После успешного завершения Марсианской Миссии АМК и возможно ПМК, приступят к решению двух других не менее важных задач :
- Довывода спутников на ГСО и ГПО (непосредственно или с помощью буксиров с ЯРД). Заправка спутников рабочим телом.
- Разгон тяжелых и сверхтяжелых АМС. Заправка АМС рабочим телом.
Довывод спутников на ГСО и ГПО (непосредственно или с помощью буксиров с ЯРД или Н2+О2). Заправка спутников рабочим телом.
Сперва необходимо разобраться почему сегодня не существует не одного образца Межорбитального Буксира ( на ЯРД, ЭРД с АЭУ или СБ).
Разберем этот вопрос на простейшем примере.
Допустим, у нас есть 8 Протонов выводящих на ГСО 8 Спутников по 6 тонн.
Альтернатива 4 Протона 1 с МБ, 1 с топливом к нему , 2 с 8 спутниками по 6 тонн.
Как видим, разгонный блок на ЖРД проигрывает, только по одному параметру.
- требует большей массы выводимого груза.
МОБ ( ЯРД и ЭРД с АЭУ или СБ).
МОБ с ЯРД с выше приведенными возможностями не может существовать (даже на водороде).
МОБ с ЭРД и АЭУ или СБ проигрывает РБ на химических двигателях.
- цена кг ЭРД и АЭУ больше цены кг химических двигателей в 20-100 раз.
- из-за малой тяги ЭРД гравитационные потери увеличивают потребную ХС в 2 раза.
- АЭУ с массой до 10 тонн крайне малая энерговооруженность, кроме того, всегда существует опасность, что буксир упадет на Землю.
- СЭС имеют большую парусность и в тени Земли не работают, скорее всего МОБ с СБ на НОО нырнет в атмосферу и успешно в ней сгорит , что впрочем дорого, но неопасно.
- МОБ в выше приведенном примере требуют 3 операции сближения и стыковки.
- МОБ с ЭРД могут потребоваться специальные разгонные блок для поднятия орбиты т.к. ЭРД для их работы требуют чистейшего вакуума и теряют часть свое и без того мизерной тяги или вообще наработают на высоте 200 – 600 км , что собственно вообще обесценивает идею с межорбитальными буксирами, зачем менять разгонные блоки с ЖРД на ЭРД , если все ровно понадобиться разгонные блоки , что бы поднять спутник до высоты работы МОБ с ЭРД.
Теперь ясно, почему межорбитальных буксиров (МОБ) на сегодняшней день не существует, т.к. МОБ решая одну проблему, создают кучу новых, не менее трудно решаемых проблем.
Транспортировка воды с Цереры, возможно, делает буксировку спутников на ГПО и ГСО рентабельной.
Для этого нужно, что бы стоимость доставленной водй с Цереры была в 2-4 раза чем
Технический аспект.
Буксировка спутника НОО-ГСО.
Вариант с буксиром на ЯРД или ЖРД (Н/О).
На НОО выводится Протоном 25 тонный спутник, МОБ с ЯРД или ЖРД весом 65/15 тонн (общим/сухим) стыкуется со спутником, транспортирует его с НОО на ГСО, где его ждет второй МОБ с ЯРД или ЖРД весом 65/15 тонн. Второй заправленный МОБ стыкуется с первым МОБом, заправляет его и спутник. Потом они растыковываються 1ый МОБ летит на НОО заправляться , 2ой МОБ заправляется на ГСО, спутник же остается на ГСО вес 50 тонн из которых 25 тонн вес воды , которую можно использовать в качестве рабочего тела для коррекции и ориентации спутника. Через 15 лет МОБ весом в 65/15 тонн стыкуется со спутником и изменяет его орбиту таким образом, что бы он перигее «чиркал» об атмосферу.
Получаем затраты рабочего тела на вывод и заправку и утилизацию 25 тонного спутника.
150 тонн рабочего тела при средней стоимостью 1000 $ за кг и амортизацию МОБов с ЯРД или ЖРД 50 млн. $ транспортировка выгодна.
