Super Heavy як личинка орбітального Super Store

Чи буде здатний бустер Super Heavy самостійно досягти Першої космічної і вийти хоча б на ННО?

3929

Шановний пан klod_ua опублікував посилання на «Концепт орбитального танкера на базе системы Starship», який отримав стримане схвалення від Маска. Я дуже втішений тим, що нарешті тема створення орбітального складу пального починає порушуватися хоча б в концептах ентузіастів і на це реагує Маск.

Розбирати та оцінювати сам згаданий концепт не бачу великого сенсу, бо концептуального в ньому бачу лише форму складського модуля, що до біса нагадує жерстяну бляшанку з-під Coca-Cola. Принаймні, я не побачив там чогось, що було б яскравою концептуальною родзинкою. Дивіться самі

Це посилання не просто порадувало мене, але й надало поштовх до низки роздумів, що вилилися у формулювання простого запитання:

Чи буде здатний бустер Super Heavy самостійно досягти Першої космічної і вийти хоча б на ННО?

Ви спитаєте — “А навіщо взагалі тягти бустер на орбіту?”, і я відповім.

Припустимо, що у нас є цілком справний бустер SH, який впритул наблизився до моменту свого життя, за яким наступає пенсія, тобто утилізація. А тепер уявимо, що ми знімемо з цього бустера всі аеродинамічні елементи і посадкові опори разом з усією супутньою масою агрегатів і систем. Потім начепимо на макітру бустера “шапочку з фольги” і заллємо під горло компонентами палива.

А потім запустимо на орбіту.

Якщо нам це вдасться, ми отримаємо на ННО гігантський склад пального за один рейс. Бустер-пенсіонер не піде під ніж, а отримає шанс почати життя спочатку, уже в новій іпостасі.

Якщо нам це вдасться, ми отримаємо гігантський склад запчастин на орбіті, адже більшість Рапторів і систем їх життєзабезпечення будуть ще живими і придатними для повторного використання. Якщо якийсь пасажирський чи вантажний Старшіп, перед поверненням на Землю втратить власні двигуни, він може просто прийти на Склад і викусити все необхідне для польового ремонту.

Якщо нам це вдасться двічі, ми отримаємо ще один гігантський склад пального , але не для пари метан-кисень, а для пари водень-кисень. Для продажу вроздріб і початку комерційної діяльності задля окупності проектів.

Якщо нам це вдасться тричі, ми отримаємо гігантську орбітальну станцію, що за герметичним об’ємом буде більшою за 3(Три!) нинішніх МКС (ISS)/

Чи буде здатний бустер Super Heavy самостійно досягти Першої космічної і вийти хоча б на ННО?
Масштабне порівняння бустера Super Heavy з МКС

Четвертий відпрацьований бустер Super Heavy може переродитися в гігантський енергетично-електролізний комплекс.

П’ятий і Шостий можуть стати Ремонтною Базою навколоземного добра і Вторчорметом відповідно.

В Сьомий можна буде туристів возити. Душ на триста готельчик точно можна буде обладнати

В Восьмий, Дев’ятий, Десятий… самі помрійте.

А потім їх усіх і в «карусель» можна скласти, і закрутити.

Гадаю, ідея такого концепту нетривіального поводження з відпрацьованими бустерами, вам вже ясна. Лишається єдине питання — чи здатен бустер самостійно дістатися орбіти?

P.S.
Так, я пам’ятаю, що в бустері всі двигуни атмосферні.

Довідково

Дійсно, орбітальний склад пального — головний інфраструктурний елемент, без якого масовані польоти на Марс виглядають дуже проблематично. Ми вже якось обговорювали тут подібні штуки, і я навіть кілька монографій присвятив цій темі. Для тих, хто доєднався до нашого клубу нещодавно, позначу відправну точку «Гексагон — це як Пентагон, але ні»

Оновлено 13 вересня 2021р.

