy.
Rocznie to by musiały co najmniej 2 rakiety SLS startować i lecieć na Marsa żeby zawieść tej setce ludzi całe to żarcie, a koszt takiej jednej rakiety to gdzieś koło miliarda.

Nie powiedziałem, że lecimy tam od razu terraformować, celem lotu nie jest też postawienie stopy na Marsie, bo tak chcą forumowicze.

Jedynym istotnym celem dla którego polecieli na Księżyc amerykańscy astronauci, było wbicie tej flagi w Księżycowy grunt, i z Marsem będzie tak samo.
Bo jeśli by było inaczej, to do tej pory by były regularne załogowe loty na Księżyc, a sam widzisz że tak nie jest.

Kontynuując, jeśli każdy kraj biorący udział w takiej misji "opłaci" swojego przedstawiciela koszty po podzieleniu wyjdą mniejsze.
I wreszcie, mówiąc o miliardach dolarów chyba nie bardzo zdajesz sobie sprawę co to znaczy. Masz na myśli kontener wypełniony banknotami? :-)

Z tego co pamiętam, to te wszystkie loty załogowo na Księżyc kosztowały 40 czy może koło 100 miliardów dolarów  to już nie pamiętam ile tam było, a jeśli chodzi o załogowy lot na Marsa, to były jakieś wyliczenia że to może kosztować 200 może nawet 500 miliardów dolarów, w najtańszej wersji by wyszło około 50 miliardów.
Jakaś prywatna firma zrobiła by to pewnie kilka razy taniej, no ale to i tak by wyszło grubo ponad 10 miliardów