Ликбез по экономике правильной космонавтики завтрашнего дня
Отцы астронавтики знали, что ракетные технологии надо радикально модернизировать - сбить цены на запуски до такого уровня, чтобы простые смертные смогли в космические дома отдыха по профсоюзным путевкам летать. Тогда у них не получилось усовершенствовать технологию выхода в космос. Вместе с тем, в различных НИР/R&D были намечены перспективные направления модернизации космического транспорта.
Современный проект OrionTwo/Орион II - это продолжение прошлых перспективных начинаний по поиску экономически эффективного транспорта. Прототипы системы OrionTwo - это проекты использования внешних ресурсов - запасов механической энергии астроидного и лунного реголита, при сбросе в гравитационную яму Земли, для ускорения суборбитальных грузовых и пассажирских капсул в околоземном пространстве.
Принципиальные схемы ускорения суборбитальных капсул потоками вещества из внеземных ресурсов, почти такими же даровыми как ветер в океане, показаны в анимированном виде:
Используются потоки вещесвта малой плотности - в пределах 0,1-0,01 кг/м3.
Экономика такого транспорта, использующего ракеты только для выхода за пределы условной границы атмосферы понятна при помощи следующих формул:
• Цена 0 - цена доставки грузов на низкую околоземную орбиту типичной одноразовой многоступенчатой РН. За основу приняты затраты японских РН H2A и H2B.
• Разгон грузовых капсул за пределами атмосферы искусственными потоками внеземного вещества, сокращает потребную характеристическую скорость РН с 10-11 км/с до 2 км/с т.к задача ракеты сводится только к подъему капсулы на высоту 110-120 км в зону действия разгоняющего потока.
• Цена 1, равная 200 долл./кг - цена доставки грузов при уменьшении характеристической скорости в 5-6 раз РН одноразового применения: - коэффициент 0,5 в числителе выражает снижение стоимости РН приблизительно в 2 раза за счет одноступентчатости; - коэффициент 15 в знаменателе выражает увеличение массы груза приблизительно в 15 раз за счет сокращения массы ракетного топлива.
• Цена 2 - цена доставки грузов многоразовой РН при сохранении запаса топлива, необходимого для возвращения и мягкой посадки РН на космодром: - коэффициент при массе груза в знаменателе уменьшается с 15 до 10 за счет увеличения массы топлива, необходимого для возращения; - количество пусков РН при различном рабочем ресурсе двигателей - от 100-200 (2-3 часа работы типичных ЖРД) и до 5000 (70 часов), что возможно в случае повышения рабочего ресурса за счет снижения технического совершенства ракетных двигателей.
• При пусках количеством свыше 200 Цена 2 снижается до 2-3 долл./кг. В целом тенденция снижения ведет к цене близкой к удельным затратам на топливо.
Таким образом, для массового освоения космоса нет необходимости ждать изобретения аппаратов на новых физических принципах. Безо всяких антигравилетов, гравицап и гиперпространственных порталов нынешние любители космических фэнтази смогут испытать опасные приключения в путешествиях к Марсу, Церере, спутникам Юпитера и Сатурна.
Современный проект OrionTwo/Орион II - это продолжение прошлых перспективных начинаний по поиску экономически эффективного транспорта. Прототипы системы OrionTwo - это проекты использования внешних ресурсов - запасов механической энергии астроидного и лунного реголита, при сбросе в гравитационную яму Земли, для ускорения суборбитальных грузовых и пассажирских капсул в околоземном пространстве.
Принципиальные схемы ускорения суборбитальных капсул потоками вещества из внеземных ресурсов, почти такими же даровыми как ветер в океане, показаны в анимированном виде:
Используются потоки вещесвта малой плотности - в пределах 0,1-0,01 кг/м3.
Экономика такого транспорта, использующего ракеты только для выхода за пределы условной границы атмосферы понятна при помощи следующих формул:
• Цена 0 - цена доставки грузов на низкую околоземную орбиту типичной одноразовой многоступенчатой РН. За основу приняты затраты японских РН H2A и H2B.
• Разгон грузовых капсул за пределами атмосферы искусственными потоками внеземного вещества, сокращает потребную характеристическую скорость РН с 10-11 км/с до 2 км/с т.к задача ракеты сводится только к подъему капсулы на высоту 110-120 км в зону действия разгоняющего потока.
• Цена 1, равная 200 долл./кг - цена доставки грузов при уменьшении характеристической скорости в 5-6 раз РН одноразового применения: - коэффициент 0,5 в числителе выражает снижение стоимости РН приблизительно в 2 раза за счет одноступентчатости; - коэффициент 15 в знаменателе выражает увеличение массы груза приблизительно в 15 раз за счет сокращения массы ракетного топлива.
• Цена 2 - цена доставки грузов многоразовой РН при сохранении запаса топлива, необходимого для возвращения и мягкой посадки РН на космодром: - коэффициент при массе груза в знаменателе уменьшается с 15 до 10 за счет увеличения массы топлива, необходимого для возращения; - количество пусков РН при различном рабочем ресурсе двигателей - от 100-200 (2-3 часа работы типичных ЖРД) и до 5000 (70 часов), что возможно в случае повышения рабочего ресурса за счет снижения технического совершенства ракетных двигателей.
• При пусках количеством свыше 200 Цена 2 снижается до 2-3 долл./кг. В целом тенденция снижения ведет к цене близкой к удельным затратам на топливо.
Таким образом, для массового освоения космоса нет необходимости ждать изобретения аппаратов на новых физических принципах. Безо всяких антигравилетов, гравицап и гиперпространственных порталов нынешние любители космических фэнтази смогут испытать опасные приключения в путешествиях к Марсу, Церере, спутникам Юпитера и Сатурна.