Интересное наблюдение по запуску Falcon Heavy

    Я смотрю, в рамках холиваров вокруг FH, который взял и не взорвался на пусковом столе, а вполне даже что-то отправил на гелиоцентрическую орбиту, одна из козырных карт у одной из сторон «а почему при заявленной массе полезной нагрузки в 60+ тонн FH пульнул всего одну Теслу весом в тонну?»

    При попытке разобраться в ответе на этот вопрос выяснилась парочка интересных деталей.

    Начнем с грузоподъемности FH в целом. На сайте SpaceX она указана в 63.8 тонны на низкую орбиту(НОО), 26,700 килограмм на геопереходную и 16,800 килограмм — на гомановскую отлетную к Марсу.

    image

    Однако на слайде из презентации BRF Маска осенью прошлого года мы видим 30 тонн на НОО

    image

    Ага, ну правильно, это же «reuse», то бишь возврат ступеней на посадочные платформы. Правда не понятно, какой из многочисленных вариантов возвращения центральных блоков на наземные или морские площадки. Полезная нагрузка на НОО упала более чем вдвое, но на сколько уменьшилась полезная нагрузка на отлетной траектории? На форуме nasaspaceflight в свое время сделали оценку для более ранней версии FH
    image

    Здесь первая колонка — это наличие или отсутствие перелива топлива между боковыми блоками и центральным, как мы знаем в итоге от этого вообще отказались. Вторая колонка «RTLS» — количество возвращающихся к старту ступеней, третья «ASDS» — садящихся на морских платформах. Т.е. наш случай — 4 строка. Выводимая к марсу ПН — 4 тонны. Поправочный коэффициент на выросшие с момента составления таблички характеристики FH можно взять из последней строки — там к марсу выводится 11 тонн, а на сайте 16,8, т.е. для текущей версии FH цифры таблицы надо умножить в 1,5 раза. Получается, что к Марсу должно было отправится 6 тонн, а отправилось порядка 1-1,5? Маловато.

    На самом деле эта оценка слегка оптимистична. Разделение центрального блока и верхней ступени здесь предполагалось на скорости в ~3 км/с, см соответствующую симуляцию.



    А в реальности оно произошло на скорости ~2,64 км/с.

    image

    Скорее всего, в этой разнице между симуляцией и реальностью есть довольно интересный момент. Дело в том, что каждые недобранные последней ступенью при отделении сотни метров в секунду довольно больно аукаются на сокращении полезной нагрузки, она падает экспоненциально с ростом необходимой для добора скорости. Оптимально было бы отделять центральный блок заметно позже, при скорости, скажем, 4 км/с, вообще самая оптимальная ракета имеет примерно одинаковое распределение по набираемой каждой скоростью ступенью.

    Однако сажать первые ступени на большой скорости очень сложно, если не невозможно. При запуске Falcon Heavy ставка явно делалась не на вывод максимальной ПН, а на охват тестом как можно больших сценариев, связанных с полетом ракеты — тут и возврат боковых блоков на землю, и посадка на морскую платформу (неудачная). Продолжая эту логику можно предположить, что скорее всего скорость отделения центрального блока не делали максимальной, для того, чтобы посмотреть, как он поведет себя при возврате. Что, конечно же, сказалось на нагрузке.

    Но чтобы узнать точно, какую ПН мог бы вывести FH в этом полете, нужно знать конечную скорость, до которой была разогнана Тесла родстер. И ее можно узнать

    image

    Здесь показана первая версия траектория ПН (которую затем уточнили, но нужные нам параметры остались такими же), и там есть замечательная циферка С3 Earth (км2/c2) = 12.0 — это избыток скорости над второй космической скоростью (т.е. 11,2 км/c). Скорость Vpn, которую набирает ступень, связана с второй космической V2 и С3 таким уравнением:

    С3 = Vpn2 — V22

    В этом году должно было быть тесное сближение Земли и Марса, поэтому достичь (при старте в апреле-мае) можно с С3 7,7-7,9 км2/c2, и ПН Heavy на отлетную к Марсу считалась либо для этой цифры, либо для среднемноголетних С3=9.5. Немного об этом рассказано вот в этом видео:



    Итого мы получаем следующие величины:

    1. Скорость, набранная Тесла Родстером в запуске 6 февраля: Vpn = sqrt (11,19^2 + C3)=11,71 км/с Скорость, набираемая Falcon Heavy для «стандартной» отправки ПН к Марсу должна быть 11,61 км/с, а для для этого года 11,53 км/с. К баллистической скорости надо добавить гравитационные потери — на глаз около 200 метров в секунду, полученная величина называется характеристической скоростью или delta V в западных терминах.

    Теперь попробуем сравнить разницу в характеристической скорости, набираемой «стандартной отправки» груза к Марсу и запуска 6 февраля:

    11,61 + 0,2 — 3 = 8,81 км/с <-> ступень должна выводить ~6 тонн
    11,71 + 0,2 — 2,64 = 9,27 км/с <-> ступень вывела красную машинку с манекеном.

    Здесь более менее строгие расчеты заканчиваются и начинаются зыбкие предположения. Например то, что скорость отделения верхней ступени FH при максимально жестких условиях спасения центрального блока может быть 3 км/с — эта цифра встречается в обсуждениях на форуме nasaspaceflight, но правду, конечно, знают только в SpaceX. Еще одной неопределенной величиной будут массы заправленной и пустой верхней ступени FH, которые тоже никогда не публиковались. Наконец масса запущенного родстера тоже неизвестна. Тем не менее, плюс-минус километр прикидку сделать можно, и оценить, какую же долю от полной ПН запускали 6 февраля.

