UPD "Две сотни долларов за килограмм ..."
Дополнил статью о системе "Орбитрон" под заголовком " Две сотни долларов за килограмм - цена доставки сырья в ОКВП «Орбитрон»". Копию апдейта выкладываю так же здесь.
UPD. Размещение стартовых установок.
Есть два предельных варианта размещения стартовых площадок: по экватору в плоскости экваториальной орбиты и в зонах близких к полюсам планеты, для обслуживания коллектора на солнечно-синхронной орбите. Предпочтительным является вариант экваториального размещения.
Вдоль линии экватора следует расположить две пусковые установки. Одна из них может быть размещена на суше в Южной Америке, а вторая в Малайзии или Индонезии, или скорее всего в океане на судне с небольшим водоизмещением (около 100 тонн). Одна установка обеспечивает подачу груза в коллектор на высоте равной апогейной, вторая на перигейной. Установки расположены на противоположных сторонах Земли, но не симметрично, а со смещением относительно оси симметрии приблизительно на 1300 км следствии смещения из-за вращения планеты относительно апогея и перигея. Для варианта с полуторачасовым периодом обращения коллектора, взятым для примера, интервал между захватами грузов от первой и второй пусковой установки равен 45 минутам, а интервал между нижней точкой и высшей спиральной траектории, после которой начинается новый цикл, равен 135 минутам. Всего 180 минут или 3 часа. За этот период, после возвращения коллектора в исходную точку, стартовая площадка сместилась приблизительно на 5000 км по ходу движения коллектора и ему нужно догнать её. Площадка движется со скорость 0,465 км/с, а коллектор около 7,75 км/с и в итоге минут через 12 коллектор оказывается над пусковой установкой и производится подача и захват груза. Потери времени на этот маневр за год составляют порядка 70 часов (0,008%), что не сказывается на эффективности работы системы.
Если изучение детальной карты океана не приведет к обнаружению удобных участков земли, подходящих для базирования второй пусковой установки (в том числе по налоговым и политическим аспектам), то подойдут водные участки, при наличии близких островов, которые могут использоваться как база, а пусковая установка тогда может периодически выдвигаться на позицию при помощи небольшой летающей лодки. При небольших расстояниях может подойти обычное судно, а при средних - скоростное судно на подводных крыльях.
Орбитальный коллектор вещества
При указанной массе коллектора в диапазоне от 3 до 4 тонн, стоимость его изготовления и вывода на орбиту составит 40 млн. долл. Рабочий ресурс - 8 лет. Годовой грузопоток - 25 тонн, за все время работы - 200 тонн. Половину захваченного вещества используют в качестве рабочего тела бортовых ЭРД с удельным импульсом ~16000 м/с, а оставшиеся 100 тонн представляют собой груз в виде топливных и конструкционных материалов (для орбитальных заправочных станций и КА с 3D-принтерами). Соответственно, на борту цена груза удваивается и вместо 200 долл./кг поднимается до 400 долл./кг. Амортизация коллектора даёт ещё 400 долл./кг. Итоговая цена равна 800 долл./кг, без учета дисконтирования. Это результат для экспериментального варианта системы. Промышленный вариант даст суммы на уровне 100-300 долл./кг.
В составе оборудования коллектора есть автономная платформа с набором принтеров объемной печати, использующих как металлическое, так и пластмассовое сырьё. При умеренном энергопотреблении уже действующие образцы за год могут формировать изделия из металла с совокупной массой несколько тонн.
Предусмотрено использование этой группы 3D-принтеров для изготовления деталей корпуса и целых агрегатов орбитального коллектора. Предварительные расчеты показывают, что средняя цена формируемых изделий может быть около 1000 долл./кг. С учетом цены доставки сырья с Земли, стоимость основной группы комплектующих для коллектора будет 1800-2000 долл./кг. Таким образом, копия коллектора, созданная на орбите, будет в 5 раз дешевле оригинала. Считая, что первый год работы уходит на создание второго коллектора, который начинает работу во втором году, совместно с первым коллектором, получаем, что во втором году грузопоток поднимается до 50 тонн, причем цена у второго коллектора снижается до 480 долл./кг или до 640 долл./кг для обоих коллекторов.
Многие из действующих 3D-принтеров освоили процедуру создания своих копий для большей части комплектующих. Применение этого принципа к космическому принтеру при орбитальном коллекторе, обеспечивает удвоение системы каждый год или чаще. Таким образом, в первый год на орбите функционирует один коллектор с чистым грузопотоком 12,5 тонн, во второй года два коллектора с чистым грузопотоком 25 тонн, в третий год четыре коллектора с грузопотоком 50 тонн и так далее. К концу восьмого года на орбите находится 128 коллекторов с общим грузопотоком в 1600 тонн. К этому времени цена вывода грузов на орбиту упадет до 200 долл./кг, а при модернизации суборбитальной части снизится до 20-30 долл./кг.
