|
Jsem trochu starší ročník (59 let) a přes 30 let už mně trápí nevyužitá možnost sestavování kosmických sond na oběžné dráze.
Naprosto chápu, že dejme tomu ještě před nějakými 7-8 lety platilo následující:
- start nosné rakety je velmi drahý
- je problém, aby dvě a více nosných raket odstartovalo s nákladem v řádu dnů, max. týdnů po sobě
- v případě neúspěchu je let další nosné rakety v nedohlednu
Ale s rutinními starty Falconu 9 se znovupoužitím 1.stupně v řádu stovek ročně se podle mého názoru tato rovnice mění a myslím si, že potenciál Falconu 9 ještě zdaleka není využit. Navíc se spojení dvou těles na oběžné dráze stalo poměrně rutinní záležitostí, navíc u sond nepotřebujeme hermetický průchod mezi tělesy, t.j. spojovací mechanismus je podstatně jednodušší.
U meziplanetárních letů, dalekohledů, radioteleskopů a podobně jde často o projekty v ceně miliard dolarů, trvajících celé dekády. Zde již cena vynesení nákladu Falconem může být poměrně malou částí rozpočtu. Možností je celá řada:
- Zvýšení užitečné hmotnosti spojením s pohonným stupněm
- Zkrácení doby letu díky většímu pohonnému stupni nebo zásobě paliva (co je i úspora nákladů hlavně u vzdálenějších letů a více vědců se dožije výsledků)
- kombinace výše uvedeného
je asi dost jasné, jaký vědecký přínos, přínos pro spolehlivost mise by přineslo zvýšení užitečného zatížení, například více přistávacích modulů, větší zásoba paliva pro orientační motory, větší antény, solární panely atd. atd.
Přitom rozložení antén a uvedení systémů družice do chodu ještě na oběžné dráze dává možnosti hypoteticky na opravu, a když ne tak na nové vynesení jedné porouchané části. Navíc například pohonné moduly mohou výt univerzálnější a použitelné k různým typům sond, minimálně s podobnými energetickými a delta v nároky.
Jestli momentálně vychází a zdá se jednorázové vynesení meziplanetární sondy jako jednodušší, věřím, že až se vykoná prvních pár misí, výhody se jasně ukážou.
Snad se toho jednou dožiju |
| 15.9.2025 - 17:22 - MiraH | |
|
Taky by se mně líbilo, kdyby místo zdlouhavých gravitačních manévrů konečně urychlili nějakou sondu na pořádnou přeletovou rychlost. Ale problém je zase její zpomalení v cílové oblasti.
ISS je už docela slušně velká sestavená konstrukce. Škoda, že na dlouhou dobu zřejmě ojedinělá. |
|
Komplikovat vypuštění nákladu setkáním a spojením na orbitě je nákladné.
1. Zařízení pro setkání a spojení něco váží, k tomu dostatečný pohonný systém (musíte mít rezervy).
2. Komplikace při čekání na odlet - vypařování kryogenních látek u lodi čekající na orbitě, odklady druhého startu kvůli počasí nebo technice.
3. U jiných raket než Falcon 9 riziko selhání, u 1. startu prodražení mise, u 2. riziko ztráty celé mise.
Když to shrnu, občas se to může hodit, ale kvůli málo časté potřebě se to nikdy nevyplatí. |
|
Abych to doplnil, náklady na vývoj a vyzkoušení jsou velké, přitom potřeba je tak jednou za rok. Průzkumné sondy jsou různé a potřebují různé celkové urychlení. I pro velký program je rozdíl, jestli potřebujete navíc 150 mil. dolarů pro urychlení, které není nezbytné.
Třeba Falcon Heavy nemá jednoduchý 3. stupeň, který by výrazně zvedl nosnost - nevyplatí se, protože nákladů pro něj je málo, musela by se upravit (a zkomplikovat) rampa.
Pokud bude postavena základna na Měsíci, změní se to, protože bude potřeba pravidelně létat k Měsíci.
Pak by se mohl hodit urychlovací stupeň. Se štítem pro aerobraking schopný dotankování. Urychlil by náklad o nějaké 2,5-2,9 km/s a pak by zbrzdil o atmosféru.Teprve pak by zafungoval jednorázový motor sondy/lodě pro přelet k Měsíci, Marsu nebo dál. |
|
Ono by sa to trochu zmenilo, ak by boli k dispozicii standardizovane kozmicke tahace...
...to by mozno potom stalo za to nejaky obcas obetovat...
Tiez si treba uvedomit ze cakanie na prilet znamena dalsie roky financii na "cakanie"..., takaze to tiez nie je zadarmo. |
|
citace 18.9.2025 - 23:33 - Martin Jediny:
Ono by sa to trochu zmenilo, ak by boli k dispozicii standardizovane kozmicke tahace...
...to by mozno potom stalo za to nejaky obcas obetovat...
Tiez si treba uvedomit ze cakanie na prilet znamena dalsie roky financii na "cakanie"..., takaze to tiez nie je zadarmo.