    Итак, для начала формула Циолковского

    V = I * ln (Mn/Mk), где V — это характеристическая скорость, I — удельный импульс (3355 м/с для Merlin 1D vac), Mn/Mk — отношение начальной массы к конечной.

    Для V (8,81) Mn/Mk = 13,81
    Для V (9.27) Mn/Mk = 15.85

    На все том же nasaspaceflight я нашел такие цифры для верхней ступени FH — масса заправленной 95,000 кг, масса отработавшей ступени — 3900 кг (цифры не совпадают с симуляцией выше). Для Mn/Mk=15.85 это дает максимальную массу ПН в запуске 6 февраля в 2093 кг, что лишь слегка больше родстера без аккумуляторов, но с переходником, передатчиком и манекеном. Вполне ожидаемый запас на неизвестные пока динамические нагрузки и т.п. А вот ПН при «стандартной» отправке к Марсу будет всего ~3000 кг вместо 6000 из оценок выше и это ожидаемо. Набирать 8-9 километров в секунду одной керосиновой ступенью, даже такой шедевральной с точки зрения соотношения пустого веса к весу заправленной, означает уничтожить почти весь вес ПН в пользу веса ступени.

    Получается, что в такой конфигурации носителя, возможности FH по отправке чего-то на Марс довольно скромны — меньше, чем у Delta IV Heavy, Atlas V 541, Протон-М/Бриз-М и Arian V и определяется это крайне неоптимальным распределением характеристической скорости по ступеням. В запуске 06.02.2018 FH работал близко к пределу возможностей, если отталкиваться от реалистичности цифр сухого и полного веса верхней ступени, которые гуляют в интернетах.

    image

    Главный же вывод — Falcon Heavy еще не показал своих возможностей, и по следующим пускам можно будет собрать данные, которые хорошо позволят оценить реальные веса ступеней и более точно оценить возможности многоразового и одноразового варианта.
    Поделиться публикацией
    Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

    Зачем оно вам?
    Реклама
    Комментарии 354
    • 0
      в общем — в самом «расслабленном» варианте FH добрасывает 1.5-3т на Марс.

      Интересно, будет ли Маск запускать на НОО что-либо тяжелее чем 20 тонн (чтобы показать, что «ракета может»)…
      • +10
        Tesla Truck?
        • +18
          … гружёный родстерами.
          • +3

            А этой идея… для Безоса! Ведь ему теперь, что бы переплюнуть Маска придется полностью груженый автовоз запускать.

              • 0
                Архив порнхаба на Марс отправить?
                • +2
                  Ну вот…
                  image
                  • +6
                    image
                    • –2

                      Гениально, черт, побери!

                      • 0
                        Не понял за что Вам минусы. Шутка смешная. И разбавить ей серьёзную статью весма не мешает.
                        • 0

                          Наверное, за лишнюю запятую.

                          • 0
                            За смешную шутку можно просто поставить плюс вместо такого комментария
                • 0
                  Груженый автовоз киндлами и echo.
                  • +7
                    Безос должен взять и вернуть Теслу на парковку перед домом Маска.
                    • +3

                      и чтоб не позже 10 часов вечера! :)

                      • +1
                        интересно, сколько будет стоить эта тесла, если ее вернуть назад...)
                        • +1
                          Пишут, что через год-два от неё мало что останется, т.к. ультрафиолет от Солнца разрушит все пластиковые и карбоновые части. А жаль, конечно.
                        • +1
                          Вообще при условий, что классических заправок на Марсе нет, Тесла-кары какой-нибудь повышенной проходимости — вполне себе вариант транспорта для красной планеты. Вероятно, это даже как-то в планах учтено.
                          • 0
                            В проекте Mars Direct Зубрин предлагал для наземного транспорта пользоваться излишками метана и кислорода которые будут производиться для возвратной ракеты на месте (в то время ещё предлагалось везти водород с Земли, а остальное производить из атмосферного углекислого газа — потом на Марсе нашли много воды, и нужда везти что-то с Земли отпала).

                            Такой вариант будет компактней, но в целом можно напрямую от реактора/солнечных батарей заряжаться — так как для реакции Сабатье в любом случае мощный источник электричества придётся везти с Земли.

                            impetus
                            Купаться!
                            Для этого вовсе не надо много воды — без гравитации размазать её тонким слоем по телу не составляет труда. На станции «Мир» даже баня была — об огромном расходе воды там я не слышал.

                            • 0
                              Не, «быть мокрым» и быть погружённым в воду (хоть в невесомости, но ощущение инерции присоединённой массы — непередаваемо (я спортсмен-пловец если что)) — далеко не одно и то же.
                              Но я согласен, что как цель — это не стоит средств, я лишь на тему «что они с ней будут делать, если им её подгонят даром».
                    • 0
                      Вряд ли, потому что действительно большая нагрузка, весом несколько десятков тонн по обтекатель не влезет. Ну и нет сейчас таких нагрузок
                      • 0
                        большая нагрузка, весом несколько десятков тонн по обтекатель не влезет

                        Объем под обтекателем — 145 кубометров. Так что смотря какая нагрузка. Хитрый спутник сложной формы — нет, а вот танкер с топливом или какой-нибудь запас воды для МКС — вполне?
                        • +1
                          Вполне, только таких танкеров сейчас нет
                          • 0
                            Но когда будет — влезет :)
                          • +1
                            Но зачем на МКС столько воды?
                            Ещё можно свинцовую болванку запустить. Или бетонный блок.
                            • 0
                              Изучать поведение рыб в невесомости, например :)
                              • 0
                                Но зачем на МКС столько воды?
                                Купаться!
                            • 0

                              Почему же не влезет? Если эти десятки тонн — топливо в баках ПН для полета дальше, то очень даже влезет. Цилиндр c основанием 3 метра и длиной 5 — это уже 35 кубометров под топливо, а размеры обтекателя намного больше: 5x13.

