Архив рубрики: Государственный космический центр

2050. началась Гонка многоразовости ракет

Администратор

Путин, Шойгу и Рогозин, имея мои доклады и техпредложения Государственного космического центра России и Государственного ракетного центра по запатентованным в России полностью многоразовым многоцелевым безракетным моноблочным космическим кораблям, продолжают уничтожать государственный космический центр и принимают решение тупо копировать многоступенчатые ракеты по изобретениям Илона Маска, запатентованным в США.

Я предложил Российскому бизнесу триллионный бизнес, включающий защиту планеты от астероидов и комет, что бесценно и должно быть оплачено Советом Безопасности планеты Земля. В качестве доходной части бизнеса предложено серийное производство и продажа космических ковчегов, показанных на моем сайте, для расселения генофонда человечества на ближайшие небесные тела. Однако ни один олигарх или чиновник не дал ни копейки за защиту своих детей и внуков от неминуемой гибели в глобальной катастрофе и обеспечения возвращения генофонда на необитаемую Землю после глобальной катастрофы или самоликвидации Человечества для продолжения человеческой истории.

Интерпретируя слова Воланда из «Мастера и Маргариты» М. Булгакова, понятно, что не только человек, но и человечество не только смертно, но и неожиданно смертно. Я сжигаю свою жизнь ради спасения человечества, хотя прекрасно знаю, что в спекулякратическом потребительском обществе меня никто не поддержит и не наградит, не присвоит воину — одиночке достойного воинского звания и даже спасибо не скажут. Я считаю, что отказ от разработки и серийного производства моих монокораблей — это преступление против человечества «слуг народа» и чиновников России.

Послушаем, что скажет Рогозин на открытии Королевских чтений.

Возможно, что в связи с пандемией можно будет посмотреть доклады онлайн. Смотрите программу на: http://korolevspace.ru/

Билет на Королевские чтения здесь: http://korolevspace.ru/sites/default/files/uploads/Invitation_2021.pdf

А вот как, шутя, американцы привлекают миллиарды в свой бизнес. Конечно, умный миллиардер пошил бы себе бейсболку из сахарной ваты, раскрасив шоколадом и мармеладом и не стал бы рисковать здоровьем.

Нейтрон встал поперёк Амура. Глава Rocket Lab Питер Бек «съел» свою бейсболку, объявив о создании многоразового ракетоносителя

Вчера создатель и глава частной космической компании Rocket Lab, Питер Бек, сделал ход, который, прямо говоря, я ожидал и предсказывал в своей ноябрьской статье «Питер Бек — новозеландский Сергей Королёв и Илон Маск в одном лице«. А именно, он объявил, что Rocket Lab, становясь публичной акционерной компанией, через слияние с Vector Acquisition Corporation с последующим выходом на биржу Nasdaq , начинает разработку нового многоразового ракетоносителя Neutron (Нейтрон).

Кстати, тут есть некоторый с одной стороны юмористический момент, с другой, что самое главное, эпизод признания своей ошибки, выполнения условия пари.1 из 7

Питер Бек — поедание бейсболки

Ранее, в прошлом году, когда Rocket Lab начала работать над тем, чтобы сделать Electron многоразовым, Питер Бек говорил, что компания не пойдёт «по пути» Falcon 9, и что в противном случае он съест свою «шляпу». Но, как мы видим, Electron можно поймать вертолётом на фазе спуска на парашюте, и к тому же анонсировано создание многоразового РН Нейтрон. Так что Питеру пришлось расположиться возле головного обтекателя Электрона, взять бейсболку, порезать её на кусочки, размельчить в блендере, и съесть щепотку волокон. Только, пожалуйста, не пробуйте это повторять, а чтобы в этом не было необходимости, при заключении пари и дачи зарока сто раз подумайте.

«Есть некоторые вещи, которые, как мы говорили, что никогда не сделаем этого, но мы собираемся построить большую ракету», — сказал генеральный директор Rocket Lab Питер Бек

Да, и продолжая тему #пари , тут вспомнился эпизод с руководителем другой частной космической компании, #virgin galactic , Ричардом Бренсоном. Эксцентричный и эпатажный миллиардер тогда, 10 лет назад, проиграл спор малазийскому бизнесмену Тони Фернандесу, в том, чья команда в гонках Formula 1 будет по итогу сезоны выше в турнирной таблице. И тогда Virgin британского миллиардера заняла 12-е место, уступив команде Team Lotus. И прошлось Бренсону, по условиям спора, переодеться в стюардессу, и поработать на рейсе, которым летел Фернандес.1 из 4

Ричард Бренсон — уговор дороже денег

Это было эпично смешно, но при этом, каждый билет на тот рейс стоил около 400 долларов, из них 100 долларов были отправлены на благотворительные программы австралийскому фонду на нужды тяжело больных детей. То есть, шутки шутками, а слово держать надо, и не забывать о нуждающихся.

Но, возвращаемся к РН Нейтрон

Нейтрон встаёт поперёк Амура

То, что космонавтика поворачивает в сторону многоразовости, об этом говорилось много. Даже Роскосмос был вынужден, осознавая мировые тенденции, завить о начале разработки собственного многоразового ракетоносителя «Амур» (на НОО 10 500 кг). Он по своим параметрам не дотягивает до размеров и грузоподъёмности Falcon 9 (на НОО 15 600 кг, на ГПО 5500 кг, на Марс 4020 кг), но при этом с технической точки зрения повторяет его концепцию.1 из 4

Схема, показывающая анонсируемый Rocket Lab РН Neutron, ракетоноситель средней грузоподъёмности, который компания намеревается запустить через полтора-два года

И вот вчера, в понедельник 1-ого марта, Глава Rocket Lab Питер Бек объявил о начале работ по созданию нового ракетоносителя Neutron (Нейтрон). Он будет практически в точности повторять схему Falcon 9, но по своим массогабаритным характеристикам напрямую конкурировать не с Falcon 9, а именно с РН Амур.

Характеристики РН Neutron (Нейтрон)

  • Высота — 40 метров
  • Диаметр — 4,5 метра
  • ПН на НОО — 8 000 кг
  • ПН на Луну — 2 000 кг
  • Четыре посадочные опоры, аналогичные используемым на РН SpaceX Falcon 9

1 из 3

Питер Бек создал классную компанию, собрав инновационно мыслящих инженеров, и жаждущих покорения новых высот

Для того чтобы производить и запускать новый РН будет построен новый завод, новый стартовый комплекс в США, на базе NASA Wallops Flight Facility в Вирджинии, а так же, по аналогии со #spacex , будет построен корабль-дрон, но который будет совершать посадку многоразовая ступень Нейтрона.

У молодой космической компании отличное портфолио — 18 выполненных миссий, в которых на орбиту выведено 97 аппаратов, принадлежащих 20 организациям и ведомствам. Заказчиками 50% пусков были коммерческие структура, 20% гражданские, и 30% военные.

Но только коммерческими запусками амбиции Питера Бека и его компании не ограничиваются. В планах Rocket Lab значится участие в программах #наса Artemis и #gateway , а также реализация миссии к Венере в 2023 году, и к Марсу в 2024 году. И всё благодаря РН Нейтрон. Точной даты первого старта Нейтрона пока естественно нет, но предположительно, исходя из опубликованного пресс-релиза и обозначенных в нём миссий, можно предположить, что уже в 2023 году первый Нейтрон может подняться в космос. Так же есть вероятность, что одна из модификаций Нейтрона сможет выводить на НОО пилотируемые космические корабли.

Роскосмос, РН Амур
Роскосмос, РН Амур

И как вы понимаете, конкурентная борьба на рынке коммерческих запусков с появлением #neutron ( #нейтрон ) только усилится. #роскосмос , анонсируя создание #рн амур , вероятно, хотел обойти #falcon 9 , и не вступать с ним в прямую конкуренцию, предложив вариант РН меньшего класса, чьи запуски соответственно будут дешевле, но очередной белый «пушной зверёк», в виде Нейтрона, подкрался незаметно, прикрываясь зимними снегами. При этом у Амура ещё и диаметр оказывается меньше Нейтрона на 0,4 м. А для космического аппарата каждый кубический сантиметр объёма имеет значение. К тому же у Rocket Lab, к моменту, объявленному Роскосмосом начала полётов «Амура» в 2026 году, будет уже действовать две стартовые площадки.

Итог

Многоразовые ракетоносители однозначно завоюют рынок коммерческих и гражданских запусков. При этом значительную часть этого рынка «откусят» частные космические компании, в основном из США, Китая, и других стран. Гигантские государственные космические корпорации, в данном случае говорим про Роскосмос, из-за своей «неповоротливости» и большой бюрократической системы будут менее конкурентоспособны, а значит потеряют значительную часть потенциальных клиентов.

Не оспаривая инженерный потенциал российских конструкторов и разработчиков, остаётся вопрос даст ли российское государство «зелёный свет» частной космонавтике, в том числе и пилотируемой, найдутся ли из «наших бизнесменов» те, кто решится в это серьёзно вложиться.

https://zen.yandex.ru/media/iap_zts/neitron-vstal-poperek-amura-glava-rocket-lab-piter-bek-sel-svoiu-beisbolku-obiaviv-o-sozdanii-mnogorazovogo-raketonositelia-603e16a33f8405597f482cec?&utm_campaign=dbr

2022. ЧЕРЕЗ ТЕРНИИ К ЗВЕЗДАМ

Страница от 16 июня 2016 года «ЧЕРЕЗ ТЕРНИИ К ЗВЕЗДАМ» продублирована в номерной записи на ленте

Смолоду я имел желание стать космонавтом, а затем Генеральным конструктором космических кораблей. Прочитав о династии Туполевых, я решил самостоятельно пройти по всем ключевым подразделениям КБ «Салют», в которое я был распределен после окончания МАСТ в 1966 году. Я работал слесарем в механическом цехе, технологом в сборочном цехе, конструктором корпусного КБ, экспертом в базовом патентном отделе, компоновщиком в проектном отделе, экономистом отдела технико-экономического анализа, ведущим конструктором дирекции международных программ МКС и ККСЗ, и начальником сектора эффективности пилотируемых космических комплексов. В каждом из этих подразделений мною выполнялись интересные сложные работы с талантливыми коллегами.

В КБ «Салют» я увлекся изобретательством и защитил на имя КБ «Салют» 50 авторских свидетельств и один патент. 5 моих изобретений внедрены на основных изделиях разработки КБ «Салют» и эксплуатировались на РН «Протон», «Метеорит», станциях «Салют», «Мир» и МКС и на криогенном разгонном блоке для Индии.

Параллельно я учился и закончил МАТИ, институт патентоведения, университет марксизма-ленинизма, ФПК МАИ, аспирантуру ЦКБМ, защитил успешно кандидатскую диссертацию, которая была почти докторская, но мне не хватило настойчивости, чтобы защищать ее как докторскую.

После окончания аспирантуры я уделял достаточно много времени подготовке специалистов для КБ, по совместительству преподавая в отделе технического обучения. Генеральный конструктор Медведев А.А. пригласил меня преподавать в качестве доцента на его кафедре «Спутники и разгонные блоки» в МАТИ им. К.Э. Циолковского. Здесь я читал курсы: «Современные проблемы науки, техники и технологии», «Коммерциализация интеллектуальной собственности» и «Экономика машиностроительного предприятия».

Проект экспедиционного космического комплекса нового поколения родился в КБ «Салют» в 80-е годы прошлого века в рамках НИР «Барьер». Профессор Карраск В.К., к которому я обращался как к кандидату в научные руководители своей диссертации, взял в аспиранты Медведева А.А., так как занимался штангой и симпатизировал чемпиону мира по штанге Алексею Медведеву. В. Карраск познакомил меня со своим однокашником ктн Гурко О.В., рекомендовав меня ему в качестве аспиранта.

