Земля, как любое космическое тело, обладает собственным гравитационным полем и рядом расположенными орбитами, на которых могут находиться тела и объекты разной величины. Чаще всего под ними подразумеваются Луна и международная космическая станция. Первая ходит по своей собственной орбите, а МКС - по низкой околоземной. Существует несколько орбит, которые между собой отличаются удаленностью от Земли, относительным расположением относительно планеты и направлением вращения.
Орбиты искусственных спутников Земли
На сегодняшний день в ближайшем околоземном космическом пространстве находится множество объектов, которые являются результатами человеческой деятельности. В основном, это искусственные спутники, служащие для обеспечения связи, однако есть и немало космического мусора. Одним из самых известных искусственных спутников Земли является Международная космическая станция.
ИСЗ движутся по трем основным орбитам: экваториальной (геостационарной), полярной и наклонной. Первая полностью лежит в плоскости окружности экватора, вторая строго ей перпендикулярна, а третья располагается между ними.
Геосинхронная орбита
Название этой траектории связано с тем, что тело, движущееся по ней, имеет скорость, равную звездному периоду вращения Земли. Геостационарная орбита - это частный случай геосинхронной орбиты, которая лежит в той же плоскости, что и земной экватор.
При наклонении не равном нулю и нулевом эксцентриситете спутник, при наблюдении с Земли, описывает в течение суток в небе восьмерку.
Первый спутник на геосинхронной орбите - американский Syncom-2, выведенный на нее в 1963 году. Сегодня в некоторых случаях размещение спутников на геосинхронной орбите происходит по причине того, что ракета-носитель не может вывести их на геостационарную.
Геостационарная орбита
Данная траектория имеет такое название по той причине, что, несмотря на постоянное движение, объект, на ней находящийся, остается статичным относительно земной поверхности. Место, в котором находится объект, называется точкой стояния.
Спутники, выведенные на такую орбиту, часто используются для передачи спутникового телевидения, потому что статичность позволяет единожды направить на него антенну и долгое время оставаться на связи.
Высота расположения спутников на геостационарной орбите равна 35 786 километрам. Поскольку все они находятся прямо над экватором, для обозначения позиции называют только меридиан, например, 180.0˚E Интелсат 18 или 172.0˚E Eutelsat 172A.
Приблизительный радиус орбиты равен ~42 164 км, длина - около 265 000 км, а орбитальная скорость - примерно 3, 07 км/с.
Высокая эллиптическая орбита
Высокой эллиптической орбитой называют такую траекторию, высота которой в перигее в несколько раз меньше, чем в апогее. Выведение спутников на такие орбиты имеет ряд важных преимущества. Например, одной такой системы может быть достаточно для обслуживания всей России или, соответственно, группы государств с равной суммарной площадью. Кроме того, системы ВЭО на высоких широтах более функциональные, чем геостационарные спутники. А еще вывод спутника на высокую эллиптическую орбиту обходится приблизительно в 1,8 раза дешевле.
Крупные примеры систем, работающих на ВЭО:
- Космические обсерватории, запущенные NASA и ESA.
- Спутниковое радио Sirius XM Radio.
- Спутниковая связь Меридиан, -З и -ЗК, Молния-1Т.
- Спутниковая система коррекции GPS.
Низкая околоземная орбита
Это одна из самых низких орбит, которая в зависимости от разных обстоятельств может иметь высоту 160-2000 км и период обращения, соответственно, 88-127 минут. Единственным случаем, когда НОО была преодолена пилотируемыми космическими аппаратами - это программа Апполон с высадкой американских астронавтов на луну.
Большая часть используемых сейчас или использованных когда-либо ранее искусственных земных спутников работали на низкой околоземной орбите. По этой же причине в этой зоне сейчас расположена основная доля космического мусора. Оптимальная орбитальная скорость для спутников, находящихся на НОО, в среднем, равна 7,8 км/с.
Примеры искусственных спутников на НОО:
- Международная Космическая станция (400 км).
- Телекоммуникационные спутники самых разных систем и сетей.
- Разведывательные аппараты и спутники-зонды.
Обилие космического мусора на орбите - главная современная проблема всей космической индустрии. Сегодня ситуация такова, что вероятность столкновения различных объектов на НОО растет. А это, в свою очередь, ведет к разрушению и образованию на орбите еще большего числа фрагментов и деталей. Пессимистичные прогнозы говорят о том, что запущенный Принцип домино может полностью лишить человечество возможности осваивать космос.
Низкая опорная орбита
Низкой опорной принято называть ту орбиту аппарата, которая предусматривает изменение наклона, высоты или другие существенные изменения. Если же у аппарата нет двигателя и он не совершает маневры, его орбиту называют низкой околоземной.
Интересно, что российские и американские баллистики рассчитывают её высоту по разному, потому что первые основываются на эллиптической модели Земли, а вторые - на сферической. Из-за этого есть разница не только в высоте, но и в положении перигея и апогея.