                              • +2
                                Дело даже не в обтекателе, а а весе ПН, которая нагружает вторую ступень, которая от Ф9 и рассчитана на нагрузку сверху 23-24 тонны. Тут чисто по прочности эта ступень не проходит. По сути необходимо делать новую верхнюю ступень ( возможно водородную) для полной загрузки Фалкон Хэви.
                                • 0
                                  Вроде ВВС дало деньги на раптор, чтобы проверить нельзя ли на нем новую вторую ступень сделать
                                  • 0
                                    С раптором это уже другая ступень, новые нагрузки, новое топливо.(если это метановый двигатель)
                                    • +1
                                      Ну да. Но я к тому, что водородную они делать не собираются, а вот метановая может там оказаться.
                                      Как я понял Маск вообще не хочет с водородом возиться
                                      • +3
                                        да никто не хочет с ним возиться. физика ака удельный импульс заставляет…
                                  • 0
                                    SpaceX в линейке Falcon планируют для второй ступени использовать метановый Раптор. Было несколько новостей по этому поводу.

                                    В Википедии, в статье по запросу «Raptor (ракетный двигатель)» в частности, говорится:
                                    «В январе 2016 года SpaceX заключила с ВВС США соглашение на сумму $33,6 млн долларов для разработки прототипа нового варианта двигателя Раптор, предназначенного для использования на верхней ступени на ракетах Falcon 9 и Falcon Heavy. Часть финансирования этого проекта в размере $67,3 млн взяла на себя SpaceX.[8][9]»
                                    • +1
                                      Маск писал, что не будет делать другой двигатель для второй ступени. Вообще разное топливо ступеней добавить кучу проблем для стартовой площадки.
                                      • +1
                                        Писал когда? Ссылку можете дать? Ещё летом Гвен Шотвелл заявляла, что SpaceX изучает возможность применить метановый двигатель не только на будущем сверхтяжелом носителе, но и на ракете семейства Falcon. И что «К настоящему моменту ( по состоянию на лето) проведено уже несколько десятков огневых испытаний масштабированной примерно в 2-3 раза версии «Раптора»». Кроме того, оплата от ВВС за Рапторы для вторых ступеней Фалконов, как сказано выше, уже произведена…
                                        • +3
                                          После запуска, на пресс-конференции Маск сказал, что особых доработок не будет, только минимальные, адаптировать блок 5. Все силы на Дракона 2ю версию, а потом на BFR.
                                        • +1
                                          Вообще разное топливо ступеней добавить кучу проблем для стартовой площадки
                                          Почему же? Жидкий кислород есть в обоих вариантах, а заправка керосином — не такой уж и сложный процесс. Старт не намного сложнее такого же, но под чисто метановый BFR.
                                      • +1
                                        По сути необходимо делать новую верхнюю ступень ( возможно водородную) для полной загрузки Фалкон Хэви.
                                        Достаточно сделать в три раза более тяжёлую ступень с тремя вакуумными Мерлинами. Тогда для Falcon Heavy не надо будет заморачиваться с дросселированием центральной ступени или переливом, и отделять их все сразу. А профиль полёта будет совпадать почти целиком с Falcon 9 и выводимый груз будет составлять 28,8 на НОО и 15,9 на ГПО (x3 относительно Falcon 9 FT).

                                        Вообще говорили что он 3 раза хотел отказаться от строительства Falcon Heavy из-за того что постоянная модернизация Falcon 9 мешала его постройке. Сейчас из-за требований NASA на все цели останется только пилотируемый Falcon 9 Block 5, так что возможно большую керосиновую или метановую ступень таки сделают в будущем (а может даже вместо этого сделают долгожданный перелив, которого до сих пор нигде нет — это ещё круче будет).