Дещо провокативна стаття Starship и «проклятие» Циолковского нанесла відчутного удару по моїй ліні і я вирішив доповнити ці роздуми розрахунком

Якщо ми залляємо бустер під зав’язку метаном та киснем, згідно з класичною формулою К.Ціолковського швидкість бустера на момент вигоряння пального буде…

Ось формула Ціолковського:

V = I * ln (M / m)

де:

  • V – Кінцева швидкість ракети
  • I – Питомий імпульс двигуна: 3,4 км/с (питомий імпульс для пари метан/кисень)
  • M – Початкова маса ракети з паливом: 3810 тонн (180 сухий бустер, 3300 – маса палива в баках прискорювача Super Heavy, 330 – маса палива, яка зазвичай мала б використовуватися для його повернення до місця старту (10%))
  • m – Кінцева маса ракети без палива: 180 (сухий бустер)

V = 3,4 * ln (3810/180) = 10,378 км/с

Отже, бустер не просто здатний вивести самого себе на ННО, він ще матиме відчутний залишок пального, який зможе самостійно витратити на певні орбітальні еволюції. Або ж може нести додаткове обладнання, яке дозволить швидко його перетворити на орбітальну, деФакто, станцію.

185 коментарів

Розгорнути всі

Будь ласка, у свій профіль, щоб коментувати пости, робити закладки та оцінювати інших користувачів. Це займає всього два кліки.

Бер 21, 2021 01:55

«Гексагон — це як Пентагон, але ні»
Спасибо за линк. Почитал с удовольствием. Правильная тема. Одобряю.

Бер 21, 2021 08:54

Та там і далі було, в розвиток теми. Мабуть треба побороти Лінь Святу, та пройтись по матеріалах, теги понаставити

Бер 21, 2021 19:42

Да, я натыкаюсь периодически на ваши статьи-размышления с развитием этой темы, которые были написаны до моего появления тут.
Вы уж как-нибудь осильте свою лень-матушку и сделайте список этих статей. Вдохните так сказать в них новую жизнь.
Знаю трудно, но “Надо Федя. Надо!“(с) 😉

Бер 21, 2021 02:26

Слишком трудная задача будет поднимать бустер на орбиту. Нет смысла.

Бер 21, 2021 09:39

Що там такого складного,поясніть будь ласка

Бер 21, 2021 11:06

Нет смысла.Смысл как раз и описан в статье. Или читали по диагонали?

Бер 21, 2021 11:18

бустер на орбиту можно запустить только пустым.
Чтобы превратить его в летающийтанкер и заполнить топливом – нужно будет сделать 30+ рейсов старшипа.

Бер 21, 2021 05:07

так це вже було.
варто згадати з чого американці робили першу орбітальну станцію

Бер 21, 2021 08:57

Там верхній ступінь задіяли, не головний бустер
“…Вернер фон Браун представив ​​концепцію «Практичного застосування програми Аполлон», де серед іншого передбачалося використовувати верхній ступінь ракети Сатурн-1Б як житловий простір орбітальної станції”

Бер 21, 2021 08:14

Навряд чи. Використаний бустер – це як використаний залізничний вагон – то тут ослабло, то там проржавіло. Навряд чи стануть так ризикувати.

Бер 21, 2021 09:00

Я показав на прикладі б/у бустера, аби показати крайню можливість ідеального життєвого циклу літаючого хмарочоса. Ніхто не заважає запускати спеціально створені бустери-склади, бустери-майстерні, бустери-станції. Звісно, під подальше дообладнання, але ще під час створення “заточені” на свої функції

Бер 21, 2021 10:07

Контент видалено за запитом автора

Бер 21, 2021 08:29

Лишається єдине питання — чи здатен бустер самостійно дістатися орбіти?
Super heavy: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Starship
топливо 3300 т, сухая масса 180 т, уи 330 с (sea level)
dV ~ 9600 м/с

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Delta-v_budget
To reach the initial low Earth orbit of the International Space Station of 300 km (now 400 km), the delta-v is over six times higher, about 9.4 km/s. (первая космическая + гравитационные, аэродинамические, управляющие и т.п. потери)
Грубая оценка показывает, что Super heavy может выйти на НОО.

