Судно с плавучим космодромом “Морской Старт” в этом году перебазировалось из Флориды (США), на Славянской судоремонтный завод в порт Славянка в Приморском крае, и, затем, в порт Советская Гавань на Дальнем Востоке.
[mwm-aal-display]
Зачем нужен был Морской Старт США
Зачем “Морской старт” (космодром) нужен был американцам понятно – содрать советские космические технологии.
Забавный факт, опасаясь что в результате дефолта 1998 года Ельцин может потерять власть, которая перейдет к коммунистам, и, как следствие, будет запрет на отправку платформы в США, американцы выгнали недостроенную платформу из России к себе во Флориду.
Текущее состояние
Но, вот зачем сейчас России нужен этот чемодан без ручки – совершенно непонятно. Ресурс исчерпан в 2019 году и платформа нуждается, как минимум, в капитальном ремонте. Об этом свидетельствует и место перебазирования.
Так же, непонятна комплектность платформы и сборочно-командного судна Sea Launch Commander. Возможно, американцы демонтировали с него часть оборудования по соображениям “национальной безопасности”.
Ну, и наверное самое главное – ракета “Зенит”, на которую проектировался Морской старт, – российско-украинской разработки и производства, – больше не производится.
То есть, технически, проблем нет, но сборка расположена на Украине, при том что около 80% комплектующих должно поставляться из России. Исходя, из современных политических реалий, организовать такое сотрудничество невозможно. Это российский уголь можно выдавать за “Роттердам+”, а комплектующие имеют номера и сертификаты. Их на ЮАР не перепишешь.
Преимущества Морского Старта
Чтобы разобраться в этом, надо окунуться немного в ракетодинамику. Ключевым параметром является ΔV – необходимый прирост скорости для достижения тех, или иных орбит. Но этот параметр может быть снижен за счет собственного вращения Земли, где линейная скорость на экваторе составляет 460 м/с. Это больше скорости звука в воздухе, и составляет около 5% необходимой первой космической скорости. Для сравнения, на Байконуре эта скорость составляет 315 м/с. Разница кажется совершено незначительной – 150 м/с или около 2% от необходимой скорости.
Еще большим будет выигрыш, если запускать спутники на экваториальные орбиты, то есть которые лежат в плоскости экватора. В этом случае не надо тратить значительные запасы топлива на поворот орбиты.
Это на земле поворот можно осуществить практически не затрачивая энергии, как это, например, происходит при езде на велосипеде или полете планера. В космосе же любой поворот – это затраты энергии. Нужно затормозить в одном направлении и ускориться в другом.
Именно в экваториальной плоскости лежат геостационарные орбиты, на которые и выводится полезная нагрузка запусков с Морского старта.
Дополнительная начальная скорость и отсутствие затрат на разворот орбиты обеспечивает выигрыш в 25-30% в весе полезной нагрузки, при выводе на геостационарную орбиту.
Что это дает?
Например, стоимость запуска Союза-ФГ составляет около $50 млн (3 млрд. руб). Полезная нагрузка, при запуске с Байконура 7 тонн. Каждый килограмм полезной нагрузки обходится в $7’000. Если эту цену взять за исходную, то запуск этой ракеты с экватора позволил бы поднять нагрузку до 9 тонн, и позволить заработать дополнительные $14 млн.
Еще одна фактор экономии – это отсутствие затрат за аренду земли, и ликвидации последствий от падающих, отработанных разгонных ступеней, в штатном или аварийном режиме. На экваторе, обширные площади, не принадлежащие никакому государству, соответственно, безлюдные и с полным отсутствием морского трафика.
А затраты доставки космодрома и ракеты до места старта, не сильно дороже доставки ракеты до стартового стола на любом космодроме мира, так как доставка морем это самый дешевый вариант доставки любых грузов в мире.
Таким образом, “Морской старт” позволяет экономить/зарабатывать значительные денежные средства, а значит и позволяет конкурировать с новыми проектами типа SpaceX.