Тут вопрос в цене рабочего тела (воды с Цереры).
Во втором разделе приводился АМК способный за раз доставить 2500 тонн воды на НОО, при выше приведенной цене 1 рейс должен обходиться не дороже 2,5 млрд. $ в эту сумму должны входить перегруза реактора, замена турбины, замена ЭРД, амортизация добывающего комплекса на Церере, замена 20% поверхности баков-радиаторов и.т.д. Вполне возможно всё это придется делать через раз.
Разгон тяжелых и сверхтяжелых АМС. Заправка АМС рабочим телом.
В наибольшем выигрыше от использования воды с Цереры для нужд КА окажутся программа исследование Солнечной системы с помощью АМС.
Произойдет это по 2 причинам.
- Автоматический Межпланетный Корабль (АМК) может осуществлять попутный разгон АМС до второй космической и больше, при полетё его (АМК) по маршруту Земля-Церера. Фактически АМК будет играть роль первой ступени, но будет многоразовой. (То, что Церера и внешние планеты имеют разные углы наклона к плоскости эклиптики мне известно, так же как известно, что АМС Dawn совершал гравитационный манёвр у Марса). Самостоятельной разгон АМС был бы очень продолжителен, и требовал бы из-за больших гравитационных потерь существенного расхода ХС.
- Десятикратный рост массы АМС, при незначительном росте стоимости. Современные АМС буквально просватывают около исследуемых объектах. Увеличение же веса, позволит АМС исследовать внешние планеты и их спутники , со спутниковых орбит дистанционно и сбрасывать посадочные блоки для непосредственного исследования.
Рассмотрим теоретический пример полет по выше приведенной схеме.
АМС (промежуточного среднего- малого класса) – вес сухой 6 тонн.
Цель: исследование Урана и его спутников (Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон ), с околопланетных и околоспутниковых орбит и спускаемых зондов.
Технические, габаритные характеристики и распределение веса АМС.
- Радиоизотопная энергетическая установка (РЭУ).
Мощность – 80/160 (электрическая /тепловая).
Вес – 1,1 тонн (уран 232 -30 кг ).
- ЭРД (кислородные)
УИ / Тяга – 1500 с / 3*5 Н (средняя 1*5)+ электролизер + двигатели ориентации 600 с / 12*0,1 Н (средняя 4*0,1Н). Вес – 0,4 тонн.
- Баки-радиаторы. Объем / площадь – 60 м3 / 120 м2 .Вес – 1 тонн.
- БСУ и средства связи. Вес – 0,75 тонн.
- Каркас, крепеж и прочее. Вес – 0,75 тонн.
Вес АМС (без рабочего тела и научного оборудования) – 4 тонн.
Запас рабочего тела – 44 тонны.
Научное оборудование:
- 3 Посадочных зонда (большой 1*1 тонн и малые 2*250 кг).
- научное оборудование – вес 500 кг .
Общий вес АМС (с рабочим телом и научным оборудованием)- 4+44+2 – 50 тонн.
Схема полета АМС.
| Участок полётов. | Маршрут полёта. | Изменении веса. | Потребная ХС. | Продолжительность. |
| 1. | З(НОО) разгон с помощью АМК до 2 космической скорости. | 50 – 50 тонн | 10 км/с | 60 суток. |
| 2. | Самостоятельный разгон АМС. | 50 - 30 тонн | 6 км/с | 600 суток |
| 3. | Пассивный участок полёта. | 30 - 28 тонн | 0 км/с | 1500суток |
| 4. | Торможения. Спутниковой орбита Урана | 28 – 12 тонн | 8 км/с | 200 суток |
| 5. | Последовательное снижение до НОО Урана по спирали, с исследованием каждого крупного спутника. | 12 – 4 тонн | 12 км/с | 80 суток + 800 суток исследование. |
Стоимость.
- АМС - 200 млн.
- РН класса Союз - 60 млн.
- Заправка - 50 млн.
- Разгон АМК - 40 млн.
Итого: - 350 млн. $
