Первые два сезона этой альтернативной реальности рассматривать пока не будем. Начнём сразу с третьего.
Заявленная цель - высадка на Марсе. Конкурентов уже не два, а три - СССР, США и частная контора (привет Маску!).
И так, поехали. Космические корабли для полёта на Марс и возвращения обратно
СССР: Марс-94
Экипаж 5 человек
Двигатели ядерные, 4 штуки на жидком водороде
Старт с Земли
Дальше данные по моим оценкам
Длина ~80 м.
Диаметр ~12 м по кабине
Запас топлива ~400 тонн
Тяга двигателей неизвестна
Удельный импульс ~8000 м/с
Габариты оценены по кадрам с людьми на фоне корабля. Запас топлива примерно по объёму нижней части (радиус 6 м, длина примерно 50, плотность жидкого водорода 0,07 кг/л)
Импульс взят из фильма
Теперь считаем делта-V.
Взлёт с Земли и разгон до второй космической - 11,2 км/с,
Гравитационные и аэродинамические потери - 1,5 км/с
Торможение у Марса со второй до первой космической и последующий разгон - 3 км/с
Торможение у Земли со второй до первой космической - 3,3 км/с
Итого 19000 м/с. Это по минимуму.
Дельта просто фантастическая. А теперь прикинем сколько там приходится на экипаж, запасы конструкцию и всё остальное.
Берём формулу Циолковского и по известной дельте и импульсу определяем отношение стартовой массы к массе без топлива.
e^(dV/I)-1 = e^(19000/8000)-1 = 9,75
Для такого полёта на одну тонну корабля надо почти десять тонн топлива. Сколько там на сам корабль остаётся? 400/9,75 = 41 тонна. Сюда входит экипаж, вода, еда, одежда, кислород, научное оборудование и посадочные модули. На кадре их две штуки видно. Маловато будет.
Вот если с орбиты стартовать, то дельты надо всего 9600 и масса топлива к массе корабля будет 2,32. На корабль остаётся уже 172 тонны, а это сильно ближе к реальности.
США, НАСА: Sojourner 1
Экипаж - 6 человек
Двигатели маршевые - 2 шт, ядерные
Двигатели взлёта/посадки - 6 шт, ядерные
Дальше данные по моим оценкам
Длина ~55 м.
Ширина и высота - я даже гадать не возьмусь
Запас топлива ~80 тонн поди влезет. Если повезёт.
Тяга двигателей неизвестна
Удельный импульс ~8000 м/с
Габариты оценивал по вот этому кадру
Полётный план амбициозный:
Взлёт с Луны - 2400 м/с
Гравитационные потери - 300 м/с
Выход на марсианскую орбиту - 1500 м/с
Посадка с аэродинамическим торможением - 300 м/с (сход с орбиты и гашение остаточной скорости)
Взлёт с Марса - 5000 м/с
Гравитационные потери - 500 м/с
Финиш, видимо, на Луне - 2400+300 м/с
Итого 10300 м/с вынь да положь.
А отношение топлива к кораблю получается 2,62, а топлива то не так уж и много и в тоннах сколько выходит? Тридцать с половиной тонн? Да Спейс Шаттл в двое с лишним больше весит при длине 37 метров.
Неправдоподобно!
США, Гелиос: Phoenix
Бывший орбитальный отель с искусственной гравитацией. Он даже не в каждый кадр лезет.
Экипаж - 12 человек
Двигатели маршевые - 4 шт, на паре метан-кислород
Длина ~312 м.
Диаметр вращающейся части - 120 м
Дальше данные по моим оценкам
Длина ~55 м.
Запас топлива ~ 20 000 тонн.
Тяга двигателей неизвестна
Удельный импульс ~3800 м/с
Если на глаз, длина бака - 65 м, диаметр - 9. в примерно таких-же габаритов первую ступень Старшипа должно лезть 3300 тонн топлива. Таких баков шесть.
Количество топлива впечатляет. Но и сам агрегат не маленький.
А дельты ему надо те-же 9600. То есть, масса топлива к массе корабля относятся как 11,55 к 1. импульс у двигателя в трое меньше. Таким образом на корабль остаётся 1741 тона. Если учитывать, что МКС в длину "всего" 109 метра и масса у неё 440 тонн, то хоть на грани, но относительно правдоподобно. Только всё это ещё надо на орбиту затащить.
Вывод
Как ни странно, но авторы для марсианской миссии снабдили НАСА неправдоподобным кораблём.
Частный корабль условно правдоподобный при условии, то он состоит в основном из пустого места внутри корпуса. Ну и до безобразия избыточный по габаритам и массе.
Советский корабль тоже условно правдоподобный при условии старта с земной орбиты, а не с поверхности как это показано в сериале.
Таким образом ни одного действительно правдоподобного корабля для полёта на Марс и обратно в 3-м сезоне сериала "Для всего человечества" нам не показали.
Необходимое дополнение
Сериал всё таки не о технике, а о людях. Рассматривать его надо именно с этой стороны.
