Перспективы, которые появляются с началом регулярных полётов Фалькона Хэви

На модерации Отложенный

Я с нетерпением жду начала регулярных полётов Фалькона Хэви. Прежде всего потому, что эта ракета кардинально снизит стоимость доставки на орбиту ПН, а это принципиально изменит ситуацию с космическим производством и с доступом в дальний космос. Вот табличка, где сравнивается стоимость доставки ПН на орбиту спомощью разных носителей:

image

Табличка, к сожалению, не новая, 2015 год, но какая есть.

Лирическое отступление

Одного взгляда на эту таблицу достаточно, чтобы понять, что все существующие и проектируемые одноразовые космические ракеты устарели навсегда. Все, кто хотят сослаться на экономическую катастрофу Шаттла сначала должны вспомнить, что Шаттл представляет из себя, а потом сравнить с вот этим:

image

Так мог бы выглядеть космический корабль для доставки на МКС астронавтов от Боинга. X-37B, увеличенный в полтора-два раза. Но у Боинга нет для него ракеты, Delta_IV_Heavy слишком дорогая, а мощности Атлас-V недостаточно. Но мы сейчас не об этом.


Табличка взята из вот этой статьи.

Немного об авторе статьи

image

Ashley Dove-Jay Spacecraft Engineer, в то время работал в университете Бристоля, а с апреля 2015 года в Oxford Space Systems.

image

В этом номере журнала опубликована его недавняя статья.
image

Есть ещё одна интересная статья этого автора «Mars is the next step for humanity – we must take it».


Пока на официальном сайте SpaceX мы видим вот эти данные:

image



Обратите внимание, что максимальная величина ПН указана для одноразовой ракеты. Стоимость миссии, вероятно, так же, так как эти цифры не менялись долгое время. Из этих данных мы видим, что пока цифры в таблице выглядят как слишком оптимистические — примерно в полтора раза. Но даже при этом Фалькон-9 выглядит предпочтительно. Более низкая стоимость Протона-М с лихвой компенсируется более высокой ставкой страхования для запусков на нем.

Теперь немного о перспективах

SpaceX имеет в ближайшие годы огромный технологический отрыв от всех конкурентов, и поэтому у Маска нет особого стимула для снижения цены коммерческой доставки ПН заказчиков на орбиту. Сейчас он может стричь купоны, а деньги ему нужны для создания своего предприятия по производству спутников, и на формирование созвездия. Зато у заказчиков есть огромный стимул отдать Маску долю в коммерческом проекте за скидку на запуски их ПН. Такие сделки имеют обоюдовыгодный характер, так как высокотехнологичная ПН стоит очень дорого и требует уникальных компетенций, которые есть у заказчиков, но отсутствуют у предприятий Маска. Заказчики получают скидку, у SpaceX растёт трафик, Маск диверсифицирует свой бизнес, в то же время не размывая капитал, и имеет прибыль, либо с оборота проекта, либо с продажи своей доли в нём. Что можно производить в космосе? Смотрите программы НАСА NIAC 2017 и NextSTEP, почитайте, какие программы спонсирует CASIS

Вернёмся к технике

Напомню, что сейчас ФХ планируется с обычной, может быть только немного усиленной, верхней ступенью. Но в МакГрегоре уже заканчиваются испытания прототипа Раптора тягой около ста тонн.

Как известно, Министерство Обороны субсидировало эту разработку. МО хочет новую верхнюю ступень для Фалькона-9 и ФХ. А Маск хочет многоразовую верхнюю ступень, так что они нашли друг друга.

Но это ещё не всё

Здесь только мои догадки, если хотите — домыслы
После создания метановой верхней ступени Маск получит возможность отрабатывать на ней не только её многоразовость, но и дозаправку на орбите. Вряд ли он не воспользуется такой возможностью.Но, вероятно, не всё получится так просто Помните, как в презентации Маска нежно сливаются в одно целое танкер и корабль ITS?

image

В полном размере


По моему мнению, при попытке так состыковаться проявится неучтённая сейчас проблема. Дело в том, что очень сложно точно маневрировать на орбите с полупустыми баками, в которых сотни тонн топлива. Топливо, к сожалению, не закреплено в баках. Но проблема эта вполне решаема. Нужно один раз запустить специальную станцию (беспилотную или посещаемую), имеющую большие и прочные (а значит и тяжёлые) манипуляторы. В принципе на ней даже хранилище топлива иметь не обязательно. С одной стороны этой станции причаливает корабль ITS, а танкеры должны с помощью манипуляторов аккуратно причаливать к ней с другой стороны. Маневр «причаливания» с помощью манипулятора намного более аккуратен, чем «стыковка», при нём не возникает значительных ускорений, и законы орбитальной механики на относительные движения двух жёстко сцепленных между собой предметов не сказываются.

Теперь ещё раз посмотрим на то, что написано на официальном сайте:



После освоения заправки верхней ступени на орбите Фалькон Хэви получает уникальные возможности доставлять тяжёлые грузы (до 60+ тонн) в любую точку Солнечной Системы. Разумеется, это не будет «однопуск», топливо для верхней ступени надо будет доставлять несколькими рейсами кораблей-танкеров. В случае Фалькона Хэви это не создаёт большой проблемы, так как эти ракеты можно запускать довольно часто. Для сравнения, Senate Launch System доставить ПН в 50-60 с лишним тонн к Луне или Марсу не сможет даже в полной своей конфигурации, не говоря уже о цене и частоте запусков. А Фалькон Хэви сможет, пусть в несколько запусков, но со значительно более низкой ценой.

Поэтому следующим шагом станет создание тяжёлых АМС и роверов. Например, тяжёлый, массой около десяти тонн, ровер с буровой установкой для Марса. В качестве источника энергии, например, Kilopower. Второй Kilopower может стоять на АМС, доставленной на Марс тем же рейсом. Её задачей может быть проверка разрабатываемых для Марса технологий. Согласитесь, такой «дуэт» сможет собрать много интересной информации.

Я уже не говорю о возможности полётов к Луне и на Луну. Фалькон Хэви, с заправленной на орбите верхней ступенью вполне может быть средством возвращения на Луну, и создания там «Лунной Деревни».

image

image

О которой так мечтает директор Европейского космического агентства, профессор Йохан-Дитрих Вёрнер (Johann-Dietrich Wörner.



В заключение, или З.Ы.

Я отлично понимаю, что всё, что написано в конце этого поста, очень спорно. Вот я и приглашаю желающих. Давайте поспорим.