Я смотрю, в рамках холиваров вокруг FH, который взял и не взорвался на пусковом столе, а вполне даже что-то отправил на гелеоцентрическую орбиту (формально дальше, чем СССР за всю историю пусков, но об этом позже) одна из козырных карт у одной из сторон "а почему при заявленной массе полезной нагрузки в 60+ тонн FH пульнул всего одну Теслу весом в тонну?"
При попытке разобраться в ответе на этот вопрос выяснилась парочка интересных деталей.
Начнем с грузоподъемности FH в целом. На на сайте SpaceX она уканаза в 63.8 тонны на низкую орбиту(НОО), 26,700 на геопереходную и 16800 - на гомановскую отлетную к Марсу.
Однако на слайде презентации Маска прошлой осенью мы видим 30 тонн на НОО
Ага, ну правильно, это же "reuse", то бишь возврат ступеней на посадочные платформы. Правда не понятно, какой из многочисленных вариантов возвращения центральных блоков на наземные или морские площадки. Полезная нагрузка на НОО упала более чем вдвое, но на сколько уменьшилась полезная нагрузка на отлетной траектории? На форуме nasaspaceflight в свое время сделали оценку для более ранней версии FH
Здесь первая колонка - это наличие или отсутсвие перелива топлива между боковыми блоками и центральным, как мы знаем в итоге от этого вообще отказались. Вторая колонка "RTLS" - количество возвращающихся к старту ступеней, третья "ASDS" - садящихся на морских платформах. Т.е. наш случай - 4 строка. Выводимая к марсу ПН - 4 тонны. Поправочный коэффициент на выросшие с момента составления таблички характеристики FH можно взять из последней строки - там к марсу выводится 11 тонн, а на сайте 16,8, т.е. для текущей версии FH цифры таблицы надо умножить в 1,5 раза. Получается, что к Марсу должно было отправится 6 тонн, а отправилось порядка 1-1,5? Маловато.
На самом деле эта оценка слегка оптимистична. Разделение центрального блока и верхней ступени здесь предполагалось на скорости в ~3 км/с, см соответствующую симуляцию.
А в реальности оно произошло на скорости ~2,64 км/с.
Скорее всего в этой разнице между симуляцией и реальностью есть довольно интересный момент. Дело в том, что каждые недобранные последней ступенью при отделении сотни метров в секунду довольно больно аукаются на сокращении полезной нагрузки, она падает экспоненциально с ростом необходимой для добора скорости. Оптимально было бы отделять центральный блок заметно позже, при скорости, скажем, 4 км/с, вообще самая оптимальная ракета имеет примерно одинаковое распределение по набираемой каждой скоростью ступенью.
Однако сажать первые ступени на большой скорости очень сложно, если не невозможно. При запуске Falcon Heavy ставка явно делалась не на вывод максимальной ПН, а на охват тестом как можно больших сценариев, связанных с полетом ракеты - тут и возврат боковых блоков на землю, и посадка на морскую платформу (неудачная). Продолжая эту логику можно предположить, что скорее всего скорость отделения центрального блока не делали максимальной, для того, что бы посмотреть, как он поведет себя при возврате. Что, конечно же, сказалось на нагрузке.
Но что бы узнать точно, какую ПН мог бы вывести FH в этом полете, нужно знать конечную скорость, до которой была разогнана Тесла родстер. И ее можно узнать
Здесь показана итоговая траектория ПН, и там есть замечательная циферка С3 Earth (км^2/c^2) = 12.0 - это избыток скорости над второй космической скоростью (т.е. 11,2 км/c). Скорость, которую набирает ступень (Vpn) связана с второй космической (V2) и С3 довольно просто:
С3 = Vpn^2 - V2^2
В этом году должно было быть тесное сближение Земли и Марса, поэтому достичь (при старте в апреле-мае) можно с С3 7,7-7,9 км^2/c^2, и ПН Heavy на отлетную к Марсу считалась либо для этой цифры, либо для среднемноголетних С3=9.5. Немного об этом рассказано вот в этом видео:
Итого мы получаем следующие величины:
1. Скорость, набранная Тесла Родстером в запуске 6 февраля: Vpn = sqrt (11,19^2 + C3)=11,71 км/с Скорость, набираемая Falcon Heavy для "стандартной" отправки ПН к Марсу должна быть 11,61 км/с, а для для этого года 11,53 км/с. К баллистической скорости надо добавить гравитационные потери - на глаз около 200 метров в секунду, полученная величина называется характеристической скоростью или delta V в западных терминах.