В то время я в свободное время увлекался магнитолетами и инерционными летательными аппаратами,
выступал с докладом на конференции молодых специалистов по этому направлению и получил авторские свидетельства на «Летательный аппарат на электромагните» и спускаемый аппарат на авторотации, однако проблема пребывания человека в сильных бортовых магнитных полях не была еще решена и я согласился переключиться на атомопланы.
Я открыл тематическую карточку на НИР «Барьер» и был назначен ведущим конструктором темы. В рамках НИР я руководил и сам разрабатывал компоновки и проектные материалы по нескольким направлениям создания многоразовых ракетно-космических систем в качестве советской альтернативы МТКС «Спейс Шаттл». Мы разработали турбореактивную ступень вертикального взлета и посадки «Турболет» для РКН «Протон», одноступенчатый многоразовый космический самолет на базе трехкомпонентного ЖРД и летательный космический аппарат типа МГ-19. Над системами и агрегатами этих перспективных аппаратов работала полусотня ведущих специалистов КБ «Салют», насчитывающего в то время с опытным заводом около шести тысяч работников. К работе был привлечен десяток специализированных смежников. Генеральный конструктор Полухин Д.А. одобрил и утвердил эти проекты, однако Правительство приняло решение
строить «Энергию-Буран».
Необходимо отметить, что благодаря оригинальному системному подходу при проектировании ЛКА МГ-19, и решению нескольких изобретательских задач, мне удалось впервые «завязать» аппарат со стартовой
массой 500 тонн (меньше, чем РН «Протон») и положительной величиной полезного груза на орбите Земли. Для решения поставленной задачи был создан моделирующий стенд для ЭВМ единой серии, на котором после
многочисленных расчетов баллистики, весового и экономического моделирования были получены решения обеспечивающие заданные ТТХ. На изобретения были получены 5 авторских свидетельств, комплексный метод и концепция ЛКА защищены мною в кандидатской диссертации. Полученные характеристики выложены специалистами ЭМЗ им. Мясищева В.М., в материалах, посвященных теме «Гурколет», МГ-19 и Гурко О.В. в Интернете. Мое имя нигде не упоминается.

«Хождения по мукам» доктора Гурко О.В.в попытках реализации корабля с его слов подробно описано в книге А. И. Зузульского «Впереди своего времени». Критические воспоминания об этом А. В. Брыкова выложены в его работе «Справедливость должна восторжествовать».

После принятия решения о закрытии темы «Энергия-Буран» многими Генеральными конструкторами принимались попытки разработки полностью многоразовых ракетно-транспортных систем. Эти работы из Госбюджета практически не финансировались.

Как уже упоминалось, разработка многоразового воздушно-космического летательного аппарата типа МГ-19 с комбинированной ядерной двигательной установкой, проводилась в 1982 году в КБ Генерального конструктора Полухина Дмитрия Алексеевича (филиал ЦКБМ).

Эта работа в объеме техпредложения проводилась в рамках НИР в качестве альтернативы проекту МТКС «Спейс Шаттл». Существует мнение, что проект прорабатывался поверхностно, однако это не так. К разработке
материалов проекта были привлечены десятки ведущих специалистов КБ и смежных предприятий.

Проработку наземного комплекса, зоны высвечивания, технологии подготовки ЛКА к запуску вели Олег Константинович Сидоркин, Сергей Михайлович Шатохин, Виктор Тимофеевич Горун с консультациями в КБОМ и КБ «Мотор».

Аэродинамические характеристики рассчитывали Леонард Николаевич Белорусов, Марк Давыдович Тарнопольский из КБ-2 Юрия Александровича Цурикова. Аэродинамические продувки моделей проводились в ВИКИ им Можайского, г. Ленинград и ЦАГИ г. Жуковский.

Расчеты траектории выведения ЛКА с помощью комбинированной двигательной установки выполнял Ганзен Николай Георгиевич из бригады Лукашева Станислава Георгиевича. Программы для расчета межорбитальных
маневров разрабатывала Татьяна Борисовна Ельцина, а для оптимизации траектории выведения – Мышенкова Надежда Георгиевна. В НИИ-4, в рамках кандидатской диссертации баллистику разгона на опорную орбиту рассчитывал Анатолий Гаврилов.

Программы для предварительной оптимизации траекторий и выбора проектных параметров разрабатывал автор. Вопросы теплозащиты ЛКА прорабатывал Сергей Агуреев, микрометеороидной защиты Евгений
Федорович Никишин, а длительного хранения топлива Станислав Николаевич Зайцев.

Весовые характеристики оценивали Инна Самоходкина, Владимир Волосатов, Евгений Владимирович Леонов. Автор проводил оптимизацию весовых характеристик в зависимости от принимаемых компоновочных решений, при этом было разработано 5 изобретений на имя филиала ЦКБМ. Одну из компоновок малоразмерного демонстратора ЛКА разработал Александр Алексеевич Медведев. В НИИ-4 весовые расчеты вел В. Гоготов.

Работы над выпуском отчета проводились в проектном отделе под руководством Геннадия Дмитриевича Дермичева, Виталия Андреевича Выродова, Михаила Карапетовича Мишетьяна и Владимира Михайловича Ушакова. Ответственным исполнителем НИР «Барьер» был автор статьи, Научным руководителем Владимир Константинович Карраск, научным консультантом от НИИ-4 Олег Викторович Гурко со своими аспирантами: Анатолием Гавриловым и Владимиром Гоготовым, назвавшими корабль летательный космический аппарат (ЛКА).

Вопросы жизнеобеспечения прорабатывала в НИИ-4 Пономарева Валентина Леонидовна, а от космонавтов проект поддерживал Герман Степанович Титов.

р1

Рисунок 1. Летательный космический аппарат МГ-19 – прототип МЭКК.  Слева направо ряд участников проекта МГ-19: Мясищев В.М., Полухин Д.А., Карраск В.К. Медведев А.А., Пономарева В.Л., Титов Г.С., Гурко О.В, Дермичев Г.Д., Мишетьян М.К., Выродов В.А.,  Цуриков Ю.А., Лукашев С.Г., Ганзен Н.Г., Шатохин С.М., Денисов В.Д.

Проблемы создания ядерной комбинированной энергодвигательной установки решались совместно с ПНИТИ г. Подольск – научный руководитель Федик И.И. Комбинированный энергодвигательный модуль прорабатывало КБ Н.Д. Кузнецова.

Проработками характеристик гиперзвуковых ВРД занимался ЦИАМ, в котором ежемесячно проводились «семинары Черного». В качестве прототипов ТРД были приняты ТРД типа НК-25 и АЛ-31.

Проблемы, связанные с тем, что поработавший комбинированный ядерный двигатель, продолжает «светиться» более 500 лет, обусловили отказ от дальнейшей разработки ЛКА до решения вопросов его послеполетной дезактивации. К тому же из-за дороговизны многоразовой комбинированной ядерной двигательной установки, многоразовый корабль данного класса проигрывал одноразовым ракетам в решении задач обслуживания околоземных орбит.

Полученные в 80-х годах результаты легли в основу разработки автором Моноблочного экспедиционного атмосферно-космического комплекса нового поколения, называемого в работах [1, 2, 3, 4, 5] как МЭКК или МАКК. Эти работы выявляют новое направление в развитии космонавтики – моноблочные
космические комплексы. По мнению автора, к ним можно отнести, наряду с суборбитальным самолетом Мясищева М-19 и ЛКА МГ-19 (Россия), проекты «Х-33» и «Аспен» (США), «Хотол» и «Скайлон» (Великобритания). Дело в том, что совсем не обязательно отделять полезный груз этих кораблей на опорной орбите. Можно разместить груз, например на этажерке-транформере, размещенной под створками грузового отсека. Развернув целевое оборудование на орбите можно проводить необходимые исследования непосредственно с борта корабля, не спуская его с орбиты до выполнения задачи. При таком использовании моноблочный космический комплекс становится намного эффективнее [4].

В 2007 году параллельно с разработкой многоразовых вариантов КРК «Ангара» («Байкал», Бумеранг, МРКС) Генеральным конструктором Нестеровым В.Е. по просьбе Гурко О.В. были поручены проектные проработки современного состояния технологических решений в обеспечение создания ЛКА МГ-19. Работы проведены в кооперации с ведущими специалистами десятка предприятий из прибыли ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Я также участвовал в этой разработке.

В настоящее время в КБ «Салют» проводятся работы по воссозданию моделирующего стенда для комплексных расчетов и системных исследований ракетно-космических систем (РКС). На программно-вычислительный комплекс получено свидетельство. Мною разработаны в стенде модели РН, РБ, Орбитального самолета, технико-экономический блок и базы данных к ним.

Стенд пока не включает модели аппаратов типа МГ-19. Мною по личной инициативе, в рамках продолжения работ над докторской диссертацией получены новые результаты по экономической и экологической эффективности создания экспедиционных космических комплексов нового поколения, которые вызвали бурный интерес на Гагаринских и Королевских чтениях, отмеченный в журнале «Новости космонавтики» №3 за 2013 год.

Планируется публикация приоритетных материалов, с указанием дат разработки и имен участников, по мере появления подобных материалов в открытой печати.

В кратком докладе трудно рассказать о десятках замечательных людей, участвовавших в проекте. Добрые слова о перечисленных коллегах и краткие эпизоды из их жизни вы можете найти в воспоминаниях Кулаги Е.С., Бугайского В.Н., Перепелицкого Г.Н., Хазановича Г.А., в архивах газеты «Все для Родины» [10-16], в Интернет-ресурсе «Космический мемориал».

Литература

1) Денисов В.Д. На Марс на одноступенчатом корабле. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2012 г.

2) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Материалы для музея Мясищева В.М. в г. Ефремов, 2013 г.

3) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2013 г.

4) Денисов В.Д. Экспедиционный космический комплекс нового поколения, Доклад на Королевских чтениях, 2013 г.

5) Денисов В.Д. Особенности космической баллистики экспедиционного космического комплекса нового поколения, Доклад на Королевских чтениях, 2014 г.

6) История разработки многоразовой транспортно-космической системы (МТКС) «Спейс Шаттл», интернет ресурс по материалам книг: «SPACE SHUTTLE: The History of Developing the National Space Transportation System», Dennis R.Jenkins, 1996 и «Мировая пилотируемая космонавтика: история, техника, люди», коллектив авторов под ред. Ю.М.Батурина, М.:РТСофт, 2005 — 752 с.:ил.

7) А.А. Брук, К.Г. Удалов, Иллюстрированная энциклопедия самолетов ЭМЗ им. В.М. Мясищева (т. 8, 9), АвикоПресс, 2005.

8) Бурдаков В.П. и Данилов Ю.И., Физические проблемы космической тяговой энергетики, М, Атомиздат, 1969.

9) Пилотируемая экспедиция на Марс. Под ред. А.С. Коротеева. Российская академия космонавтики им. К.Э Циолковского, 2006.

10) Все для Родины, Газета ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Архив.

11) Кулага Е.С. От самолетов к ракетам и космическим кораблям. М. Воздушный транспорт, 2001, 232 стр.

12) Бугайский В.Н. Эпизоды из жизни главного конструктора самолетов и ракетно-космических систем. М. «Транспечать».

13) Перепелицкий Г.Н. Проекты самолетов «60», «30» и «60М» , Научно-технические разработки ОКБ-23 – КБ «Салют», Выпуск 1, под ред. Ю.О.Бахвалова, М, «Воздушный транспорт, 2006.