Бер 21, 2021 08:53

Дякую за солідне цифрове підґрунтя. Я цю можливість відчував селезінкою. Але цифри — це не відчуття, а реальна картина

Бер 21, 2021 10:09

Нагадаю – щo Фау-2 досягала висоти 180 км колись давно, 80 років тому, ще у 1943 році.
Питання виходу на орбіту тоді не стояло, йшла війна і такі випробовування були надсекретними.
Невже зараз, через 80 років, одноступеневі ракети не можуть літати у космос?
На АЦ уже оговорювали можливість виходу “сухого” Starship на орбіту без бустера.
То чому набагато потужніший бустер без навантаження – Starship – теж не здатен такого зробити?

Бер 21, 2021 10:57

Бустер сможет вывести на орбиту только сам себя, без полезной нагрузки.

Бер 21, 2021 11:48

Q.E.D.
Для задачі створення орбітального складу саме це і треба

Бер 21, 2021 11:53

Он не может быть использован как танкер, ну хотя бы из-за отсутствия теплоизоляции, двигателей коррекции, стыковочного узла и т.п. В “танкерном” исполнении со всеми доделками он просто не сможет поднять свой вес на орбиту.
Разумный вариант – это танкер на базе старшип.

Бер 21, 2021 11:55

Так в букстері ж стінки занадто тонкі. Потрібна теплоізоляція. Це якщо обшити пенопластом та поштукатурити, то може й буде діло…

Бер 21, 2021 11:59

Це питання стоятиме перед будь-яким проектом створення орбітального складу, тому просто виносимо його за дужки

Бер 21, 2021 13:32

Давайте уважніше подивимось на цей самий бустер, який пішов під списання, і дамо відповідь на найважливіше питання: “чому його списують?” От дійсно – чому? Що на ньому такого зламалось-зносилось, що не поремонтувати, тільки викинути? Система управління – ремонтується і модернізується.
Двигуни – уже бачили не одну їх заміну.
Посадкові опори?
Рулі?
Фарба облізла? (Упс… він не фарбований!)
Що ще забув?
Але є дещо, що ремонту не підлягає. Дві великих і дві малих (може більше) посудин що працюють під тиском. Паливні баки. За сумісництвом – корпус. На який всі силові і термічні навантаження (не буду тикати пальцем, але є такі товариші, що вважають термічними навантаженням тільки нагрів, а заморозку на дві сотні в мінус – ні!). Те саме “старіння металу”. Є ще питання: наскільки рівномірно зношуватиметься конструкція, який запас міцності залишится. Так що скоріше за все бустер, який спишуть за технічним станом, буде не придатний для подальшого безпечного використання. А от “морально застарілому” можна буде дати друге життя, але скільки їх буде?

Бер 21, 2021 14:16

Тут як з авіалайнерами. Їх же не доводять до фактичного розвалювання від втоми конструкцій, а списують зі значним запасом. Відпрацював якийсь встановлений ресурс — на списання. Хоча переважна більшість зі списаних ще можуть літати. І не один рік.
Так от такому, бустеру-на-межі-вичерпання-встановленого-ресурса, можна дати змогу піднятися в останній раз, в облегшеному варіанті, без аеродинамічних причандал і посадкових опор. А на орбіті він може зберігати компоненти палива і при одній атмосфері, там не буде сенсу аж так переохолоджувати вміст складської цистерни. Тобто, умови роботи баків на орбіті можуть бут значно м’якішими, аніж на човникових рейсах

