Инин Владимир. Астронавты на Луне — 3. Топливо
Простые расчеты. Допустим, мы летим на Луну на двигателе внутреннего сгорания. Это одни из самых экономных по расходу топлива в отличие от реактивных и турбореактивных двигателей. Сжигание топлива переходит в кинетическую энергию: движение поршня. Топливо выбрасывается после полного сгорания. КПД 15-30% в зависимости от модели. У реактивных двигателей гораздо меньше, так как происходит просто выброс горящей струи в окружающую среду с давлением на сопло. Чем больше сжигается топлива, тем больше разность температур и больше тяга двигателя. Сопоставимо с паровым двигателем, у которого принцип действия такой же, а КПД 2-4%.
Итак, расход топлива двигателя внутреннего сгорания 10 литров на 100 км. Таким образом, до Луны по прямой будет затрачено 384 000 км/ 100км * 10 литров = 38 400 литров. То есть более 38 тонн топлива. Также нам известно, что в открытом космосе кислорода нет. Значит, к этому топливу необходимо добавить еще столько же кислорода (окислителя). Итого до Луны по прямой в один конец необходимо 76 800 килограмм топлива. Так как нам еще придется возвращаться – умножаем объем топлива на 2 («туда и обратно»). Получаем 153 600 килограмм. (Не считая топлива для маневрирования, торможения, обогрева, для спускаемого лунного модуля и так далее.) Итого одного только топлива в ракете для полета на Луну должно быть по скромным подсчетам – более 150 тонн. ПО ПРЯМОЙ! А по прямой — никто не летает!
По опубликованным данным сверхтяжелая ракета-носитель Сатурн-5 программы «Аполлон» выводит на околоземную орбиту 141 тонну, а на траекторию к Луне – 47 тонн полезного груза. Околоземная орбита — от 160 до 1400 км от поверхности Земли, то есть около 0,25% от всего пути.
Это мы считали для двигателя внутреннего сгорания. Реактивные двигатели гораздо менее экономичные. Использовался не керосин (гептил), а сжиженный водород во 2-й и 3-й ступенях, который вообще-то сверхтекучий (требуются специальные условия хранения и эксплуатации). Что не умаляет расходов, поскольку, в конечном счете, всё равно топливо выбрасывается в трубу.
Нам говорят, что при движении к Луне ракету разогнали, а затем она двигалась по инерции. Поэтому не требовалось так много топлива. Прекрасно. Но в обратную сторону ракету всё-таки пришлось разгонять заново (!), а 1-й .. 3-ей ступеней ракетоносителя уже не было. Таким образом, как ни крути – выньте и положите не менее 76 тонн топлива. В этот момент заявляется: «к Луне полетело от 47 до 65 тонн груза». Как удобно! Это по заявлениям НАСА, потому что реально взвесить ракетоноситель мало кто может. На видеокадрах хроники ракета такая маленькая, как игрушечная. Это к тому, что вблизи ракету никто не видел. Размеры – неизвестны! Ничего нельзя сказать про объем загрузки, рассчитать реальные затраты топлива. Характеристики – заявленные. Фактических данных нет. Возможно, использовались муляжи.
И ещё. Создаётся стойкое ощущение, что весь полёт был рассчитан теоретически. Всё получается так складно, прямо скажем – расписано по минутам КАК ЭТО МОГЛО БЫ БЫТЬ, если бы всё прошло в идеальном варианте. Не вру, почитайте в Википедии про миссию «Аполлон-13». До минуты!
Летали красиво. Без столкновений в космосе. И топливо у них ни разу не замерзло, все 76 тонн. Точные полёты как в сказке: от космодрома на Земле до расчетной точки на Луне. Без проблем с торможением, с навигацией. И опустились прекрасно. И погуляли. Фотографировали, снимали домашнее видео, чуть ли не в Одноклассники выкладывали. На весь мир, в прямом эфире. Даже с обратной стороны Луны. Потом взлетели – и домой. Вернулись. Даже краска на спускаемом аппарате не обгорела в плотных слоях атмосферы. Астронавты вышли бодрые, весёлые. Отдохнули, как на курорте. И так прошло… 13 раз! По сценарию.
Вопрос. И почему США сегодня не изготавливает ракетные двигатели, а закупают в России? Они же «летали в космос» в 60-х. А теперь что же, разучились? А может, что вероятнее, и не летали никогда?
Повторюсь: до Луны летели в 1970-м году 3-е суток со скоростью 5400 км/ч. (О чём говорилось в статье «Астронавты на Луне 2») Словом, как обычно, без перегрузок. Как гиперракета, которую презентовали в России 2018-м году. А в США затем заявили, что тоже надо такие сделать.
