Тепер мені цікаво, чи реально космічний корабель, що здійснив повітря, протягом наступних 20 років реально міг би перелетіти нас до Місяця - тобто вони могли б досягти швидкості втечі?
Повітряний запуск до LEO: Готово зараз
Запуск повітря на місячну орбіту - так, але при 20% -25% корисного навантаження LEO
Повітряний запуск на Місяць і назад до LEO: Так, але з приблизно 5% корисного навантаження LEO
Легко не помітити деякі практичні реалії при захопленні над паперовими системами.
Співвідношення маси транспортних засобів, що запускаються повітрям, до маси крила, повернутої на базу крила, не слід випускати з уваги. Розмір Mothership встановлює верхню межу маси космічного транспортного засобу. Збільшення вище маси корисних вантажних літаків може бути можливим, наприклад, з повітряними кулями, але це вимагає деяких надзвичайно спеціалізованих систем. Якщо дивитись на малюнки нижче, схоже, повернення пілотованого місяця на земну поверхню є нереально великим очікуванням для систем, що запускаються повітрям. Невеликі безпілотні кораблі на місячну орбіту практичні.
Відповідь - «так, очевидно», оскільки ви можете створити місячний пусковий апарат з невеликим розміром, ніж зазвичай використовується, і ви, можливо, зможете створити засіб для запуску повітря. наприклад, запуск повітряної кулі може забезпечити дуже значну масу, і це було запропоновано в різних дослідженнях.
Доказ існування загальної концепції випускається у формі декількох орбітальних апаратів, запущених на повітря. Вони використовуються лише для введення LEO (низької орбіти), але швидкість втечі була б досяжна, якщо врахувати корисний навантаження.
Наведений нижче матеріал наводить приклади того, що реально можна досягти на основі існуючих невеликих повітряних пускових установок LEO-супутників, а також на пропозицію 2013 року від Orbital Sciences, Берта Рутана та Пола Аллена.
Це свідчить про те, що несуттєвий запуск повітря міг би доставити близько місяця на орбіту від 800 до 1000 фунтів - ще більше, якщо є найпотужніші паливні системи та системи або навіть більші "материнські судна". Це незручно менше, ніж те, що ви реально хочете доставити одну людину на місячну орбіту і назад. Хоча можливе масштабування, воно не виглядає привабливим для місячних повернень на багато людей.
Перевагами повітряного пуску є не посилення висоти як такої, а значне посилення зменшеного опору повітря та мале посилення швидкості. Хоча швидкість запуску повітря є незначною часткою орбітальної швидкості, наземний пусковий апарат повинен додати початкову швидкість, підтримуючи максимальну масу проти сили тяжіння. Це незначні порівняно з втратами опору повітря, але корисні. Повітряний опір наполовину приблизнокожні 15 000 футів, а перетягування обернено пов'язане з щільністю повітря. А перетяг пропорційний швидкості в квадраті - тому, якщо ви можете почати повільніше і вище, це може значно допомогти. Вам в кінцевому підсумку знадобиться дуже значна «горизонтальна» швидкість на орбіту, але спочатку вихід з густої нижньої атмосфери з мінімальними втратами є надзвичайно важливим. У "материнства" є крила та дихальні двигуни повітря, а паливо дешеве порівняно з витратами на його перевезення на велику висоту та великі швидкості, тому система, що запускається в повітря, забезпечує прибуток у витратах та можливостях запуску транспортного засобу в ситуаціях, коли розумно можливо побудувати досить великий "материнство". Для невеликих корисних навантажень LEO вона є вигідною життєздатністю (і використовується), для дуже малих односторонніх місячних корисні навантаження є її придатними, але для повернення місячних,
Ось відео повітряного запуску системи XL "Пегас" . Це показує дію від безпосередньо перед запуском до вигорання на етапі 1.
"Наступний етап" цієї можливості станом на травень 2013 року показаний тут.
Стратозапуск і орбітальний - висота запуску повітря . Як це було змінено більш новими подіями, я не знаю, але це показало те, що планувалося в 2013 році, так що стосується вашого питання.
Цей пусковий апарат запропонував LEO корисну навантаження в 13 500 фунтів.
Це не величезна кількість, але, безумовно, забезпечує корисне навантаження
Призначення відносних потреб дельти V та палива для місій занадто складне, щоб дати спрощені відповіді, які охоплюють більше, ніж конкретні приклади, але, як насправді грубо вказівка, "дельта-V" від LEO до місячної орбіти становить приблизно приблизно 40% що потрібно, щоб досягти LEO з земної поверхні. У таблиці нижче наведено зміни швидкості, необхідні для різних орбітальних та локаційних переходів. Це дає 3,9 км / с, як потрібна дельта V від ЛЕО до місячної орбіти.
Основна формула для обчислення зміни швидкості для ракети - це (не дивно) "ракетне рівняння: -
Виклик M2 / M1 = відношення маси = MR.
Використовуючи скромний за сучасними стандартами Isp 300 об'єм, для отримання дельти-V, скажімо, 4000 м / с потрібен MR приблизно 3,7 або кінцева маса ~ = 1 / 3,7 = 27% від загальної кількості.
Тож ПРО 25% з вищезгаданих 13 500 фунтів можна було доставити на місячну орбіту
= ~ 3375 фунтів = 1,5 тонни
~ = 1,5 тони :-)
Це в свою чергу може повернути близько 840 фунтів на LEO і значно меншу суму назад на землю. Таблиця нижче - з цієї університетської сторінки в Делфті
Пов'язані:
Фотографії пускової машини Pegasus із посиланнями
OSC Pegasus - 44 запуски з 1990 року.
Pegasus XL - 443 кг на LEO, так ПРО 100 кг на місячну орбіту.
Місія НАСА Пегас 2014 року
Сторінка Facebook OSC
Діаграма V внутрішньої системи
З ** Вікіпедії - бюджет Delta-v, який
також використовується в цій публікації обміну стеками