Для выведения двух КА рассматривается однопусковая схема с использованием РН “СОЮЗ” и РБ “ФРЕГАТ”. На рисунке 10 показана схема выведения первого КА на рабочую орбиту. РН выводит головную часть (КА и РБ) на круговую опорную орбиту ИСЗ высотой 200 км. На первом витке опорной орбиты производится первое включение РБ (
V 1 ), в результате чего головная часть переводится на первую переходную орбиту, у которой высота апогея равна 350 км, а аргумент перигея отличается от аргумента перигея рабочей орбиты первого типа на 180° .На этой орбите в районе апогея производится второе включение РБ
(V 2 ) и головная часть переводится на вторую переходную орбиту. Высота апогея этой орбиты равна высоте апогея рабочей орбиты первого типа. После этого первый КА, выводимый на рабочую орбиту первого типа, отделяется от разгонного блока. Дальнейшие маневры этого КА осуществляются с помощью собственной двигательной установки. Подробное изложение этого этапа приведено в разделе 3 .8.РБ с оставшимся вторым КА продолжает формирование экваториальной рабочей орбиты. На рисунке 11 схематически показан этот этап формирования рабочей орбиты экваториального КА. Для этого в районе нисходящего узла второй переходной орбиты производится третье включение ДУ РБ и головная часть переводится на четвертую переходную орбиту, которая расположена практически в плоскости экватора Земли. После этого второй КА, выводимый на рабочую приэкваториальную орбиту, отделяется от разгонного блока. Дальнейшие маневры этого КА осуществляются с помощью
собственной двигательной установки. Подробное изложение этого этапа приведено в разделе 3
.8. На этом задачи разгонного блока исчерпаны.Энергетические затраты РБ “Фрегат” и ДУ КА при формировании рабочих орбит сведены в таблицу 5.
Таблица 5
|
Назначение |
Величина, м/с |
|
|
Формирование первой переходной орбиты |
||
|
Формирование второй переходной орбиты |
||
|
Формирование третьей переходной орбиты |
||
|
Суммарные затраты РБ “Фрегат” |
||
|
Формирование рабочей орбиты 1-го КА (ДУ 1-го КА) |
||
|
Формирование рабочей орбиты 2-го КА (ДУ 2-го КА) |
||
|
Коррекции фазирования 1-го и 2-го КА |
По 20.0 на каждый КА |
|
|
Коррекции рабочих орбит 1-го и 2-го КА (примерно раз в месяц в течении 3 лет) |
По 110.0 на каждый КА |
1
2
3
Ptuf 53 · 10-09-2014
Союз конечно хорошо. но стоимость выведения 1 кг груза всё же запредельная. Ранее мы обсуждали способы доставки на орбиту людей, а мне бы хотелось обсудить альтернативные ракетам способы доставки грузов (согласись забросить человека и кусок железяки (спутник) всё же большая разница). Совсем не реальные проекты (типа башни или косм. лифта) думаю трогать не стоит. а вот ЭМ пушку можно обсудить. У кого какие мысли?(может читал кто статейку свежую)
4
Dilettant 111 · 10-09-2014
Помню лет 30 тому был фильм про "космическую" пушку, подробностей не помню, но высота выстрела была очень большой.
Не знаю по каким причинам амеры проект забросили, но по-моему для вывода малых спутников вполне пригодный способ.
Правда насчет стоимости, коммерческая составляющая вещь непредсказуемая, как в анекдоте про брокеров:
Дважды два, сколько будет?
А мы продаем или покупаем?
5
Электромагнитная (она же магнитофугальная - во словечко!) пушка гаджет вполне себе пригодный для запуска груза на Земную орбиту. Правда покуда исключительно в виде металлических болванок, ибо никакая электронная начинка не сдюжит ТАКИХ перегрузок.
Был слух на интернет-форумах что какой-то чувак рассчитал какой должна быть длина пушки, чтобы разогнать снаряд до первой космической скорости с приемлемым ускорением. Подробностей не знаю (да и вообще может всё врут) но вроде как у него получилась пушка с длиной ствола где-то около 1000км.
Ещё, в далёком 1935 году, Макс Валье двинул мысль об том что можно было бы для начала разгонять снаряд в кольцевом туннеле, после чего "переключить стрелку" и направить его в примыкающий к кольцевому ускорителю по касательной "ствол", запустив таким образом в нужном направлении. Эдакий ядерный ускоритель - переросток для "колхозных" нужд.
Для лучшего эффекту раскручивать снаряд предлагалось в вакууме.
Есссессенно собрать "стрелку" способную переключиться с такой скоростью в то время было невозможно (сейчас, впрочем, тоже пока невозможно) .
Плюс удар при переходе от вакуума к атмосфЭре во время выстрела будет достаточным чтобы превратить спутник в хорошо прожаренный блин - а что ж он хотел на первой то космической скорости, да не в жиденькие верхние слои, а в плотненькие нижние!
После таких проблем преодоление разрушительного воздействия центробежной силы в евойном ускорителе - так, лёгкая разминка для ума.
Теоретически ЭМ устройство можно было бы использовать для запуска спутников с Луны: первая космическая там гораздо меньше, да и воздуха нету. Но это конечно если перед этим решить трудности с компактным и мощным источником энергии, теплоотводом и тем как это всё туда доставить и там смонтировать. Но, может быть в будущем...
А, да. Ещё одна проблема - в габаритах спутника. Человеков из такой пушки не запустишь, слишком много инженерного геморроя придётся преодолеть. А вот стрелять по орбите кубсатами, по крайней мере в теории, вполне себе можно. Но и для этого придётся решить кучу сопутствующих проблем вроде хрупкости электроники, источника энергии, изменения направления выстрела и т.д.
Короче, при всей своей красоте идея магнитофугальной пусковой установки пока бесперспективна в силу больших затрат на решение технических проблем и малого полезного "выхлопа".
Пока же, только вояки смотрят на "рейлганы" с осторожным оптимизмом - всё же звездануть болванкой в бочину вражескому кораблю или танку, или вообще чему угодно на расстоянии в 200 км со скорстью под 6км/сек это, доложу я вам, завсегда приятно.
Но и среди "звездопогонных" находятся скептики. Штука в том, что ЭМ орудия зело громоздкие, так что помещаются только на большо-о-ой танк либо корабль, и дико уязвимые: любое попадание осколка в силовую установку (а она "присутствует" отдельно от собственно пушки и тоже ни разу не маленькая) - и салют на 9 мая покажется просто унылым бенгальским огнём! Да и само орудие не отличается повышенной живучестью.
