Экономически целесообразен ли буксир электрического топлива с НОО на орбиту Луны?

Имеет ли экономический смысл использовать топливный буксир с электрическим приводом для снабжения топливом программы высадки на Луну?

Я представляю архитектуру запуска 25-тонной полезной нагрузки, состоящей в основном из топлива, на НОО, который затем использует ионные двигатели для перемещения на Луну для дозаправки космического корабля, используемого при исследовании Луны.

Есть ли смысл в этой архитектуре и есть ли какие-либо исследования по этому поводу?

Если бы я был инвестором в такие вещи, я бы подождал и посмотрел, как будет развиваться революция дешевых многоразовых гигантских пусковых установок. Стоимость запуска топлива резко падает прямо сейчас. Давайте подождем и посмотрим, окажется ли Starship / Superheavy успешным, прежде чем мы сделаем расчет.
Один вопрос: какое топливо? Наиболее полезными видами топлива являются крионические (LOX, LH2, жидкий метан); они не известны тем, что их можно эффективно хранить в течение длительного времени, а ионные двигатели - очень медленный путь. Мало того, что вам придется решать проблему выкипания во время путешествия, мне интересно, как случайная тяга от этого выкипания сравнится с тягой ионного двигателя.
Если у вас есть мощность для ионной тяги, у вас не будет мощности для криоохлаждения?

Ответы (1)

Таким образом, основной факт заключается в том, что дельта-V от LEO до LLO (низкая лунная орбита) при использовании системы с большой тягой составляет около 4 км/с, а при использовании системы с малой тягой — около 8. источник

Итак, используя что-то вроде двигателя вакуумного раптора ( я с п 382s) нужно массовое соотношение примерно 2:1. То есть на каждую тонну, которую вы хотите доставить в LLO, вам нужно 2 тонны металокса в LEO. С помощью ионного двигателя ( я с п скажем, 5000, хотя они сильно различаются) отношение масс 0,17, поэтому вам нужно 170 кг ксенона (экономически, вероятно, лучше использовать криптон и принять немного меньшую энергоэффективность, но что угодно).

Ионному буксиру также нужны большие солнечные батареи (использование ядерного реактора на НОО обычно не одобряется по ряду причин), поэтому его «сухая масса» может быть выше.

Итак, с точки зрения топлива, вы сравниваете стоимость (на НОО) двух тонн металокса со 170 кг криптона. В качестве альтернативы, включая груз, вам нужно 3 тонны, чтобы доставить тонну груза с помощью химического двигателя и 1,2 тонны с помощью ионного двигателя. Больший дифференциал, если вы хотите, чтобы буксир вернулся без аэродинамического торможения (зависит от «сухой» массы буксира).

С другой стороны, ионный буксир также будет намного медленнее. Месяцы или годы на поездку туда и обратно, скорее всего, по сравнению с несколькими днями для химикатов. Это имеет значение, если буксир дорог в постройке или запуске. Вам нужно больше их, чтобы доставить такое же количество тонн в год в LLO. Это легко могло быть доминирующим фактором, особенно химический буксир был более или менее готовым (например, урезанный космический корабль SpaceX).

Лучшее решение в долгосрочной перспективе почти наверняка состоит в том, чтобы производить топливо на Луне или на астероиде. Если вы можете найти лед на Луне, это относительно легко. Если нет, вы можете сделать алюминиевую пыль и жидкий кислород из камня, если у вас достаточно энергии, или отправить воду с Цереры.

Экономически целесообразен ли буксир электрического топлива с НОО на орбиту Луны?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v