14) Хазанович Г.А. Они трудились в КБ «Салют». Москва-Загорянка 2003-2012г.

15) Григорий Хазанович, Жизненный путь В.М.Мясищева, М. Газета ГКНПЦ им. М.В.Хруничева, «Все для Родины». №17, 10.09.2012.

16) Зузульский А. И. «Впереди своего времени» — М.: СИП РИА.-2000.

17) Интернет-ресурс «Космический мемориал».

Примечание автора: Текст и все ссылки на рисунки из работ списка трудов.

416. “ИКАР”- СИСТЕМА ГЛОБАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЗЕМЛИ

Страница от 6 июля 2017 года «416. “ИКАР”- СИСТЕМА ГЛОБАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЗЕМЛИ» преобразована в запись на ленте сайта

“ИКАР”- система глобальной защиты Земли

  • Кузьмин А.Р., Денисов В.Д. и др. «ИКАР» система глобальной защиты Земли от случайных факторов космического пространства ближнего радиуса действия.// Труды симпозиума «Космос и глобальные проблемы человечества», Рига, 2010.

В работе исследована ситуация в околоземном космосе, факторы глобальной опасности жизни человечества, параметры факторов космического пространства. Предварительный теоретический анализ показал, что для развёртывания космического пояса безопасности  Земли,  без учёта стадии НИОКР, силами трёх космических держав: Россия, США и Объединенная Европа необходим один год.

См. далее — “ИКАР”- система глобальной защиты Земли

2019. ПРОБЛЕМЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ЭКСПЕДИЦИЙ (НА КОСМИЧЕСКОМ КОРАБЛЕ С КОМБИНИРОВАННОЙ ЯДЕРНОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ)

Страница от 1 июля 2016 года «ПРОБЛЕМЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ЭКСПЕДИЦИЙ (НА КОСМИЧЕСКОМ КОРАБЛЕ С КОМБИНИРОВАННОЙ ЯДЕРНОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ)» продублирована на ленте в качестве номерной записи
Денисов Владимир Дмитриевич, denisov-vd@mail.ru
Ошкин Алексей Евгеньевич, kerava312@mail.ru

С.П. Королев сумел использовать боевую ракету для прорыва в космос и сделал нашу страну первой космической державой на Земле. Однако необходимая для колонизации Луны и Марса стартовая масса космических ракет, поражает своими масштабами, несмотря на то,  что более пятидесяти лет известны и другие технологии и концепции реализации задач освоения дальнего космоса, недоступные химическим ракетам.

Джонатан Свифт в своих художественных произведениях описал летающие в магнитосфере острова. Эту идею выдвигал и прорабатывал Цандер и другие пионеры космонавтики (см. А. Казанцев. «Донкихоты вселенной»). Денисов В.Д. тоже в молодости увлекался этим направлением и получил авторское свидетельство на «Летательный аппарат на электромагните», выступал на научно-технической конференции ЦКБМ(ф). Известны варианты комбинированных кораблей построенных на принципах электромагнита и инерциоида (см. Серл, Рощин и Годин [17]). Однако неизвестны не только факты завершения этих работ, но и не достигнуто полное описание и понимание действующих здесь физических принципов.

При описании проектов экспедиций на Марс обычно описывают лишь экспедиционный комплекс, масса которого к настоящему времени сократилась до 500 тонн. А началось с Вернера фон Брауна [12,7], который в послевоенные годы похвалялся за 100 миллионов долларов отправить экспедицию на Марс. При этом масса его экспедиционного комплекса на высококипящем топливе по его проекту составляла 9000 тонн, что потребовало бы стартовать с Земли миллиону тонн ракет-носителей. Заметим, что МКС, собираемая на орбите более 15 лет весит около 500 тонн. Это говорит о бредовости и экологической опасности амбиционного проекта Брауна. Пора строить совершенные космические корабли, не требующие ракет.

В восьмидесятых годах прошлого века в Филях рассматривался проект суборбитального самолета В. Мясищева МГ-19, рис. 1. КБ «Салют», защитил проект пятью авторскими свидетельствами на корабль и его составные части. Казалось бы, в отличие от магнитолетов и энерциоидов, этот корабль строился на всем готовом и реализация его близка, однако десятилетия запросов средств на его создание по министерским кабинетам не увенчались до сих пор не только реализацией, но и стартом проекта, несмотря на его эффективность.

1_МАКК на основе суборбитального самолета МГ-19

Рис.1. МАКК на основе суборбитального самолета МГ-19.

Варианты этого проекта описаны в работах [1, 2, 3, 4, 5 ,6, 7]. Конечно это не единственный вариант, есть и другие. Необходимо лишь встать на этот путь развития и путем постоянной модернизации комплекса, шаг за шагом повышать совершенство проекта, аналогично компьютерам, которые были размером с небоскреб, а теперь умещаются на ладони. «Дорогу одолеет идущий». Можно многократно десятками лет критиковать проект и загонять человечество из одного тупика в другой, так и не решив проблему. А всем известно, что без освоения ядерной энергетики в космосе, люди дальше Луны не улетят и от астероидов не защитятся.

В КБ «Салют» составные части этого проекта разрабатывались около пятидесяти лет в рамках тем М-19, М-30, М-60, МГ-19, Метеорит, Полюс, Байкал, Бумеранг, МРКС, ТЭМ. Здесь созданы ракеты всех классов, включая крылатые, созданы космические разгонные блоки, в том числе на криогенных компонентах топлива, созданы модули пилотируемых космических станций, разработаны многоразовые ракеты-носители и созданы космические аппараты нескольких типов. Накоплены знания и создан коллектив специалистов способный творить чудеса, сложились уникальные условия для реализации суперинновационных проектов…

Острой проблемой в данном проекте, не решенной нашей цивилизацией, является проблема радиационной безопасности. Эта проблема относится и к эксплуатации ядерных электростанций и атомных ледоколов и атомных подводных лодок, постоянно бороздящих просторы земных океанов. Дело в том, что во всех перечисленных объектах, поработавшие (комбинированные) ядерные двигатели и энергоустановки, продолжают «светиться» более 500 лет и после выключения. Это обусловило отказ от дальнейшей разработки ядерного экспедиционного космического комплекса до решения вопросов радиационной безопасности экипажа, послеполетной дезактивации. Эта проблема злободневна для всех действующих ядерных объектов. К тому же из-за дороговизны многоразовой комбинированной ядерной двигательной установки, многоразовый корабль данного класса проигрывает одноразовым ракетам в решении транспортных задач обслуживания низких околоземных орбит.

На современном уровне техники решение проблемы радиационной безопасности экспедиции может быть найдено на двух направлениях:

— увеличение радиационной защиты или уменьшение потребной мощности ядерных бортовых систем до приемлемого уровня,

— создание безлюдных производств для утилизации ядерных объектов до наночастиц, с последующей их массоспектрометрической сортировкой и целевым использованием полученного сырья.

Полученные в 80-х годах результаты НИР легли в основу разработки Моноблочного экспедиционного атмосферно-космического комплекса нового поколения, называемого в работах [1, 2, 3, 4, 5] как МЭКК или МАКК. Эти работы выявляют новое направление в развитии космонавтики – моноблочные атмосферно-космические комплексы (МАКК). По мнению авторов, к ним можно отнести, наряду с суборбитальным самолетом Мясищева М-19 и ЛКА МГ-19, Ту-2000 (Россия), проекты «Х-33» и «Аспен» (США), «Хотол» и «Скайлон» (Великобритания). Дело в том, что совсем не обязательно отделять полезный груз этих кораблей на опорной орбите. Можно разместить груз, например на этажерке-транформере, размещенной под створками грузового отсека. Развернув целевое оборудование на орбите, можно проводить необходимые исследования непосредственно с борта корабля, не спуская его с орбиты до выполнения задачи, аналогично Х-37В (США). При таком использовании моноблочный космический комплекс становится намного эффективнее [4].

Заметим, что к настоящему времени предложен безъядерный вариант многоразового космического комплекса «Скайлон» для выхода на низкую околоземную орбиту, использующий запасаемые в полете попутные ресурсы. Для межпланетного перелета на нем могут быть установлены создаваемые в настоящее время в рамках проекта транспортно-энергетического модуля (ТЭМ) ядерные электроракетные двигатели мегаваттного класса и осуществлена дозаправка комплекса на орбите необходимыми в экспедиции рабочими телами, рис. 2.

Скайлон
и его двигатель

Рис. 2. Скайлон и его двигатель

Структура радиационного воздействия на экипаж в экспедиции.

При разгоне на отлётную траекторию к Луне  и обратно, космический корабль пролетит дважды радиационные пояса Земли и пересечёт область орбит захоронения спутников. Также, в условиях глубокого космоса присутствует  радиация от ГКИ. При полётах КА на различные орбиты были зарегистрированы годовые дозы от облучения без защитных экранов (см. табл. 1).

Таблица 1. Значения поверхностной годовой поглощенной дозы,  [Гр-год] для стандартных орбит КА

Орбита КА и  высота орбитыЭлектроныПротоныСумма
Околоземная круговая орбита станции «Мир», 350 км6,4·102156,55·102
Околоземная круговая орбита МКС, 426 км1,17·103481,22·103
Геостационарная круговая, 35790 км5,36·1058,3·1068,8·106
ГЛОНАСС/GPS, круговая, 19 100 км3,80·1051,97·1062,35·106
Высокоэллиптическая, 500-39660 км2,57·1073,12·1075,69·107
Стандартная полярная орбита, круговая, 600 км2,45·1032·1022,65·103
Переходная орбита  «Земля-Луна» 400-384400 км.1,09·10111,09·10112,00·1011

Рассмотрим одну из схем марсианской экспедиции на российском корабле типа МГ-19. Сравнительные данные по радиационному воздействию от ядерной энергоустановки корабля на расстоянии 70 метров при включенном и выключенном состоянии и реликтового фона (солнечного ветра) в межпланетном полете к орбите Марса на экипаж в традиционном гермоотсеке типа ФГБ МКС с энергоблоком и теневой защитой ЯР, аналогичной ТЭМ, приведены в таблице 2. Эти данные получены с учетом закономерности ослабления свечения конструкции энергоблока после выключения, показанной на рисунке 3.

Закономерность ослабления свечения конструкции энергоблока после выключения

Рис.3. Закономерность ослабления свечения конструкции энергоблока после выключения

Таблица 2. Сравнительные данные по радиационному воздействию в типовой кабине экипажа экспедиционного корабля.

Этапы полета
12345678910
время полета, сут.Взлет 7ГВт, 30 минПосадка 4ГВт, 1часПерелет 2МВтОстановленный реактор 7ГВтМежпланетный перелет, СКЛ и ГКЛСолнечная вспышка, 6 часовПерелет через РПЗ, 12 часовПерелет через РПЗ с малой тягойСуммарная доза в Экспедиции, рад
Доза от реактора, радЕстественная радиация, рад
Полет к Марсу
500651417810500160030020300020229
128820(беспилотник)308
30Пребывание на Марсе756756
Возвращение с Марса к Земле
20 мин455455
5004000700016006010350016170
7Пересадка на СА(беспилотник)
Структура облучения
Тип потокаНейтроны, гамма-фотонынейтр + гамманейтр + гаммагаммасолнечные протоны  и гамма излучение галактическоесолнечные протоныпротоны, электроны ЕРПЗ, СКЛ, ГКЛпротоны, электроны ЕРПЗ, СКЛ, ГКЛ

В таблице 2 представлены результаты расчетов воздействия реактора, без дополнительной теневой защиты реактора, существенной снижающие суммарную поглощенную дозу.