Ну, ещё достаточно сильный износ рельсов после каждого выстрела (в случае с рельсотроном) что сказывается на долговечности и точности; плюс проблема теплоотвода, причём быстрого - подать на те же рельсы несколько миллионов ампер в течение долей секунды - тут что угодно перегреется. И если в случае с запуском спутников это роли не играет - один раз стрельнул, потом месяц остужай - то в бою после нескольких выстрелов пушка может тупо расплавиться!
Н-да. Немного сумбурно получилось. Всё же компилляция из разных источников, причём затрагивающих космическую сферу лишь вскользь, да ещё с "перепиливанием" первоисточника (пасибо большое товарищам законотворцам и модераторам) не способствует повышению качества комментария. Но, чем богаты...
6
Есть еще, предложенный Рогозином, батут и суперрогатка, как в анекдоте.
Из реального остается лишь химичиская ракета. И говорить об удешевлении можно лишь в пределах 10-20%, это реально, но похоже, что это предел, я беру в расчет полную стоимость цикла, а не отдельных этапов.
Правда удешевить в этих пределах можно поменяв всего лишь одно условие, надо исключить возможность воровства на всех стадиях, начиная с проектирования.
7
Lipa 23 · 12-09-2014
Дим молодец- подробно и понятно! ЭМ пушку на помойку истории! Для космоса неприемлемый вариант (тоже читал про неё), а вот вояки действительно заинтересовались рельстонами и научились пулять из них горячей плазмой (заряд расплавляется и летит на высокой скорости) ну да энергии надо прорву, скорострельности никакой (пока), зато ежели раз попал то повторять нет необходимости. воякам радость а нам то чего делать? Так и летать на керогазе? Так и будем на орбите болтаться как какашки в проруби. Ракета не вариант -надо ваять что то многоразовое (не как У Маска кузнечик и ракета "с ластами") а действительно многоразовое.
8
9
10
11
DimitriyP 113 · 12-09-2014
Теоретически есть вариант удешевления стоимости запуска ракеты (по крайней мере в теории) в результате размещение источника энергии вовне относительно ракеты и передача этой самой энергии "по воздуху" прямо на борт например лазерным лучом или чем-то вроде этого (хотя лазер тут не проканает, но для иллюстрации принципа сойдёт) . Идея не новая, но от этого всё равно не приблизившаяся к решению.
Впрочем тут ещё многое будет зависить от стоимости такой "телепортации", а то может это ещё дороже выйдет.
12
DimitriyP 113 · 12-09-2014
Вот же ё-моё, пока писал вышележащий пост lipa уже успел выложить три (как минимум) и уйти в лютый бан! А я даже прочитать не успел... Однако, печально!
13
Dilettant 111 · 12-09-2014
"Что-то вечер перестает быть томным".
Банют модераторы по-черному, через день кого-то спасать приходится, и что особенно противно, что красную метку оставляют, лучше уж бесследно или пункт нарушения для наглядности.
Блин, надоело, не успел прочитать и нить обсуждения теряется.
14
DimitriyP 113 · 12-09-2014
dilettant. Поддерживаю!
Товарищи модераторы, вы бы хоть под баном писали за что - глядишь и народ перестал бы "кропать крамолу". А то морально-этические принципы, коим вы следуете модерируя очередной пост очень часто не ясны.
А так и народ границы видит, и вам работы меньше.
15
Delitant 76 · 13-09-2014
"пушка с длиной ствола где-то около 1000км. " Проще в стволе поставить лифт и на разных высотах сделать вырезы, а ещё дешевле - висячая лестница. Но это при условии что ствол будет направлен в небо.
16
17
Dilettant 111 · 13-09-2014
Предлогалось использовать гору для постройки разгонного тоннеля, но тут дорого будет в самом начале, да и диапазон вывода на орбиты маловат.
Можно сравнивать затраты только целиком на программу запусков, при таком подходе будет виднее какой способ дешевле, а то выпячивают цифру оплаты за "российскую" доставку, забывая, что Россия содержит и космодромы и производства ракет и сеть станций сопровождения. Приходят такие умники и заявляют, что мол у нас есть спутник и нам его надо на орбиту запульнуть, но мы хотим, чтобы запуск стоил по цене горючего для ракеты. А хрена с маслом не хотите? Возмите на себя часть комплексных затрат и сам запуск волшебным образом подешевеет. Если вы у транспортной компании заказываете весь комплекс услуг, то получаете одну цену, а если лишь доставку груза из точки А в точку В, то цена будет намного ниже.
Пока у землян есть только летающие керосинки, все остальное экзотика и фантастика.
Буквально на днях показывали сюжет про 3-D автомобиль, корпус принтер печатает неделю, количество деталей на порядки меньше, колеса, двигатель, и все остальное делается обычным способом, сборка ручная, корпус надо обрабатывать напильником, стоимость такого электромобильчика 20-30 тыщь в иностранной валюте, такой же серийный "обычный" будет стоить тысячи 3-4 от силы. Вроде прогресс налицо, но стоимость его пока зашкаливает.
Можно говорить, что космос это блажь, что можно вполне себе строить распрекрасную жизнь и не замахиваясь на освоение космоса, все это тоже точка зрения, заслуживающая уважения, но я скажу так, лично я могу немного потерпеть и обойтись без общества потребления, тоесть жить разумно-достаточно, а вырученные от этого деньги направить на какие-то прогрессивные разработки, не обязательно космические, но при этом иметь контроль за расходованием средств.
Для тех, кто будет пытаться использовать этот фонд только с целью своего обогащения назначить одно единственное наказание, высылка в безвоздушное пространство с конфискацией.
