Załogowa wyprawa na Marsa

[Orionid]

A kto może przejąć inicjatywę na Księżycu ? Chiny?
W przypadku ISS najwięcej do powiedzenia ma NASA. W przypadku Księżyca myślę , że będzie jakiś główny udziałowiec.

Buzz Aldrin ma nadzieję, że ludzie w 2040 staną na Marsie.
Ciągle oddalająca się perspektywa. Ale może mieć ona tę zaletę, by ukierunkowywać rozwój technologii "marsjańskich".
 https://phys.org/news/2017-07-astronaut-aldrin-red-carpet-mars.html

[Adam.Przybyla]

To nie do konca tak, amerykanie moga po prostu miec rownorzedne znaczenie z innymi, a wtedy dowolna
koalicja w obrebie panstw bioracych w tym udzial moze juz byc dominujaca. Graja tu tez role kwestie
finansowe, - kto zaplaci wiecej albo zapewni transport (tak rozwiazali to amerykanie dowozac materialy
wahadlowcami) ten bedzie "rzadzil";-) Ju teraz widac, ze amerykanie rozijaja swoj srodek transportu
na potrzeby tego typu misji SLS. Ale duza rakieta to duze ryzyko ... tak, jak pisalem
ostatnio w innym watku. Bez SLS amerykanie przestaja byc partnerem w rozmowach
o bazie gdziekolwiek poza LEO. Z powazaniem
                                                                       Adam Przybyla

[kanarkusmaximus]

Hmm, nie za bardzo. Jak na razie nikt poza Amerykanami nie ma kapsuły dedykowanie budowanej do lotów BEO. Raczej bardziej bym powiedział, że kartą przetargową jest MPCV Orion a nie SLS.

[Adam.Przybyla]

Dobry argument. Ale czy nie daloby sie dostac podobnych rozwiazan od ruskich?;-) A moze i od japonczykow? Ich ladownik z hayabusha
wytrzymal wiele i to pomimo ze byl dosc ... maly. A i wydaje sie, ze chinczcy juz pracuja nad alternatywnym rozwiazaniem.
Sama kapsula to dosc malo.  Np. nowy system podtrzymania zycia na ISS ma byc japonski, nie mowiac juz o chinskich
eksperymenatach z ich biosfera o jakich posylalem juz linki.  To co, jest jeszcez potrzebne w takiej kapsule, elektronika?
Mysle, ze po misji Juice europejczycy bede w tym rownei dobrzy tj. elektronice na potrzeby glebokiego kosmosu. Jowisz
jest wymagajacy pod tym wzgledem;-) Aha, zapomnialem, kwestia oslony przy duzych predkosciach. hmm,
mysle, ze japonczycy pokazali, ze potrafia ze swoim malym ladownikiem z hayabusha a europa bedzie miala ta technologie
zweryfikowana po misji Exomars. Z powazaniem
                                                     Adam Przybyla

[Orionid]

Pospiesznym na Marsa? NASA rozważa użycie rakietowego silnika nuklearnego
16 SIERPNIA 2017 Paweł Ziemnicki

Analitycy z NASA wznowili prowadzone od ponad pół wieku prace koncepcyjne nad wykorzystaniem rakietowego silnika nuklearnego w lotach międzyplanetarnych. Wysiłki Agencji w tej mierze będzie przez trzy lata wspierać firma technologiczna, związana z energetyką jądrową, będąca dostawcą rządu Stanów Zjednoczonych. Jeśli koncepcja okaże się możliwa do zastosowania, lot astronautów z Ziemi na Marsa mógłby potrwać zaledwie cztery miesiące.

Inżynierowie w USA pracowali nad potencjalnym wykorzystaniem rakietowego silnika nuklearnego (Nuclear Thermal Propulsion - NTP) w latach 1955-1972. Obecnie amerykańska agencja kosmiczna powraca do tej idei w ramach programu Game Changing Development Program, nastawionego na szersze wykorzystanie rozwiązań dostarczanych przez przemysł i środowisko naukowe w eksploracji kosmosu. Zainteresowanie NTP wynika z faktu, że ten rodzaj napędu może potencjalnie wytworzyć aż dwukrotnie większy ciąg niż główne silniki promu kosmicznego NASA, uznawane za jedne z najefektywniejszych chemicznych źródeł napędu w historii.

W przypadku Nuclear Thermal Propulsion reaktor atomowy wykorzystywany jest jako źródło ciepła. Ciepło powoduje natomiast rozgrzanie zgromadzonego w zbiorniku ciekłego wodoru do temperatury na tyle wysokiej, że zamienia się on w zjonizowany gaz - plazmę. Rozgrzany wodór rozpręża się i ulatując przez dyszę nadaje statkowi ciąg.