Sondy v přeletovém režimu stojí NASA cca 5 mega USD ročně, čekat tři roky navíc stojí cca 15 miliónů, stupeň navíc by stál nejmíň 150 miliónů - co si vyberete? A jak vyřešíte přílet vysokou rychlostí? Sonda musí být odolná, aby fungovala co nejdéle, takže náklady na delší let nejsou nijak velké. Nejdřív musíte mít jistotu dlouhodobého častého provozu - ISS pro LEO, Polární základna pro Měsíc - do té doby se to prostě nevyplatí. |
|
Napr. JUICE vazi 6ton (sucha 2,5t)
Vyviest spolu odpociatku pripojeny 12 tonovy transporter je za jedny peniaze,
akurat sa musi vyrabat seriovo, aby sa zmestil do 20 mega... |
|
Dobrý den,
dovolte mi jednu konkrétní číselnou úvahu k Marsu – rád bych ji tu nechal ověřit.
Perseverance (Mars 2020)
startovací hmotnost 4 317 kg (Atlas V 541)
po odhození Centauru letělo k Marsu 3 729 kg
na povrch dosedlo 1 025 kg rover + sky-crane
Dvě Falcon 9 reusable (2× 13 t na LEO → 26 t celkem, –0,5 t docking)
pohonné těleso s Raptor-Vac (Isp 382 s) nebo Merlin-Vac (Isp 348 s), které po TMI (Δv 3,8 km/s) odhodíme
→ po odhození pohonu letí k Marsu 5 041 kg (Raptor) nebo 4 572 kg (Merlin)
→ při stejném EDL jako Perseverance lze na povrch dostat 2 400 kg rover + sky-crane (Raptor) nebo 2 100 kg rover + sky-crane (Merlin)
Tedy cca 2× větší vědeckou hmotnost na povrchu Marsu za cenu dvou letů F9 (~124 mil. USD) oproti Atlasu V 541 (~200–250 mil. USD).
Celá mise Perseverance stála NASA 2,7 mld. USD, z toho vynesení ~8 %.
Kdybychom za stejné peníze poslali dvě takové „dvojité“ mise, máme 2× 2 100–2 400 kg = 4 200–4 800 kg roverů na dvou různých místech Marsu během jednoho startovního okna.
To už je vědecký přínos, který podle mě převýší i těch 150 mil. USD navíc na univerzální pohonné těleso, když ho vyrobíme 5–10× sériově.
Rád bych, kdybyste mi výpočet buď potvrdili, nebo opravili. Věřím, že i přírůstek 50-60% užitečné hmotnosti je něco, na co by vědci s radostí skočili.
Děkuji přeji pěkný den! ____________________
|
| 07.11.2025 - 12:28 - Ervé | |
|
Proč ne jeden start Falconu Heavy? Stojí míň než 2 Falcony 9, odpadá nutnost setkání a spojení na LEO a ztráty kryogenního paliva čekáním na druhý Falcon. Hlavní problém je ale jinde:
1. Rampa na Falcony 9/Falcony Heavy nemá vybavení pro tankování třetího stupně kryogenními látkami - musela by se přestavět (a Space X neuvolní rampu na týdny/měsíce trvající přestavbu)
2. Kdo zaplatí vývoj roverů? To je rozhodující kritérium - rovery stojí 5-10x víc než start.
3. NASA nemá plutonium pro zdroje roverů, celou stávající produkci spotřebuje Dragonfly. Evropský vývoj Americiových RTG je na začátku.
Vyvíjet rover se solárními panely těchto rozměrů je úkol za miliardu dolarů. [upraveno 7.11.2025 12:46] |
|
Ja len, ze ak uz si na LEO a mas dost casu, tak nepotrebujes merlina na urychlenie.
Staci podstatne mensi motor s vyrazne vacsim pomerom expanzie pre vyssie ISp. Je ti jedno, ci zrychlujes 10minut, alebo dva dni...
Ono kuzlo spociva v tom, ze za usporu z celkovych z 8% na 4% za usporu na start ziskavame zlozitejsiu architekturu = nespolahlivejsiu... a to za ten risk asi nestalo.
Variantov a rieseni je vzdy viac a vzdy je otazka ktory zvolit.
Napr. 2xF9 su dostupnejsie, ako 1x FHeavy. ale Fhaevy je lacnejsi a arch. jednoduchsia.
Takze ano, da sa a dalo sa to urobit inak. |
| 07.11.2025 - 13:02 - Ervé | |
|
4. problém nesymetrie. Při spojování 2 Falconů 9 je jeden 13 t motor+nádrže a druhý stupeň 5,5 t náklad a 7,5 t co? Jen nádrž? Pak musíte mít dokonalé propojení a přečerpání paliva před startem nebo v průběhu chodu motoru. Nebo kompletní stupeň? A pak máte další motor s nádržemi a celá mise se zase zkomplikuje.
Nejjednodušší (nejlevnější, nejspolehlivější) řešení je použít motor, kvůli kterému nemusíte upravovat rampu (TPH nebo N2O4/hydrazin) a vyhnout se spojení na orbitě - takže jeden rover jedním startem Falconu 9.