А вот “интернет байки” о том, что “Морской старт” нужен для того, что бы иметь возможность запускать ракету с любой точки мирового океана – не более чем байки. В этом просто нет необходимости, хотя, действительно, такая возможность есть.
То есть, в экономической целесообразности наличия “Морского старта” сомнений нет. Есть сомнения в правильности выбранного решения – ремонта старой платформы, которая была сконструирована под чужую ракету. Возможно, стоило просто создать новый плавучий космодром, с новой/существующей отечественной ракетой.
Но, может быть, в “политбюро” сидят не дураки © и все пойдет именно по такому сценарию – капитальный ремонт, с заменой ракеты на отечественную.
SpaceX
Ну и пару слов о конкурентах, точнее об одном – SpaceX и ракете Falcon 9 и Heavy.
Эта информация вызывает вопросы, по крайней мере, в части цены (ниже).
Но вот со стоимостью сложнее. Но, по косвенным данным, усредненная, по всем запускам и типам ракет, стоимость запуска составляет $100 млн. Тогда тяжелые ракеты должны стоить около $150 млн. С учетом сравнимой полезной нагрузки, стоимость килограмма выходит… в 3 раза выше, чем у Союза-ФГ!
Получается, что за счет “впаривания” Пентагону запусков в 3 раза дороже, под девизом “покупай отечественное”, плюс лоббизм (некоторые американские компании уже жалуются на результаты проведения тендеров) и… нет, про коррупцию я ничего не говорил, спонсируется запуск ракет с коммерческой нагрузкой.
Так что, конкуренция со стороны SpaceX нуждается, как минимум, в более аккуратной оценке, как и оценке целей основного текущего проекта – Starlink (проект системы околоземных спутников). Так как, проект колонизации Марса более не актуален. А жаль. Некоторых землян (может даже и народных депутатов!) было бы совсем нелишне послать с миссией на Марс!))
https://youtu.be/vYRaIFW6dnQ
Считаем:
Союз: 7 тонн за 50 миллионов – 7.14 миллионов за тонну
Фалькон: 63 тонны за 150 миллионов – 2.38 миллиона за тонну.
Действительно в 3 раза дороже. Союз в 3 раза дороже получается.
Кстати, в Википедии все написано очень доходчиво. У Фалькона есть несколько вариантов использования. Все зависит от того, возвращаются ли ступени. Если ступени не возвращаются, то увеличивается масса полезной нагрузки и заодно увеличивается цена запуска. 63 тонны Фалькон может вытащить на низкую орбиту только в строго одноразовом варианте, который стоит 150 миллионов. А 90 миллионов стоит запуск в многоразовом варианте, при котором на низкую орбиту можно вывести всего 30 тонн.
Ну и, наконец, главное. Союз и Фалькон – совершенно разные носители. Они по своим областям использования вообще практически никак не пересекаются и сравнивать их абсолютно бессмысленно.
Статья все же о Морском старте.
Есть планы написать статью о сравнении различных ракет.
Здесь же надо заметить следующее.
Собственно вы сами об этом пишите, но сами же тут же сравниваете)))
Алексей, я как раз и написал, что сравнивать столь разные носители не имеет смысла.
Но главное, я писал о том, что вы из правильных цифр, которые сами же и приводите (масса полезной нагрузки и цена запуска для того и другого носителя) делаете неправильный и прямо противоположный вывод – что Союз дешевле. Вы даже правильно подсчитываете во сколько раз дешевле. Только пишите, что дешевле Союз, хотя на самом деле все с точностью до наоборот – дешевле Фалькон.