Допустим, для Луны Вы всё рассчитали, всё сошлось. Но расскажите, как Вы к Марсу летаете за 55 миллионов километров как минимум, более чем в 100 раз дальше! То есть топлива нужно около 7500 тонн. Чтобы долететь по прямой. Где топливо берёте? Как марсоход находит Землю для связи, передачи данных? Сегодня! Ведь Марс вращается. Видеозаписи приходят в прямом эфире, в цвете, как обычно. Даже – из-за Солнца! Сказка продолжается?
Источник
Как (теоретически) построить ракету, которая сможет долететь до Луны?
Уже делали. И не один раз. И даже с возвратом обратно.
Такая скорость нужна только для выхода на орбиту, затем можно не поддерживать.
Для некоторой характеристики различных этапов планируемого полета на Луну приводятся примерные расчетные данные общего расхода топлива ракетными двигателями различных ступеней и блоков (в процентах от общего расхода) : вывод последней ступени ракеты-носителя с космическим кораблем на промежуточную орбиту спутника Земли – около 96 %; переход на траекторию полета к Луне – 3 %; переход на окололунную орбиту – 0,5 %; посадка на Луну – 0,25 %; взлет с Луны – 0,06 %, уход с окололунной орбиты в сторону Земли – 0,15 %.
.
Некоторые важные элементы полета космонавтов на Луну и возвращения с нее иллюстрируются упрощенными схемами на нижнем рисунке. Первоначально космический корабль вместе с третьей ступенью ракеты-носителя (TCP) был выведен (общий вес около 140 тонн) на сравнительно низкую околоземную орбиту. На втором витке вторично включилась двигательная установка третьей ступени, которая проработала 5,5 минуты и, израсходовав более 70 тонн топлива, вывела эту ступень вместе с кораблем (общий вес около 45 тонн) на траекторию полета к Луне. Вскоре было произведено так называемое перестроение отсеков корабля – из положения, наиболее удобного при старте ракеты (1), они перестроились в положение, необходимое для выполнения последующих операций. Для этого основной блок космического корабля отошел от третьей ступени ракеты-носителя (2), развернулся (3) на 180 градусов, вернулся обратно (4) к третьей ступени и пристыковался к лунному отсеку так, что ее взлетная ступень оказалась непосредственно соединенной с отсеком экипажа основного блока. (Космический корабль типа «Аполлон» состоит из основного блока и лунного отсека, который иногда называют модулем, капсулой и т. п. , основной блок, в свою очередь, состоит из двух разделяемых отсеков – отсека экипажа ОЭ и двигательного отсека ОД; лунный отсек также состоит из двух разделяемых ступеней – посадочной ПС и взлетной ВС) . После перестроения был отброшен соединительный переходник, и «Аполлон‑11» отделился от третьей ступени ракеты-носителя (4).
.
Переход на окололунную орбиту (5) был осуществлен с помощью маршевого двигателя, который как раз и установлен в ОД. Совершив несколько витков по окололунной орбите, космонавты тщательно проверили все системы корабля. После этого Н. Армстронг и Э. Олдрин через внутренний люк перешли в ВС, и лунный отсек отделился от основного блока (6), где остался один Коллинз. Лунный отсек вышел на эллиптическую орбиту с перигелием около 15 километров, а затем с помощью двигателя посадочной ступени совершил мягкую посадку на поверхность Луны (7), израсходовав почти все предназначенное для этого топливо (около 8 тонн) .
.
Оставив посадочную ступень ПС на Луне, Н. Армстронг и Э. Олдрин стартовали на взлетной ступени ВС (8). Ее двигатель, израсходовав несколько тонн топлива, вывел ВС на окололунную орбиту и позволил состыковаться с находившимся там основным блоком корабля (9). После стыковки и возвращения двух лунных путешественников в отсек экипажа был произведен сброс взлетной ступени (10). Затем последовали заключительные этапы полета – переход с помощью маршевого двигателя на траекторию полета к Земле (11), перелет к Земле, отделение ОЭ от ОД (12) и завершающий этап – вход в атмосферу Земли, торможение ОЭ, спуск на парашютах (13) и приводнение. Полет «Аполлона‑11» является выдающимся техническим достижением, a тот факт, что человек побывал на Луне, символизирует гигантские успехи современной науки и техники. Об этом образно сказал командир корабля Нейл Армстронг, только что ступив на поверхность Луны: «Один маленький шаг человека – огромный шаг человечества» .