                                        Но видимо это настолько же медленно будет идти — если раньше были объективные причины в замедлении разработки, то теперь это уже просто низкий приоритет (заказчиков на 10+ тонн на ГПО или 30+ тонн на НОО — фактически нет, а тут уже пора BFR начинать заниматься).
                                        • 0
                                          Маск озвучил стоимость разработки FH — 500 млн. В F9 они вложили 450 млн. и NASA добавила 400 (Википедия). Получается, что либо FH необходим SpaceX не меньше, чем F9, либо Маск — альтруист. Последнее — вряд ли, поскольку он помнит, что титановые рули дороги.
                                          Так что чего-то мы не понимаем про то, для чего FH Маску.
                                          • +1
                                            Интересно, а разве FH не является промежуточным звеном между F9 и BFR? В том числе в технологическом плане и эти 500 млн — это деньги которые все-равно пришлось бы потратить на BFR? Ну например преодоление такого Max-Q, синхронизации большего количества двигателей и так далее.
                                            • +1
                                              Нет, грубо говоря FH=3*F9+усиление центрального ядра. Для BFR необходимы четыре совершенно новых технологии, которых нет у фальконов
                                              — метановый двигатель Раптор
                                              — композитные топливные баки
                                              — возвращение второй ступени с орбиты
                                              — дозаправка на орбите
                                              Без этого BFR нет, и FH пока никак в этих направлениях не продвинулся.
                                              • +1
                                                для полетов БФР по маршрутам Земля-Земля иметь дозаправку необязательно.
                                                • +1
                                                  Это да, но это единственный маршрут без дозаправки. Все таки основной прицел был на Марс.
                                                • 0
                                                  Хорошо. А если посмотреть с точки зрения того, сколько влазит топлива в BFR? Случаем, цифра не получается кратной грузоподъемности FH? Вроде бы вполне логично построить ракету, способную выводить достаточно много груза на орбиту для заправки ДЕЙСТВИТЕЛЬНО большой ракеты.
                                                  • +2
                                                    Сейчас планируется, что БФР необходимо 240 т. метана и 860 т. кислорода, т.е. исходя из того, что FH в полностью многоразовом варианте поднимает на НОО 30 тонн, это 8 рейсов с метаном и 29 с кислородом. Но полная заправка необходима, чтобы отправить к Марсу БФР(85 тонн)+ 150 тонн ПН. Для первого тестового полета БФР, скорее всего, будет пустым, только с топливом на посадку. Это сильно меняет дело, попробую вечером прикинуть насколько. Раньше посчитал, что две полностью заправленные на НОО вторые ступени (215 тонн RP1+LOX, 7-8 полетов FH-танкера) сообщат максимальной ПН FH (63 тонны) dV~4,6 км/сек, чего вполне хватит для полета к Марсу с торможением в атмосфере.
                                                    И да, вы правы — если исходить из логики, то смысл в FH появляется только при использовании его в качестве танкера. И, поскольку он многоразовый, этот usecase рвет в клочья всех конкурентов.
                                                    • 0
                                                      Прошу прощенья, это с учетом возврата, насколько понимаю?
                                                      • +2
                                                        Да, конечно. Только многоразовый танкер имеет право на жизнь.
                                                      • 0
                                                        ещё смысл в FH есть для разворачивания низкоорбитальной группировки из нескольких тысяч спутников для «интернета от Маска»…
                                                        • +1
                                                          Там спутники весом 386 кг и размером 4м х 1.8м х 1.2м. У FH сейчас отсек для ПН такой же, как у F9, туда поместится не более 8 спутников таких габаритов. Проблема в объеме отсека ПН, FH не поможет. Подробнее в статье lozga
                                                          • 0
                                                            транспортные габариты наверняка будут меньше, а то что-то совсем «рыхлый» получается спутник… это скорее всего с развернутыми антеннами и т.д… а если Маск хочет компактные наземные терминалы, то эти антенны должны быть достаточно большие, чтобы обеспечить необходимую чувствительность для гигабитной полосы…
                                                            • 0

                                                              Там дезинформация насчет кол-ва спутников которое поместится под головной обтекатель и эту очевидную глупость lozga никак не поправит. Размер спутников указан не в сложенном виде и то как нарисовано — не оптимальное расположение спутников.


                                                              Я посчитал среднюю плотность спутника Иридиум, зная его размер. И зная вес спутника SpaceX можно вычислить объем если плотность примерно такая же. Таких спутников легко поместится 24 штуки на F9.


                                                              IridiumNEXT satellite measuring is 3.1 x 2.4 x 1.2 meters in stowed configuration and mass 860 kg. It means density 96 kg/m3. SpaceX sat is twice lighter but with same expected density it would be 4 cubic meters ( and measures for example 1.8x1.8x1.2)

                                                              • 0
                                                                Еще раз уточняю, я рассчитывал для спутников в сложенном состоянии, размер солнечных панелей в документе указан и он не учитывался. Да, оценка может быть заниженной, если спутники будут не прямоугольниками, а усеченными конусами, как Иридиумы. Плюс, SpaceX может еще увеличить обтекатель. Для оптимистов в той же публикации есть максимальная оценка в 23 спутника, но я по-прежнему считаю, что вряд ли будет больше 8-12 спутников для указанных размеров.
                                                          • 0
                                                            И как они собираются заправлять в космосе топлива с окислителем больше тысячи тонн?
                                                            • 0
                                                              Но если БФР со 150т ПН на НОО в многоразовом варианте уже будет готова, то зачем 40 раз гонять ФХ по 30т?
                                                              • 0
                                                                БФР может появиться только после отработки всех новых технологий, которые в ней будут присутствовать, в том числе дозаправки. И эти технологии, прежде всего дозаправку и вход в атмосферу цилиндра с орбитальной скоростью SpaceX будет отрабатывать на Falcon'ах, другого пути нет.
                                                      • +1
                                                        поскольку он помнит, что титановые рули дороги.

                                                        должны быть подешевле титановых стоек шасси для массового Боинга например
                                                        • +2
                                                          А тем не менее помнит. Значит, считает деньги.
                                                          • +1
                                                            Но шасси-то служат всю жизнь самолёта, 20-30 а то и 40 лет, тысячи взлётов-посадок, и даже после — металл не пропадает, а тут — очень не хотелось их терять при первом же запуске. Логично.
                                                            Кстати не факт что дешевле — требования тонкости/точости/термонагруженности и т.п. заметно выше…
                                                            • +1
                                                              должны быть подешевле титановых стоек шасси для массового Боинга например

                                                              Маск говорил, что они выпиливают эту решетку из цельного куска титана. Какой там КИМ и расход инструмента — можно прикинуть.
                                                              • 0
                                                                Хм… а выплавлять а потом дорабатывать «напильником» не вариант?
                                                                • +1
                                                                  однако в оригинале написано

                                                                  He added that the grid fins are cast in a single piece of titanium and cut to form their shape.


                                                                  тобишь, отлиты и «обрезаны», т.е. по логике, пост-обработка на фрезерном CNC
                                                                  • +2
                                                                    по идее ещё кованый, и термообработка хитрая
                                                              • +1
                                                                Получается, что либо FH необходим SpaceX не меньше, чем F9, либо Маск — альтруист.

