Перспективы использования воды с Цереры для нужд космических аппаратов (КА). Часть 3.2.

                           3.2. Кому следует транспортировать воду с Цереры.

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.

1. 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.
2. 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 700000 км.	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. $