18
Ptuf 53 · 15-09-2014
Хотел написать в пятницу да не успел. В тех трёх постах были 3 статьи одна очень подробная начинающаяся с зари космонавтики обосновывала экономическую выгоду от использования российской система "МАКС" похороненной в лихие 90е годы. Статья длиннющая и интересная писать "своими словами" и лень и сложновато. Поэтому вывалил как есть в надежде что быстро не удалят и успеет народ почитать. Вторая была из журнала техника молодёжи за 11 й год про использование тросовго движителя. Ну и ещё "альтернативные" способы. Предложений оказывается на просторах сети выше крыши. есть и интересные и бредовые. но их великое множество и заявлять что альтернатив хим. ракетам нет несколько легкомысленно. Читая понял несколько вещей: все проекты с использованием пушек и их аналогов (а есть ещё способ запуска разгоняя объект по спирали и другие) не реализуемые по нескольким причинам
1) Во первых лобовое сопротивление нижних слоёв атмосферы на гиперзвуковых скоростях будет очень велико (сравнивают даже с бетонной стеной). и разрушит практически любой объект если не снабдить его мощной теплозащитой (что усложняет процесс и значительно утяжеляет)
2)Во вторых любое запущенное тело вернётся через один оборот в точку запуска несмотря на скорость. то есть необходимо будет корректировать орбиту то есть оснащать объект двигательной установкой. Что тоже очень влияет на стоимость и сложность и учитывая первый факт ещё и технически проблематичен из за больших перегрузок (электронике кирдык будет однако, а без неё движок вовремя не включится).
3)Начальную Скорость надо значительно выше 1й космической из за торможения в плотных слоях атмосферы (довольно таки сильного) и это ещё не все проблемки.
Из изученных данных стало очевидно что основной проблемой у ракет является как раз преодоление этих самых плотных нижних слоёв атмосферы (первые 11-12 км высоты) Разгон и достижение вывод на орбиту производят 2 и 3 я ступень ракеты, а первая как раз служит для подъёма на эти 12 км И кушает львиную долю топлива- по подсчётам полёт 1й ступени Протона длится 65 сек. и за это время сгорает то ли 250 то ли 280 тонн топлива (точная цифра была в статье- не запомнил). И воздушный старт здорово экономит средства. В выкладках была цифра по "МАКСУ" стоимость вывода 1 кг груза должна была составить 1000 а в дальнейшем и 500 баксов.(что согласитесь уже не мульоны как сейчас).Эта истина ивестна давно (где то с середины 60х годов) и многие пытались эту проблему решить. Путь Маска с его кузнечиками тупиковый на мой взгляд. а вот наши "Байкал" и "МАКС" вроде перспективные (но ставшие жертвой бюрократии и развала СССР). Есть и другие подобные. И проблема решения преодоления этих первых 11км значительно удешевит вывод грузов. Лифт, башня и подобные мегалетические сооружения технологически на сегодняшний момент не осуществимы да и политически тоже (строить надо сообща и на экваторе- неграм которые там живут это не надо, а США и Россию в Африку не пустют. Писать можно ещеё много чего но время уже не хватает.
19
Да-а, вот тебе и жиденькая Земная атмосфера.... А вообще решение "проблемы первой ступени" (как и самого вопроса удешевления запуска в целом) очень сильно зависит от того, что и какого веса предлагается запустить в космос.
Я так мыслю, как бы мы не надеялись, как бы не обманывали себя, но в ближайшие лет 100 мы будем летать на "керогазе". Может потом, когда откроют какие-нибудь новые физические принципы построят "летающую тарелку на антигравитации" это сразу удешевит вывод грузов сто мильёнов раз, но пока... Да-а, вот тебе и жиденькая Земная атмосфера.... А вообще решение "проблемы первой ступени" (как и самого вопроса удешевления запуска в целом) очень сильно зависит от того, что и какого веса предлагается запустить в космос.
Так, удешивить вывод на орбиту мелких и лёгких "кубсатов" особого труда не составит. В силу веса и размера их сможет забросить в космос даже сравнительно небольшая ракета, которую вполне можно "присобачить на спину" высотному самолёту или подцепить за тот же стратостат.
И вот тут Маску сотоварищи сплошное раздолье и процветание. Тут тебе и "кузнечики" и магнитофугалки и вообще куча всяких альтернатив.
Другое дело если потребно вывести чего-нибудь действительно стоящее: телескоп там, 2-3 космонавтов (или 6-7 тайкунавтов:)) , ну или модуль какой-нибудь станции. Тогда тут понадобится ракета побольше и потолще и на самолёт она уже не влезет, и "кузнечики" её уже не спасут.
И вот тут-то придётся "химичить" с самой ракетой, двигателями и топливом. Тут же главный критерий какой? Масса! Стало быть сделав ракету легче мы сможем удешивить запуск.
Ведь сейчас как - вместе с полезной нагрузкой в космос летит ещё огромное количество "ненужного" железа и тяжёлого топлива. Вот в этом направлении, как мне кажется, и надо работать: снизить вес самой ракеты и спутника за счёт новых материалов и инженерных решений, плюс разработать новые энергоэффективные виды топлива, чтоб малое его количество горело "долго и ярко".
Я так мыслю, как бы мы не надеялись, как бы не обманывали себя, но в ближайшие лет 100 мы будем летать на "керогазе". Может потом, когда откроют какие-нибудь новые физические принципы построят "летающую тарелку на антигравитации" это сразу удешевит вывод грузов сто мильёнов раз, но пока...
20
DimitriyP 113 · 15-09-2014
Вот зараза, текст два раза скопировался! А с виду всё прилично было...
Ладно, говорят повторенье - мать ученья; не знаю, много ли в моём посте "науки", но у тех кто не понял с первого раза появится ещё один шанс!