                                                                Уже потраченные инвестиции остановка проекта не вернет, это очевидно. Возможно, в каждый момент времени расчётные вложения до завершения разработки были меньше, чем ожидаемая выгода.
                                                                Мы уже потратили 200, и не вернем их в любом случае. Но если вложим ещё 100 и завершим проект — получим выгоду 150. И так несколько раз.
                                                                • 0
                                                                  Не знаю, не знаю. Да, он говорил, что три раза собирались закрыть проект, но потратить почти столько же, сколько на кормильца — Falcon-9? Он считает деньги, факт. Вон сколько проектов позакрывал. Значит FH нужен, если после трех попыток закрыть все-таки оставил.
                                                        • 0
                                                          Зачем? Пуски на ГСО покажут надежность ракеты в целом.
                                                          Если кому-то надо будет запуск 20т на НОО — это лет через 5, такие аппараты быстро не делаются
                                                        • +4
                                                          Насколько я понимаю, Block 5 должен еще добавить к мощности двигателей.

                                                          И вообще, основное использование Falcon Heavy в возвращаемом варианте будет судя по всему отправка тяжелых спутников на геопереходную, вместо одноразовой Falcon 9.

                                                          Была еще одна версия, что Falcon Heavy вообще нужна для участия в конкурсах ВВС, для которых Falcon 9 не хватало
                                                        • +19
                                                          Мне кажется люди слишком много хотят от тестового запуска.
                                                          • –19
                                                            Это был не тестовый запуск, а съемка рекламного ролика автомобиля Tesla.
                                                            • +4

                                                              Не было никакого рекламного ролика, это были испытания нового скафандра SpaceX!

                                                              • +6

                                                                Не было никакого испытания скафандра, это Стиг при съёмках рекламного ролика Теслы, превысил вторую космическую скорость, не вписался в поворот на Нюрнбурнринге и улетел с трассы.

                                                                • +21

                                                                  Не было никакого испытания скафандра! Это Маск избавился от трупа.

                                                                  • +6
                                                                    От того, который в багажнике или в скафандре?
                                                                    • –1

                                                                      А комод-то я бесплатно вожу!

                                                                    • +22
                                                                      Маск вообще не в курсе
                                                                      image
                                                                    • +7
                                                                      Никакого пуска ракеты не было. Машину Маска тупo остолкнули с края Земли. :)
                                                                      • –1

                                                                        А задача миссии — определить пол черепахи?

                                                                    • +1
                                                                      Это была старая модель, которая уже не выпускается.
                                                                      • +2

                                                                        Можно рекламировать не модель, но марку.
                                                                        Согласитесь, марка от такого пиара только выиграла.
                                                                        Да и новый родстер то ли уже представили, то ли вот-вот.

                                                                        • 0
                                                                          Конечно. Это такой прямой намек — старое пора выкинуть в космос, так как уже вышла новая модель!
                                                                  • 0
                                                                    Видел недавно уточненную траекторию. Расчеты по идее, должны измениться
                                                                    • +3

                                                                      С3 везде все та же — я специально погуглил. И довольно понятно почему — определить значение скорости КА после отделения довольно просто (по телеметрии и доплеровскому смещению), а вот направление уже гораздо сложнее и требует времени.


                                                                      Поскольку мы про энергетику, то нас направление не волнует.

                                                                    • +3
                                                                      Насколько я помню из предыдущих «серий» в этом запуске использовались ступени старого образца, менее эффективные. И мощность всех двигателей использовалась не полностью из-за сложности конструкции, основные опасения пройдёт ракета Max Q (забыл как по русски) или развалится. Вполне логично постепенно увеличивать мощности и нагрузку.
                                                                      • +3
                                                                        Область максимального аэродинамического сопротивления. По мере набора высоты, падает плотность, но растёт скорость. И в этой точке воздействие на ракету — максимальное.
                                                                        • +3
                                                                          Точка максимальной твердости небесной тверди.
                                                                      • +10

                                                                        Ну в любом случае нат бэд. Учитывая что 30-50 лет назад на это были способны только 2 сверхдержавы, у одной из которых впоследствии пупок развязался.
                                                                        Жаль, правда, что всё идёт очень скромными темпами и навряд мы доживём до полноценной космической экспансии хотя бы в районе внутренней части солнечной системы. Кажется мне что 2050 году у человечества максимум будет база на Луне, что не может не огорчать. Ну зато 22 век может стать довольно богатым на космос.

                                                                        • +3
                                                                          Маск на пресс-конференции после пуска Falcon Heavy в числе прочего сказал, что «прыжковые испытания» метановой, полностью многоразовой ракеты BFR начнутся в следующем году, а орбитальные её тесты будут через 3-4 года от текущего момента (то есть, к 2022). До полноценной экспансии, может, не доживем, но начало увидим. Во всяком случае, если появится нужная ракета, то шансы на экспансию (в пределах Луны, Марса) резко возрастут. Неплохо было бы дождаться ещё появления термоядерных реакторов (более-менее компактных). С их появлением появится теоретическая возможность колонизации уже систем Юпитера и Сатурна. При наличии термоядерных реакторов там тоже можно найти много чего интересного и в тех местах обустроиться.
                                                                          • +3
                                                                            Насколько я услышал Маска в оригинальной трансляции, он говорил о верхней ступени БФР, то есть корабля, который планируют сделать для тестовых перелётов на площадках в следующем году. Полноценную первую ступень от и планируют только через 3-4 года, это оптимистичный сценарий.
                                                                            • +1
                                                                              Да, в перспективе года-двух (включая текущий) он говорил именно о космическом корабле как о самой сложной части. Требующей первоочередных действий. Короче, поживем-увидим. Более быстрый темп нам, скорее всего, всё-равно, никто не покажет… )
                                                                            • +2
                                                                              Неплохо было бы дождаться ещё появления термоядерных реакторов (более-менее компактных).

