knezevolk

knezevolk
Рейтинг
297
Регистрация
18.08.2008

Зеленый Кот неплохо проехался по тем, что близоруко считает что "многоразовость-снижает-полезную-нагрузку". :)

Как Илон Маск обманул формулу Циолковского

SpaceX смогла доказать, что научилась использовать в ракетах многоразовые первые ступени. Что это значит для космической отрасли?

31 марта произошло знаковое событие для частной космонавтики, а может быть, и для всей космической отрасли. Ракета Falcon 9 частной космической компании SpaceX смогла вывести на геопереходную орбиту телекоммуникационный спутник SES-10. Главной особенностью пуска стала первая ступень ракеты, которая однажды уже участвовала в космическом пуске и была безопасно возвращена на Землю.

С момента объявления Илоном Маском цели — достижение многоразовости первой ступени — многочисленные критики по обе стороны океана обращали внимание на очевидный факт: возвращаемая первая ступень снижает массу выводимой полезной нагрузки. С точки зрения логики критика верна: если «ноги на ракете» приводят к снижению массы полезной нагрузки на 30%, а многоразовая первая ступень приводит к снижению стоимости запуска на 30%. Одно покрывается другим, и вывод кажется очевидным: ноги не нужны. Этой логики придерживались и многочисленные российские космические эксперты, и чиновники Роскосмоса.

Действия SpaceX, продолжающей свои эксперименты с возвращаемой ступенью, рассматривались с разных точек зрения: от «вводит в заблуждение инвесторов» и «пиарится», до «готовит технологии посадки на Марс». При этом, кажется, никто не сомневается в прагматичности Маска, для которого главным приоритетом является финансовая прибыль. Отсутствие понимания мотивов Илона Маска приводят к пророчествам типа «скоро пузырь многоразовости лопнет», и известия о технических или финансовых проблемах SpaceX воспринимаются как близкие вестники краха.

Тем временем SpaceX занималась и занимается накоплением уникального опыта эксплуатации многоразовых систем, которые оказываются на порядки дешевле предыдущего многоразового опыта США — Space Shuttle. Пока одни пророчат «не взлетит», другой учится летать. Двигатели модернизируются, программное обеспечение и авионика развиваются, мощность ракеты растет, а цена — и так самая выгодная на рынке и без многоразовости.

Примеру SpaceX с развитием многоразовых систем последовали несколько крупнейших аэрокосмических производителей.

Главный конкурент SpaceX на американском рынке — ULA — вспомнил о своем проекте 2008 года по спасению ракетных двигателей первых ступеней и воплощает его в новой ракете Vulcan. Европейский производитель Airbus занялся разработкой системы Adeline, тоже с возвращением двигателей.

Новичок в космическом деле Blue Origin последовательно готовится к 2020-м годам вытеснять конкурентов на рынке космических запусков своей многоразовой ракетой New Glenn.

Такое поведение конкурентов SpaceX может показаться карго-культом: «Маск делает, и мы делать будем», но только на первый взгляд. Соображение «ноги ракеты требуют 30% массы, а значит, невыгодны» базируется на предположении, что в каждый пуск ракета летит всегда с максимальной нагрузкой. Однако практика далеко не всегда подтверждает, казалось бы, логичный вывод. К примеру, космические корабли Dragon, которые SpaceX запускает на низкую орбиту по контракту от NASA, нагружают ракету Falcon 9 FT примерно на 45%. Такие пуски вполне позволяют потратить 30% ресурса на возвращение первой ступени. Но госконтракты находятся вне мирового рынка запусков, поэтому целесообразно сравнивать только коммерческие пуски на геопереходную орбиту. Данная орбита наиболее востребована на мировом рынке запусков коммерческих телекоммуникационных космических аппаратов. Именно пуски на геопереходные орбиты требуют от ракеты максимальной энергетики, и здесь наиболее закономерен вопрос экономической эффективности «ног у ракеты». И именно в этом сегменте российские ракеты занимали до недавнего времени существенную долю рынка.

Обратимся к практике. Ближайший аналог тяжелой версии Falcon 9 по цене и выводимой нагрузке — российский «Протон-М». Мы рассмотрим коммерческие пуски за 10 лет на геопереходную орбиту, куда предельная нагрузка «Протона-М» — 6,35-7,1 т. Для строгости подсчетов будем учитывать только верхний предел: 6,35 т.

Как видим, лишь раз удалось достичь 91% эффективности. То есть мощности ракеты практически никогда не задействуются полностью. При повышении энерговооруженности ракеты, например за счет использования переохлажденного кислорода, как на Falcon 9FT, получается выиграть еще несколько процентов. Что и позволяет если не каждой, то почти каждой ракете выполнять полноценный контракт и возвращать ступень, не теряя в прибыли. Если же спутник действительно окажется тяжелый или орбита сложнее, то с ракеты можно снять системы посадки, именно так и было сделано при предыдущем пуске Falcon 9 со спутником EchoStar 23 две недели назад.