Источник
Задача: сколько нужно ракетного топлива, чтобы долететь до луны?
Лишь ЧУТЬ больше, чем для того, чтобы просто вывести спутник на орбиту. Пиндосы брали намного больше, т. к. нужно было еще и посадку на Луне обеспечить, и взлет с нее.
Не знаю, как ты рассчитываешь. Но если у тебя есть ракета, которой хватает сил подняться, скажем, на 10 км., то неужели ты реально думаешь, что захватив еще один литр топлива, ты не получишь прироста высоты СОВСЕМ? Если бы все так обстояло, то и УМЕНЬШЕНИЕ запаса тоже не играло бы роли, и на 10 км. можно было бы подняться на одном стакане керосина. ЕСТЬ зависимость, разумеется. Чем больше топлива берешь, тем выше заберешься. Поэтому решение у задачи — тоже ЕСТЬ.
Многоступенчатой ракетой воспользоваться надо, тогда и до Луны долетишь, и сядешь на Луну, и обратно вернешься.
Сколько нужно ракетного топлива, чтобы долететь до Луны?
Сатурн-5 на старте, поехали.
Первая ступень, 2000 тонн топлива, кислород + керосин.
Вторая ступень, 400 тонн топлива кислород + водород.
Вторая ступень немного не дотянула до орбиты, включаем третью ступень, сжигаем 10 тонн топлива кислород + водород.
Вышли на орбиту, повторно включаем третью ступень, сжигаем 80 тонн топлива кислород + водород, летим к Луне.
Долетели, включаем двигатель основного блока Аполлон, сжигаем 11 тонн топлива гептил + амил (назовем так), тормозим, переходим на окололунную орбиту.
Переходим в лунный модуль массой 15 тонн, сжигаем 8 тонн топлива гептил + амил, садимся на Луну.
Походили по Луне, надоело, включаем двигатель взлетной ступени (масса ступени 5 тонн), сжигаем 3 тонны топлива гептил + амил, выходим на орбиту.
Пересаживаемся в основной модуль, бросаем взлетную ступень. Включаем двигатель основного модуля, сжигаем 6 тонн топлива гептил + амил, летим домой.
Кстати, двухступенчатый Сатурн-5 вывел на орбиту только 78 тонн (Скайлэб).
700-тонный Протон выводил к Луне станции массой 5 тонн, а к Венере и Марсу — 4 тонны.
Источник
Сколько нужно ракетного топлива чтобы долететь до луны
- Главная
- Новости
- Фото/Видео
- Фото
- Видео
- BLOG
- Авиация и кино
- Военная авиация
- Авиация и музыка
- Авиация и литература
- Авторские статьи
- Стюардессы
- Полезная информация
- Авиа юмор
- Статьи
- Календарь
- Обзоры полетов
- Вероятность катастрофы
- Онлайн табло
- Расчет расстояния
- Биржа акций
- Сравнение авиатехники
- Разговоры в кабине пилотов
- Узнать самолет по номеру рейса
- Энциклопедия
- Авиация и кино
- Военная авиация
- Гражданская авиация
- Авиация и литература
- Полезная информация
- Вертолеты
- Летчики
- Заводы
- Учебные заведения
- Униформа
- Авиа игры
- Агрегаты и узлы авиа техники
- Авиакатастрофы
- Арсенал
- Боевые самолеты
- Беспилотные л.а.
- Статьи
- Самолёты
- Аэропорты
- Вертолеты
- Авиакомпании
- Авиабилеты
Вы здесь
Космос с давних времен интересовал человечество. Таинственный, неизведанный и далекий: возможности космических путешествий, а также открытие новых далеких миров всегда волновали человека. Ближайшим небесным телом к Земле является Луна, поэтому нет ничего удивительного в том, что еще на начальном этапе освоения космоса человек пытался попасть именно на это небесное тело. Ниже мы расскажем вам, сколько времени лететь до Луны и затронем такую интересную тему, как ее основание.
История освоения космоса
Первым отправить человека в космос смог Советский Союз, обогнав в этом плане США. В ответ штаты стали работать над развитием собственной лунной программы, которая подразумевает изначально орбитальные облеты спутника и в дальнейшем и высадку людей на Луну.
Сколько денег ушло на эту программу рассчитать невозможно. Эксперты отмечают, что в реализация этой программы в сопоставимых ценах оценивается в 500 млрд $. НАСА специально для этих полетов разработало ракету Сатурн 5, которая могла добраться до Луны за три-четыре дня. На те времена это была самая мощная ракета, которая способна покорять большие расстояние в несколько сотен тысяч километров от Земли до нашего спутника в максимально сжатый срок.
