Перспективы использования воды с Цереры для нужд космических аппаратов (КА).
1.Причины, по которым надо использовать воду с Цереры для нужд КА.
- Почему необходимо использовать внеземной источник рабочего тела для нужд КА.
- Почему вода является оптимальным рабочим телом для КА.
- Почему необходимо использовать воду именно с Цереры.
- Шесть условий, выполнение которых обеспечивает рентабельность использования воды с Цереры для нужд КА.
2. Как следует транспортировать воду с Цереры до потребителей.
- Ряд замечаний при проектировании будущих Пилотируемых и Автоматических Межпланетных Кораблей (ПМК и АМК).
- Эскизный проект ПМК и АМК.
- Схема полётов ПМК и АМК по маршруту Земля (НОО) - Церера – Земля (НОО).
3. Кому следует транспортировать воду с Цереры.
- Марсианская Миссия:
Высадка Человека на Марс.
Поиск следов жизни и изучение геологической истории планеты.
Отработка процесса производства и обкатка АМК и ПМК.
- Довывод спутников на ГСО и ГПО. Заправка спутников рабочим телом.
- Разгон тяжелых и сверхтяжелых АМС. Заправка АМС рабочим телом.
1.Причины, по которым надо использовать воду с Цереры для нужд КА.
Почему необходимо использовать внеземной источник рабочего тела для нужд КА.
Полёты в космосе требуют определенного расхода ХС.
Традиционно проблему большого расхода ХС пытаются решить 2 путями.
- Уменьшение стоимости вывода на НОО кг груза.
- Увеличением УИ. Что требует пропорционального увеличения энерговооруженности ЯЭДУ или СЭДУ.
Впрочем, особых успехов по этим двум направлением невидно.
Теоретически использование внеземного источника рабочего тела позволяет решить ряд задач (Полёт на Марс и запуск сверхтяжелых АМС и т.д. ) даже при текущей стоимости вывода на НОО кг груза и дешёвых поэтому низко энерговооруженных корабельных АЭУ.
Почему вода является оптимальным рабочим телом для КА.
Любое рабочее тело или топливная смесь имеет три главные характеристики.
Эффективности использование, хранения, стоимости (добычи, распространения).
Например: ксенон, по одному параметру занимает одно из первых мест, зато по двум другим находиться ниже среднего (дорог даже без учёта цены вывода на НОО), трудно храниться. Один их трех. Поэтому ксенон является далеко не оптимальным рабочим телом для определенных типов КА.
Вода же может использоваться КА непосредственно ( ЯРД ) или опосредовано т.е. разложение воды на составные элементы О и Н, и использование О как рабочего тела для ЭРД и стравливания водорода с помощью ЯРД.
Вода легко храниться, её может быть много (многие тысячи тонн), но у неё есть серьёзный недостаток, кислородные ЭРД, будут громоздкими и неэффективными агрегатами.
Два из трех. Вода является оптимальным рабочим телом для КА.
Идеальным бы было три из трёх, но, к сожалению, на практике такой результат недостижим.
Почему необходимо использовать воду именно с Цереры.
Церера возможно имеет оболочку состоящую из ледяного реголита, льда и шуги (смеси льда и воды). Находиться относительно недалеко (по равнению с Галилеевыми Спутниками) и имеет незначительную первую космическую скорость и ускорения свободного падения.
Шесть условий, выполнение которых обеспечивает рентабельность использования воды с Цереры для нужд КА.
1) Наличие в достаточном количестве воды на поверхности Цереры или в сравнительно неглубоком подповерхностном слое.
2) Наличие простой и дешевой технологии добычи и транспортировки воды на около Церерианскую спутниковую орбиту.
3) Пилотируемые и Автоматические Межпланетные Корабли (ПМК и АМК). мультипликатор , которых значительно больше единицы ( желательно больше 10). Т.е. ПМК и АМК должны в течении всего жизненного цикла (а не одного рейса) доставит груза ( воды с Цереры на орбиты Земли (НОО и ГСО) и Марса в 10 раз больше собственного, выведено на НОО веса.
4) Стоимость АМК и ПМК должна быть в 3-4 раза ниже количества ракетоносителей выполняющих сопоставимую работу. Т.е. 1 АМК доставивший на НОО 5000 тонн воды должен стоить в 3-4 раза ниже 200 ракетоносителей выводящих на НОО 25 тонн груза (Протонов, Дельты 5, Ариан 5).
5) Кислородные ЭРД. Обычно в проектируемых КА с ЭРДУ самим узким местом является не ЭРД, а энергоустановка, но в данном конкретным случае из-за специфичного и безальтернативного рабочего тела ( кислорода) создать ЭРД с требуемыми параметрами (вес, КПД, цена, ресурс) будет сложнее , чем создание энергоустановки.
6) Наличие достаточного числа потребителей воды с Цереры. Желательно так же наличие потребителей, как можно ближе к Церере и дальше от Земли (ГСО и орбиты Марса). Например, если соотношение стоимость доставки на НОО кг воды с Цереры и с поверхности Земли равны 1:1, то уже на ГСО соотношение в пользу Цереры 1:4 , а на Орбите Марса 1:10.