21
22
23
24
DimitriyP 113 · 16-09-2014
ptuf. Я предвидел такой исход и скопировал её себе на комп (надеюсь ещё кто-нибудь до этого додумался или успел осилить) . Прочитать, правда, покуда не успел, но как только - так сразу.
В любом случае спасибо за инфу.
25
Ptuf 53 · 17-09-2014
26
27
28
29
YOV2 38 · 23-09-2014
ну че скажу запуливать болванки (набор болтов, обшивку рулоном, элементы каркаса в разобраном виде) пушкой норм! а всякую тонкую мелочевку постаринке стыковать их в паровозик и к марсу!
30
YOV2 38 · 23-09-2014
а рыть дыру в земле или в горе совсем необязатильно
но гора пригодится! натти гору с подходяшим по крутизне склоном ну можно подчистить с чютка и прямо по склону строить тот тунель есть горы больше километра такчто ствл можно соорудить!
31
32
33
Sqwair777 50 · 23-09-2014
YOV2, "ну че скажу запуливать болванки (набор болтов, обшивку рулоном, элементы каркаса в разобраном виде) пушкой норм! а всякую тонкую мелочевку постаринке стыковать их в паровозик и к марсу!"
А ловить потом как? На таких-то скоростях. Нужно тогда придумывать механизм торможения и стабилизации, чтоб в одном месте. А не гоняться с сачком по орбите Бог знает с какими скоростями. Да и вероятность запулить в какой-нибудь спутник тоже имеется.
34
Dimitpij 46 · 24-09-2014
Яков а почитать что написано выше о применении пушек? Там подробно расписаны нюансы:
1) Снаряд запущенный по баллистической траектории шлёпнется в точку пуска через один виток- без коррекции никак.
2) В нижних слоях атмосферы на гиперзвуковых скоростях болванка разогреется до красна (снаряду без разницы -грузу кирдык)То есть теплозащита нужна.
3)Из за торможения в нижних слоях атмосферы скорость должна намного превышать 1ю космическую, а это запредельные нагрузки и сопротивление (на скорости 10км /с нижние слои атмосферы=бетонная стена).
Итог-различные варианты пушек годятся только для военных ("Париж" нахлобучить и спутники сшибать). Идея мертворождённая!
35
YOV2 38 · 25-09-2014
заметте идея вобщем то не моя (см.выше)
я тока хотел сказать что технически такое устройство далеко не такое запредельно сложное.
а вот с практическим применением ну проблемы действительно посложней чем с постройкой.
36
YOV2 38 · 25-09-2014
тут фигня простая с выстрелом из пушки начальная скорость мах. и далее падает а сопротивление воздуха с высотой уменьшается т.е. снижение скорости изза сопротивления уменьшается и тут тока вапрос вычислений че останется от начального импульса.
а хотелось бы с точностью до наоборот плавно разгоняться что делают ракетные системы.
37
38
YOV2 38 · 25-09-2014
исключить из уравнения воздух было-бы полегче + какая нибудь начальная скорость - что пытаются реализовать при запусках с "летающих ракетоносцев"
ну астаются совершенно футуристичные проекты реализация которых возможна или не возможна но явно пока дороже выйдет
39
А вот тут на АстроФоруме тёзка выкладывал пару дней назад новость, что мол учёные вроде как намострячились делать особо крепкие нити, типа алмазные. И вроде как научись их выращивать в промышленных масштабах - космический лифт обеспечен. Да и ещё где-то я уже слышал о разработках в этой области.
Короче, если и дальше так пойдёт, то вполне может статься что скоро в космос будем на лифте ездить!
Хм-м... интересно, профессия Космический Лифтёр - это героическая профессия, или так просто, обычная?
40
Sqwair777 50 · 25-09-2014
DimitriyP, космолифт - утопия. Никакой материал такой длины не выдержит даже себя своего веса. Да и к тому же, что будет удерживать трос? И просто, если даже что-то его удержит в статичном положении, его просто намотает на Землю, ну а про прочность, смотрите выше.
41
DimitriyP 113 · 25-09-2014
Sqwair777. Действительно утопия! Вообще, всяким разным "учёным" и "изобретателям" каких только глупостей в голову не приходит!
Вот, говорят, где-то в Североамериканских Штатах жили два брата. Так они решили смастерить эдакое чудо с крыльями и мотором чтобы на ЭТОМ можно было летать! Ну не бред ли?
Всем известно, что полёт на любом аппарате тяжелее воздуха будет безумно энергозатратен, а потому неэффективен. Если с помощью такого устройства и удасться подняться в воздух (что вряд ли) , то продержаться там достаточно долгое время уж точно не выйдет!
Или вот ещё помню был один "чудак". Так он утверждал, что со временем человек преодолеет Земную гравитацию и сможет улететь в космос. На ракете!
Это ж каким надо быть гм... недалёким чтобы такое предположить! Мало того что для преодоления Земного притяжения понадобится столько топлива, что ракета просто не сможет отрваться от земли, но даже если предположить что каким то чудом это всё же произойдёт, ни один материал в мире не выдержит ТАКОГО давления и температуры в камере сгорания. Она просто расплавится и взорвётся нафиг!
Сторонникам этой идеи можно посоветовать только облиться керосином, поджечь себя и броситься в пропасть - смерть будет похожая, зато сколько ресурсов в итоге удасться сэкономить!
Короче, я согласен - космический лифт суть технологический бред и химера, и никогда человек его не построит!
42
43
YOV2 38 · 26-09-2014
ну тут хитрая штука с цыфрами
вроде само преремещение груза выйдет савсем задаром но только за ради этого одного троса нужно будет создать инфраструктуру и даже целую отрасль производства а постановка таких тросов на поток вроде как тоже бессмыленна и куда девать эту новую промышленность. и того цена на круг!?