                                                                              Неплохо бы их хоть каких-то дождаться, работоспособных и энергетически эффективных.
                                                                              • +1
                                                                                Мнение Виталия Гибалова, статью которого (правда, о Falcone Heavy) мы только что прочли:
                                                                                www.youtube.com/watch?v=hXmu5-MofZ0&t=30m26s
                                                                                • +9

                                                                                  Только я Валентин...

                                                                                  • +1
                                                                                    Видимо, когда в голову, как в буфер, я заносил имя, произошел сбой. Прошу меня, полоротого, за это извинить. :)
                                                                                  • +1
                                                                                    Комментаторы конечно поражают — есть практически всё от «не надо поддерживать США» (хотя ИТЭР строят в Кадараше во Франции, а США с помощью Трампа уже на грани выхода из проекта находится) до того что это лохотрон и вообще не надо молодых людей приглашать на передачу (хотя его мнение полностью совпадает с выкладками администрации США по энергетике):

                                                                                    • +1
                                                                                      Про «не надо вкладывать в США» — это, скорее всего, про участие Роснано в работе термоядерного стартапа Tri Alpha Energy (скорее всего, оборудованием — в интервью об этом тоже говорилось). Одна из ссылок по теме:
                                                                                      www.gazeta.ru/business/2013/02/06/4955361.shtml?updated
                                                                                      Более свежая:
                                                                                      scientificrussia.ru/articles/usovershenstvovanie-reaktora-dlia-termoiada
                                                                                      • +3

                                                                                        Роснано участвует в TAE деньгами, а вот часть оборудования TAE заказывает в России, но это никак не связано.

                                                                                      • +4
                                                                                        Комментаторы конечно поражают

                                                                                        Комментарии на youtube — отдельный сорт.

                                                                                  • 0
                                                                                    Радиационной защиты достаточно компактной пока нет, а без нее человеческой экспансии не получится
                                                                                    • 0
                                                                                      При полете на Марс — марсоходы получают порядка 1 зиверта за полгода, людей можно защитить получше, да и все равно это не очень много.
                                                                                      • +1

                                                                                        Но там же еще надо жить, работать, проводить эксперименты и строить колонию. Как не крути, но без защищенного скафандра или хотя-бы многофункционального ровера не обойтись.

                                                                                        • 0
                                                                                          Так ровера и достаточно для большинства задач.
                                                                                          Для коротких вылазок по поверхности не нужна защита как для погружения в Фукусиму.
                                                                                          • 0
                                                                                            «свинцовые трусы» не понадобятся, а для скафандров подойдет легкий конструкционный полимер на основе С+Н + бор11
                                                                                            • +1

                                                                                              Как это поможет против галактического космического излучения.

                                                                                              • 0
                                                                                                и реликтового…

                                                                                                я извиняюсь, так глубоко в тему не зарывался. Строгаю свои полимеры, знаю, как можно сделать лучше, чем есть. И только
                                                                                                • +3
                                                                                                  Тут просто фишка в том, что от очень высокоэнергетичных частиц разумным слоем толщины не защититься, может стать даже хуже. Такие частицы, ударившись в первый же встретившийся атом, порождают столько энергии, что разлетевшиеся осколки от первого столкновения в свою очередь разрушают несколько атомов, те — ещё несколько десятков, и так далее, получается такой конус из разных ионизированных частиц с вершиной в точке первого столкновения.
                                                                                                  Например, стоит человек на Марсе в лёгком скафандре без защиты.
                                                                                                  Прилетает какой-нибудь нейтрон или протон с огромной энергией.
                                                                                                  Так он либо вообще пролетит сквозь тело, либо если даже ударит — то получившийся конус «раскроется» большей частью уже за телом, улетев прочь.
                                                                                                  А если человек стоит в тяжёлом скафандре с экзоскетелом, обшитый сантиметровой толщей свинцовых пластин — получается, что этот нейтрон почти наверняка врежется в свинец, породив кучу новых частиц, и всё это аккурат обрушится на человека.
                                                                                                  Я понимаю это так.

                                                                                                  Защитой, как я понимаю, может быть либо жизнь под защитой нескольких метров грунта в вырытой пещере, или кокон из мощного магнитного поля, которое будет отклонять в сторону все заряженные частицы.
                                                                                                  • 0
                                                                                                    А если человек стоит в тяжёлом скафандре с экзоскетелом, обшитый сантиметровой толщей свинцовых пластин — получается, что этот нейтрон почти наверняка врежется в свинец, породив кучу новых частиц, и всё это аккурат обрушится на человека.


                                                                                                    Гм… про «свинцовые труселя», чуть выше, подразумевал именно такой контекст.

                                                                                                    вариант с высокомолекулярным полимером, к тому же конструкционным, состоящим исключительно из атомов Углерода и Водорода + Бор11, это несколько другая картина. Но не панацея разумеется.
                                                                                                    • +2
                                                                                                      Я понимаю это так.
                                                                                                      Да, всё так. Для галактических космических лучей оптимальную толщину защиты указывают в 40 г/см2 — дальше полученная за защитой доза почти не уменьшается. Но это верно для ситуации на орбите — у Марса уже есть плотная атмосфера с толщиной порядка 25 г/см2, так что это надо учитывать.

                                                                                                      Gozdi
                                                                                                      вариант с высокомолекулярным полимером, к тому же конструкционным, состоящим исключительно из атомов Углерода и Водорода + Бор11, это несколько другая картина.
                                                                                                      Полиэтилен в качестве защиты для спальных мест NASA уже использует на МКС. По радиационной защите метан кстати имеет один из самых лучших показателей (за счёт большого содержания водорода) — так что защищаться баками с метаном может быть весьма эффективно (это к вопросу строительства BFR).
                                                                                                      • 0
                                                                                                        Полиэтилен в качестве защиты для спальных мест NASA уже использует на МКС.


