НАСА рассматривает варианты автоматической миссии к Европе
Опубликовано: 02.02.2016
В декабре 2015 года Конгресс США увеличил бюджет НАСА на 2016 год до $19,285 млрд. В эти расходы входят $175 млн на разработку научно-исследовательской миссии к спутнику Юпитера Европе, в то время как НАСА запрашивало только 30 млн. Законодатели требуют от космического агентства осуществить запуск исследовательской станции не позднее 2022 года и включить в план миссии посадочный аппарат для изучения Европы с поверхности. 1 февраля на встрече Группы по изучению внешних планет представители НАСА обсудили возможные варианты этой миссии.
Согласно первоначальным проработкам, Europa Clipper должен был стать спутником Юпитера, орбита которого позволила бы совершить несколько десятков близких пролетов около Европы. Масса аппарата оценивается в 5 т. Для его запуска можно использовать ракету-носитель «Атлас V», но для разгона спутника потребуется совершить гравитационный маневр у одной из планет внутренней Солнечной системы, либо сверхтяжелую ракету SLS, благодаря которой аппарат мог бы лететь по прямой траектории и добраться до Юпитера примерно за три года, т. е. в два раза быстрее.
Требование Конгресса включить в миссию посадочный аппарат заметно усложняет дело. Во-первых, у НАСА нет отработанной платформы для создания такой космической станции, а до предполагаемой даты старта остается всего шесть лет. Во-вторых, по самым предварительным оценкам, масса спускаемого аппарата вместе с необходимым для мягкой посадки топливом составит около 8 т.
Очевидно, что если планировать совместную миссию со орбитальным и посадочным аппаратами, возможностей «Атласа V» для нее не хватит, и даже при использовании SLS потребуется гравитационный маневр.
Согласно альтернативному плану, который НАСА представляется более перспективным, оба космических аппарата можно запустить по отдельности. Это позволит выдержать сроки запуска орбитального зонда и отправить его к Юпитеру по «быстрой» траектории в 2022 году. Курт Нибур, ученый НАСА по внешним планетам, отметил, что текущие тенденции в финансировании миссии позволяют на это надеяться. Добавление к основной миссии полноценного посадочного аппарата, по его словам, приведет к замедлению процесса разработки.
С другой стороны, разделение двух миссий противоречит требованиям законодателей. Пока что инженеры Лаборатории реактивного движения НАСА продолжают работу над ранним проектом отдельного орбитального зонда. Решение об окончательном облике миссии должно быть принято в сжатые сроки, т. е. до конца текущего года.
Нибур отметил, что НАСА рассматривает возможность добавить к спутнику Europa Clipper один или два второстепенных малых аппарата с собственными задачами. Спутники размеров «кубсата» могли бы совершить пролеты через выбросы паров воды с Европы или изучить ее гравитационное поле. Всего для таких побочных миссий зарезервировано 250 кг на борту основного аппарата.
Комментарии
Комментарий удален модератором
1 Мерлин-1Д развивает тягу 79 тс и стоит 422 тысячи.
Соответственно, базовая цена запуска Атлас 5 версии 401 (без боковых ускорителей, только с 1 РД-180) около 160 миллионов долларов и он способен за эти деньги доставить на НОО до 10.5 тонн полезной нагрузки. Таким образом, заказчик платит $15170 за доставку 1 кг груза на НОО.
Базовая цена запуска Фалькон-9 61,2 млн и за эти деньги, при схеме полета с возвратом 1-й ступени, Фалькон способен забросить до 13,15 т груза на НОО. Без возврата ступени - до 17,5 т, но базовую цену я не знаю, поэтому остановимся на стандарте с возвратом ступени. Разделим цену на грузоподъёмность: $4653 за 1 кг полезной нагрузки на НОО.
Таким образом, финансовая эффективность запуска груза Фальконом, по сравнению с Атлас-5 v.401 = $15170/$4653 = 3.26 раза выгоднее запускать Фальконами.
Поэтому ULA в состоянии только неправдами, лоббированием и махинациями пробивать себе заказы и только у государства. На открытом рынке они неконкурентоспособны.
Очень важным фактором для себестоимости ракеты является стоимость производства ступени и тут слово за технологиями.
Для примера, обечайки корпусов во всем мире производят по похожей технологии: толстый лист аллюминиевого сплава фрезеруют для получения "вафельной конфигурации" - это очень материалоёмко, трудоёмко и потому очень дорого. Делается это для того, чтобы внутри корпуса были ребра жесткости.
СпейсХ применил технологию сварки FSW и приваривает эти самые ребра жесткости к листу обечайки. Расход материалов, трудоёмкость и амортизация оборудования резко уменьшились. Соответственно, себестоимость резко упала.
Дело не столько в двигателях, сколько в том, что Атлас-5 был разработан по устаревшим технологиям и изменить это они не могут. Надо создавать новую ракету, по современным технологиям.
А на счет движков, сейчас все отказываются от керосина. В мире летают либо водородные ракеты, либо водородные с ТТ ускорителями. В разработке - метановые.
