Хроники спецоперации. Обстановка на 16:00

И, всё-таки, о прыжках «кузнечиков»

51 15109


Ракета «Фалькон-9» с системой мягкой посадки. Конструкции «ног» сложены вдоль корпуса первой ступени.

В комментариях к нескольким моим последним записям на любые темы — от политики и до устройства Вселенной, уже несколько раз задавали вопрос о несомненном успехе компании «Спейс Икс»: мягкой посадке первой ступени ракеты «Фалькон-9».

Поэтому, уважая интерес моих читателей к данной теме, выскажу ряд своих мыслей о данном начинании Элона Маска и его компании.


Для начала — несколько цифр.
Общий вес ракеты-носителя «Фалькон-9» составляет в многоразовом варианте почти 506 тонн. По стартовому весу данная ракета разместилась где-то посередине между российскими РН «Союз» (307 тонн) и «Протон» (705 тонн).
Если сравнивать «Фалькон-9» с новой российской ракетой «Ангара», то он тоже будет где-то в полтора раза меньше: «Ангара-А5» весит на старте 759 тонн.

Разнится и полезная нагрузка указанных ракет-носителей. Здесь нам надо упомянуть, что различные ракеты-носители отчасти жёстко «привязаны» к собственным стартовым столам, каждый из которых по-разному использует «бесплатное» собственное вращение Земли.
Казалось бы невидимое и слабо ощутимое нами, находящимися на поверхности, собственное вращение Земли вносит ощутимую лепту в вес полезной нагрузки, которую может поднять на орбиту та или иная ракета-носитель, стартующая из разных (и определяемых её космодромом!) точек земной поверхности:

РН

Как видите, старт с мыса Канаверал чуть ли не вдвое выгоден, исходя из собственной скорости вращения Земли, а старт с экватора, который был доступен, например, РН «Зенит», позволял ей использовать дополнительные 150 м/с скорости Земли по сравнению со стартом с Байконура.

Почивший в бозе «Зенит», от запусков которого, судя по всему, откажутся в России и чьи запуски может и прекратить обанкротившийся консорциум «Морской старт» может служить наглядной иллюстрацией силы места запуска с точки зрения использования вращения Земли.
Так, при выводе с Байконура на низкую околоземную орбиту (НОО) полезной нагрузки ракетой-носителем «Зенит» (масса которой, кстати, ближе всего подходит к стартовой массе «Фалкона-9» и составляет от 459 до 473 тонн), масса такой нагрузки составит не более 13,7 тонн.
А вот при запуске в идеальных условиях «земного гандикапа», с экватора, «Зенит» выведет на НОО уже 15 тонн полезного груза. Вот вам и 10% экономии (или выгоды), причём — на ровном месте.

Посмотрим, что у нас с цифрами полезной нагрузки упомянутых РН. В скобках я буду сразу приводить и процент полезной нагрузки, которую может забросить на НОО тот или иной тип ракеты-носителя, в отношении к стартовому весу ракеты и, справочно — выбранный космодром запуска и стартовый бонус в м/с.

Итак, «Фалькон-9» в одноразовом варианте (версия 1.1) выводит на НОО 13,15 тонны (2,6%, база Вандерберг, 385 м/с)
Тот же «Фалькон-9», но в многоразовом варианте (версия 1.1 R) выведет на НОО, по заявлениям самого «Спейс Икс» где-то от 15 до 30%. Если принять весьма спокойную оценку уменьшения веса на НОО в 20%, то это окажется 10,5 тонны на НОО (2,07%, база Вандерберг, 385 м/c).
Для украинского «Зенита» нагрузки, соответственно, составляют, как я уже упомянул, 13,7 тонны (2,98%, Байконур, 317 м/с) и 15 тонн (3,17%, острова Рождества, 465 м/c).


«Морской старт» для РН «Зенит» по-прежнему пока что остаётся самым технически элегантным решением по выводу полезной нагрузки на орбиту.

Для российского «Союза» эти параметры составляют 7,1 тонны (2,31%, Байконур, пилотируемые запуски, 317 м/с) и 9,2 тонны (2,98%, Куру, беспилотные запуски, 463 м/с).
Разницу между пилотируемыми и беспилотными запусками я уже как-то разбирал в связи с чем не смущайтесь столь скромной нагрузкой «Союза» при старте с Байконура — всё-таки людей везём на орбиту, а не картоху ценное научное оборудование на МКС.

Ракеты-носители более высокого и тяжёлого класса, нежели «Фалькон-9», ожидаемо имеют лучшие параметры по полезной нагрузке даже при старте с северных космодромов. Так, «Ангара-А5» выводит на НОО 25,8 тонны (3,39%, Плесецк, 212 м/c).
В силу этого факта я не буду брать в расчёт ни «Ангару», ни «Протон» — тут сравнение в чисто технических параметрах будет уже не в пользу «Фалькона-9».

Как видите по приведенным цифрам — «Фалькон-9» оказывается весьма средненькой ракетой даже на фоне старого «Союза», не говоря уже о более современном «Зените», которому и принадлежит пока что рекорд в массе полезной нагрузки на НОО в классе ракет со стартовой массой около 500 тонн.