Ну и если уж действительно хотели написать про преимущества “морского старта”, то запуск с экватора в первую очередь позволяет иметь точку запуска в плоскости экватора, которая нужна совсем не для использования лишних 150 метров характеристической скорости. Она нужна для того, чтобы не менять наклонение орбиты при запуске геостационарных спутников, которые составляют весьма значительную часть запускаемых во всем мире. Там уже речь идет о величинах до 900 метров в секунду для российских космодромов. Это уже не просто некоторое снижение полезной нагрузки, это уже полная невозможность вывести сравнимую полезную нагрузку и повод поставить на носитель целый дополнительный разгонный блок, чтобы хоть как-то по массе полезной нагрузки соответствовать, но с соответствующим усложнением и удорожанием.
То есть с Байконура нельзя запустить геостационар?))
Кто сказал что нельзя? Можно, конечно, запустить и с Байконура! Просто это сложнее – надо плоскость орбиты сильно поворачивать. Нужна большая характеристическая скорость.То есть или более тяжелый носитель, или дополнительный разгонный блок.
откуда вы взяли 900м/с? Это разница векторов скоростей на низкой или геостационарной орбите (одна из орбит при этом наклонена к плоскости экватора)?))) Сами считали или где нашли?))
Алексей, 900 м/с – это разница потребных характеристических скоростей для вывода ПН на геостационарную орбиту при запуске с экватора и с Плесецка. Если пускать с Байконура, то разница будет где-то в районе 750 м/с.
Если быть точным, то это разница скоростей, необходимых для перехода с геопереходной орбиты на стационарную в случае наклоненной и не наклоненной геопереходной орбиты.
Во-первых, это совершенно открытая информация, которая не находится за семью печатями, так что я это видел в интернете в посчитаном виде. Ну а во-вторых, если вы хотя бы чуть-чуть разбираетесь в небесной механике, можете за пару минут на коленке прикинуть самостоятельно.
Вообще, когда вам указывают на ошибки, в приличных домах принято хотя бы говорить “спасибо” :-)
1. Ну раз вы читали, дайте ссылку на статью с расчетом.
2.Не очень понятно зачем так запускать?
То есть, сначала запускаем в “перпендикулярной плоскости”, а потом поворачиваем (тормозя в этой плоскости и поворачивая в нужную).
Не проще ли разгонять в плоскости, которая не проходит через центр земли, но касается экваториальной орбиты через пол оборота. Разгон оканчивается в этой точки касания, а так как вектора скорости совпаду, то далее спутник продолжит вращение по геостационарной экваториальной орбите.
Не обязательно это самый оптимальный вариант (из-за времени разгона), но качественно вроде понятно.
Спасибо. Внесу дополнения в статью.
Вы совершенно правы, плоскость орбиты выгодно менять в точке с наименьшей скорости… но внезатно на всей траектории наименьшую скорость имеет… точка старта..))
Алексей, я наверное забыл упомянуть, что плоскость орбиты можно поменять только в той точке, которая находится на пересечении плоскостей исходной орбиты и целевой. А на земле, где скорость равна нулю, носитель находится слишком далеко от экватора.
Почему?)) У вас что плоскость мгновенно меняется? Или все же есть некая протяженность процесса во времени и пространстве?
А в несколько приемов нельзя менять?)) Тогда получаются несколько промежуточных орбит!))
При баллистических расчетах в первом приближении, обычно, используют “импульсную” модель, когда скорость меняется мгновенно. Она достаточно адекватно отражает необходимые энергетические затраты (пусть и не учитывает гравитационные потери), поскольку время работы двигателей, как правило, значительно меньше, чем время совершения маневров.
вы не понимаете главного (усидчивости не хватает?) ракета стартует вертикально, потом начинает “заваливаться” в сторону… вертикальную скорость тормозит тяготение, горизонтальную нужно развить.
На экваторе заваливание происходит строго на восток, в других мест заваливать надо не на воток, а чуть с доворотом к экватору… если бы время разгона было порядка 22 минут то все было бы вообще просто.
Давайте все-таки говорить на нормальном языке. Ракета не “заваливается” и отрабатывает программу угла тангажа. И да, делается это для того, чтобы уменьшить гравитационные потери.
При чем тут 22 минуты, я понять не могу.