Бер 21, 2021 15:03

Контент видалено за запитом автора

Бер 21, 2021 18:25

Откуда берется это жгучее желание применять вещи не по назначению? Какой-то совершенно сельский подход применения всякой ржавой железяки в быту, если не сгодится, то хоть в сарае пусть лежит 🙂 Утилизировать бустер на земле – гораздо более правильнее, чем пулять его на орбиту. Во-первых, бустер прилетит туда пустой, во-вторых, как вы собираетесь длительное время хранить в нём криогенное топливо, хоть кислород, хоть водород, хоть метан, хоть керосин? В-третьих, “выкусить” нужные детали-это типа разобрать в открытом космосе корабль без приспособлений и т.д? Ну бред же! В-четвёртых, какой отель или ремонтная база, если он не оборудован никак? В-пятых, после такого оглушительного успеха переименуем ваш Брыль-склад в нью-МКС, а МКС в старый Брыль-склад и проведём шахматный матч с венерианцами 🙂

Бер 21, 2021 18:29

…а списані ТРД ставлять на колісні шасі і здувають з аеродромів сніг та воду

Бер 21, 2021 19:30

как вы собираетесь длительное время хранить в нём криогенное топливо, хоть кислород, хоть водород, хоть метан, хоть керосин?
Его можно использовать для

  1. НЕ длительного хранения криогенного топлива под меньшим давлением. Старшип-танкер, прилетел, закачал, улетел. Клиенты на орбите растащили в течении месяца.
  2. Использовать как негерметичный контейнер в составе ОС для хранения всякой всячины.
  3. Донор “органов”. Если рабочему Старшипу или еще кому-нить понадобились запчасти, то хорошо иметь под боком “старую развалюху”, от которой при надобности открутить/отрезать жизненно необходимую запчасть. Вместо снаряжения новой, внеплановой экспедиции для доставки… скажем резиновой прокладки размером с ладонь, или алюминиевой трубки диаметром Х, или болта М12.
Бер 21, 2021 20:37

Я умею читать, и все ваши три пункт уж забраковал выше 🙂 Особенно “донорство органов”

Бер 21, 2021 19:06

Если пустой бустер весит(я про сухой вес) не больше чем Старшип+полезная нагрузка(а я думаю что так и есть), то я не вижу проблемы. Более того, на первом этапе полёта(до отстыковки Старшипа в обычном полёте) бустеру будет лететь легче из-за отсутствия этих самых “Старшип+полезная нагрузка”.
Так что вывести бустер на орбиту вполне возможно. Идея стоящая рассмотрения. Лишние ёмкости и запчасти на орбите не помешают.

Бер 21, 2021 19:35

От я точно так само розмірковував, перед тим, як написав оце все

Бер 21, 2021 19:41

Если пустой бустер весит(я про сухой вес) не больше чем Старшип+полезная нагрузка(а я думаю что так и есть),Зачем гадать, тут уже все посчитано ))
https://thealphacentauri.net/80587-super-heavy-yak-lichinka-orbitalnogo-super-store/#comment-56433

Бер 21, 2021 19:57

Я не гадаю. Я провожу логическую цепочку(вроде бы нигде не ошибся), из которой, заметьте без подсчётов, становится очевидным возможность такого полёта.
А за расчёт спасибо.

Бер 21, 2021 21:10

По заявлению Маска на орбиту может выйти ускоритель Falcon 9, правда почти пустой. Так, что с СуперХэви точно проблем не будет.

Маск планирует серийное производство СуперХеви, так что у него не будет проблем и новый бустер для этой цели закинуть, возможно специально модифицированный. А если использовать схему отработанную в ФалконХеви, то можно и заполненный топливом бустер закинуть.

В близкой перспективе Маск для хранения топлива на орбитах Земли и Луны скорей всего будет использовать обычные СтарШип танкеры.

Бер 21, 2021 22:52

12 танкерів на одну заправку Старшіпа? І вся ця армада приблизно одночасно злітатиме, кучкуватиметься в одній точці орбіти, а потім почнеться найвеселіше — 12 стиковок-розстиковок. З перекачкою кріогенних рідин кожна. Якось мені ця схема виглядає не дуже

Бер 22, 2021 09:40

Для повної заправки одного СтарШіпа достатньо одного СтарШірТанкера.