                                                                                                        с «просто полиэтиленом» одна печаль, он не конструкционный материал.
                                                                                                        • +1
                                                                                                          25 г/см2 — это как понимаю в среднем?
                                                                                                          А в той же Элладе вдвое больше будет…
                                                                                                          • 0
                                                                                                            25 г/см2 — это как понимаю в среднем?
                                                                                                            А в той же Элладе вдвое больше будет…


                                                                                                            не понял вопроса (обращенного ко мне) и что такое Эллада.
                                                                                                            Ссылки на файлы просмотрел, как понимаю, эффективная толщина, при пересчете на плотность полиэтилена, при 25 гр/см2, будет примерно ~24 см
                                                                                                            • +1
                                                                                                              Сорри, промахнулся с адресатом.
                                                                                                              А Эллада — это кратер на Марсе, глубиной дохрена километров.
                                                                                                            • 0
                                                                                                              25 г/см2 — это как понимаю в среднем?
                                                                                                              Да в среднем и по вертикали — для положения у горизонта указывают 50 г/см2, так что по защитным свойствам должно получатся примерно 30-35 г/см2 как я понимаю.
                                                                                                        • 0

                                                                                                          Частица может расхреначить атом на осколки если этот атом достаточно большой, свинец, например.
                                                                                                          А современные защитные полимеры состоят из относительно лёгких атомов и осколков дают куда меньше.
                                                                                                          Я так это понимаю :)

                                                                                                          • +1
                                                                                                            Осколков они дают столько же по массе, но эти осколки лёгкие и тут же застряют в материале, не нанося ущерб.
                                                                                                          • 0
                                                                                                            Прилетает какой-нибудь нейтрон

                                                                                                            кокон из мощного магнитного поля


                                                                                                            На сколько помню, нейтроны не имеют заряда? Так что, такой вариант не прокатит. ;(
                                                                                                            • +2
                                                                                                              На сколько помню, нейтроны не имеют заряда? Так что, такой вариант не прокатит. ;(
                                                                                                              К счастью нейтронов почти нет ни в ГКЛ, ни в потоке производимым солнечными вспышками, так что магнитное поле может отклонить почти всё. К несчастью у ГКЛ обычно такая энергия, что даже рекордным на данный момент полем под 100 Тесла пытаться от них укрыться — примерно как прятаться за листом бумаги от противотанкового ружья (их даже магнитное поле Земли почти не отклоняет — только атмосфера задерживает).
                                                                                                              • 0
                                                                                                                Что значит «даже»? У Земли очень слабенькое магнитное поле всего лишь порядка 50 микро Тесла. Какую-то существенную защиту оно дает только за счет своих огромных размеров (расстояния и времени в течении которого оно воздействует на подлетающие заряженные частицы постепенно их замедляя и/или отклоняя).
                                                                                                                Но вот по напряженности оно очень слабое, искусственные магнитные поля уже сейчас умеют создавать на много порядков сильнее. Порядка 1 Тесла (в 20 тыс. раз сильнее естественного поля Земли) это уровень современного серийного медицинского томографа.

                                                                                                                И отклонять частицы с энергиями порядка десятков-сотен МэВ вполне осуществимая задача, хотя и не очень простая и недешевая в реализации.
                                                                                                            • +1

                                                                                                              С коконом проблема в том что он с планету размером нужен, такой есть у нас, но он недвижимое имущество со сроком службы несколько миллиардов лет Ито если аккуратно пользоваться. :(

                                                                                                    • +2
                                                                                                      При полете на Марс — марсоходы получают порядка 1 зиверта за полгода, людей можно защитить получше, да и все равно это не очень много.
                                                                                                      1 зиверт получался за весь полёт (180+180 дней туда-обратно и 500 дней на Марсе), правда у Кьюриосити была приличная защита (около 16 г/см2), но марсианский корабль в любом случае будет тяжелее на порядок, и проблемы увеличить защиту ещё — не стоит.

                                                                                                      Nalivai
                                                                                                      Но там же еще надо жить, работать, проводить эксперименты и строить колонию. Как не крути, но без защищенного скафандра или хотя-бы многофункционального ровера не обойтись.
                                                                                                      Скафандр со свинцом пригодится разве что для тренировки мышц и костей желающим вернуться — вот этот человек получил эквивалентную дозу пребывания на Марсе за 274 года, без всякой защиты (у самого Кьюриосити таковой почти нет). Какой-то повышенный риск рака будет (не 20% а 25-30% за всю жизнь примерно), но это просто одна из текущих проблем, а не принципиальное ограничение.

                                                                                                      tnenergy
                                                                                                      Как это поможет против галактического космического излучения.
                                                                                                      Ну это как-то может помочь от солнечных вспышек (там спектр довольно мягкий), но эта проблема намного проще решается методом МКС — просто пережиданием в самом защищённом месте корабля (а на Марсе между предупреждением и прибытием вспышки будет не 1-3 дня как на Земле, а 1,5-5 дней — на подготовку деятельности с их учётом вполне хватит).

                                                                                                      23gv
                                                                                                      Химические ракеты и экспансия. Это вообще возможно?
                                                                                                      Во времена Королёва и фон Брауна — считали возможным. Считаете что с тех пор мы существенно деградировали?
                                                                                                      • +2
                                                                                                        Скафандр со свинцом пригодится разве что для тренировки мышц и костей желающим вернуться — вот этот человек получил эквивалентную дозу пребывания на Марсе за 274 года

                                                                                                        О! Я имя этого человека пытался года 1,5 вспомнить, гугл не помогал. Теперь буду знать, где посмотреть, если опять забуду.