UPD. Размещение стартовых установок.
Есть два предельных варианта размещения стартовых площадок: по экватору в плоскости экваториальной орбиты и в зонах близких к полюсам планеты, для обслуживания коллектора на солнечно-синхронной орбите. Предпочтительным является вариант экваториального размещения.
Вдоль линии экватора следует расположить две пусковые установки. Одна из них может быть размещена на суше в Южной Америке, а вторая в Малайзии или Индонезии, или скорее всего в океане на судне с небольшим водоизмещением (около 100 тонн). Одна установка обеспечивает подачу груза в коллектор на высоте равной апогейной, вторая на перигейной. Установки расположены на противоположных сторонах Земли, но не симметрично, а со смещением относительно оси симметрии приблизительно на 1300 км следствии смещения из-за вращения планеты относительно апогея и перигея. Для варианта с полуторачасовым периодом обращения коллектора, взятым для примера, интервал между захватами грузов от первой и второй пусковой установки равен 45 минутам, а интервал между нижней точкой и высшей спиральной траектории, после которой начинается новый цикл, равен 135 минутам. Всего 180 минут или 3 часа. За этот период, после возвращения коллектора в исходную точку, стартовая площадка сместилась приблизительно на 5000 км по ходу движения коллектора и ему нужно догнать её. Площадка движется со скорость 0,465 км/с, а коллектор около 7,75 км/с и в итоге минут через 12 коллектор оказывается над пусковой установкой и производится подача и захват груза. Потери времени на этот маневр за год составляют порядка 70 часов (0,008%), что не сказывается на эффективности работы системы.
Если изучение детальной карты океана не приведет к обнаружению удобных участков земли, подходящих для базирования второй пусковой установки (в том числе по налоговым и политическим аспектам), то подойдут водные участки, при наличии близких островов, которые могут использоваться как база, а пусковая установка тогда может периодически выдвигаться на позицию при помощи небольшой летающей лодки. При небольших расстояниях может подойти обычное судно, а при средних - скоростное судно на подводных крыльях.
Орбитальный коллектор вещества
При указанной массе коллектора в диапазоне от 3 до 4 тонн, стоимость его изготовления и вывода на орбиту составит 40 млн. долл. Рабочий ресурс - 8 лет. Годовой грузопоток - 25 тонн, за все время работы - 200 тонн. Половину захваченного вещества используют в качестве рабочего тела бортовых ЭРД с удельным импульсом ~16000 м/с, а оставшиеся 100 тонн представляют собой груз в виде топливных и конструкционных материалов (для орбитальных заправочных станций и КА с 3D-принтерами). Соответственно, на борту цена груза удваивается и вместо 200 долл./кг поднимается до 400 долл./кг. Амортизация коллектора даёт ещё 400 долл./кг. Итоговая цена равна 800 долл./кг, без учета дисконтирования. Это результат для экспериментального варианта системы. Промышленный вариант даст суммы на уровне 100-300 долл./кг.
В составе оборудования коллектора есть автономная платформа с набором принтеров объемной печати, использующих как металлическое, так и пластмассовое сырьё. При умеренном энергопотреблении уже действующие образцы за год могут формировать изделия из металла с совокупной массой несколько тонн.
Предусмотрено использование этой группы 3D-принтеров для изготовления деталей корпуса и целых агрегатов орбитального коллектора. Предварительные расчеты показывают, что средняя цена формируемых изделий может быть около 1000 долл./кг. С учетом цены доставки сырья с Земли, стоимость основной группы комплектующих для коллектора будет 1800-2000 долл./кг. Таким образом, копия коллектора, созданная на орбите, будет в 5 раз дешевле оригинала. Считая, что первый год работы уходит на создание второго коллектора, который начинает работу во втором году, совместно с первым коллектором, получаем, что во втором году грузопоток поднимается до 50 тонн, причем цена у второго коллектора снижается до 480 долл./кг или до 640 долл./кг для обоих коллекторов.
Многие из действующих 3D-принтеров освоили процедуру создания своих копий для большей части комплектующих. Применение этого принципа к космическому принтеру при орбитальном коллекторе, обеспечивает удвоение системы каждый год или чаще. Таким образом, в первый год на орбите функционирует один коллектор с чистым грузопотоком 12,5 тонн, во второй года два коллектора с чистым грузопотоком 25 тонн, в третий год четыре коллектора с грузопотоком 50 тонн и так далее. К концу восьмого года на орбите находится 128 коллекторов с общим грузопотоком в 1600 тонн. К этому времени цена вывода грузов на орбиту упадет до 200 долл./кг, а при модернизации суборбитальной части снизится до 20-30 долл./кг.