Анализ результатов расчетов, приведенный в таблицах, показывает, что наибольшую радиационную опасность вносит работающий ядерный реактор, помимо этого сильный вклад в длительном пассивном полете вносит радиация от остановленного реактора маршевой установки, а так же радиация от солнечных космических лучей и галактических космических лучей. Особую опасность представляет собой солнечная активность, в период солнечной вспышки радиация может достигнуть 1000рад за время вспышки. При выведении на межпланетную траекторию с помощью двигателей малой тягой значительную опасность представляют собой естественные радиационные пояса Земли (ЕРПЗ). Это говорит о необходимости дополнительной радиационной защиты обитаемого отсека и аппаратуры от солнечных вспышек и от солнечных космических лучей и галактических космических лучей или использования на этом участке роботов.

В настоящее время приняты общие максимальные дозы облучения человека в рекомендациях МКРЗ от 1958г. и в нормах НАСА от 1991г [22,23].

На основании практики защиты от радиации в атомной промышленности приняты безопасные дозы облучения в течении для персонала атомных станций-0,05бэр., определена доза острого однократного облучения-25 бэр (бэр- безопасный эквивалент радиации). То есть, при превышении этой дозы возникают необратимые последствия, ведущие к первым признакам лучевой болезни. По этой оценке безопасной дозой облучения считается превышение нормируемой дозы в 10%. Поэтому ввели понятие «Эффективной дозы облучения» — Dэф.

Блэр [21] первым выдвинул рабочую гипотезу для эмпирического описания лучевого поражения на основе формулы:

Dэф. =D0[f+(1-f)*eßt] ,

 где D0-физически измеренная общая доза; f-величина необратимого поражения; ß-константа восстановления организма;  t-время после облучения (сутки).

Эта формула не учитывает динамику восстановления организма, поэтому безопасные дозы облучения рассчитывают с помощью более сложных формул. Кроме того, в реальном полёте на космонавта будут действовать все факторы космического пространства, следовательно, необходимо учитывать адаптацию организма, приведенную в таблице 3.

Таблица 3. Степень воздействия гамма-облучения на космонавта.

Доза, бэрДействие на человека
0-25Отсутствие явных повреждений
20-50Возможно изменение состава крови
50-100Изменение состава крови. Повреждения
100-200Повреждения. Возможна потеря трудоспособности
200-400Нетрудоспособность. Возможная смерть
400Смертность 50%
600Смертельная доза

Таблица 4 Значения дозовых лимитов облучения космонавтов при полетах различной продолжительности

Критический орган, глубина в тканиПродолжительность экспозицииДозовый лимит, эквивалентная доза, Зв
1Все телоПрофессиональный, за карьеру1,0 эффективная доза
2Кроветворные органы, (красный костный мозг), 5 смОднократное острое0,15
330 дней0,25
4Один год0,5
5Хрусталик глаза, 0,3 см30 дней0,5
6Один год1,0
7За карьеру2,0
8Кожа, 0,01 см30 дней1,5
9Один год3,0
10За карьеру6,0

Рассчитаны [23] предельно допустимые дозы облучения специально для космического полёта  и вероятности переоблучения. Для полёта в течении года предельно допустимая доза составляет 150 бэр. Для более продолжительных экспедиций предельно допустимая доза 275 бэр.

В этой оценке учитывался индивидуальный отбор космонавтов по сопротивляемости организма радиации и современные медицинские средства компенсации после  воздействия радиации на организм. Для защиты экипажа пилотируемых космических кораблей и аппаратуры  при полётах на Луну необходимо корпус кабины МЭКК оснащать радиационной защитой.

Конструкция радиационной защиты долговременных орбитальных средств

Рисунок 4 – Конструктивная схема ФГБ

Рисунок 4 – Конструктивная схема ФГБ

Для долговременных орбитальных станций особенность конструкции состоит в том, что между корпусом и зоной пребывания экипажа (ЗПЭ) располагаются все приборы, так как они увеличивают толщину защиты.

Защита от излучения реакторной установки

При наличии атомной двигательной  или энергетической установки  (ЯРД)  противорадиационная защита должна составлять не менее 50 г/см2. В таблице 3 представлены характеристики некоторых материалов ослабляющие воздействия гамма-излучения.

Таблица 5 Толщины слоев половинного ослабления гамма-излучения некоторых материалов

Материал защитыСлой половинного ослабления, смПлотность, г/см³Масса 1 см² слоя половинного ослабления
свинец1,811,320
бетон6,13,3320
сталь2,57,8620
слежавшийся грунт9,11,9918
вода18118
древесина290,5616
обедненный уран0,219,13,9
воздух150000,001218

Наиболее эффективно ослабляет гамма-излучение обедненный уран, чтобы снизить суммарную дозу от гамма-излучения на в 1000 раз необходимо обеспечить 2см толщины защиты, что соответствует 191 г/см2 массовой толщине защиты. Эту защиту необходимо расположить в непосредственной близости возле реактора (теневая защита РУ), так как размер защиты возрастает пропорционально квадрату расстояния удаления от реактора. В непосредственной близости к реактору масса такой защиты будет составлять 1,2 тонны.

В дополнение к теневой защите реактора могут служить и емкости с рабочим телом и другие пассивные конструкции корабля. Это облегчает решение весового уравнения комплекса на приемлемом уровне стартовых масс, тем более, что отдельные конструктивные элементы могут быть доставлены в догоняющих пусках заправщиков и спасателей.

Для защиты от нейтронного излучения могут служить емкости с запасами воды, так как она является хорошим материалом для экранирования. Вода может как отклонить потоки нейтронного излучения, так и существенно снизить .

Конструкция радиационной защиты МАКК

Для полётов к Луне в связи  с продолжительностью полёта не более недели можно ограничиться более лёгкой по исполнению пассивной защитой. Пассивную радиационную защиту в пилотируемых МАКК необходимо выполнить из слоя водной оболочки или подобрать из комбинации материалов. Исходя из материалов, которые исследовались в качестве радиационной защиты можно применить совмещённую с микрометеороидной  защитой (ММЗ) конструкцию в следующей комплектации:

  • — металлический пористый экран;
  • — экранновакуумная теплоизоляция (ЭВТИ);
  • — слой из полимерно-композиционных материалов;
  • — слой из стекла с глубинной зарядкой электронами;
  • — углепластиковый гермокорпус.

В качестве специальных мер защиты при работающем ядерном двигателе необходимо предусмотреть дополнительную теневую защиту (экран). Облегчает задачу зашиты комплексный подход в проектировании корабля. Компоновочные решения на 3D модели рисунка 5, показывают возможность использования для радиационной защиты экипажа смежных систем, в качестве которых могут служить и емкости с жидким водородом, длиной более 10 метров и другие пассивные конструкции корабля: перегородки, полезные грузы в грузовом отсеке: грейд-марсоход, горнодобывающий комбайн, роботы, запасы воды [4].

Рис. 5. 3D модель демонстратора МАКК типа МГ-19

Рис. 5. 3D модель демонстратора МАКК типа МГ-19.

Общая приведенная толщина перечисленных элементов на пути от энергоблока к отсеку экипажа может достигать 100-150 мм. Это облегчает решение весового уравнения комплекса на приемлемом уровне стартовых масс, около 500 тонн, тем более, что отдельные конструктивные элементы и запасы могут быть доставлены в догоняющих пусках заправщиков и спасателей.

Радиационная защита подразделяется на пассивную и активную. Активная радиационная защита в пилотируемых МАКК находится в теоретической и экспериментальной разработке. И при решении проблемы экранирования экипажа и бортовой аппаратуры МАКК от электромагнитных возмущений, активная радиационная защита на основе сверхпроводниковых электромагнитов может быть использована для защиты от радиации СВ и РПЗ.

Накоплен большой опыт по использованию пассивной радиационной защиты на атомных предприятиях, атомных подлодках и ледоколах.

Корпус из металла  при прохождении Галактического космического излучения, порождает вторичное излучение, опасное для здоровья космонавтов. Поэтому для полётов к Луне и Марсу потребуется дополнительная противорадиационная защита. Используя опытные данные по пассивной радиационной защите целесообразно использовать воду в качестве противорадиационного щита, совмещая с использованием  в системе СОТР и запасами воды в других системах, обеспечивающих жизнедеятельность экипажа.

Корпус из ПКМ из-за малого атомного числа Z=6 не порождает вторичного излучения, следовательно, при исполнении гермокорпуса из материалов  ПКМ  противорадиационная защита будет меньше по массе.

Обсуждается [13] использование противорадиационного убежища (РУ), как гарантированной защиты от СВ и РПЗ при толщине противорадиационной защиты не менее 30 г/см2. Для первой стадии полётов на орбиту Луны такой подход оправдан, поскольку, космонавты могут не покидать  РУ, так как полёт проходит в автоматическом режиме и продолжительность его невелика. Но при планировании в течение полёта ручных операций или выходов в открытый космос велик риск превышения допустимой дозы. Допустимая доза для экипажа КЛА при выполнении кратковременных полётов (до 30 сут.) составляет-15 бэр.

Расчёт допустимой дозы облучения  сделан  исходя из существующих нормативов для персонала атомных электростанций.  Для осуществления туристических полётов на орбиту Луны потребуется противорадиационная защита большей толщины. Вероятность переоблучения возникает не только во время СВ но и в течение выполнения работ на поверхности Луны или вне корабля на орбите. Поэтому, в таких экстремальных случаях в качестве дополнительной защиты применяют местную радиационную защиту более чувствительных органов, таких как, мозг и половые органы.

Исходя из информации в источнике:[8, 11], масса противорадиационного убежища должна составлять 100 тонн на объём — 10м3, при противорадиационной защите не менее 100 г/см2, следовательно, масса противорадиационного убежища  для экипажа численностью 6 человек при норме распределения объёма — 2м3 на каждого человека, может составлять 120 тонн, что неприемлемо для рассматриваемой концепции комплекса.

Эта оценка получена из расчёта 50% ослабления ГКИ. Расчёт сделан для длительных межпланетных полётов продолжительностью до 1000 суток.

Если мы хотим защититься от более проникающего состава ГКИ (высокоэнергетичных протонов и электронов), требуется противорадиационная защита до 500 г/см2. При наличии атомной двигательной  или энергетической установки  (ЯРД) противорадиационная защита должна составлять не менее 50 г/см2. Этот расчёт сделан при вероятности превышения допустимой дозы в 10 %.

Если же, снизить процент превышения допустимой дозы до 1%, то следует увеличить радиационную защиту ещё на 25 г/см2. Итого,  противорадиационная защита при превышении допустимой дозы в 1% должна составлять не менее 75 г/см2, что при площади поверхности радиационного убежища 20 кв. м потребует затрат 15 тонн массы. Возможность комплексирования этой массы с запасами воды, массой периферийного оборудования, микрометеороидной защиты и прочими смежными системами, свидетельствует о приемлемости таких затрат на МАКК.