Комментарий удален модератором
Причиной многокамерности была неспособность создания большой камеры сгорания. Команда фон Брауна при создании F-1 смогла разработать методику исследований и испытаний ЖРД, устранив эффект нестабильности горения, а Глушко с этим провалился, пытаясь создать РД-105. И тогда Совет Главных Конструкторов заставил Глушко сделать 4-камерный двигатель РД-107/108 на базе усовершенствованных камер сгорания двигателя Фау-2. С тех пор Глушко, дабы не бороться с нестабильностью горения в керосиновых ЖРД, стал делать многокамерные двигатели, которые с середины 50-х никто в мире не делал.
Ещё с начала 70-х НАСА стала отказываться от новых керосиновых двгателей в пользу водородных и твердотопливных. По политическим соображениям Белого Дома, для Атласа сделали исключение, ибо РФ не могла предложить ничего другого.
Сейчас в тренде двигатели на метане. Если уж отказываться от керосинок, то перспективные ракеты должны проектироваться под метан
Самое главное, Атласы безумно дорогие. Их большой контракт с Пентагоном вызвал скандал, судебные разбирательства и, в конце концов, привел к сертификации Фалькона.
Даже, если ULA позволят продолжать закупать РД-180 для Атласов, в новых контрактах с Пентагоном и НАСА им придется конкурировать на открытых конкурсах с Фальконами. В открытом конкурсе Атласы обречены и потому ULA отказалась от участия в конкурсе на большой контракт по запуску спутников GPS.
Альянсу уже дали было добро на закупку новых РД-180, но они всё равно отказались учавствовать в конкурсе. Ну, трудно будет конгрессменам объяснить избирателям, почему надо платить из карманов этих избирателей за ту же работу чуть ли ни в 4 раза дороже.
А следом, примерно в 2019 году, идет новый конкурс ВВС США, общим валом около 30 лярдов. Атлас в нем будет обречен. Поэтому ULA надо срочно создавать новый носитель, способный хоть как-то конкурировать с Фальконами.
В Боинге и Локхиде это понимают. Они кооперируются с Орбитал-АТК и с Блю Ориджин для создания ракеты нового поколения на метане. ВВС уже выделили гранты СпейсХ и Орбитал для ускорения создания метановых ЖРД
как раз без возврата 13,5
Легко проверяется многочисленными расчетными программами. И Атлас 9,5.
Считая только по двигателям 1 ступени
Фалькон 9х0,422/13,5=0,281
Атлас 2,2/9,5=0,232
Правда 2 водородная у Аталса дороже, т.е. примерно будет одинаково.
Хотя можно предположить что Маск подгоняет цену к Атласу чтоб иметь бОльший доход,
ИМХО - Мерлин должен стоить дешевле.
А Маск тоже по политическим соображениям выбрал керосин ?
Фалькон-9 v.1.1 поднимал без возврата ступени 13,15 т на НОО или 4,8 т на ГПО.
СпейсХ апгрейдал ракету, новая версия называется Full Thrust (FT). Грузоподъёмность увеличена на 30%. В декабре летала и вернулась как раз апгрейданная версия FT.
В схеме полета с возвратом ступени грузоподъемность 13,15 на НОО и 4,8 т на ГПО. И базовая цена на 2016 год 61,2 млн.
Без возврата ступени, Фалькон тянет до 17,5 т на НОО и до 6,5 т на ГПО.
Спутник SES-8 весит 5,3 т, будет запущун на ГПО как раз Фальконом-9FT.
В сумме, производительность, как они это называют, повысилась на 30%. Маск много раз говорил, что возврат ступени снижает полезную нагрузку как раз на эти самые 30%. Таким образом, они утверждают, что грузоподъёмность версии FT в схеме полета с возвратом ступени осталась на уровне максимальной грузоподъёмности версии 1.1, а максимальная грузоподъемность, достигаемая в схеме полета без возврата ступени, соответственно выросла на те самые 30%.
13,15 + 30% = 17,1 т
4,8 + 30% = 6,24 т
Без дополнительного веса механизма и гидросистемы посадочных опор, эти цифры соответственно 17,5 и 6,5 тонн.
Маск выбрал керосин, постольку, поскольку это был их первый двигатель, а по керосину было множество литературы. Водород они тогда не могли осилить по ряду технических причин, а по метану тогда почти ничего в литературе не было.
Евгений, то что они сами сделали такой успешный двигатель, с рекордными показателями тяговооруженности, многоразовый, с большим диапазоном дросселирования - это просто чудо. Первый, полностью свой, абсолютно успешный...
Сейчас они делают метановый Раптор. Точные характеристики его пока неизвестны, но узлы и компоненты проходят испытания конструкции на стенде в Стенниус-центре.
Точно известно, что это будет метановый двигатель и то, что он будет многоразовый, с бОльшим числом циклов включения/выключения, чем у Мерлина.
как они сделали двигатель F-1:
https://www.youtube.com/watch?v=Y7H8_6lgBGk
_______________________________
Зашибись.
У нас потребуют запретить Луну..
)
Ну и явно хотят дать работу SLS... в которой нет пресловутых российских двигателей....
А вот забавный гибрид SLS и Фальконов как ускорителей...
тонн так на 170... Хотя чисто умозрительно.
https://www.youtube.com/watch?v=d2200YGSeKM
А Глушко ракету Королёва Н-1 обзывал "складом двигателей".
У неё на первой ступени всего-то 30 двигателей НК-33 было.
Систем контроля современные, а двигатели "ненапряженные"...
бедолаги-пиндосоозабоченные поналетели уже, эдакие мелкевичи
"забирай свои игрушки и не писай в мой горшок !" ))