                                                                                                      • 0
                                                                                                        При полете на Марс — марсоходы получают порядка 1 зиверта за полгода, людей можно защитить получше, да и все равно это не очень много.
                                                                                                        Вы не правы! Для космонавтов, разрешённая доза по ГОСТу за 1 год -165 бэр= 1.65 Зиверт. Так что, это очень много! На счёт защиты, тоже не просто! Основную часть радиации составляет Галактическое излучение + грунт добавляет. Так что, не получится сделать защиту из песка!
                                                                                                    • 0
                                                                                                      Компактные термоядерные реакторы сделают попросту ненужными химические ракеты. Вывод на орбиту будет ограничивать только прочность этих летающих монстров.
                                                                                                      • 0
                                                                                                        А если компактные не выйдут — то орбитальное строительство?
                                                                                                        • +1
                                                                                                          Простите, а что сейчас там в гипотетических проектах? Допустим, у меня есть небольшой и очень мощный ядерный реактор, который я могу поставить на ракету. Есть какие-то движки, которые смогут ее поднять на орбиту на чистой электроэнергии? Есть движки, которые смогут двигать ее в космосе? Все, что я слышал — только ем-драйв, но он пока считается вундервафлей, та и у ионников слишком слабая тяга для атмосферы
                                                                                                          • +2
                                                                                                            Плазменные есть, VASIMR например. С ними как раз упирается в энергетику, нет особого смысла разрабатывать двигатель который потребует сотню мегаватт на орбите, так как сейчас это просто невозможно.
                                                                                                            • +1
                                                                                                              darthmaul QWhisper
                                                                                                              А как на счет взлета с Земли? Ведь wych-elm говорил именно про «Вывод на орбиту»
                                                                                                              • +2
                                                                                                                При достаточной мощности можно и с Земли. Да, поддерживать сверхпроводимость магнитного сопла сложнее, но это мелочи по сравнению с розжигом термояда в компактном реакторе.
                                                                                                                • 0
                                                                                                                  Да, да, да…
                                                                                                                  Только чем его питать без термоядерного двигателя ??
                                                                                                                  Литиевой батарейкой? Ритэгом? Квадракоптер максиммум получится
                                                                                                                  • 0
                                                                                                                    Ну в условиях задачи был ведь реактор такой)
                                                                                                                    • 0
                                                                                                                      И мифический VASIMR тоже в условиях задачи?
                                                                                                                      Я имею ввиду что соотношения массы и тяги эти двигателей на много порядков далеко от того что чтобы стартануть с земли.
                                                                                                                      Тоже самое и с мифическим реактором…
                                                                                                                      Где взять компактный реактор на 10ГВт? Как его охлаждать? Сколько это все весить будет?
                                                                                                                      • 0
                                                                                                                        Ну давайте я получше условия задачи сформулирую:
                                                                                                                        — Какие сейчас есть возможности по подъему на орбиту, если у нас есть гипотетический бесконечный источник энергии?

                                                                                                                        Ну и дополнительные вопросы тоже интересны:
                                                                                                                        — Что если он маленький, как Элериум-115?
                                                                                                                        — Что, если он выделяет много тепла? Можно с этим бороться?
                                                                                                                        — Что, если он очень тяжелый?
                                                                                                                        — Что, если он не бесконечный — сколько именно должен выдавать, чтобы можно было заорбититься?

                                                                                                                        Тут накидали много интересных ссылок уже, всем спасибо
                                                                                                              • +2
                                                                                                                Там все упрется в проблему охлаждения подобного реактора и подобного двигателя
                                                                                                              • +2
                                                                                                                Можно выбрасывать саму плазму из реактора, через магнитное сопло (ТЯРД). Или же плазменные двигатели, хотя таких мощностей нет и пока не предвидится (самый мощный, VASIMR, имеет мощность в лишь 200 кВт).
                                                                                                                • +2
                                                                                                                  Любой подобный проект должен будет как-то решить проблему тепловой нагрузки, чтобы конструкциям корабля передавалось менее 1% выделяемой в реакторе тепловой энергии. Про реактор-как-источник-электричества при этом можно сразу забыть, там нагрев вряд ли можно сделать менее трети от полученной энергии. Вот незамкнутый ТЯРД где тепло сбрасывается напрямую с рабочим телом реактора может быть и возможен но он явно не будет простым.
                                                                                                                  • +2
                                                                                                                    Незамкнутый можно, но там температура всё равно будет примерно такая как у химии, если водород не использовать.
                                                                                                                    А водороду сильно пакостит масса бака, которую обычно в расчёт не принимают.
                                                                                                                    • 0
                                                                                                                      Почему? Температура плазмы в термоядерном реакторе по любому составит миллионы градусов. И в принципе если ей дать выйти через магнитное сопло то можно иметь хороший импульс при малом расходе рабочего тела. Бак будет минимального размера, в том и задумка.

                                                                                                                      Проблемы там стоят скорее вида «добиться огромной плотности энерговыделения при малой массе реактора», «избежать выделения энергии в виде потока нейтронов с последующим поглощением их конструкцией» и «минимизировать нагрев конструкции реактора излучением плазмы светящейся в рентгеновском и гамма-диапазонах».
                                                                                                                      • +1
                                                                                                                        Вопрос был про старт в атмосфере, а на неё магнитное сопло не действует.
                                                                                                                        Т.е. всё равно будет передача энергии от рабочего тела окружающим конструкциям.
                                                                                                                        • 0
                                                                                                                          Направлять магнитным полем плазму то можно и в атмосфере. Сам воздух — да, не взаимодействует с полем, но как минимум, можно исключить контакт плазмы с корпусом двигателя.
                                                                                                                          • 0
                                                                                                                            Направлять магнитным полем плазму