44
YOV2 38 · 26-09-2014
да и с идеальным размещением надо его на экваторе цеплять! а там нармально тока АФРИКА а там савсем все не нормально эпидемии революции это придется какую нибудь КОНГО поднять!
45
Dilettant 111 · 27-09-2014
Алмазные нанотрубки это красиво, но вообще-то они углеродные, и вся проблема в том, что сделать их пока могут лишь трехсантиметровой длины, а надо многие километры, да ещё и в канат сплести.
Но если учесть прогресс в умении нанотрубки изготавливать, как раз к 2050 году нужной длины троссы должны появиться, чисто теоритически.
46
Flibustier51 58 · 24-03-2015
Тема как-то заглохла, добавлю что нашел:
Грузовой самолет Ан 225.
"Третье предназначение "Мрії" - стать летающим космодромом - пока так и осталось мечтой. Хотя замгенерального конструктора АНТК им. Антонова Олег Богданов заверил нас: работы над проектом мобильного космического старта ведутся в России, пусть и очень медленно, потому что на него нет денег. Но идея эта не устарела, ибо опередила свое время минимум на полвека. Она проста и изящна: на "спину" Ан-225 устанавливается внешний топливный бак с прикрепленным к нему орбитальным самолетом в пилотируемом или беспилотном варианте. По размерам этот мини-"Буран" меньше большого "Бурана" - его длина всего 19 м против 26.
На высоте 9-10 км происходит старт: "Мрія" делает "горку", в момент снижения от нее отделяется "космический пассажир", включаются двигатели, и корабль ложится на нужный курс, а "Мрія" возвращается на аэродром. "Челнок" после выполнения задачи также садится самостоятельно, причем ему не нужна специальная взлетно-посадочная полоса (ВПП), достаточно обычного аэродрома 1 класса (с ВПП длиной лишь 5 км). Такой космический самолет рассчитан на 100 запусков. Экипаж из двух человек может доставить на орбитальную станцию груз весом до 8 тонн, вывести на низкую орбиту (до 400 км) спутник.
Но ценность проекта не только в том, что вывести на орбиту кило полезного груза с помощью мини-"Бурана" стоит втрое дешевле по сравнению с одноразовыми ракетами-носителями "Союз" (12 000-15 000 $/кг) и многоразовыми средствами выведения первого поколения - "Буран" (СССР) и "Спейс Шаттл" (США) - (до 22 000 $/кг). Главное - возможность запуска в любом направлении, оперативность. Это значит, что такой корабль может быть спасательной космической шлюпкой для терпящего бедствие космолета, где бы тот ни находился.
Увы, воплотить все это в металл не только дорого (около $10 млрд.), но и сложно из-за того, что после развала СССР "Мрія" стала принадлежать Украине, а все космические проекты сосредоточены в России. Пока россияне не заинтересованы в мобильном старте. Денег нет, да МАКС им особо и не нужен - они используют для доставки грузов на орбитальную станцию МКС старые, проверенные временем одноразовые "Союзы", не считаясь с текущими затратами."
Оказывается, все уже придумано.
Ан 225 почти 30 лет назад построили, думаю что сейчас могут сделать еще больше по размерам самолет, который подымет больший челнок с грузом, если надо. И у него преимущество: он может доставить челнок куда угодно и сделать пуск где необходимо.
47
48
Flibustier51 58 · 27-03-2015
В соседней ветке рассматривается проблема с космическим мусором. С каждым годом его становиться все больше.
Можно осуществлять запуск где-нибудь с экватерального острова, построив там лишь взлетно-посадочную полосу для грузового самолета, станцию дозаправки самолета и миним. необходимое. Количество мусора от таких запусков можно свести к минимуму, запрограмировав разгонный блок челнока падать в океан(как при запуске из Флориды, кругом вода). Можно также его использовать вновь(так же как при запуске Шатла).
А потом челнок сядет в "порту приписки" своей страны, ТО пройдет там же. Они рассчитаны на 100 запусков.
Плюсы:
1) запуск в 3 раза дешевле минимального на сегодняшний день(с экватора будет еще дешевле), дополнительные затраты на перелет на экватор относительно невелеки, например, трансатлантический перелет "Мрии" стоит около 100 тыс. $. Челнок и авиатопливо можно возить на пароходах, если на то пошло.
2)Решена проблема с последующим мусором на орбите, меньше вреда экологии(район запуска малонаселенный и используется меньше ракетного топлива).
Если всерьез развивать космос и строить космич. базу или корабль на орбите, то этот вариант дает явное преимущество.
49
Dilettant 111 · 27-03-2015
Да, можно вообще отказаться от ветикальных запусков при такой концепции, но вес разовой полезной нагрузки будет значительно меньше, чем может вывести ракета. Мрия, оно конечно, самолёт выдающейся грузоподъёмности, но скоростёнки маловато. Разгонщик должен набирать хотябы 4-5 Мах скорости, Мрии до этого никогда не разогнаться. Слишком разные требования к планёру, конфигурации супертяжа не позволяют развивать необходимые скорости, а гиперзвуковик не обладает нужной грузоподъёмностью. Вот этот антогонизм необходимо как-то устранить, чтобы проект заработал в полную силу.
52
Dilettant 111 · 28-03-2015
Не хочу спорить с идеологами проекта, но мой технический опыт не позволяет принять на веру всё то, что красиво показано в и-нете.