Таблица 6. Суммарные характеристики излучений с учетом всех принятых мер защиты (дополнительный экран из урана, и защита из воды)

Этапы полета
12345678910
время полета, сут.Взлет 7ГВт, 30 минПосадка 4ГВт, 1часПерелет 2МВтОстановленный реактор 7ГВтМежпланетный перелет, СКЛ и ГКЛСолнечная вспышка, 6 часовПерелет через РПЗ, 12 часовПерелет через РПЗ с малой тягойСуммарная доза в Экспедиции, рад
Доза от реактора, радЕстественная радиация, рад
Полет к Марсу
5000,6514,17810,550302300395,329
10,2882(беспилотник)2,288
30Пребывание на Марсе0,7560,756
Возвращение с Марса к Земле
20 мин0,4550,455
500475061350418
7Пересадка на СА(беспилотник)
Структура облучения
Тип потокаНейтроны, гамма-фотонынейтр + гамманейтр + гаммагаммасолнечные протоны  и гамма излучение галактическоесолнечные протоныпротоны, электроны ЕРПЗ, СКЛ, ГКЛпротоны, электроны ЕРПЗ, СКЛ, ГКЛ

Выводы

Учитывая вышеизложенное, предлагается на последующих этапах моделирования моноблочного экспедиционного космического комплекса (МЭКК) рассмотреть следующие варианты повышения радиационной безопасности экспедиции:

  • Использование на участке выхода из гравитационного колодца планеты безядерного варианта комплекса типа «Скайлон»,
  • На участке межпланентного полета использование электроядерной энергодвигательной установки малой тяги,
  • Рассмотреть в качестве способа защиты частичное хранение кислорода и водорода на борту корабля в форме воды, размещаемой в баке, расположенном на оси кабина-реактор. На обратном пути с исследуемой планеты, водород также может быть частично запасен в форме воды. При этом после выхода из «гравитационного колодца» вода, по мере надобности, будет переводиться в кислород и водород, например путем электролиза с использованием имеющейся бортовой электростанции.

Снижение мощности энергоблока облегчает решение весового уравнения экспедиционного ядерного комплекса на приемлемом уровне стартовых масс, около 500 тонн.

Литература

1) В.Д. Денисов, На Марс на одноступенчатом корабле. Доклад на Академических чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2012.

2) В.Д. Денисов, Дело Мясищева В.М. живет. Материалы для музея Мясищева В.М. в г. Ефремов.

3) В.Д. Денисов, Дело Мясищева В.М. живет. Доклад на Академических чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2013 г.

4) В.Д. Денисов, Экспедиционный космический комплекс нового поколения. Доклад на Академических (Королевских) чтениях, Москва, 2013 г.

5) А. Ильин, И. Афанасьев. Королевские чтения 2013, ж. Новости космонавтики №.3, 2013, Москва.

6) В.Д. Денисов, Особенности космической баллистики экспедиционного космического комплекса нового поколения. Доклад на Академических (Королевских) чтениях, Москва, 2014 г.

7) В.Д.Денисов. Через тернии к звездам. Доклад на общественно-научных чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2014.

8) Перепелицкий Г.Н. Проекты самолетов «60», «30» и «60М» , Научно-технические разработки ОКБ-23 – КБ «Салют», Выпуск 1, под ред. Ю.О.Бахвалова, М, «Воздушный транспорт, 2006.

9)»Мировая пилотируемая космонавтика: история, техника, люди», коллектив авторов под ред. Ю.М.Батурина, М.:РТСофт, 2005 — 752 с.:ил.

10) А.А. Брук, К.Г. Удалов, Иллюстрированная энциклопедия самолетов ЭМЗ им. В.М. Мясищева (т. 8, 9), АвикоПресс, 2005.

11) Бурдаков В.П. и Данилов Ю.И., Физические проблемы космической тяговой энергетики, М, Атомиздат, 1969.

12) Пилотируемая экспедиция на Марс. Под ред. А.С. Коротеева. Российская академия космонавтики им. К.Э Циолковского, 2006.

13) В.Лапота. Начать строительство базы около Луны мы могли бы уже сегодня. Интервью Комсомольской правды А.Милкуса. 12.04.2014. и на сайте www.kp.ru

14) Коридор с Земли на Марс открывается. Газета. Вечерняя Москва 10-17 апреля 2014. М.Гладкова, А. Коц.

15) М.Набатникова. Где записаться на Марс. Газета Аргументы и факты. № 15.2014 и на сайте www.aif.ru

16) Модель космоса в 2-х томах, под редакцией проф. М.И. Панасюка и проф. Л.С. Новикова, Москва 2007г.

17) Интернет-ресурсы. Установка Рощина-Година. Машина Джона Серла. Экспериментальные исследования нелинейных эффектов в динамической магнитной системе, 2002.

18) Рекомендации МРКЗ от 1958 г.

19) Нормы НАСА от 1991 г., используемые на МКС.

20) Ю.Г. Григорьев. Радиационная безопасность космических полетов. М. Атомиздат. 1975 г.

21)Ушаков ИБ Результаты НИР Магистраль в 2013году и предложения на 2014 год, ИМБП, 2013.

22) Григорьев Ю.Г., Шафиркин А.В. НКРЗ. ГНЦ РФ-ИМБП РАН. Актуальные вопросы радиационной безопасности длительных космических полетов,  25-26 апреля 2011 Г., Дубна

23) Малая медицинская энциклопедия. — М.: Медицинская энциклопедия. 1991—96 гг. Интернет-ресурс. Wikipedia, http://www.golkom.ru/kme/02/1-169-4-1.html

24) Первая медицинская помощь. — М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г.

25) Энциклопедический словарь медицинских терминов. — М.: Советская энциклопедия. — 1982—1984 гг.

2018. ИСКУССТВЕННАЯ ГРАВИТАЦИЯ НА МНОГОРАЗОВОМ АТМОСФЕРНО-КОСМИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ В МЕЖПЛАНЕТНОЙ ЭКСПЕДИЦИИ

Страница от 6 июля 2016 года «ИСКУССТВЕННАЯ ГРАВИТАЦИЯ НА МНОГОРАЗОВОМ АТМОСФЕРНО-КОСМИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ В МЕЖПЛАНЕТНОЙ ЭКСПЕДИЦИИ» продублирована в номерной записи на ленте

Денисов Владимир Дмитриевич, denisov-vd@mail.ru

Ошкин Алексей Евгеньевич, kerava312@mail.ru

На современном уровне техники, полет на Марс, облет Венеры и Марса по продолжительности превышают три года. В истории космонавтики такая продолжительность пассивных полетов человека в космосе еще не достигнута и жизнеспособность человека в такой экспедиции подвержена высокому риску.

Одной из проблем межпланетного полета человека является обеспечение минимально достаточных физических нагрузок на пассивном участке космического полета, обеспечивающих сохранение и поддержание биологических функций космонавта, в частности мышечного каркаса, вестибулярного аппарата и рефлекторно двигательных функций.

Известно несколько технологий, специального снаряжения и тренажеров, обеспечивающих минимально необходимые физические нагрузки на космонавта, поддерживающие его жизнеспособность в длительном полете в условиях невесомости, однако они не предотвращают у космонавта, вернувшегося на Землю, состояние инвалидности, требующей длительной реабилитации.

Радикальным способом предотвращения физической инвалидности космонавта в длительном полете является создание искусственной гравитации на борту пилотируемого космического корабля (ПКК). Простейшим способом обеспечения искусственной гравитации на ПКК является использование центробежных сил на вращающейся связке модулей [11-15].

Важными проблемами такой технологии являются обеспечение:

— безрасходных, по бортовой массе, способов раскрутки/остановки связки модулей,

— обеспечение параметров вращения, минимально достаточных для поддержания приемлемого уровня физического состояния космонавта в экспедиции.

В докладе рассмотрены варианты конструкции и весовые характеристики системы искусственной гравитации на многоразовом атмосферно-космическом комплексе в экспедиции на Марс или экспедиции облета Марса и Венеры.

История вопроса.

Более 50 лет победного шествия космонавтика поставила на повестку дня множество злободневных вопросов, связанных с освоением космоса, в том числе вопросы создания искусственной гравитации. Авторы ряда решений даже купили патенты на свои разработки [1-9]. Заглянув на форум [15] в Интернете мы увидим: «В космосе силы тяжести нет. Зато возможно создание центробежной силы. И чтобы создать на космическом корабле искусственную гравитацию, нужно часть космического корабля выполнить, например, в виде кольца движущегося вокруг своей оси. В этом случае на объекты, находящиеся внутри этого кольца (люди, стулья, столы) будет действовать центробежная сила, которая будет прижимать объекты к «полу». Объекты будут крутиться с кольцом относительно всей остальной вселенной. Внутри кольца космонавты замечать этого не будут, и не будут находиться в невесомости», несмотря на свободный полет корабля. В кольце космонавты будут ходить, как по Земле».

Слайд1

Рис. 1. Экспериментальный модуль МКС с искусственной гравитацией

В США предложена космическая станция со спальным отсеком тороидальной формы, вращающимся вокруг своей оси для обеспечения восстановления физического состояния космонавтов в длительном полете. [11].

У А. Казанцева в «Донкихотах вселенной» [10] описан межзвездный корабль в виде многокилометровой тросовой сцепки двигательного модуля и жилого модуля.

Проблема невесомости: Невесомость негативно влияет на организм человека. [11,12]. Так, одним из последствий ее воздействия является быстрое атрофирование мышц и последующее снижение всех физических показателей организма. На МКС для решения этой проблемы установлены специальные тренажеры и специальные костюмы (пингвин), регулирующие кровообращение, на которых космонавты занимаются по несколько часов в день. Но тренажеры — это же скучно, гораздо интереснее было бы создать искусственную гравитацию, не выматывающую космонавтов изнуряющими тренировками.

Одним из способов создания искусственной гравитации, который то и дело описывается в общеизвестных работах фантастов и ученых, является создание космический станции, которая бы вращалась вокруг своей оси («Звезда КЭЦ», «Солярис»). Такое вращение привело бы к тому, что на космонавтов или жителей станции постоянно оказывала бы влияние центробежная сила, которую они бы ощущали как гравитационную силу. Подобных проектов очень много, чтобы быстро получить представление о том, что же это за станции, можно почитать несколько небольших статей из Википедии: по искусственной гравитации – где ее предлагается создать за счет вращения [1-11].

Почему же эти решения, например, «Вращающаяся станция изнутри». Источник [13], не применяются на практике? Попробуем разобраться.

Идея искусственной гравитации за счет вращения основывается на принципе эквивалентности силы гравитации и силы инерции; который гласит: если инертная масса и гравитационная масса равны, то невозможно отличить, какая сила действует на тело — гравитационная или сила инерции. Простыми словами: если создать космический корабль, вращающийся вокруг своей оси, возникающая при этом центробежная сила будет «выталкивать» космонавта в сторону от центра вращения, и он сможет стоять на «полу». Чем быстрее будет вращаться корабль, и чем дальше от центра будет находится космонавт, тем сильнее будет искусственная гравитация. Сила «притяжения» F будет равна:

F = m*v2/r , где m — масса космонавта, v — линейная скорость космонавта, r — расстояние от центра вращения (радиус).

Линейная же скорость равна v = 2π*R/T, где Т — период одного оборота.

Соотношение между искусственной силой притяжения и скоростью вращения представляет собой ω2∙r = g, где ω – угловая скорость вращения, r — расстояние от центра вращения (радиус), g – перегрузка.

Посмотрим, с какими же проблемами могут столкнуться разработчики вращающейся станции.

Как видно, искусственная сила притяжения прямо зависит от расстояния от центра вращения и получается, что для небольших r сила гравитации будет значительно отличаться для головы и ног космонавта, что может сильно затруднить передвижение. Но к этому можно будет приспособиться.

Гораздо сложнее приспособиться к воздействию силы Кориолиса, которая будет возникать каждый раз, когда наш космонавт будет двигаться относительно направления вращения (Сила Кориолиса, Wikipedia). В условиях действия этой силы космонавта будет постоянно укачивать, а это не так уж и весело. Чтобы избавиться от этого эффекта, частота вращения станции должна быть менее двух оборотов в минуту и тут возникает еще одна проблема — при частоте вращения в два оборота в минуту для получения искусственной гравитации в 1g (как на Земле) радиус вращения должен быть равен 224 метрам. Представьте себе космическую станцию в виде цилиндра с диаметром равным почти полкилометра! Построить конечно можно, но будет очень сложно и очень-очень дорого.