Pořád ale zbývá zásadní otázka, jaké rovery chcete na Mars poslat? Žádné se nevyvíjí, MERy už by asi nedokázal nikdo levně vyrobit a kopii Oppy/Persy by jste museli vyvinout verzi se solárními panely, což by bylo drahé. |
|
Myslim, ze to su dve otazky.
Jedna, ci existuje uzitocny naklad, pripadne, ci ma zmysel ho takto pripravit
a druha otazka, ci sposob, ktory Tomas navrhoval je efektivnejsi, lepsi, vytaznejsi, lacnejsi, spolahlivejsi, ...
Aj ked v podstate chcel len overit svoj vypocet...
Ale okrem Isp neuviedol ani mnozstvo paliva, ani konstrukcne cislo.
Takze nie je co spocitat.
Ak by sme sa drzali hydrazinu, tak napr. ATV ma 13,5tony s 9 tonami paliva pri 3,13 km/s. by naklad 13,5tony urychlil nasledovne:
(13,5+13,5)/(13,5+13,5-9)=1,5
3,13xln(1,5)=1269m/s
Takze zvysnym 13 tonm ostava este hodne prace...
Ak pristupime na Tomasovych 3747m/s, pripadne konstrukcne cislo serv. modulu 6,
tak pre 5ton k Marsu a 0,5tony na uzol mi ostava 20,5tony servis. modulov, teda s palivom 17 ton
To potom je 3747m/s x ln(26/9) = 3975 m/s potom pozadovanych 3800m/s by mohlo byt realnych... |
| 09.11.2025 - 11:43 - Ervé | |
|
| ATV není dobrý vzor. Servisní sekce zajišťuje i manévrování u stanice, komunikaci, přetlakování a energii pro nákladní kabinu. Konstrukční číslo je kolem 10 u běžných stupňů. |
|
Přes přesvědčení asi většiny přítomných, že se to nevyplatí, pokračuji v diskusi o sond/lodí skládání na oběžné dráze.
Je docela pochopitelné, že pokud může sondu větší hmotnosti najednou vynést jeden Falcon Heavy nebo New Glenn místo 2-3 Falcon 9, bude to pravděpodobně levnější a určitě jednodušší.
Takže se na to podívejme jinak - o spojování na oběžné dráze budeme pravděpodobně uvažovat v následujících situacích.
1. Potřebujeme dostat na výslednou dráhu větší těleso, než dokáže vynést jedna, třeba silnější nosná raketa.
Tento případ už nastal při kosmických stanicích a asi bude použit i při budoucích misích na Měsíc a na Mars a také s tankováním. (doufejme, že se to podaří)
Zdá se, že při jiných misích nebude potřeba. Tím se ale dostáváme k další vynucené situaci.
2. Silnější raketa nebude k dispozici v potřebnou dobu.
Jak nebude? Přece se dá objednávka za potřebné peníze a raketa bude. Pravda je ta, že dokud nebude Starship rutinně vynášet náklady s vysokou frekvencí, může se klidně stát, že volný slot pro New Glenn nebo Falcon Heavy bude k dispozici třeba až za několik nebo i za mnoho let. Dlužno poznamenat, že SpaceX nepříliš ráda vypouští Falcon Heavy, protože jim to dost blokuje zdroje pro starty Falconů 9. A ani u Starshipu v dohledné budoucnosti není jisté, kdy budou volné sloty.
Takže co teď? Buď čekat a natahovat projekt o mnoho let, nebo sklopit uši a jak se to dělá dnes, přizpůsobit (okřesat) hmotnost sondy tak, aby se vešla na raketu, která k dispozici je. To samozřejmě znamená šetření každým kilogramem, mnoho kompromisů při konstrukci i pro výzkum, životnost, atd.
Zatím každý raději tlačí dolů kilogramy a velikost na úkor možností samotné sondy, ale třeba to jednou někdo zkusí se spojováním. O spoustě věcí se říkalo, že to nemá význam, dokud to nezačalo být normální.
Nemluvě o situaci, kdy na náklad nebude stačit ani New Glenn nebo Falcon Heavy a budeme i tak potřebovat 2 a více startů těžké rakety.
Rozumím všem námitkám a nedokážu předvídat budoucnost. Nechám se překvapit. Možná opravdu už za několik let bude Starship levně vynášet 100 tunové náklady s frekvencí vícekrát týdně a bude snadné a levné už konečně někam vyslat těžší sondy a jiné náklady... A třeba na něco nebude stačit ani těch 100 tun...
Dokážu si živě představit, jak dnešní limitace hmotnosti a rozměrů degraduje naše možnosti v kosmu a jaké dělají vrásky konstruktérům. |
|
Já nechápu, proč by měl mít SpaceX problém s tím, když si někdo objedná Falcon Heavy, nebo Bezos s New Glenn. Falcon Heavy má problém jen s malým krytem nákladu, a není vyzkoušený s horním stupněm. Do roka od objednání by měl startovat. New Glenn totéž. Větší a těžší náklady nikdo nestaví.
Až se bude stavět raketa pro let na Mars, bez tankování a spojování se neobejdeme. Pro Měsíc se to vyzkouší. |
|