Момент отделения нагрузки, та самая горка, точнее её (горки) верхняя точка, самолёт-носитель выходит на самой верхней точке параболы в горизонт (отделение полезной нагрузки происходит в горизонтальном полёте в момент, когда "матка" периходит в пике, начало состояния невесомости) челноку надо начинать разгон с дозвуковой скорости с одновременном набором высоты. А разогнаться надо до первой космической, а это, между прочим не 1 км/сек, а гораздо больше, семь с лишком раз, выигрыша практически не будет, но, по моему скромному мнению, будет даже проигрыш. Если не верите мне, то посмотрите видео на ютюбе, как выводятся космические аппараты на орбиту, там где есть телеметрия. Для того чтобы разогнать КА до нужной орбитальной скорости последняя ступень ракеты отрабатывает со снижением высоты, чтобы получить выигрыш в весе полезной нагрузки, это может показаться пародоксальным, но это баллистика!
53
Статья 2013 года: "Учрежденный в начале этого года при правительстве Фонд перспективных исследований (ФПИ) планирует в 2020-х годах реализовать проект "Воздушный старт" - запуск орбитального самолета (космоплана) с борта сверхтяжелого транспортного самолета, говорится в докладе Общественного совета при Военно-промышленной комиссии при правительстве РФ, распространенном в ходе заседания совета в Государственной Думе...
"Первым шагом на пути коммерческого освоения космоса может стать многоцелевая авиационно-космическая система - достаточно проработанный еще в 80-90-х годах проект двухступенчатого комплекса космического назначения, который состоит из самолета-носителя (Ан-225 "Мрия") и запускаемого с него орбитального космического корабля - ракетоплана (космоплана), называемого орбитальным самолетом", - говорится в одном из пунктов раздела приоритетных направлений исследований и разработок ФПИ."
В далекой перспективе для доставки грузов на орбиту авторы доклада предлагают использовать "космический лифт", который может появиться в течение 60-70 лет.
Авторы доклада отмечают, что космические челноки типа советского "Бурана" и американского Space Shuttle оказались избыточными по возможностям и чересчур дорогими в эксплуатации. "Тем не менее, сама идея "космического самолета" - многоразового челнока, способного выполнять как военные, так и научные и коммерческие задачи, продолжает оставаться актуальной. В перспективе эта технология при правильной реализации, позволит резко удешевить вывоз грузов на орбиту и откроет путь к дальнейшему коммерческому и военному использованию космоса", - отмечается в приоритетных направлениях исследований и разработок ФПИ.....""
Специалисты утверждают, что такой способ доставки "резко удешевит", значит все-таки выгодно? И грузовой самолет именно "Мрия", т.е. скорость дозвуковая.
"первая космическая скорость - это минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите". Горизонтально же, а челнок полетит вертикально, ему не надо достигать ПКС, достаточно преодолеть ускорение свободного падения(g). На высоте 10 км оно меньше, и сопротивление воздуха тоже.
54
Flibustier51 58 · 29-03-2015
Еще по этой теме: "В США в калифорнийском аэрокосмическом порту Мохаве строится крупнейший в истории мировой авиации самолет Roc, который планируется использовать для запуска космических аппаратов из стратосферы.
Размах крыльев этой машины - 117 метров, общий максимальный вес - 540000 кг. Габариты Roc больше всех других самолетов, к примеру таких, как Boeing 747-8, Airbus A-380-800, или Хьюз H-4 Геркулес.
Разработкой проекта занимается миллиардер Пол Гарднер Аллен, соучредитель компании Microsoft и инвестор многочисленных удивительных стартапов и проектов, включая Allen Telescope Array института SETI и SpaceShipOne - корабля, совершившего первый частный суборбитальный полет.
Если все пойдет, как запланировали разработчики, то первый испытательный полет новой машины может состояться уже в 2015 году, а первый запуск ракеты с его борта - в 2016-м."
Самая главная сложность - поймать груз на орбите. Должно быть что-то вроде баржи-мишени в которую надо будет стрелять. Корректировку маневра совершает именно баржа на это у нее будет около 7 минут времени пока снаряд летит. Скорости будут примерно одинаковые, поэтому снаряд поймать будет не слишком сложно, при условии что верно произведены все расчеты.
С перемещением энергии лазером - тоже вариант интересный. Но не совсем ясно какой при этом принцип движения будет использовать сама ракета после приёма энергии. Реактивный получается не подходит...
С космическими лифтами - слишком утопичная идея. Люди быстрее орбитальные порты построят, чем произведут материал для тросов.
Но вообще идея с орбитальными портами весьма интересна, но очень масштабна по своей задумке. При этом нужно специфическое место для строительства как и материал. Арктика или Антарктида. Ну и в стройке должна участвовать добрая половина человечества. Это амбициозный проект... Может его и постоят, когда активно начнет развиваться добыча ресурсов на астероидах и спутниках.
При выведении спутника на орбиту ракета-носитель обычно сообщает ему начальную скорость после пересечения плотных слоев атмосферы на высоте, не меньшей 140 км. В момент, когда достигнута необходимая орбитальная скорость, двигатель последней ступени ракеты-носителя выключается. Далее от этой ступени могут отделяться один или несколько искусственных спутников, предназначенных для разных целей. В момент отделения спутник получает небольшую дополнительную скорость. Поэтому начальные орбиты спутника и последней ступени ракеты-носителя всегда несколько отличаются между собой.
Помимо одного или нескольких спутников с той или иной аппаратурой и последней ступени ракеты-носителя, обычно на близкие орбиты выводятся и некоторые детали, например части носового обтекателя, защищающего спутник при прохождении плотных слоев атмосферы, и т. п.
На рис. 34 показана схема запуска корабля-спутника «Восток». На корабле «Восток» 12 апреля 1961 г. Ю. А. Гагарин совершил первый в истории пилотируемый орбитальный полет.