Однако работы в этом направлении уже ведутся. Так в 2011 году НАСА предложило проект космической станции, один из модулей которой будет вращаться, обеспечивая искусственную гравитацию в 0,11-0,69g. Проект получил название «Наутилус-Х». Диаметр вращающегося модуля будет равен 9,1 либо 12 метров, а сам модуль будет служить спальным местом для 6 космонавтов.

Слайд2

Рис. 2. Орбитальная станция «Наутилус-Х»

Станцию планируется использовать как промежуточную базу для дальних космических перелетов. Одним из этапов осуществления проекта является тестирование вращающейся части на МКС, что обойдется НАСА в 150 миллионов долларов и три года работы. На постройку целой станции по проекту «Наутилус-Х» уйдет около 4 миллиардов долларов. [11]

В Интернете широко распространены различные связки модулей космических станций. Для снижения затрат топлива на раскрутку связок и даже на поддержание высоты орбит предлагается использовать поля различного рода, то есть опорное пространство космических полей. Например, в статье [14] предлагается способ снижения расхода бортовых ресурсов МКС. Указывается, что на современном уровне техники каждый космический корабль несет с собой все источники энергии: химическое ракетное топливо, батареи фотоэлементов или ядерные реакторы. Пополнение запасов энергии, путем доставки ее источников с Земли, весьма дорого. Например, для поддержания Международной космической станции (МКС) на орбите заданной высоты (360 км) в течение 10 лет требуется 77 тонн топлива. Если доставка на орбиту обходится минимум в $7 тыс. примерно за каждые 0,5 кг, то для поддержания орбитальных параметров МКС требуется $1,2 млрд. Если бы станция включала в себя электродинамическую связку (ЭДС), потребляющую 10% вырабатываемой на станции энергии, то для поддержания высоты орбиты потребовалось бы всего 17 тонн топлива [14]. А изменение угла наклона орбиты — операция, требующая большого расхода химического топлива, — стало бы менее энергоемким.

Связка представляет собой систему, в которой две массы соединены гибким тросом. Если трос-кабель проводит электрический ток, то конструкция становится электродинамической. В отличие от обычных систем, где с помощью химических или электрических тяговых двигателей осуществляется обмен импульсами между космическим кораблем и ракетным топливом, в ЭДС он происходит между космическим аппаратом и вращающейся планетой за счет магнитного поля. Связки давно интересовали энтузиастов космоса. Константин Циолковский и Артур Кларк рассматривали их как космические лифты, способные доставлять людей с поверхности Земли на орбиту. В середине 1960-х гг. прошли испытания 30-метровых связок, которые должны были создать силу притяжения для астронавтов. Позднее был проведен еще ряд экспериментов. Исследователи столкнулись с проблемой, связанной с высоким напряжением, воздействующим на ЭДС в условиях космоса. Пока не решена задача устойчивости связок и не найден метод гашения тех типов колебаний, к которым склонны ЭДС». В Японии правильно планируют применение связок-колесниц на орбите Луны, где нет атмосферы, а силы притяжения (нагрузки) в 6 раз меньше околоземных. (У луны нет магнитнго поля)

Слайд3

Рис. 3. Принцип действия ЭДС связки орбитальных модулей

Искусственная гравитация в межпланетной экспедиции.

Опираясь на известные разработки [1-23], можно предложить связать пару экспедиционных кораблей, направляющихся на Марс или для облета Марса и Венеры сцепкой в виде соленоида. Наличие ядерной электростанции на борту позволяет подавать знакопеременный ток в соленоид связки, превращая его в ротор относительно статора, в качестве которого используется Солнце (гелиомагнитное поле и порожденное им геомагнитное поле). Варианты устройства приведены на рисунках 3-7.

Слайд 4

Рис. 4. Электромагнитная связка модулей орбитальной станции

Слайд5

Рис. 5. Тороидальная модель орбитальной станции на электромагнитах

Слайд12

Рис. 6. Электромагнитная связка двух МАКК экспедиционного комплекса

Слайд7

Рис. 7. Электромагнитная рамка на моноблочном МАКК

При скорости вращения 2 оборота в минуту, длина связки, обеспечивающей приближенную к марсианской искусственную гравитацию 0,4 g, должна составлять около 180 метров, что вполне приемлемо. Масса связки-соленоида в форме гармони может составить при этом 900 кг.

Слайд8

Рис. 8. Варианты выполнения электромагнитной связки в форме мехов «гармони».

Использование высокотемпературных сверхпроводников позволяет создать в компактных устройствах достаточно сильное магнитное поле для раскрутки и остановки экспедиционного комплекса. В научно-технической литературе известны также предложения по созданию на экспедиционном комплексе аналога геомагнитного поля для создания радиационных поясов вокруг комплекса и защиты экипажа от солнечного и галактического радиационного воздействия.

Наличие на корабле предлагаемого устройства искусственной гравитации позволяет экспериментально проверить также и электромагнитную систему радиационной защиты. Использование мощных электромагнитных бортовых систем на базе сверхпроводников позволит провести моделирование: различных конфигураций бортового магнитного поля и натурные испытания движителей на новых физических принципах, системы накопления рабочих тел из разбегающейся массы извергаемой непрерывным термоядерным взрывом Солнца, а также создание собственного защитного радиационного пояса космического комплекса.

Выводы

1.      Проведенные информационные и расчетно-теоретические исследования и математическое моделирование, показывают возможность реализации безрасходной системы искусственной гравитации на борту межпланетного космического комплекса.

2.      На межпланетном комплексе возможно создание искусственной гравитации, соответствующей марсианским условиям, что позволяет обеспечить работоспособность членов экспедиции на Марсе без дополнительных изнуряющих спортивных мероприятий.

Список литературы

1)         Космическая станция, патент РФ № 2116942

2)         Космический комплекс с наружным гравитационным приводом, патент РФ № 2115596

3)         Космический комплекс с внутренним гравитационным приводом, патент РФ № 2115595

4)         Ремонтно-строительный космический комплекс, патент РФ № 2128605

5)         Устройство для освоения Луны, патент РФ № 2129077

6)         Способ монтажа цилиндрического космического комплекса (варианты) , патент РФ № 2130877

7)         Система подачи топлива двигательной установки патент РФ № 2131385

8)         Космодром в космосе, патент РФ № 2131830

9)         Поселение в космосе, патент РФ № 2223204

10)     А. Казанцев, «Донкихоты вселенной»

11)     Интернет ресурс. Как создать в космосе искусственную гравитацию — Новости партнеров — sdnnet_ru.htm, http://www.astronomynow.com.

12)     Интернет ресурс Астрономия по-русски.mht.

13)     Интернет ресурс. Wikipedia Commons

14)     Интернет ресурс. Электродинамические связки ЭДС, искусственная гравитация и получение энергии в космосе.htm

15)     Интернет-сервис «Вопросы и ответы».

16)     Денисов В.Д. Устройство искусственной гравитации. Авторское свидетельство с приоритетом от 1975 года

17)     Денисов В.Д. Летательный аппарат на электромагните. Авторское свидетельство с приоритетом от 1975 года

18) Денисов В.Д. На Марс на одноступенчатом корабле. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2012 г.

19) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Материалы для экспозиции Мясищева В.М. в краеведческом музее г. Ефремов, 2013г.

20) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2013 г.

21) Денисов В.Д. Экспедиционный космический комплекс нового поколения, Доклад на Королевских чтениях, 2013 г.

22) Денисов В.Д. Особенности космической баллистики экспедиционного космического комплекса нового поколения, Доклад на Королевских чтениях, 2014 г.

23) Денисов В.Д. Через тернии к звездам. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2014 г.

24) В.Д.Денисов. Экспедиционный космический комплекс нового поколения. Международный Российско-Американский научный журнал «Актуальные проблемы авиационных и аэрокосмических систем», Казань-Дайтона Бич, №1(38), т.19, 2014, 145-151.

25) D.Denisov. Expeditionary space complex of new generation. International Russian-American Scientific Journal «Actual   problems of aviation and aerospace systems», Kazan-Daytona Beach, №1 (38), v.19, 2014, 152-157.

26) Электронный вариант статьи: http://www.kcn.ru/tat_en/science/ans/journals/rasj.html http://kpfu.ru/science/journals/rasj/apaas )

27) Денисов В.Д., Ошкин А.Е. Проблемы радиационной безопасности экспедиций на космическом корабле с комбинированной ядерной двигательной установкой. Труды ХХХ1Х Академических чтений по космонавтике, г. Реутов, 2015, Секция 22 имени академика В.Н.Челомея.

2017. ОСОБЕННОСТИ КОСМИЧЕСКОЙ БАЛЛИСТИКИ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ КОСМИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Страница от 19 июля 2016 года «ОСОБЕННОСТИ КОСМИЧЕСКОЙ БАЛЛИСТИКИ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ КОСМИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ» продублирована в номерной записи на ленте

Знаменитый конструктор, Сергей Павлович Королев совершил революционный прорыв в космос с использованием ракет. Однако, освоение Луны и дальнего космоса с помощью ракет встречает проблемы глобального масштаба, в частности, из-за масштабных потребностей в ресурсах и загрязнения и бесконтрольного изменения оптических характеристик верхних слоев атмосферы Земли: озоносферы, стратосферы и ионосферы.
Космические исследования, проведенные нашей цивилизацией не обнаружили на Земле, в космическом пространстве и на ближайших планетах остатков космических разгонных ступеней и аналогичного техногенного мусора других цивилизаций, что позволяет предположить, что на ракетах в космосе никто кроме нас не летает.
В ряде работ [1, 2, 3, 4], посвященных разработке наследия известного авиаконструктора Владимира Михайловича Мясищева, вашему вниманию предложен разработанный 30 лет назад, в рамках альтернативы Спейс Шаттлу [5], экспедиционный космический комплекс нового поколения (ЭККНП), являющийся развитием темы «М-19» [6], позволяющий сократить количество запусков космических ракет.
Триллионный оборот капиталов в производстве и модернизации одноразовых космических ракет отвлекает финансовые средства от создания многоразовых космических комплексов нового поколения. А между тем уже сформировалось неосознанное новое направление полностью многоразовых моноблочных космических комплексов. По мнению автора, к ним можно отнести, наряду с суборбитальным самолетом Мясищева М-19 и ЛКА МГ-19, проекты «Х-33», «Аспен», «Хотол» и «Скайлон». Дело в том, что совсем не обязательно отделять полезный груз этих кораблей на опорной орбите. Можно разместить груз, например на этажерке-транформере, размещенной под створками грузового отсека. Развернув целевое оборудование на орбите можно проводить необходимые исследования непосредственно с борта корабля, не спуская его с орбиты до выполнения задачи. Мало того можно, как уже предлагалось в работах [1, 2, 3, 4], дозаправить корабль топливом на орбите до полных баков такими же кораблями-заправщиками и направиться для выполнения задач в дальний космос на электроракетных двигателях. Сравнение этих направлений в развитии космонавтики, названных «революционный прорыв и эволюционное развитие» показано на рисунке 1.

Слайд1

Рисунок 1. Эволюционный и революционный пути развития космонавтики. См. доклад

В связи с часто задаваемыми вопросами оппонентов, в очередной работе данного цикла вашему вниманию предлагаются особенности космической баллистики ЭККНП при реализации Лунной экспедиции, экспедициях облета Марса или Венеры, показывающие достижимые для ЭККНП области в солнечной системе.
Использованные в качестве исходных данных, оценки ряда авторов, исследовавших физические проблемы космической тяговой энергетики и баллистики, приведенные в работах [7, 8, 9,10], обобщены в таблицах 1, 2 и 3.
Минимальная характеристическая скорость для манёвров перелета в пространстве небесного тела может быть определена из следующих соотношений.

