Для тех кому не хочется читать можно посмотреть аудиофильм в конце поста.
Первая статья написанная по просьбе читателей, о недавней революции в области ракетостроения и космосе в целом, получилась весьма резонансной. Такое количество противоречивых мнений и пафоса вокруг данного события навело на мысль расставить все по своим местам.
В данном аудиофильме мы разберем практические достижения в ракетостроении в наше время. Данный фильм создан исключительно с целью просвещения, в ситуации, которая сложилась в области космонавтики нашего времени. Мы предлагаем вам перепроверить все приведенные примеры и данные самостоятельно, дабы убедиться в достоверности всего сказанного.
В наш век технологического прогресса, доставка грузов и экипажей в ближайший космос за так называемую линию Кармана по-прежнему выполняется вполне примитивными и всем известными способами еще с середины 20 века. Достигается это путем сообщения "грузу" скорости, равной первой космической для планеты Земля с целью помещения груза в безвоздушном пространстве на круговой орбите вращения вокруг планеты. Любые усовершенствования в этой области сегодня являются прямым технологическим и качественным совершенствованием ракетных двигателей, топлива, технологии металлов, а также использования областей с пониженной гравитацией как стартовые площадки для ракетоносителей космических кораблей. Позволяющих выводить груз в оптимальном соотношении количества груза к затратам на различно удаленные орбиты от поверхности земли.
На данный момент Роскосмос, с его космическими технологиями и технологиями ракетостроения, доставшимся ему от социалистической машины СССР, по-прежнему является передовым в области услуг по доставки грузов и экипажей за линию Кармана, в космос. И спустя вот уже 55 лет его рекорды и достижения в выводе на орбиту наиболее дешевого килограмма, так и не были побиты. Сегодня Роскосмос выполняет следующие задачи и процессы, которые в отсутствие его имеют все шансы на полное забвение.
- Доставка экипажей в Космос (только с Роскосмосом)
- Доставка грузовых и пилотируемых кораблей (в сравнительно большей части)
- Вывод спутников и исследовательских космических аппаратов от линии Кармана
- Доставка аппаратов на ГПО или ГСО в основном.
- Корректировка орбиты МКС, только благодаря Роскосмосу (груз. корабли "прогресс")
- Вывод на орбиту военных спутников Пентагона. (так как последние по-прежнему закупают двигатели РД-180 для установки их на свои ракетоносители).
Но даже при всех этих достижениях рекордные по тяги ракетные двигатели Роскосмоса и сегодня не имеют возможности вывести исследовательский корабль с экипажем из трех человек на борту, на орбиту Луны или Марса. Ну или реализация данного проекта требует практически не окупаемых и громадных затрат на построение межпланетной станции для их реализации. Всему свое время!
Уровень достижений в области космонавтики является превосходным индикатором и показателем развития науки, технологий и культуры в целом. Во время космической гонки 20-то века шла борьба не только между двумя сверхдержавами, коими являлись на тот момент США и СССР, но и между капиталистическим и социалистическим строем за права считаться эффективным и единственно верным.
СССР первыми запустили искусственный спутник Земли. Первыми запустили живой организм с его благополучным возвращением обратно. Первыми они и вышли в открытый космос. На что США ответило программой Аполлон и показательными высадками на Луну. Чем якобы выиграло космическую гонку. Но по непонятным для большинства людей причинам свернула программу и на данный момент сегодня даже не имеет возможности запускать своих астронавтов в космос, без технологий СССР.
Что при определенной доле скептицизма ставит под вопрос, а покидал ли человек когда-либо радиус удаления от поверхности планеты, более чем на 500 км. Но суть данного фильма не сводиться к разбору данной ситуации.
До развала 1991 года СССР имело колоссальные достижения в области космонавтики. Первую орбитальную космическую станцию, "Мир" которая самостоятельно обслуживалась технологиями СССР. На ее конструкционных основах и технологии поэтапного вывода груза и стыковкой на орбите в жилые и исследовательские блоки было положено начало строительства Международной космической станции (МКС) спустя 12 лет после запуска станции "Мир". На тот момент ни одна страна не могла похвастаться собственной орбитальной станцией. Как, впрочем, не может сделать этого и сегодня.
Недавняя новость в области космонавтики буквально взорвала интернет. Первая ступень ракетоносителя Фалкон9 v1.1 компании SpaceX, была успешно посажена на плавучую платформу, после вывода на орбиту Международной космической станции, грузового корабля Dragon.