Суть не меняется. Если на начальных этапах “отработки программы по углу тангажа” (вы точно настаивате на именно таком написании каждый раз?) она будет отрабатываться вдоль меридиана, а потом переключится на 90 градусов к меридиану, то конечное наклонение орбиты уменьшится (куда будут в этом случае падать разгонные блоки – отдельный вопрос).
В предельном случае можно реализовать некий аналог морского старта – на небольшой скорости долететь до плоскости экватора и там уже начать разгоряться в плоскости экватора, меридианная же скорость будет маленькая и затраты на ее гашение будут небольшие. (я понимаю что именно такой вариант не выгоден!) Но где то должна быть “точка минимума”когда выигрыш по наклону дает больше чем затраты на дополнительное время разгона.
Алексей, дополнительное время разгона не выгодно всегда. Абсолютно всегда. Нет условий, когда увеличение времени разгона выгодно. Разгон делает настолько быстрым, насколько это возможно. Ограничения – прочность конструкции и масса двигателя. При старте с Земли добавляется еще аэродинамика.
Поэтому оптимальная точка для смены наклонения орбиты – апогей.
Вы понимаете вот этот кусок из вашей ссылке на народе?===
Эти факторы определили схему выведения – первые три ступени обеспечивают вывод на эллиптическую орбиту с высотой, равной высоте ГСО, а четвертая обеспечивает подъем перигея до высоты стационарной орбиты с одновременным уменьшением наклонения до 0 градусов. Эта промежуточная орбита стала называться геопереходной (ГПО).===
С моей точки зрения тут напутаны определения.
Вполне понимаю. Тут ничего не напутано и все написано понятно и правильно.
Геопереходная орбита – это орбита с перигеем 200км, и апогеем 36 тысяч. Фактически это орбита гомановского перелета с низкой орбиты на высокую. А уже в апогее надо завершить гомановский переход (поднять перигей) с одновременным поворотом плоскости орбиты.
Какие определения вас смущают?
ок
Про тот эффект что я говорил, по всей видимости используют когда говоряд о южной трассе с Байконура. Возможно я ошибся (хотя я понимал что из-за времени разгона о чем я писал ранее, 100% нельзя достичь) и эффект очень мал. В свое оправдание могу сказать что я это нигде не чита и сам не считал, я просто понимал что так можно сделать исходя из общих соображений…. НО!
ЭТО ВСЕ ЕСЛИ НУЖНО запускать именно на ГСО… Но потребности есть и в в ССО и вообще в низкоорбитальных спутниках, например оптического зондирования, которые вообще запускаются с большим наклоном…. ведь доворачить надо только, если надо уменьшить угол… на увеличенный угол (вплоть до 90
градусов) запуск идет сразу …
Если бы вы читали внимательно, то заметили бы, что Южная трасса дает наклонение орбиты 48 градусов, а “обычная” – 51. Это при том, что широта Байконура – 46 градусов. О чем это говорит? Говорит это о том, что упомянутые трассы связаны не столько с баллистикой, сколько с допустимыми районами падения отработанных ступеней. Поскольку теория позволяет вывести на опорную орбиту с наклонением 46 градусов. А вот города не Земле, похоже, не позволяют.
Что касается остальных ваших рассуждений, то я как раз и начал с того, что основная идея морского старта – возможность производить запуски с экватора, где оптимальные условия именно для выведения геостационарных спутников. А жалкие 150 м/с – это мелочь по сравнению с тем, что за счет пуска с экватора можно сэкономить на повороте плоскости орбиты.
Алексей, тут у вас с комментариями какая-то хрень происходит. Мне на почту приходит уведомление, но от самого комментария вижу только пару строчек в письме, тут самого тела комментария я не вижу.
Так что, извините, не могу ответить.
Да, извиняюсь. Так и не понял что произошло. Поддержка говорит массовая отсылка комментариев и уведомлений о них. Потом что новый плагин комментариев. Изменил настройки надеюсь будет все нормально в будущем.))
тест4