Слайд2

Минимальная характеристическая скорость для такого манёвра
определяется из соотношения:

ΔVспд = VkVo

Используем в качестве исходных данных общеизвестные траекторные и физические данные Земли и Марса, приведенные в таблице 2 [7, 8], рис. 2 и 3. Схема разгона с радиационно безопасной орбиты (РБО) на отлетную
траекторию с помощью ЯЭДУ приведена на рис. 4.
Полученные оценки характеристических скоростей маневров и
соответствующие массовые характеристики Мо и Мк по этапам полета, в зависимости от используемых на этих участках двигателей комбинированной энергодвигательной установки (Wо-скорость истечения, м/с), представлены в таблицах 3, 4, 5.

Слайд3
Слайд4
Слайд5+
Слайд6
Слайд7
Слайд8
Слайд9

Из таблиц 3-5 видно, что экспедиции на Луну, облета Марса и Венеры обеспечиваются при стартовой массе ЭККНП 500 тонн без дополнительной дозаправки у планет-целей.
Экспедиция на Марс, рис. 2 и 3, с посадкой возможна с использованием пары ЭККНП для обеспечения в полете искусственной гравитации. При этом при посадке на Марс обоих кораблей, потребуется добыча на Марсе 120 тонн топлива (водорода), а при посадке одного корабля, для возвращения к Земле могут быть использованы остатки топлива корабля, ожидающего на орбите Марса.

Автор выражает признательность специалистам Алексею Иванюхину и Дмитрию Шульгину за помощь в подготовке исходных данных к докладу.

Литература

1) Денисов В.Д. На Марс на одноступенчатом корабле. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2012 г.
2) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Материалы для музея Мясищева В.М. в г. Ефремов, 2013 г.
3) Денисов В.Д. Дело Мясищева В.М. живет. Доклад на чтениях, посвященных памяти Гагарина Ю.А., г. Гагарин, 2013 г.
4) Денисов В.Д. Экспедиционный космический комплекс нового поколения, Доклад на Королевских чтениях, 2013 г.
5) История разработки многоразовой транспортно-космической системы (МТКС) «Спейс Шаттл», интернет ресурс по материалам книг: «SPACE SHUTTLE: The History of Developing the National Space Transportation System», Dennis R.Jenkins, 1996 и «Мировая пилотируемая космонавтика: история, техника, люди», коллектив авторов под ред. Ю.М.Батурина, М.:РТСофт, 2005 — 752 с.:ил.
6) А.А. Брук, К.Г. Удалов, Иллюстрированная энциклопедия самолетов ЭМЗ им. В.М. Мясищева (т. 8, 9), АвикоПресс, 2005.
7) Бурдаков В.П. и Данилов Ю.И., Физические проблемы космической тяговой энергетики, М, Атомиздат, 1969.
8) Бурдаков В.П. и Зигель Ф.Ю. Физические основы космонавтики. Учебное пособие для авиационных ВУЗов, М., Атомиздат, 1975.
9) Пилотируемая экспедиция на Марс. Под ред. А.С. Коротеева. Российская академия космонавтики им. К.Э Циолковского, 2006.
10) M. Konstantinov, V. Petukhov. The Analysis of Required Characteristics of Electric Power Plant and Electric Propulsion at Realization of One Mission of Manned Expedition onto Mars Space Propulsion 2010 1841662, San Sebastian, Spain, 2010.

Денисов Владимир Дмитриевич, denisov-vd@mail.ru

92. РАКЕТА СВЕРХТЯЖЕЛОГО КЛАССА «АНГАРА-А5В»

Страница от 13 мая 2018 года «92. РАКЕТА СВЕРХТЯЖЕЛОГО КЛАССА «АНГАРА-А5В» преобразована в запись
РН «Ангары-А5»

92.    МОСКВА, 19 дек — РИА Новости. Ракету сверхтяжелого класса «Ангара-А5В» необходимо разрабатывать, несмотря на отсутствие потенциальной полезной нагрузки, она будет востребована в будущем, считает академик Российской академии Космонавтики имени Циолковского Александр Железняков.

Накануне гендиректор «Роскосмоса» Игорь Комаров заявил о том, что конкретные полезные нагрузки под «Ангару-А5В» сейчас отсутствуют.

http://vpk.name/news/170825_ekspert_zayavil_o_neobhodimosti_razrabatyivat_sverhtyazheluyu_raketu_angara.html

556. О ОРБИТАЛЬНОМ КОСМОДРОМЕ

Страница от 10 декабря 2017 года «556. О ОРБИТАЛЬНОМ КОСМОДРОМЕ» преобразована в запись

  «Сколько людей столько и мнений»

Сергей Александров

November 25th, 2017, 11:20 pm

Чувство глубокого недоумения.

Не далее как в ночь на вчера, «Известия» оповестили прогрессивное человечество о гигантском шаге «российской частной космонавтики» — госкорпорация «Роскосмос» и ООО «С7 Космические транспортные системы» (группа компаний S7) подписали соглашение о создании, аж, орбитального космодрома.
НИКАКИЕ технические подробности неизвестны, поэтому все эксперты обсуждали только «проблему в общем».
А «в общем» необходимость орбитального космодрома давным-давно перезрела. Собственно, его планировал создать ещё Сергей Павлович Королёв в рамках проектов сначала ТОС и «орбитального пояса», а потом «многоцелевой космической базы станнции» (от которых, в конце концов, остались базовый блок «Мира» и служебный модуль «Звезда» МКС). Слабой альтернативой орбитальному космодрому был «шаттл», позволяющий между выходом на орбиту и отделением выводимого спутника хотя бы «прозвонить» ещё раз его бортовые системы, как-то проверить механику… Но вот попробовать двигатели спутника или его ПГС на борту «шаттла» было невозможно.


Британские и американские проработки орбитальных космодромов 80-х — 90-х годов прошлого века.

А самое главное — орбитальный космодром РЕАЛЬНО позволяет надолго отказаться от создания ракет-носителей сверхтяжёлого класса. Крупногабаритные, тяжёлые космические объекты можно будет собирать на орбите из фрагментов, посильных машинам тяжёлым (до 40 т), а то и средним (до 15 т). Сами фрагменты при этом будут не свободно летать, ожидая стыковки со следующим фрагментом и выжигая свой ресурс, а храниться до поры на орбитальном космодроме, с внешним обеспечением теплового режима, внешним питанием и пр.
Но это — в общем. А при чём тут S7? АВИАКОМПАНИЯ S7?
Опять-таки, теоретически транспортной компаниии логично озаботиться развитием транспортных средств, тем более, что S7 с бо-ольшой помпой выкупила комплекс «Морской старт» и — вроде как — собирается заняться и транспортом космическим. Но вот здесь-то и начинаются недоумённые вопросы…
Во-первых, «Морской старт». Выдающееся достижение советского и финского норвежского технического гения (советские ракета и стартовое оборудование, финская норвежская плавучая платформа), реализованное на американские деньги и под американской юрисдикцией. Но экономический провал. Не потому, что в нулевых или десятых годах космическая экономика сильно изменилась по сравнению с девяностыми. А потому, что с самого начала в проект были заложены не самые оптимальные технические решения.

Прежде всего, сама ракета. РН среднего класса 11К77 «Зенит» создана для массовых регулярных запусков на околоземные орбиты спутников военного назначения. С этой целью для «Зенита» создана для нашей страны не уникальная, но на мировом уровне фантастическая система автоматического старта. Она опирается на огромный (самый большой в мире) опыт днепропетровского КБ «Южное» (и, разумеется, кооперации) по созданию боевых баллистических ракет. Но… Разумеется, создание и доводка такой сложной системы требует соответствующих затрат. И окупается (ЕСЛИ окупается…) лишь в том случае, если запуски действительно массовые и регулярные. Ну, скажем, пусков 50 в год… Ну, минимум 20…

Так сложилось, что до перестройки и резкого сокращения грузопотока на орбиту довести «Зенит» и создать для него полезные грузы не успели. А по результатам перестройки ракета оказалась в другом государстве, и делать под неё ВОЕННЫЕ нагрузки стало несколько… напряжно. А коммерческих пусков в любом случае гораздо меньше, чем планировалось для ЭТОГО носителя. Т.е. его экономическая эффективность вообще с самого начала была и остаётся СИЛЬНО под вопросом.
Но зато именно автоматический старт позволил поставить его на морскую платформу. Тут, однако, порылась ещё одна собака.
«Морской старт» работает следующим образом. Ступени РН, обтекатель и полезный груз привозятся в базовый порт и загружаются на т.н. командное судно, где носитель собирается. Затем собранную ракету здесь же, в порту, перегружают на платформу, после чего она вместе с командным судном выдвигаются в точку старта, т.е. на экватор. Здесь персонал с платформы переходит на командное судно, автоматические системы осуществляют установку, заправку и пуск ракеты. После чего платформа и судно шлёпают обратно в базовый порт — и цикл повторяется. Но платформа  — немножко не лайнер, она ни коим образом НЕ РАССЧИТАНА на регулярные трансокеанские рейды! На одну солярку на такой пробег уйдёт весь доход от коммерческого пуска — и реально уходит…

Гораздо логичнее было бы, чтобы платформа постоянно держалась где-то в районе точки пуска, а командное судно, гораздо более пригодное для дальних рейсов, привозило бы к ней ракеты. Однако возникает вопрос, пока открытый: а возможна ли перегрузка собранной ракеты — а это, минуточку, 57 м в длину и 3,9 м в диаметре! — с судна на платформу в открытом океане? Что, неужели при создании комплекса не видели проблему???
В результате, при таких расходах и небогатом «портфеле заказов» (никак не более 5 пусков в год) эксплуатант «Морского старта» обанкротился.
Дальше началось странное.
Комплекс выкупил один из соучредителей и совладельцев предприятия — РКК «Энергия» (и уже потом у «Энергии» — S7). Результатом сей гениальной коммерческой операции стали (наряду с прочим) отстранение и домашний арест президента компании В. Лопоты.

Но это — результат, а причина так и осталась непонятной. Единственное известное мне объяснение, опирающееся на какую-то реальность — болезненное нежелание руководства «Энергии» иметь какие-либо дела с ГКНПЦ им. М.В. Хруничева и «Ангарой». Если кто знает другое смехостойкое объяснение — поделитесь.
Однако дальше началось ещё более интересное.

4 года назад на Украине, где после перестройки остался Днепропетровск и, соответственно, КБЮ и «Южмаш», произошёл государственный переворот. Прямым и непосредственным его результатом стал разрыв всех кооперационных связей с Россией (где производится немалая доля комплектующих «Зенита», включая двигатель 1-й ступени РД-170…

Да и прокат для изготовления носителя шёл с Урала). За которым закономерным образом последовали резкий спад производства на всех высокотехнологичных предприятиях «нэзалэжной», вплоть до их остановки. И несмотря на то, что «Южмаш» ещё делает блок 1-й ступени для американской ракеты лёгкого класса «Антарес», предприятие уже третий год балансирует на грани закрытия. А власти нынешней Украины (трудно предположить, что ракетно-космическое предприятие будет что-то делать при явном противодействии государственной власти…) надрываются в потугах объявить Россию агрессором в частности и врагом Украины и всего человечества вообще.
И при этом S7 подписала с «Южмашем» контракт на поставку 12 (двенадцати!) РН «Зенит»!
Как этот контракт будет выполняться чисто физически? Какова вероятность его реализации? Как будет обеспечиваться надёжность носителей? И как, извините, после подписания этого контракта нужно оценивать умственные способности менеджмента ООО «С7 Космические транспортные системы»???
Но вернёмся к свежей новости.