Новость обошла интернет пользователей подобно ударной волне несколько раз обогнувшей землю. Ажиотаж нагнетался нешуточный. Кое где проскакивали слова, о революции в области космонавтики, кое кто пророчил скорую кончину Роскосмосу с его ржавыми ракетами… в общем и в целом люди ликовали, называя главу компании и их главного конструктора своим героем. Сегодня его имя, наверное, не знает только человек напрочь лишенный всех возможностей познавать сей мир. Таким его несут массмедиа, наши и зарубежные. Настоящий железный человек.
Кто же он, Илон Маск? Современный гений или очередной авантюрный проект с очередной космической аферой? Давайте разбираться.
Основным преимуществом ракеты Фалкон9 в отличии от других ракетоносителей, является его много разовость, возможность использования первой ступени несколько раз. За счет чего и планируется снижение стоимости, а, следовательно, и повышение эффективности в доставки грузов на орбиты в сравнении с традиционными одноразовыми ракетоносителями, такими к примеру, как Союз или Протон.
Ракетоносители Фалкон
Миф№1 Фалкон поднимает больше и дальше
По некоторым данным, на различных ресурсах, приводятся весьма интересные цифры по возможностям доставки полезного груза на различные орбиты с помощью ракетоносителя Фалкон 9.
Наиболее доступная орбита для размещения космических аппаратов таких как спутники связи, спутники ретрансляторы и прочие является низко-опорная или низко-околоземная орбита. Сокращенно НОО. Хотя и прослеживается некоторое отличие между «опорной» и «околоземной» но мы не будет заострять внимание на этом. Так же по мимо НОО имеется необходимость выводить космические аппараты на геопереходную орбиту или (ГПО) апогей которой значительно удален от поверхности Земли на десятки тысяч километров, а ближайшая точка прохода перигей расположен в нескольких сотнях километров. Это эллиптическая орбита, которая в один момент может стать полноценной геостационарной орбитой или сокращенно ГСО. И любой аппарат, запущенный на ГСО непременно проходит через ГПО.
Если обратить внимание на возможности всего списка ракетоносителей, которые сегодня используются в мире, можно заметить, что грузоподъемность на НОО значительно больше чем на ГПО. То есть иными словами, что в принципе очевидно, выводить полезные грузы на НОО значительно проще чем выводить те же самые грузы на ГПО. Чем на более удаленную орбиту от поверхности следует поместить космический аппарат, тем меньший вес будет он иметь. И тогда получается, что при одинаковой стоимости запуска количество полезного груза, выводимого на ту или иную орбиту будет отличаться. А, следовательно, будет отличаться и средняя стоимость 1 кг полезного груза, который необходимо поместить либо на НОО либо на ГПО. И как вы уже поняли это и является одним из ряда основных характеристик эффективности любого ракетоносителя.
Если обратиться к справочным материалам, ракетоноситель Фалкон 9 имеет различные модификации которые обладают различными возможностями по полезной нагрузке.
Давайте начнем с Фалкон 9 v 1.0.
Заявленная масса полезной нагрузки на НОО: 9000 кг.
Стартовая Масса ракеты: 318 тонн.
Количество запусков: 5
- 4 Июня 2010 года. Полезный груз масса габаритный макет корабля Dragon (4200 кг)
- 8 Декабря 2010 года. Полезный груз Корабль Dragon (4200 кг)
- 22 Мая 2012 года. Полезный первостепенный груз Корабль Dragon (4200 +520 кг), итоговая масса 4720 кг.
- 08 Октября 2012 года. Полезный первостепенный груз Корабль Dragon (4200 +454 кг), второстепенный Orbcomm-G2 (172 кг). Второстепенный груз не выведен – сгорел в атмосфере. Итоговая масса полезной нагрузки 4826 кг.
- 1 Марта 2013 года. Полезный груз Корабль Dragon (4200 кг + 677 + 373) Итого 5250 кг.
На этом запуски модификации версии 1.0 с двигателями Merlin 1C были прекращены. Как видите максимальная полезная нагрузка на НОО составила 5250 кг.
Заявленная в википедии полезная нагрузка на НОО равная 9000 кг, так и не была реализована на этой версии ракетоносителя.
Идем далее…
Фалкон 9 v 1.1 (двители Merlin 1D)
Заявленная масса полезной нагрузки на НОО: 13150 кг. ГПО: 4850 кг.