Але Ви праві він має бути попередньо заправлений 12-ю стартами танкерів з Землі. СуперХеві на орбіті цю ситуацію не змінює в меншу сторону 🙂

Бер 21, 2021 23:19

Мені сподобався хід думок автора….
Завжди злився ,що такий об’єм, як бак шатла , викинутий в утіль.

Бер 21, 2021 23:29

Пан теж куркуль, як і я. Клуня має бути повною і крапка

Бер 22, 2021 10:03

Контент видалено за запитом автора

Бер 22, 2021 12:01

Потім начепимо на макітру бустера «шапочку з фольги» і заллємо під горло компонентами палива.Скорее всего, этот запас топлива будет хранится в кривиде, то есть, нужно оборудование, а не просто пустая болванка. Более того, нельзя просто так заменить 2-ю ступень чем попало.
Якщо нам це вдасться, ми отримаємо на ННО гігантський склад пального за один рейс.Каким образом? ТТХ Старшипа – 100т на НОО. Запас топлива в 1-й ступени 3,8 тыс. тон. Нужно 38 рейсов, чтобы заполнить такой объем.
Якщо нам це вдасться, ми отримаємо гігантський склад запчастин на орбіті, адже більшість Рапторів і систем їх життєзабезпечення будуть ще живими і придатними для повторного використання. Что-то я не понял переход от цистерны к складу с з/ч.
Якщо якийсь пасажирський чи вантажний Старшіп, перед поверненням на Землю втратить власні двигуни, він може просто прийти на Склад і викусити все необхідне для польового ремонту.Для этого нужно делать полноценную базу со кладом запчастей. Это еще сложнее, чем цистерна с топливом.
Якщо нам це вдасться двічі, ми отримаємо ще один гігантський склад пального , але не для пари метан-кисень, а для пари водень-кисень.Зачем Старшипу водород?
Для продажу вроздріб і початку комерційної діяльності задля окупності проектів.Кто-то кроме Маска озвучивал планы орбитальной заправки?
В Восьмий, Дев’ятий, Десятий… самі помрійте.Самое дороге в бустере – двигатели. Простая болванка стоит просто копейки на фоне стоимости СЖО для станции. К тому же, я не совсем понял, каким боком 1-я ступень становится 2-й и её запускают. Фантазия мне позволяет представить функционирования станций по типу Вавилон-5, а также КК, которые есть в СтарТреке. Но, фантазии и реальность – 2 большие разницы.
Лишається єдине питання — чи здатен бустер самостійно дістатися орбіти?Без переделки под вакуумные двигатели – нет. К тому же, тупо закинуть болванку, без маневрирования – это просто космический мусор.

Бер 22, 2021 13:28

Якщо план одноступеневого виходу на орбіту дозволятиме додаткову масу, в якості 2-го ступеня можна причепити систему стикування з танкерами-шаттлами, щоби окремо її не везти.

“Якщо нам це вдасться, ми отримаємо на ННО гігантський склад пального за один рейс”
Склад. Порожній ще склад, на 38 майбутніх заправок.
І, оскільки цей склад матиме в своєму складі 26 бустерів, ці бустери і слід розглядати як “склад запчастин”.
Ну, а далі я просто ескізно окреслив, яким ще чином можуть бути використані бустери, окрім початкового складу пального.
Трохи вище в обговоренні присутні розрахунки, з яких випливає, що одноступеневий вихід на орбіту реальний. Навіть на одних атмосферниках

Бер 22, 2021 14:00

І, оскільки цей склад матиме в своєму складі 26 бустерів, ці бустери і слід розглядати як «склад запчастин».В условия космоса снять с одного КК и установить на другой – просто фантастика. При этом, вы говорите, что сложно провести 10 заправок на орбите.
Навіть на одних атмосферникахВывели, что дальше? Маневрировать не нужно? Простая болванка – это очень дешево. Нужно много чего переделывать. 2-я ступень с атмосферными двигателями… которые отработали свой срок (ибо какие могут быть причины списания ступени с хорошими двигателями) – такое себе решение.