Судя по всему, те же расчеты провели и в ГКНПЦ имени М. В. Хруничева, где производят ракету «Протон». Результатом стала не новая многоразовая ракета, а облегченные модификации «Протон Средний» и «Протон Легкий». Здесь снижение стоимости около 10-15% достигается за счет исключения третьей ступени и увеличения топливных баков первых двух. «Протон Средний» может обойти в цене одноразовый Falcon 9 FT, проигрывая в полтора раза по выводимой массе, но если технология частичной многоразовости будет освоена SpaceX в полной мере, то ценовое преимущество снова может быть утеряно.

http://zelenyikot.livejournal.com/114083.html

Несколько фото исторического запуска:

outtime:
А какой бюджет ушел на восстановление/донастройку б/у ступени, чтобы она полетела и приземлилась во второй раз?

А никто не скажет. Но SES выбила на запуск на бэушной ступени существенную скидку, от 30 до 40 процентов по разным источникам.

Не исключаю, что конкретно на этом пуске Спейсы потерпели убытки, потому что они:

- только осваивают процедуры, связанные с межполетным обслуживанием

- дали очень большую скидку заказчику-первопроходцу. На следующие бэушные ступени пока будут давать скидку в 10%.

Arsh:
а с обтекателем - получилось что-то?

Одну половинку спасли. Только одну, потому что, вроде, это был тест и системой парашютов и определения местоположения и была оснащена только одна половина.

"Вишенка на торте" (с) Маск.

Теперь:
knezevolk игнорирует вопросы, но просит апать тему. Ап!

Вопросы от тех, кто не умеет читать? Спасибо, поберегу свое время.

=====

Спутник отделился от второй ступени. Запуск можно признать успешным на 100%. ☝

Второе включение и выключение двигателя второй ступени состоялось.

Приключения первой ступени вновь окончились благополучно - она вновь успешно села на баржу в Атлантическом океане.

Старт:

Отделение первой ступени:

Первая ступень на пути домой:

Успешная посадка:

Вторая ступень со спутником продолжает свой путь.

Теперь:
Как можно убедиться, что это та же самая ступень?

Вам - никак.

Но спасибо за ап темы :) Продолжайте в том же духе, пожалуйста.

====

Вообще, у этого запуска три новинки. Про две уже рассказал выше - повторный запуск первой ступени и попытка спасения обтекателя.

Есть и третья - на морской платформе Of Course I Still Love You, на которую вновь планируется посадка ступени, появился новый обитатель...

Знакомьтесь - Optimus Prime, новый секретный автономный робот-установщик гидравлических домкратов для быстрой стабилизации вернувшихся ступеней. Оптимус имеет свое место-укрытие под щитом на морской платформе, а на прилагающихся картинках объясняется принцип его работы.

Час до запуска. Началась заправка ракеты керосином.

Слева - ступень год назад перед запуском грузовика Дракон к МКС.

Справа - эта же ступень, готовая к новому пуску:

Ссылки на прямые трансляции чуть выше.

Телекоммуникационная компания SES, чей спутник полетит на бушной ракете, внакладе тоже не осталась.

Во-первых, они выбили существенную скидку - по разным сведениям, от 10 до 40% от стандартной цены за коммерческий запуск Фалькона в $61,5 млн.

Во-вторых, получив известность как первая компания, запустившая спутник на уже летавшей ранее ракете.

На последний факт и намекает надпись на обтекателе, которую можно перевести как "по ту сторону границ".

Кстати, обтекатель в этой миссии тоже попытаются спасти (насколько я помню - тоже впервые) - он миллионы долларов стоит.

_SP_:
Протон выводит 23 тонны вроде как...

Это на низкую опорную. На ГПО Протон выводит 6-7 тонн, Фалькон в невозвращаемом варианте выводит до 8,2 т - а стоит дешевле. Полностью американская ракета, собранная полностью в США, с их немаленькими зарплатами. "Почувствуйте разницу" (с)

К тому же не стоит забывать, что многое зависит не только от чистого веса ПН, но и еще от энергетики нужной орбиты - конкретно этот спутник долго ждал своей очереди и поэтому его запустили на максимально выгодную конфигурацию орбиты, чтобы он добрался до нужной точки в кратчайшие сроки.

_SP_:
Но, повторюсь, проект по отжиманию бабла в общем-то удался.

У кого Маск отжал бабло? Компанию он создал на свои деньги. НАСА платит ему лишь за разработку пассажирского корабля и за конкретные услуги - доставку грузов на МКС.

Все остальное - постоянные модификации ракеты, эксперименты с приземлением, миссия Red Dragon и т.п. - деньги Маска и своих инвесторов.

cblcg:
срок он балабол

Этот балабол уже все коммерческие запуски у Роскосмоса отжал.

Все бы такими балаболами были. Глядишь, мы бы уже совсем в другом мире жили.

===========

Ракета на установлена на стартовый стол:

Та же самая историческая 39-ая площадка на мысе Канаверал, с которой летали Шаттлы и Аполлоны.

Всего: 4069