Prace nad opracowaniem NTP ma obecnie podjąć dla NASA, w ramach trzyletniego zobowiązania, firma BWXT Nuclear Energy, należąca do BWX Technologies (BWXT). Kontrakt na realizację tego zadania opiewa na 18,8 mln USD. Reaktor jądrowy, który firma opracuje, będzie działał w oparciu o reakcję rozszczepienia jądra atomowego nisko wzbogaconego uranu.

Zastosowanie rakietowego silnika nuklearnego pozwoliłoby skrócić czas podróży na Marsa z sześciu do jedynie czterech miesięcy. Taka zmiana byłaby niezwykle korzystna dla astronautów, krócej narażonych dzęki temu na szkodliwe promieniowanie kosmiczne. NTP jest też znacząco lżejszy od tradycyjnego silnika chemicznego, co, w połączeniu ze skróceniem lotu, pozwoliłoby zabrać na Czewoną Planetę nieco mniej paliwa i zapasów dla załogi, natomiast więcej ładunku użytecznego - np. instrumentów naukowych.


Artystyczna wizja rakiety bimodalnej. Ilustracja: NASA

Wielkim orędownikiem NTP jest dr Michael Houts z NASA Marshall Space Flight Center. Naukowiec lobbuje na rzecz wykorzystania rakiet bimodalnych (bimodal rockets) - wielostopniowych pojazdów, których pewne człony byłyby napędzane NTP, zaś pozostałe tradycyjnymi silnikami chemicznymi. Jego zdaniem, rakieta Space Launch System przeznaczona do zawiezienia ludzi na Marsa powinna mieć dolny stopień napędzany silnikiem chemicznym, zaś górny wyposażony w rakietowy silnik nuklearny. Według Houtsa górny człon SLS uaktywniałby się dopiero po dotarciu pojazdu na orbitę okołoziemską i odłączeniu od niepotrzebnego już dolnego członu rakiety.

http://www.space24.pl/646707,pospiesznym-na-marsa-nasa-rozwaza-uzycie-rakietowego-silnika-nuklearnego

[ekoplaneta]

Mam pytanie w związku z moim pomysłem. Otóż kiedyś wpadłem na taki pomysł, żeby statek załogowy na Marsa podczas startu czy to z powierzchni Ziemi czy z jej orbity skierować najpierw ku Księżycowi celem jego oblotu i skierowania z powrotem w kierunki Ziemi. Podczas zbliżania się do Ziemi marsjański statek załogowy przeprowadziłby manewr przyśpieszenia w polu grwitacyjnym naszej planety i dopiero po tym skierował się w kierunku Czerwonej Planety. Czy taki manewr miałby uzasadnienie odnoście zaoszczędzenia paliwa na misję albo skrócenia podróży do celu?

[adam.nielek]

To jest pytanie do inżynierów od symulacji komputerowych, którzy mogą takie problemy rozwiązywać za pomocą w miarę prostych programów wykonujących takie skomplikowane obliczenia. Trajektorie, przyspieszenie, potrzebny ciąg itd - właśnie po to wymyślono komputery. To są zwariowane liczby, weź np. taki stosunek masy - satelita/rakieta a planeta... Na kartce nikt ci tego nie policzy.

[ekolog]

Tak, ale co do zasady asysty grawitacyjnej  to nie jest to niemożliwe. Dlatego bardzo dobre pytanie.
Musi zagrać w czasie odpowiednie położenie Marsa, Ziemi i Księżyca i może trzeba będzie "trochę" poczekać na to.

Pewnym problem bywa atmosfera (hamuje) ale skoro sięga tylko 100 km (tak się przyjmuje) to oceniam że uda się przelecieć sensownie blisko Ziemi.

A obliczenia będą jeszcze potrzebne i inne - wszak ominąć trzeba będzie też sztuczne satelity, a może i jakieś znane dalej orbitujące śmieci?

Pozdrawiam

[adam.nielek]

Tutaj masz asystę w zastosowaniu - indyjski satelita MOM w podobny sposób nabrał wystarczającej prędkości by wejść na orbitę transferową.

To jest przypadek bez Księżyca. Nie znalazłem żadnego pojazdu, który skorzystał z asysty Ziemi i Księżyca.