Остаётся, в общем-то, один параметр: стоимость.
Поскольку Маск изначально ориентировал свою ракетную компанию именно на то, что его ракеты должны быть самым дешёвым способом доставки полезной нагрузки на НОО.
Для «Фалькон-9» в варианте 1.1 R эта стоимость была заявлена (08:15-11:20),  как «где-то на треть меньшая, нежели для варианта одноразового пуска».
Это, в общем-то, заявления от самих производителей, а не заклинания о том, что «ракета стоимостью в 30 миллионов долларов запускается с топливом на 200 000 долларов, которое потом в неё можно снова залить!».
Понятное дело, в стоимость повтороного пуска «Фалькона-9» войдёт и новое топливо, и новая вторая ступень, и инспекция уже отлетавшей первой ступени, да и многое иное, что надо вложить вот в это, уже не столь надёжное изделие:


Мне это тоже нравится. Но не настолько, чтобы просто снова «залить топлива в бак».

Для версии 1.1 (обычная, одноразовая ракета) стоимость запуска составляет 61,2 млн. долларов. Или же, в удельных цифрах, 4 653 доллара за килограмм груза на НОО.

Нетрудно посчитать, что для версии 1.1 R, с учётом уменьшенной нагрузки на НОО, это составит в иделе 42,8 млн. долларов за запуск — или же 4 080 долларов за килограмм груза. При учёте того, что сама полезная нагрузка составит -20% или же 10,5 тонны на НОО.
Как видите, конечно «меньше», но уж никак не «даром».

Ну и, чтобы два раза не вставать, те же самые параметры для конкурентов «Фалькона-9»:
«Зенит» (Goodnight, sweet prince) - стоимость запуска от 35 до 50 миллионов долларов, 2 600-3 700 долларов за килограмм на НОО.
«Союз» (запуск с Куру) — от 40 до 60 миллионов евро за запуск,  4 600-7 000 долларов за килограмм на НОО.
«Протон» (запуск с Байконура) — 70 миллионов долларов за запуск, 2 830 долларов на НОО.

Данных по коммерческой стоимости запуска грузов на ракете «Ангара А5» у меня пока что нет, но, в целом, она должна быть, исходя из весового совершенства изделия, даже ниже, чем у «Протона».

Кстати, если помните, у «Ангары» был и свой вариант повторного использования стартовых ускорителей, о котором я тоже как-то рассказывал:



Кроме этого, надо сказать, что эйфория по-поводу «Фалькона-9» в стиле «О, боги, Маск впервые сделал ЭТО!!!111» меня несколько напрягает, потому чтоуже давным-давно это делалось. Сначала в США, ещё в 1990-х, с использованием наработок из СССР:



А в этом году — снова в США, в рамках разработки суборбитальной ракеты New Shepard:



В общем, резюмируя: на то и Маск, чтобы «Роскосмос» не дремал.
А победит ли в итоге концепция «прыгающих кузнечиков» или всё-таки мы увидим в будущем гиперзвуковые орбитальные самолёты — покажет уже жизнь и практика, а не пиар и наши ожидания.

Главное это — идти вперёд.

Флеб-финикиец в пучине лежит две недели,
Волны над ним похоронную песню пропели,
Там он вернулся к волнениям юности бурным,
К зрелости тайнам и прибыльным тканям пурпурным.
Ты, иудей иль эллин, под парусом быстрым и прочным,
Вспомни о Флебе - и он был красивым и мощным. 


А время уже само рассудит героев.
 

alex_anpilogov 

Хлебный вопрос. Зачем Россия позволяет Западу вывозить зерно из Украины

В четверг, 27 мая, российские власти сообщили: созданные гуманитарные коридоры для выхода иностранных судов из украинских портов будут расширеныКоридоров два. По одному пойдут суда, ран...

Началось... Россия задала Финляндии всего лишь два территориальных вопроса...

Генсек НАТО признал, что план по ускоренному расширению на север сорван: Финляндия и Швеция вряд ли станут кандидатами на членство на саммите альянса в июне из-за требований Турции. Но ...

Тяжелая ситуация под Харьковом: силы РФ грамотной тактикой загоняют ВСУ в ловушку

Необычная стратегия Вооруженных сил России в харьковском направлении начала приносить свои результаты. К такому выводу пришел известный военный обозреватель Геннадий Алехин. В интервью информационн...

Обсудить
  • Хочу увидеть героев, которые полетят на втором запуске этой ракеты. Шатлы тоже разваливались не на первом запуске. Тотальная проверка - дело хлопотное. Да и статистики с появление "тотальных" дефектов нет. Если ступень будет хватать на 2-3 пуска - нафига козе баян.
  • Статью не читал ибо много букв... З.Ы. Можно было в двух словах!... З.Ы.2. Кто победил? =)
  • Забавно-кругом американский популизм сквозит...
  • Бин... ракета преземляющеяся вертикальна глупа в 2-х случиях... 1. нахрена она вертикальна? Если ее все равно ложить набак чтоб перевезти?! 2. топливо не жалко?!
    • CPSU
    • 2 января 2016 г. 19:04
    В Роскосмосе есть планы создать возвращаемую 1-ю ступень (примерно как у Маска) только позже. Похоже тренд!