В принципе начальной точкой движения спутника может быть любая точка его орбиты, но характеристическая скорость ракеты-носителя будет минимальной, если активный участок кончается вблизи перигея. В случае, когда перигей находится вблизи плотных слоев атмосферы, особенно важно, чтобы приобретенная спутником при разгоне скорость не была меньше заданной величины и чтобы ее направление минимально отклонялось от горизонтального. В противном случае спутник войдет в плотные слои атмосферы, не завершив и одного оборота (такие объекты и не регистрируются в качестве спутников).
Если запланированная орбита расположена достаточно высоко, то небольшие ошибки не грозят гибелью спутнику, но из-за них
полученная орбита, даже если она не пересечет плотные слои атмосферы, может оказаться непригодной для намеченных научных целей.
Рис. 34. (см. скан) Схемы ракет-носителя «Восток», «союз» и этапов выведения на орбиту корабля «Восток» - 1 - один из четырех боковых блоков первой ступени, 2 - центральный блок (вторая ступень), 3 - третья ступень ракеты «Восток», 4 - головной обтекатель ракеты «Восток», 5- третья ступень ракеты «Союз», 6 - корабль «Союз», 7 - головной обтекатель ракеты Участок выведения на орбиту обычно включает в себя один или больше пассивных интервалов. При достаточно высоком
перигее орбиты, на которую выводится спутник, пассивный участок выведения может иметь более в длину.
Траектория выведения, представляющая собой, вообще говоря, пространственную кривую, расположена вблизи плоскости орбиты спутника. Если запуск производится точно в восточном направлении, то наклон плоскости орбиты равен широте места запуска. При этом плоскость орбиты касается параллели. Во всех остальных случаях наклон орбиты может быть только больше широты космодрома (в частности, при запуске в западном направлении, когда плоскость орбиты также касается параллели космодрома, наклон должен быть больше 90°).
Меньше широты места запуска наклонение орбиты может быть только в том случае, если предусмотрен маневр изменения плоскости орбиты уже после вывода на нее.
На активном участке от ракеты-носителя может отделиться спутник еще до выключения последней ступени. После выключения может отделиться второй спутник. Очевидно, орбиты двух спутников будут различны, но их перигейные высоты будут отличаться мало, так как за время дополнительного разгона последняя ступень не могла подняться слишком высоко. Апогеи же могут находиться на совсем разных высотах, ибо даже небольшое увеличение начальной скорости резко поднимает апогей (вспомним рис. 17 в § 5 гл. 2). По такому методу были в январе 1964 г. запущены советские спутники «Электрон-1, -2» для изучения внутренней и внешней частей пояса радиации (перигеи на высотах 406 и 460, а апогеи - 7100 и 68 200 км соответственно).
Все сказанное выше справедливо и в том случае, если вместо ракеты-носителя используется аппарат многоразового употребления - орбитальный самолет, пилотируемый человеком (см. § 4 гл. 7).
Вернемся на время к проекту №7 «Супернебоскреб». Представим себе, что мы находимся в нашем супернебоскребе на высоте h > 35,9·10 3 км над поверхностью Земли, то есть стоим на потолке вниз головой. Ясно, что на тот же потолок мы можем без проблем положить тот самый массивный шар, о котором говорит барон. Если мы теперь привяжем этот шар легким и прочным тросом к полу, то трос будет натянут (рис. 8.1). То есть шар будет иметь «желание» упасть на потолок, на котором мы стоим.
Если мы теперь выбросим конец троса в окно так, чтобы его нижний конец достал до земли и у самой земли закрепим конец троса, то шар натянет весь трос (если, конечно, масса троса значительно меньше массы шара).
Теперь привяжем к нижнему концу троса спутник, который мы собираемся вывести на орбиту, а потолок, на котором стоит шар, аккуратно раздвинем. Тогда шар начнет сам (!) подниматься вверх, увлекая за собой привязанный внизу спутник. И, заметьте, никакой энергии к нашему шару со стороны мы вроде бы не подводим!
Подождем, когда наш спутник поднимется на высоту h = 35,9·10 3 км (именно на этой высоте тела находятся в невесомости), остановим его, отсоединим от троса и... легким толчком аккуратно вытолкнем в окно. И наш спутник сразу же станет реальным спутником Земли, который движется по так называемой геостационарной орбите: он совершает вращение вокруг центра Земли с периодом обращения 24 ч и при этом всё время как бы «висит» над одной и той же точкой земной поверхности.
Заметим, что с точки зрения физики этот спутник ничем не будет отличаться от жильца, который будет висеть между полом и потолком в своей квартире, расположенной на высоте h = 35,9·10 3 км над поверхностью Земли! Так что теоретически замысел барона совершенно правильный.
Теперь ответим на вопросы его оппонентов.
Инженер интересуется, какой высоты должна быть наша башня. Ясно, что значительно выше 35,9·10 3 км. Причем чем выше - тем лучше. Ведь чем больше расстояние от шара до центра Земли, тем сильнее центробежный эффект!
Бизнесмен весьма оптимистически надеется, что данная башня позволит сэкономить кучу денег на запуске космических ракет. Он, безусловно, прав, но с одной маленькой оговоркой: экономия начнется после того , как башня будет построена, а до того - одни сплошные расходы. Есть основания полагать, что подобное строительство - довольно затратное мероприятие.
Самое серьезное возражение высказал Профессор: он полагает, что предложенный проект - это проект очередного вечного двигателя, который производит работу, не потребляя никакой энергии. А сам факт существования вечного двигателя противоречит закону сохранения энергии!
Профессор прав: вечный двигатель в принципе невозможен, но предложенная модель - это не вечный двигатель. На самом деле подъем шара вверх за счет центробежного эффекта происходит за счет энергии вращения Земли. То есть чем выше будет подниматься шар по нашей башне, тем медленнее будет вращаться Земля вокруг своей оси! Докажем это.