Существуют ЧЕТЫРЕ организации на нашей планете, имеющие реальный опыт создания орбитальных станций. Это отечественные РКК «Энергия» и КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В. Хруничева (причём реально эти две организации создавали станции в тесной кооперации), американская фирма «Боинг» и неперсонифицированная пока (ну, т.е. я её не знаю) организация — разработчик орбитальных станций Китая. Что-то про соответствующие хотя бы консультации S7 с кем-то из перечисленных пока не слышно. Нет, конечно, орбитальную станцию может построить кто-то ещё. Только этому «кому-то» потребуется лет десять времени и непрогнозируемо сейчас, сколько средств на освоение соответствующего опыта. При том, что опыт этот в данном случае применим крайне ограниченно: то, что летало начиная с начала 1970-х годов и летает поныне, для использования в качестве орбитального космодрома пригодно крайне ограниченно.

Ведь орбитальный космодром — это далеко не только обитаемые и необитаемые модули, это ещё множество весьма сложных механических, электрических и пневмогидравлических систем, которые должны безотказно работать в условиях космического пространства, это технологии орбитального обслуживания, которые ещё только создаются в очень-очень начальном приближении, это, наконец, просто сложнейшая механика полёта, особенно если комплекс должен обеспечивать опробывание маршевых двигателей…

Менеджмент авиакомпании хотя бы примерно представляет масштаб задачи — нет, размер бедствия?..
Я очень хочу, чтобы орбитальный космодром был. В данных социально-экономических условиях у меня не вызовет отторжения, если он будет построен на средства РОССИЙСКОЙ ЧАСТНОЙ компании — я, правда, абсолютно не верю в такую возможность, но пусть попробуют… Но опираяь на сказанное выше, возникает стойкое ощущение, что ВСЁ ЭТО (и не только это) затеяно с одной единственной целью: отчитаться на каком-нибудь «высоком совещании», что «у нас тоже есть частная космонавтика — и круче Маска и Безоса«. Отчитаться — а там хоть трава не расти…

https://asv-k.livejournal.com/84868.html

548. ВОРОТА В ДАЛЬНИЙ КОСМОС

Страница от 4 декабря 2017 года «548. ВОРОТА В ДАЛЬНИЙ КОСМОС» преобразована в запись по рубрикам

Роскосмос участвует в создании «ворот в дальний космос»

Освоение Вселенной начнется с Луны 9 ноября 2017 в 18:15,

На 68-м Международном астронавтическом конгрессе в Аделаиде Роскосмос и NASA подписали совместное заявление о сотрудничестве в области исследования и освоения дальнего космоса. Речь идет о создании новой космической станции Deep Space Gateway на высокоэллиптической орбите Луны. Эта станция станет для человечества воротами в дальний космос.

Роскосмос участвует в создании «ворот в дальний космос»
ТПК «Союз ТМА-М» в составе МКС.Роскосмос становится полноправным участником проекта. Привнеся свои технологии, Россия может создать от одного до трех космических модулей станции. Возможны и другие способы участия, в частности — использование наших транспортных систем для доставки на станцию грузов. Участие в проекте могут принять и другие страны.
Генеральный директор Роскосмоса Игорь Комаров сообщил, что уже известны сроки первых запусков в рамках проекта: «Мы договорились, что будем совместно участвовать в проекте создания новой международной окололунной станции Deep Space Gateway. На первом этапе будем строить орбитальную часть с дальнейшей перспективой применения отработанных технологий на поверхности Луны и впоследствии — Марса. Вывод первых модулей возможен в 2024–2026 годах».
И уже в 2018 году должен быть определен технический облик и участие каждой страны в проекте окололунной станции. А в 2023 году США планируют запустить на орбиту Луны свой корабль Orion вместе с двигательно-энергетическим модулем, который будет обеспечивать станцию энергией в 40 киловатт, вырабатываемой солнечными панелями. Позднее, в 2024 и 2025 годах, к кораблю пристыкуют два жилых модуля. Российский шлюзовой модуль для выхода в открытый космос будет создан на основе модулей «Пирс» и «Узловой», используемых сейчас на МКС. Но он будет спроектирован под новые унифицированные стандарты — по напряжению в электросети и интерфейсам систем. В российском плане-графике его запуск стоит в 2026 году.
Для полноценного сотрудничества по новой станции стороны должны прийти к общим стандартам. Поэтому партнеры договорились разработать международные технические стандарты, которые будут использоваться в дальнейшем и другими странами, присоединяющимися к проекту. Роскосмос и NASA уже пришли к взаимопониманию по стандартам стыковочного узла будущей станции. С учетом серьезного отечественного опыта по разработке стыковочных узлов, эти элементы лунной станции будут созданы на основе российских разработок — так же, как и стандарты систем жизнеобеспечения. И эти стандарты помогут в дальнейшем при создании новой космической техники и будут способствовать привлечению в проект большего числа партнеров.
Главная роль в создании шлюзового модуля Deep Space Gateway для выходов в открытый космос и разработки международного стандарта стыковочного узла принадлежит одному из головных предприятий Роскосмоса — РКК «Энергия», которое является одним из самых компетентных в мире разработчиков ракетно-космической техники — ракет-носителей, спутников, автоматических межпланетных станций, пилотируемых космических кораблей, пилотируемых орбитальных станций и их модулей. Колоссальный опыт РКК «Энергия» в разработке и модернизации пилотируемых и грузовых кораблей станет основой для унификации будущей станции.
РКК «Энергия» сейчас разрабатывает и производит новый пилотируемый транспортный космический корабль «Федерация», который в специальном оснащении (его масса вырастет до 20 тонн) станет частью российской лунной программы. Впрочем, это не исключает возможность использования «Федерации» и в программах нового российско-американского проекта.
Роскосмос уверен, что сотрудничество по Deep Space Gateway может развиваться и принимать разные формы. Исполнительный директор по пилотируемым программам Роскосмоса Сергей Крикалев считает, что в перспективе возможен вклад и других российских технологий в лунную орбитальную станцию: «Пока речь идет об участии России в создании шлюзового модуля. Но в дальнейшем возможно также и использование нашей транспортной системы — ракет-носителей и космических кораблей, участие российских автоматических аппаратов серии «Луна» в выборе мест высадки человека на поверхность».
По словам Крикалева, наряду с американской ракетой SLS при отправке на лунную орбиту могут быть задействованы проверенная РН «Протон-М», а также новая «Ангара-А5М». Если первый отечественный носитель давно и хорошо известен российским и иностранным потребителям пусковых услуг, то с «Ангарой» мировому рынку еще предстоит познакомиться. Ее разработкой занимается ГКНПЦ им. Хруничева. Ракета создается на базе прототипа — «Ангары-А5», но с максимальным сохранением основных конструкторских решений, путем реализации доработок, значительно повышающих технико-экономические характеристики. В ней будут применены новые универсальные ракетные модули (УРМ-1М) с модернизированным двигателем — РД-191М. Эта ракета-носитель также может быть использована для доставки шлюзового модуля на лунную станцию в 2026 году.
Да, новый масштабный проект — это новые расходы, и партнеры по Deep Space Gateway сходятся в общем мнении: устремляясь к Луне, при этом уходить с низкой околоземной орбиты нецелесообразно. МКС дает много полезной информации, поэтому все больше стран заинтересованы в работе на орбите Земли.
— Исследования на низкой околоземной орбите должны продолжаться,
— согласен Сергей Крикалев.
— У нас есть международная лаборатория, где продолжаются работы и исследования, мы получаем новые данные. В нынешнем виде станция просуществует до 2024 года. Но и потом она должна продолжить существование. Будет ли это один свободнолетающий модуль, посещаемый или постоянно обитаемый — это обсуждается, — говорит представитель Роскосмоса.
Роскосмос системно меняет ракетно-космическую отрасль, используются новые подходы, современные принципы управления, улучшается качество продукции, появляются первые проекты государственно-частного партнерства. Госкорпорация занимается коммерциализацией — в том числе и коммерческими экспериментами на МКС. Космос должен служить людям — здесь и сейчас. И сотрудничество в создании новый лунной станции — это реальный стимул и уникальные возможности для отечественных предприятий. Очевидно, необходимо идти вперед, удешевлять доступ в космос, создавать системы с длительным сроком эксплуатации и минимальным обслуживанием и делать космос доступнее и безопаснее. Тогда «ворота в дальний космос» будут всегда открыты.
СПРАВКА: Станция будет располагаться на высокоэллиптической лунной орбите с высотой в апогее 70 тыс. километров от Луны. На первом этапе обсуждались разные варианты, в том числе строительство станции на низкой окололунной орбите. И было выбрано то, что предоставляет больше вариантов исследования дальнего космоса, сохраняя возможность высадки людей на поверхность Луны. Длительность экспедиций может составить от 30 до 360 суток, а полеты к станции будут проводиться раз в год.

http://www.mk.ru/science/2017/11/09/roskosmos-uchastvuet-v-sozdanii-vorot-v-dalniy-kosmos.html

534. ДЕЛО НЕ В ТЕЛЕ, А В РАЗУМЕ.

Страница от 28 ноября 2017 года «534. ДЕЛО НЕ В ТЕЛЕ, А В РАЗУМЕ.» преобразована в запись

Человечество могло возникнуть случайным образом

Согласно результатам нового исследования человеческий род мог возникнуть по стечению обстоятельств и, возможно, его появление напрямую не связано с изменением климата, как предполагалось ранее.

Редакция ПМ7 августа 2017 11:30

Человечество могло возникнуть случайным образом

Афарский австралопитек

Многие ученые думали, что новые виды животных появились в палеонтологической летописи Африки между 2,8 и 2,5 миллионами лет назад, включая и род людей. Считается, что потребовалось масштабное событие (вроде глобального изменения климата), чтобы появилась возможность зарождения такого биоразнообразия. Наука

  • Мы теряем мозг: выживает глупейший
  • НаукаКвантовый эксперимент в космосе доказал: реальность — это вопрос личного выбора

Однако в новом исследовании, опубликованном в журнале Paleobiology, выдвигается предположение, что такой резкий всплеск видообразования произошел лишь по стечению обстоятельств. Автор работы Эндрю Барр (Университет Джорджа Вашингтона) отмечает, что масштаб всплеска мог быть вызван случайными флуктуациями скорости видообразования. По словам ученого, данную идею можно применить для расширения исследования: почему наш род возник именно в то время и в том месте?

San Diego Museum of Man

Реконструкция черепа африканского австралопитека

Научным сообществом в общем принимается положение, согласно которому в результате сильных климатических изменений одни виды вымирают, другие — появляются. Однако нет точного определения для всплеска видообразования, поэтому у экспертов нет и общего мнения по поводу того, какие всплески можно обосновать, а какие — результат случайных флуктуаций.

Барр использовал компьютерную симуляцию, чтобы смоделировать то, как палеонтологическая летопись выглядела бы в течение продолжительного времени в отсутствие каких-либо климатических изменений. Он обнаружил всплески видообразования, похожие по мощности с реальными, наблюдаемыми в летописи. Таким образом, по словам Барра, роль случайных паттернов недооценивается при изучении таких флуктуаций.

Теперь ученым, возможно, придется переосмыслить распространенные идеи о том, почему предки человека эволюционировали в более умных и сложных.

https://www.popmech.ru/science/news-381172-chelovechestvo-moglo-vozniknut-sluchaynym-obrazom/?utm_source=email_pm-editorial&utm_medium=email&utm_campaign=20170809_daily&utm_content=title_2