Как известно, сообщается, что корабль « StarShip » будет регулярно летать с Земли на Луну, доставляя туда и обратно по 100 т полезного груза и 100 чел. экипажа.
Давайте посмотрим, что на самом деле может сделать « StarShip ».
Полет на Луну по самой упрощенной схеме полета потребует четырех активных маневров: разгон с НОО по траектории попадания в Луну, торможение у Луны и посадка на ее поверхность, взлет с Луны и выход на траекторию возврата на Землю, торможение и мягкая посадка на земном полигоне.
Характеристические скорости, требуемые для этих выполнения маневров показаны ниже:
Стартовая масса полностью заправленного корабля « StarShip » на НОО высотой 200 км, принята равной 1420 т.
1. Перелет по траектории попадания в Луну впервые совершила советская автоматическая станция «Луна-9», выполнив мягкую посадку на поверхность Луны с гиперболической траектории. Необходимая скорость разгона КА с НОО высотой 200 км равна dV1= 3.14 км/с.
Для выполнения этого маневра необходимо израсходовать 841 т топлива.
К моменту начала торможения у Луны масса аппарата станет равной 579 т.
2. Скорость торможения КА при подлете к Луне для вертикальной посадки на ее поверхность равна dV2=2.8 км/с. В процессе исполнения тормозного и посадочного маневров необходимо израсходовать 319 т топлива и масса аппарата, совершившего посадку на Луну станет равна 260 т. Эта масса включает 100 т полезного груза, 120 т - конструкцию корабля « StarShip » и 40 т - массу оставшегося топлива. На этом этапе экспедиция корабля « StarShip на Луну закончена, для возврата на Землю топлива нет.
3. Скорость взлета с поверхности Луны с выходом на траекторию возврата на Землю равна dV3=3.0 км/с. Для доставки массы 300 т на вход в атмосферу Земли потребуется заправка корабля топливом массой 450 т, а в нашем распоряжении только 40 т. Даже, если отказаться от полезного груза и возвращаться только с экипажем, то и тогда потребуется 100 т топлива.
4. Торможение двигателями у поверхности Земли равна примерно dV4=300 м/с.
Проведенный анализ показывает главный недостаток одноступенчатого КСВ. Суммарная скорость, которую необходимо реализовать в экспедиции корабля « StarShip на Луну равна 8.94 км/с. Это практически столько же, как для выведения с поверхности Земли на околоземную орбиту высотой 200 км. Необходима как минимум двухступенчатая КСВ.
Наше предложение
В качестве альтернативного варианта рассмотрим начальную конфигурацию аппарата на НОО в виде сборки из двух кораблей «StarShip»: один из которых только разгонный с запасом топлива, а второй пилотируемый с полезным грузом (показано на заглавном рисунке).
В этом случае стартовая масса сборки составит 2840 т. Масса топлива в первом разгонном импульсе – 1680 т, остаточная сборка имеет массу 1038 т, с учетом того, что корабль-заправщик отделился, т.к. выработал весь свой запас топлива; в тормозном импульсе у Луны масса топлива составит 570 т, масса аппарата на Луне – 466 т, из которых 120 т –масса конструкции корабля, 100 т – масса полезного груза и 246 т топлива. Если отказаться от половины массы полезного груза, заменив его топливом, то для возврата на Землю понадобится 268 т топлива и после третьего импульса останется 30 т топлива для мягкой посадки на Землю. Таковы возможности кораблей « StarShip » в экспедиции на Луну.
Как видим, никакого повода для эйфории нет.
Уважаемый читатель, а Вы как смотрите на эту проблему?
Подпишитесь на канал.