Стартовая Масса ракеты: 506 тонн.
Количество запусков 15.
- 29 сентября 2013 года. Вывод на полярную орбиту (которая используется для военных спутников) следующих аппаратов Cassiope (500 кг), Dance (50 кг), Cornell (41 кг) масса двух друг аппаратов не известна. Допустим даже по 500 кг каждый Итого 1591 кг. Первая ступень разрушена в следствии негативного вращения.
- 3 Декабря 2013 года. Вывод на ГПО 3138 кг.
- 6 Января 2014 года. Вывод на ГПО 3325 кг.
- 18 Апреля 2014 года. На НОО. Первостепенный груз Dragon + 2200 кг для МКС. Второстепенный груз наноспутники: SporeSat (5.4 кг) PhoneSat (1.3 кг), TSAT (2 кг), KickSat (3 кг) Итого 6412 кг. Первая ступень потеряна.
- 14 июля 2014 года. На НОО. 6 спутников примерно по 172 кг каждый, общей массой 1100 кг. Первая ступень разрушилась при приземлении.
- 5 Августа 2014 года. На ГПО. Масса полезной нагрузки 4535 кг. Посадка первой ступени не проводилась.
- 7 Сентября 2014 года. На ГПО. Масса 4428 кг. Посадка первой ступени не проводилась.
- 21 Сенября 2014 года. На НОО. Первостепенный груз Dragon + 1627 кг + 589 кг. Второстепенный груз: SpinSat (57 кг) Итого 6437 кг. Посадка первой ступени не планировалась.
- 10 Января 2015 года. На НОО. Полезный груз: Dragon + 1901 + 494 кг. Итого 6595 кг. Неудачное приземление первой ступени.
- 11 Февраля 2015 года. На Точку Лагранжа. Полезный груз: 570 кг. Первая ступень приземлилась в воду и разрушилась.
- 2 Марта 2015 года. На ГПО. Полезная нагрузка 4150 кг. Посадка ступени не планировалась.
-14 апреля 2015 года. На НОО. Полезная нагрузка 2015 кг + Dragon. Итого 6215 кг. Первая ступень опрокинулась на платформе.
- 27 апреля 2015 года. На ГПО. 4707 кг. Посадка ступени не планировалась.
- 28 Июня 2015 года. Ракетоноситель взорвался вместе с кораблем Dragon на 139 секунда полета.
- 22 Декабря 2015 года. На НОО. 11 спутников общем массой 1892 кг. Успешное приземление первой ступени.
-17 Января 2016 года. На НОО. Jason3 массой всего лишь 525 кг. Первая ступень разбилась о плавающую платформу.
Это был последний запуск ракетоносителя Фалкон 9 версии 1.1 с двигателями Merlin 1D. Из заявленных 13 150 кг на НОО максимально смогли вывести только 6595 кг на запуске от 10 января 2015 года. Для ГПО из заявленной 4850 кг, смогли вывести 4707 кг на запуске от 27 Апреля 2015 года. В обоих случаях посадка первой ступени была либо неудачная, либо не планировалась. Заявленные значения по полезной нагрузки и грузоподъёмности достигнуты для НОО на 50%. Для ГПО на 97%.
Фалкон 9 v FT (двигатели Merlin 1D) со сверх охлажденными компонентами топлива.
Заявленная масса полезной нагрузки на ГПО: 5271 кг. Для НОО заявлено не было.
Стартовая Масса ракеты: 541 тонн.
Количество запусков 2.
- 4 Марта 2016 года. На ГПО. Масса полезной нагрузки 5271 кг. Первая ступень разбилась при посадке на платформу.
- 8 Апреля -2016 года. На НОО. Масса полезной нагрузки 3136 кг + Dragon итого 7336 кг. Успешная посадка первой ступени на плавающую платформу.
Итого какие реальные характеристики по грузоподъемности были достигнуты.
Ракетоноситель |
НОО кг |
ГПО кг |
Масс. Ракеты тонн |
1.0 |
5200 |
Не было |
314 |
1.1 |
6595 |
4707 |
506 |
FT |
7336 |
5721 |
541 |
Следует обратить внимание не то как увеличивалась масса ракеты в процессе доработки. С 314 тонн выросла до 541 тонны. Но заявленная грузоподъемность так и не была достигнута. Все это указывает на то что двигатели Merlin в любой модификации отстают от двигателей Роскосмоса основные разработки которых были проведены несколько десятков лет назад еще при социализме.