Теперь попробуем сравнить разницу в характеристической скорости, набираемой "стандартной отправки" груза к Марсу и запуска 6 февраля:
11,61 + 0,2 - 3 = 8,81 км/с <-> ступень должна выводить ~9 тонн
11,71 + 0,2 - 2,64 = 9,27 км/с <-> ступень вывела красную машинку с манекеном.
На самом деле здесь более менее строгие расчеты заканчиваются и начинаются зыбкие предположения. Например то, что скорость отделения верхней ступени FH при максимально жестких условиях спасения центрального блока может быть 3 км/с - эта цифра встречается в обсуждениях на форуме nasaspaceflight, но правду, конечно, знают только в SpaceX. Еще одной неопределенной величиной будут массы заправленной и пустой верхней ступени FH, которе тоже никогда не публиковались. Наконец масса запущенного родстера тоже неизвестна. Тем не менее, плюс-минус километр прикидку сделать можно, и оценить, какую же долю от полной ПН запускали 6 февраля.
Итак, для начала формула Циолковского
V = I * ln (Mn/Mk), где V - это характеристическая скорость, I - удельный импульс (3355 м/с для Merlin 1D vac), Mn/Mk - отношение начальной массы к конечной.
Для V (8,81) Mn/Mk = 13,81
Для V (9.27) Mn/Mk = 15.85
На все том же nasaspaceflight я нашел такие цифры для верхней ступени FH - масса заправленной 95,000 кг, масса отработавшей ступени - 3900 кг (цифры не совпадают с симуляцией выше). Для Mn/Mk=15.85 это дает максимальную массу ПН в запуске 6 февраля в 2093 кг, что лишь слегка больше родстера без аккумуляторов, но с переходником, передатчиком и маникеном. Вполне ожидаемый запас на неизвестные пока динамические нагрузки и т.п. А вот ПН при "стандартной" отправке к Марсу будет всего ~3000 кг вместо 6000 из оценок выше и это ожидаемо. Набирать 8-9 километров в секунду одной керосиновой ступенью, даже такой шедевральной с точки зрения соотношения пустого веса к весу заправленной, означает уничтожить почти весь вес ПН в пользу веса ступени.
Получается, что в такой конфигурации носителя, возможности FH по отправке чего-то на Марс довольно скромны - меньше, чем у Delta IV Heavy, Atlas V 541, Протон-М/Бриз-М и Arian V и определяется это крайне неоптимальным распределением характеристической скорости по ступеням. В запуске 06.02.2018 FH работал близко к пределу возможностей, если отталкиваться от реалистичности цифр сухого и полного веса верхней ступени, которые гуляют в интернетах.
Главный же вывод - Falcon Heavy еще не показал своих возможностей, и по следующим пускам можно будет собрать данные, которые хорошо позволят оценить реальные веса ступеней и более точно оценить возможности многоразового и одноразового варианта.
Комментарии
В сегменте Протона есть конкурент в виде Falcon 9, который дешевле.
Там же по ссылке выше есть и про F9 с ценником в 62 млн 5.5 тонн на ПГО, откровенно говоря не увидел что это дешевле Протона с его 6-7 тонн при том же ценнике.