[Adam.Przybyla]

Mam pytanie w związku z moim pomysłem. Otóż kiedyś wpadłem na taki pomysł, żeby statek załogowy na Marsa podczas startu czy to z powierzchni Ziemi czy z jej orbity skierować najpierw ku Księżycowi celem jego oblotu i skierowania z powrotem w kierunki Ziemi. Podczas zbliżania się do Ziemi marsjański statek załogowy przeprowadziłby manewr przyśpieszenia w polu grwitacyjnym naszej planety i dopiero po tym skierował się w kierunku Czerwonej Planety. Czy taki manewr miałby uzasadnienie odnoście zaoszczędzenia paliwa na misję albo skrócenia podróży do celu?

            ... to jest normalna droga. teraz wszystkie misje korzystaja aktualnie z asyst grawitacyjnych aby doleciec do celu. Jest tylko jedno
"ale" to wsztystko trwa, ile asysyt miala rosetta aby doleciec do komety (10 lat), ile bedzie potrzebowala europejska misja do jowisza, przy kazdym przelocie kolo jakiegos duzego ciala te misje dostawaly/dostana  przyrost predkosci.

Teraz zasadnicza kwestia. Tak naprawde ciala sa odlegle w perspektywie zmian predkosci. Aby osiagnac jakas odlegla lokalizacje
trzeba zwiekszyc predkosc ciala o okreslony dv. Jesli tego nie zrobimy, po deleceniu do danego ciala co najwyzej mozemy kolo niego przeleciec;-) Mala sciaga ile potrzeba aby dostac sie do posczegolnych lokalizacji jest tutaj:



BTW, zerknijcie na to co sie aktualnie dzieje w kosmosie, w wrzesniu misja amerykanska do asteroidy przlatuje kolo
Ziemi. Po co? Aby zalapac sie na dodatkowy dv;-) 

Z powazaniem
                         Adam Przybyla

[Adam.Przybyla]

A co do atmosfery, zerknijcie na "pnacza", czasmi aby zminiec dv atmosfera nadaje sie idealnie;-) Gdyby nie to,
na orbicie musielibysmy miec rownei wielkei rakiety jak przy starcie aby wyladowac;-)
Z powazaniem
                          Adam Przybyla

[adam.nielek]

Popraw mnie jeżeli się mylę. dV czyli delta V, w fizyce oznacza zmianę prędkości w mierzonym odcinku czasu? Poprawny zapis to symbol trójkąta (delta) i V od velocity

A aerobraking właśnie teraz wykorzystywany jest w okresie orbitowania europejskiego TGO w przestrzeni wokoło Marsa :-) I to chyba pierwszy raz całkowicie zrezygnowano z pędników hamujących.

[Adam.Przybyla]

Popraw mnie jeżeli się mylę. dV czyli delta V, w fizyce oznacza zmianę prędkości w mierzonym odcinku czasu? Poprawny zapis to symbol trójkąta (delta) i V od velocity

A aerobraking właśnie teraz wykorzystywany jest w okresie orbitowania europejskiego TGO w przestrzeni wokoło Marsa :-) I to chyba pierwszy raz całkowicie zrezygnowano z pędników hamujących.

           ... tak. Zadnej magii, po prostu zmiana predkosci. Np. to o czym piszesz jest nawet na ryskunku z orbity
Hohmanna na niska marsjanska potrzeba okolo dv=2.1 km/s ( o tyle zmienic predkosc) jak przeskoczymy zostaniemy
tylko przez marsa przechwyceni to wymaga to tylko dv=0.7km/s a potem juz mozemy kombinowac z hamowaniem
w atmosferze (na rysunku to ten czerwony slimaczek miedzy Ksiezycem a Marsem). Zysk jest duzy. Dla porownania dv=4km/s to tyle mniej wiecej jest wymagane aby dostac sie z  LEO na GEO na Ziemi.
                                          Adam Przybyla

[Orionid]

BTW, zerknijcie na to co sie aktualnie dzieje w kosmosie, w pazdzierniku misja amerykanska do asteroidy przlatuje kolo
Ziemi. Po co? Aby zalapac sie na dodatkowy dv;-) 
Z powazaniem
                         Adam Przybyla

A nie we wrześniu ?

22.09.2017 o 16:52 w odległości ok. 16000 km od Ziemi przeleci sonda OSIRIS-REx, wykonując manewr grawitacyjny w drodze do planetki (101955) Bennu.
http://lk.astronautilus.pl/plan.htm

[Adam.Przybyla]

Tak poprawka, satelia przeleci kolo Ziemi  we wrzesniu. Z powazaniem
                                                  Adam Przybyla