Миф№2 Стоимость запусков 1 кг с Фалкон дешевле Роскосмоса.
Общее количество запусков всех ракетоносителей 23. При средней стоимости запуска 61.2 млн долларов были достигнуты. Следующие стоимости кг:
НОО- 9279 долларов США за 1 кг. ГПО - 10697 долларов за кг.
Но тут стоит отметить что стоимость в 61.2 млн долларов соответствует лишь ракетоносителю версии 1.1 Какова стоимость запуска Фалкон FT не известно. Соответственно при максимально достижимых массах вывода на орбиту Фалкон 1.1 имеет следующие стоимости 1 кг
НОО – 9279 и ГПО 13001 долларов США за 1 кг. В отличии от заявленных в википедии НОО 4300 и ГПО 11650.
Характеристики Ракетоносителей Роскосмоса.
Ракетоноситель |
НОО кг |
ГПО кг |
Масса Ракеты тонн. |
$/кг НОО/ГПО |
Союз СТ-Б |
9200 |
3240 |
313 тонн |
8695 / 24691 |
Протон |
23000 |
6150 |
705 тонн |
3043 / 11382 |
Стоимость запуска Союза 80 млн долларов, на коммерческом рынке.
Стоимость запуска Протона 70 млн долларов, на коммерческом рынке.
Данные на 2015 год.
Следует отметить несколько важных моментов. Ракетоноситель Союз в основном используется для запуска пилотируемых кораблей, но может так же использоваться для запуска грузовых кораблей и спутников. Ракетоноситель Протон используется для запуска только грузовых кораблей и спутников.
Миф№3 Двигатели SpaceX превосходят двигатели Роскосмоса.
Обратите внимание на стартовые массы ракет и на максимально выводимую массу грузов на различные орбиты, где SpaceX значительно уступает Роскосмосу. Но тут стоит отметить еще важную деталь. Ракеты Флакон запускаются с области пониженной гравитации 28 градусов северной широты (Мыс Канаверал), Роскосмос запускает свои ракеты с 45 градусов северной широты (Байконур) В этом случае запуски Роскосмоса уже дороже по цене, так как запускаются из сложных условий. Сила гравитации у экватора меньше чем у полюса Земли. Выхода на экватор у Роскосмоса нет. Космодром восточный находиться еще севернее на 6.5 градусов, что сравнительно уменьшит возможность доставлять выше заявленные значение грузов. В этом плане Американцы находятся в более удобном положении – ближе к экватору. Разумеется, транспортировка готовых ракет близ экватора уже была принята на космодром Куру (5 градусов северной широты), но это делает запуски несколько дороже.
Если говорить о эффективности ракетоносителей Фалкон, то они сегодня даже не переплюнули советскую, а ныне Украинскую ракету Зенит. Которая выводит 13 тонн на НОО и 6.1 тону на ГПО, а на ГСО до 4 тонн, при стоимости запуска 42.5 млн долларов на 2013 год. При массе ракеты на 20% меньше Фалкона FT.
Но к сожалению, после последнего запуска в декабре 2015 года, выпуск и производство этих ракетоносителей приостановлено, думаю, по понятному большинству из вас причинам.
Для SpaceX и конкретно для Американцев все может измениться благодаря осуществлению запуска и демонстрации заявленных значений грузоподъёмности с Фалкон Hevy. Опять же если ступени будут садиться как надо, а стоимость действительно будет соответствовать заявленной.
У Роскосмоса в этом плане дела куда плачевнее. Даже заявленная грузоподъемность ракетоносителя Ангара А5 уступает Протону по массе на ГПО при примерно одинаковой стартовой массе в 754 тонны. Но есть надежда на тяжеловеса А5В, который должен вытаскивать до 38 тонн на НОО и 12 тонн на ГПО, при стартовой массе в 790 тонн. Про оценки стоимости запусков легче не становиться А5 будет стоить дороже Протона в два раза, по приведенным данным на сегодняшний день.
Вот вам отличное наглядное пособие, что эффективнее социализм или капитализм, на примере освоения космоса. Как видите из приведенного материала, отлично видно как разработанная при социализме система по прежнему остается самой эффективной и дешевой.
Что касается Илона Маска с его ракетами Фалкон, я от всего сердца и искренне рад тому что американцы сегодня могут наконец-то запускать более-менее дешевые килограммы. Давно уже пора — это делать, ведь 21 век на дворе.
Write a comment