Более того, учитывая что в SpaceX работают 8000 народа, допустим со средней зарплатой в 60000 долл в год в итоге только на корм персонала тратится 500 млн в год, при запусках в 2017 в 18 штук получим грубо выручку в 1.2 млрд из которых только половина уйдет на зарплату. Так что крайне сомнительна стоимость в 62 млн за штуку, демпинг и маркетинг да, но никак не стоимость.
По этой или сравнимой цене идут коммерческие пуски. Все государственные имеют более высокий ценник.
5.5 - это в случае посадки ступени. Без неё - до 8т. Что полностью перекрывает диапазон пусков Протона.
Выручка больше 1,2 млрд. Во-первых, миссии CRS включают в себя КК Dragon и стоят почти в 2 раза больше. Государственные пуски тоже могут выполняться дороже, т.к. там меньше конкуренция. Например, SpaceX победили в тендере ULA, выставив ценник в $82 млн.
Плюс инвестиции, плюс гранты на разработку ракет и КК.
Вопрос был о стоимости и как видно стоимость не дешевле Протона, в случае одноразового использования ценник уже будет куда как другой.
К сожалению для Протона, большинство спутников укладывается в 5,5т на ГПО.
Ниоткуда не видно. Вы сделали прикидку по всем пускам, но из них бОльшая часть - это не коммерческие пуски, а всякие государственные программы. За эти программы Маску платят больше коммерческого ценника, но и требуют соответственно. Если завтра его отлучат от насавских программ, то Маск просто тупо помножит на ноль добрую половину своего персонала - которые занимаются производством Драгона, разработкой того же Хэви, разработкой Драгона-2 и т.д.
Так я и не спорю, выходит, что за счет государства можно демпинговать, т.е. получается что средний запуск имеет все же другой, менее привлекательный ценник.
Нет, не так. Средний запуск не только имеет более высокую цену, но он также имеет и более высокую сложность. Поэтому за счет государства Маску не демпинговать приходится, а пахать.
Именно демпинговать, поэтому никаких особо чудес и нету.
Вы им еще вопрос про запускной стол задайте. Мол его илонадавыдовна вмаске у насы выкупила или орендует? Как это может влиять на себестоимость ? Ответ наверно и не увидим.
Да ни к какому Марсу родстер не полетел.
https://russian.rt.com/science/news/478635-kosmos-tesla-roadster-sputnik
Космическое командование ВВС США заявило, что ведомство включило запущенный в космос автомобиль главы американской компании SpaceX Илона Маска Tesla Roadster в каталог спутников.
Об этом командование написало на своей странице в Twitter.
«Мы добавили Tesla Roadster в каталог спутников», — говорится в заявлении.
На картинке, приложенной к сообщению, указывается, что автомобиль в каталоге обозначен как TESLA ROADSTER/FALCON 9H, а его ID номер — 43205.
Это орбита до третьего включения ступени.
А орбита после включения третьей когда будет опубликована?
https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi?table_type=ELEMENTS&body=MB:-14320...
Ещё 4 дня назад опубликовали.
Апогелий 2,61 АЕ
Перигелий 0,98 АЕ
C3 Earth 12км/с.
Удивляет не успешность/неуспешность пуска (скорее полетела). Удивляет АБСОЛЮТНАЯ бесполезность пуска в плане полезной нагрузки. Запустить в космос средство передвижения по поверхности Земли - это феерично!!!
З.Ы. Осталось в следующий раз запустить в космос огнемет (поговаривают как раз Маск запустил производство).
И почему вас это удивляет? Вы не знали что в первый испытательный пуск ракеты всегда летают с массогабаритным имитатором полезной нагрузки, так как велик риск потери? Напомнить, с какой нагрузкой летала Ангара в 2014 году?
Не умеют специалисты ГКНПЦ имени М.В. Хруничева "пиариться". Вот бы Ладой пульнули в полигон Куру. А если серьезно, запускать автомобили в космос несерьезно!!!
