Основные характеристики предполагаемых полезных грузов для реализации лунной программы приведены в табл. ниже.
Таблица. Предполагаемые полезные грузы для реализации лунной программы
Наименование |
Масса 1 шт. ПГ на опорной орбите, т |
Габариты ПГ, м |
Лунный пилотируемый корабль (ЛПК) |
16,5 |
∅ 4,4×6,1 |
Транспортный пилотируемый корабль нового поколения (ТПК НП) |
12 |
∅ 4,4×6,1 |
Многоразовый лунный пилотируемый корабль |
59 |
Подлежат определению |
Кислород-водородный |
43,5 |
∅ 5,5×10 |
разгонный блок |
||
Малый разгонный блок Посадочный комплекс (ПК) |
~7 |
∅ 3,55×1,55 |
с полезным грузом (луноходы, модули лунной базы и т.п.) |
28 |
∅ 8×6 |
Взлетно-посадочный комплекс (ВПК) |
28 |
∅ 8×6 |
Многоразовый пилотируемый ВПК Многоразовый грузовой ВПК / |
28,5 |
∅ 8×6 |
Многоразовый посадочный комплекс (МПК) Сборочный комплект многоразового |
28,5 |
∅ 8×6 |
межорбитального буксира с ЭРДУ и ЯЭУ: гермоотсеки, двигательные модули, элементы радиатора. Блок баков рабочего тела |
25 |
∅ 6,5×22 |
многоразового межорбитального буксира |
23 |
∅ 5,5×15 |
Универсальный модуль базовый лунной орбитальной станции |
30 |
∅ 4,5×22 |
Исходные данные для расчета грузопотоков. Масса лунной базы (ЛБ) первого этапа с экипажем из 3 человек, сменяемым каждые 6 месяцев, и состоящей из командно-жилого, складского, лабораторного модулей, ЯЭУ и луноходов, оценивается в ~60 т. Масса лунной орбитальной станции, которая на последующих этапах будет служить транспортным узлом и работать в посещаемом космонавтами режиме, исходя из опыта строительства и эксплуатации околоземных орбитальных станций «МИР» и МКС, может быть оценена в ~30 т. Масса завода по производству компонентов ракетного топлива оценивается в ~30 т.
По проработкам РКК «Энергия» для обеспечения жизнедеятельности экипажей орбитальных станций и лунной базы, поддержания работоспособности систем и агрегатов понадобится грузопоток до 3,5 т/год на человека.
Рассмотрим различные варианты обеспечения грузопотока.
Во-первых, обеспечение грузопотока при использовании существующих технологий, схем полета и одноразовых транспортных средств типа программ «Аполлон» и «Орион».
Во-вторых, развертывание и эксплуатация инфраструктуры при новых схемах и технологиях, при использовании которых возможно несколько вариантов обеспечения грузопотока.
Первый вариант обеспечения грузопотока. Многоразовый межорбитальный буксир (ММБ) заправляется на орбите у Земли рабочим телом, доставленным с Земли. Взлетно-посадочные комплексы (грузовой и пилотируемый) — одноразовые, доставляются с Земли. Лунный пилотируемый корабль (ЛПК) — частично многоразовый, заправляется (дооснащается) на Земле (с аэродинамическим торможением у Земли).
Второй вариант обеспечения грузопотока. ММБ заправляется на орбите у Земли рабочим телом, доставленным с Земли. Многоразовые ВПК (грузовой и пилотируемый) заправляются у Луны топливом, доставленным с Земли. Многоразовый ЛПК заправляется (дооснащается) у Земли (с ракетным торможением у Земли).
Третий вариант обеспечения грузопотока. Данный вариант отличается от предыдущего использованием многоразового ЛПК с аэродинамическим торможением. За счет применения аэродинамического торможения у Земли многоразового ЛПК после возвращения с Луны достигается уменьшение массы грузов, ежегодно доставляемых на околоземную орбиту, на 230 т.
Четвертый вариант обеспечения грузопотока. ММБ заправляется у Земли рабочим телом, доставленным с Земли. Многоразовые ВПК (грузовой и пилотируемый) заправляются на Луне кислородом, полученным на Луне, на окололунной орбите водородом, доставленным с Земли. Многоразовый ЛПК заправляется у Земли водородом, доставленным с Земли, у Луны — кислородом, доставленным с Луны, с аэродинамическим торможением у Земли.
По оценкам, для обеспечения доставки и развертывания базы, орбитальной станции и завода по производству кислорода на Луне на околоземную орбиту понадобится доставить грузы массой ~600 т, так как до создания на Луне завода по производству кислорода обеспечение грузопотока идет по первому варианту.
А после развертывания завода для обеспечения работы базы, орбитальной станции, смены экипажа 2 раза в год грузопоток резко падает и потребуется доставлять на околоземную орбиту грузы массой до 90 т ежегодно.
Для получения на Луне компонентов ракетного топлива потребуется создание и доставка на Луну добывающих комплексов, комплексов переработки сырья, получения и хранения топлива, а также энергоустановок к ним.
Сравнение вариантов обеспечения грузопотока приведено в табл. ниже.
Таблица. Сравнение вариантов обеспечения грузопотока
№ п/п |
Вариант |
масса ПГ,т |
Количество пусков PH класса |
|||
обеспечения грузопотока |
«Протон» |
«Ангара-7» |
«Энергия» |
РНсПГ 60 т. |
||
Использование существующих технологий, схем полета и одноразовых транспортных средств типа программ «Аполлон» и «Орион» |
||||||
1. |
Доставка и развертывание ЛБ и ЛОС |
740 |
34 |
19 |
8 |
13 |
Обеспечение эксплуатации в течение одного года |
435 |
20 |
11 |
5 |
8 |
|
Первый вариант обеспечения грузопотока при новых схемах и технологиях |
||||||
2. |
Доставка и развертывание ЛБ и ЛОС |
420 |
20 |
11 |
5 |
7 |
Обеспечение эксплуатации в течение одного года |
300 |
14 |
8 |
3 |
5 |
|
Второй вариант обеспечения грузопотока при новых схемах и технологиях |
||||||
3. |
Доставка и развертывание ЛБ и ЛОС |
390 |
19 |
10 |
4 |
7 |
Обеспечение эксплуатации в течение одного года |
510 |
25 |
13 |
6 |
9 |
|
Третий вариант обеспечения грузопотока при новых схемах и технологиях |
||||||
4. |
Доставка и развертывание ЛБ и ЛОС |
390 |
19 |
10 |
4 |
7 |
Обеспечение эксплуатации в течение одного года |
280 |
13 |
7 |
3 |
5 |
|
Четвертый вариант обеспечения грузопотока при новых схемах и технологиях |
||||||
5. |
Доставка и развертывание ЛБ, завода и ЛОС |
600 |
28 |
15 |
6 |
10 |
Обеспечение эксплуатации в течение одного года |
90 |
5 |
3 |
1 |
2 |
Из сравнения видно, что наиболее предпочтительным с точки зрения уменьшения массы доставляемых на околоземную орбиту грузов является четвертый вариант обеспечения грузопотока.
Найти на unnatural: Предполагаемые полезные грузы выводимые Земли для реализации лунной программы