Первый человек, который ступил на поверхность Луны – американец Нил Армстронг. В 1969 году в составе миссии Аполлон 11 сумел посадить лунный модуль недалеко от моря Спокойствия. В дальнейшем было выполнено несколько американских пилотируемых миссий. Около десятка космонавтов побывали на Луне, которые провели многие исследования и смогли привести на Земле больше 20 кг лунного грунта.
Через несколько лет интерес к Луне пропал, и было решено свернуть дорогую программу полетов. Подобное объясняется дороговизной пилотируемых самолетов, поэтому в Советском Союзе и США решили сконцентрировать свое внимание на строительстве орбитальных станций на орбите земли и околоземном исследовании космоса. Летать на орбиту Земли было дешевле и проще, а создание орбитальной станции позволило сделать серьезный толчок в освоении космоса.
Однако интерес к далеким полетам пропал практически на 30 лет. Только сегодня, когда человечество задумалось о колонизации и исследовании Марса, к нашему спутнику вновь появился интерес. Луну использовали в качестве перевалочной базы для межпланетных перелетах на дальних расстояниях. Человечество сделало серьезный шаг вперед в сфере ракетостроения, что позволило не просто удешевить такие полеты, но и сделать их безопаснее и быстрее.
История покорения:
- Советский исследовательский аппарат первый раз достиг Луны – 1959 год.
- Первая успешная посадка на Луне – 1966 год.
- Высадка экспедиции Нила Армстронга – 1969 год.
- Последний на сегодня полет человека на Луну – 1972 год.
Расстояние до Луны
Луна вращается вокруг Земли по немного приплюснутой эллиптической орбите. По этой причине расстояние от Земли до спутника может варьироваться от 355 до 404 тыс. км. Многим из нас тяжело представить такие расстояние. Сколько понадобится времени, чтобы преодолеть этот путь?
- На автомобиле со средней скоростью около 100 км в час, можно было бы добраться до спутника Земли за 160 дней.
- Если идти пешком, то понадобилось бы девять лет непрерывной ходьбы.
- На самолете, который может разогнаться до 800 километров в час, лететь пришлось бы около двадцати дней.
- На космическом корабле Аполлон, скорость которого в несколько тысяч километров в час, можно было добраться до Луны за 72 часа.
- Современный космический аппарат может долететь до луны за 9 часов.
Полет на Луну на современных ракетах, теоретически не представляет особой сложности, несмотря на большое расстояние в 380-400 тыс. км. Не нужно подбирать время для старта ракетоносителя, так как максимальное и минимальное расстояние до Луны не столь велико. Продолжительность таких перелетов – всего лишь несколько дней, что позволяет разрешить проблемы радиации в космосе, которая при вспышках на Солнце только увеличивается.
Тяжелые современные ракетоносители, которые создавались специально для полета на Марс, также могли бы использоваться для перелетов до Луны и в обратную сторону. В этом случае полет на расстоянии в 400 тыс. км занял бы примерно 15-17 часов только в одну сторону. Единственная тонкость подобных полетов заключалась в том, что нужно изначально обустроить лунную базу, где бы приземлялись спускаемые модули, что и позволило бы осуществлять исследование Луны и даже жить на базе на протяжении определенного времени.
Перспективы исследовательских миссий и дальних полетов
Споры о целесообразности исследования спутника Земли и полетов на него не утихают и по сегодняшний день. Если изначально на первых этапах освоения и покорения космоса к таким полетам был серьезный интерес, даже несмотря на большое расстояние, то со временем, стало понятно, что обустройство базы на Луне – бесперспективно. Спутник не имел каких-то полезных ископаемых, что и делало дорогие полеты на Луну бессмысленными.
Но сегодня, когда человечество задумалось о полетах на Марс и колонизации Красной планеты, на некоторое время Луна смогла бы стать перевалочной базой, что существенно упростило бы дальние межпланетные перелеты. Фактически наш спутник может стать испытательным полигоном, что и позволит в будущем заселять Марс и прочие пригодные для жизни планеты.
Параллельно с развитием технологий полеты к естественному спутнику Земли существенно упростились, а обустройство на нем орбитальной базы уже не кажется чем-то нереальным. Лететь до Луны стало намного безопаснее и проще. Подобные перелеты в ближайшие 10 лет, несмотря на расстояние до Луны практически в 400 тыс. километров, станут обыденным делом, а человек вновь вернутся к исследованию дальнего радиуса Земли.
Источник