А так да, Маск опять заставил о себе говорить...
Что характерно, Ангара-А5 тоже летала с массо-габаритным макетом. В пиар роскосмос не умеет, это факт.
Вот сегодня планировался запуск Союза с "прогрессом" к МКС. Кто вёл прямую трансляцию запуска? NASA!
Зрада ганьбаная
Оказывается, наши перенесли запуск из-за неполадок.
Перенос запуска - не страшно. Это рутина. Плохо что прямую трансляцию российской ракеты почему-то ведёт NASA на своём сайте, а не Роскосмос.
Это был первый запуск, тестовый.
Просто обычный глупый пиар для лохов. А так никакого особо достижения и нет. Хотел к марсу, реально достал только до пояса астероидов. Центральную секцию хотел посадить, не посадил. Как бы на половину испытание провалено.
.
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
Остался совсем нерассмотрен вопрос перегрузок. При таком соотношении начальной и конечной массы второй ступени, в конце будут очень большие перегрузки.
Поэтому тут просится третья ступень / разгонный блок.
Ожидание - обсудим в комментах максимальную скорость разделения ступеней, уточним оценку выводимой нагрузки.
Реальность - куча хомячков отрицает факт запуска.
А еще боремся за почетное звание дома высокой культуры и быта! В смысле за звание интеллектуальной интернет-площадки.
Упорно завоёвывают звание дома Кизяка и свинячьих радостей. Ну вот такое у нас общество. Как с ним строить счастливое будущее, не представляю.
Забавно то что сами ржут с хохлов, которые отрицают строительство моста в Крым.
Отрицание реальности - оно такое психзащитное.
Здесь это обыденно, привыкайте. Как и не возможность сопоставить несколько фактов в одну картину.
Факт запуска, никто не оспаривает, оспаривают что все было без мухлежа. Но как видно без мухлежа у пиндосов мало что бывает.
Безусловно, без мухлежа не обошлось. Маск обещал отправить Теслу к Марсу, а на деле вышла гелиоцентрическая орбита с апогелием 2,61а.е. Вот же мошенник!
Это говори о том что у него там все планируется примерно, и на авось. Может полетит к Марсу а может не полетит.Поэтому пилотируемая программа у Маска еще не скоро будет.
Это говорит о том, что космос - очень сложная штука и никто не застрахован от отказов.
Пилотируемая программа у Маска намечена на этот год. Первый запуск с людьми - декабрь 2018 года. Возможно подвинется на 2019. Запускать будут на хорошо отработанной Falcon 9.
Правильнее заметить что исходя из имеющихся фактов и видео- заявленные возможности беременного сокола значительно ниже декларируемых маской.
Так будет правильнее.
Без Кубрика даже нарисовать хорошо не смогли. Голливуд уже не тот
все пытаетесь найти изъяны? прям как хохлы. Если у соседа сдохла корова - то это уже праздник
поразительные коменты. Не пойму люди по настоящему отрицают реальность успешного пуска или они так тралят.
Да просто маловато достоверной информации и предоставленное видео тоже вызывает сомнения из-за того что меняются ракурсы с камер и есть склейки...
Канаверал - это открытый космодром. Любой желающий может приехать туда и посмотреть как на взлет, так и на посадку. Тысячи человек именно так и сделали. Как вы думаете, они бы сильно удивились, если вопреки программке боковушки не вернулись бы? Как вы думаете, они бы поделились своим удивлением в соцсетях?
С винтовками и дронами тоже пускают?
Позвоните туда и спросите.
Закрытый там космодром, и забор есть и охрана, чужого не пустят.
Отрицание реальности. Способ психологической защиты.
Годный срач. Ахтунг - пахнет трольчатиной! Автор, нет ли в обсуждении упырей? Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за день.
Понятно, что это развод - но как красиво ступени в ряд приземлялись! Картинка, большего и не надо!
Страницы