"По результатам предварительного анализа, в связи с отклонением фактических параметров импульса от расчетных КА "Луна-25" перешел на нерасчетную орбиту и прекратил свое существование в результате столкновения с поверхностью Луны", — говорится в релизе.
Первая серия – в двух эпиграфах, трёх дисклеймерах и трёх разговорах,
с циничным домашним заданием и сентиментальными танцами.
Недавно прошёл юбилей МКС – 20 лет непрерывной работы станции с экипажами.
Поскольку он сопровождался некоторым всплеском гордости за отечественную космонавтику – в прессе и особенно в блогосфере – то было бы полезно добавить к этим разговорам простых цифр. А то уж очень бодро сетевые знатоки рассказывают про построенную Россией «половину МКС». Или даже просто про «построенную Россией МКС», поскольку у этих пиндосов никакого практического опыта в строительстве орбитальных станций – не было. Ну, какого именно опыта не было у НАСА – с уже выполненными программами SkyLab, SpaceLab и SpaceHub – это разговор отдельный. И длинный. Поэтому в этом посте я оставлю в стороне сопоставление накопленного опыта, и разберу только материальные результаты строительства.
Два предварительных замечания, типа эпиграфы:
Эпиграф первый – по блоку Заря.
Блок Заря были построен и запущен на деньги НАСА – целиком и полностью.
Техзадание на этот блок было разработано НАСА – тоже целиком и полностью.
Блок Заря является собственностью НАСА, причем не «формально», а юридически.
И физически – тоже: никаких работ по модификации Зари – без разрешения и участия (наблюдения) специалистов НАСА – проводиться не может.
Поэтому, большая просьба – воздержаться от дискуссий по теме «кому на самом деле Заря принадлежит?» Пустое.
И вопрос «А почему на сайте РКК Энергия модуль Заря указан в разделе "Российский сегмент МКС"?» тоже задавать не надо. Пустое.
Эпиграф второй – экономического анализа (типа – «кто сколько потратил на МКС?») здесь не будет.
Во-первых, потому, что коэффициенты конверсии и инфляции у доллара, иены и евро – непостоянны, и меняются во времени. Соответственно, перевод из одной валюты в другую – в ретроспективе – не так прост. С рублями – всё несколько сложнее, и не только из-за припадочного характера рублёвой инфляции.
Но ещё и потому (во-вторых), что рубль умеет испаряться в виолончельные офшоры, и те рубли, что (вроде бы) полагалось использовать для развития российского Космопрома – они в результате развивают кораблестроение элитных яхт в Италии или рынок недвижимости (тоже элитной) на Островах Зелёного Мыса.
Поэтому никакой бухгалтерии здесь не будет.
А разговор пойдёт только о килограммах, кубометрах и киловаттах. А потом будет ещё разговор про строителей – но это уже во второй серии.
РАЗГОВОР ПЕРВЫЙ – про КИЛОГРАММЫ
Выведение груза на орбиту остаётся и по сей день серьёзной технической проблемой. Соответственно, общий вес конструкций российского и американского сегментов – это вполне удобный критерий для сравнения. Однако, как и во всяких скрупулёзных подсчётах, тут есть масса деталей – мелких и не очень мелких, и в них надо разбираться. Поэтому –
Дисклэймер №1:
На вопрос типа «А у вас получается общий вес МКС меньше 350 тонн, а в вики написано, что МКС весит 420 тонн. Вот как вам после этого верить?» – ответа не будет.
Точнее, ответом будет бан.
Потому что если вы не понимаете, почему вес пустых кухонных шкафчиков, указанный в накладной доставки из Икеи – меньше веса тех же шкафчиков – но уже собранных и набитых всякой всячиной – вам не место у меня комментах. Не тот уровень интеллекта.
Далее, по поводу упомянутой массы деталей.
Одна деталь здесь такая – некоторые (многие) модули доставлялись на МКС, скажем так – не в полном комплекте. Кое-что доставлялось позже, другими рейсами. Например, запчасти и/или инструменты для обслуживания. И строго говоря, подобные добавки следует отнести скорее к конструкции «шкафчика», а не к «кухонной утвари». Т.е., следовало бы включать эти добавки в вес модуля. Но я выбрал другой подход – совершенно формализованный: во всех случаях я брал вес модуля – «по доставке на МКС». Достоинства такого подхода: простота и, главное, воспроизводимость результата. То есть, каждый, кто захочет повторить мои расчёты – он просто берёт пресс-релиз по запуску соответствующего Шаттла и находит в нем раздел «Вес Грузов» (простота). И в результате сумма получается такая же, как и у меня (воспроизводимость).
Результаты представлены ниже на Рисунке 1, левая панель:
на российский сегмент приходится 9.5% массы МКС.
Здесь, по массе, российская «половина МКС» получилась меньше одной десятой.
РАЗГОВОР ВТОРОЙ – про КУБОМЕТРЫ
Ну, здесь всё немного проще, чем с килограммами – меньше нюансов.
Но всё-таки нюансы есть, например – «герметизированный объём» и «обитаемый объём».
Первый – это объём, ограниченный герметичной оболочкой модуля. Второй – это объём внутри герметичной оболочки и НЕ занятый аппаратурой. Соответственно, обитаемый объём – заведомо меньше (и иногда сильно меньше) герметизированного объёма. Этим пользуются некоторые рунетные специалисты, и я не раз видел следующий несложный фокус. При сравнении корабля Союз с Джемини – для Союза берут герметизированный объём, но сравнивают его – с обитаемым объёмом Джемини. И с помощью такого легкого движения руки Джемини превращается в «очень тесный корабль».
Так вот, здесь я использовал только герметизированные объёмы. Поэтому –
Дисклэймер №2:
Не надо «перепутывать» герметизированный и обитаемый объём. У меня в журнале этот фокус не прокатит.
Отдельной строкой – не надо умножать число Пи на квадрат максимального радиуса модуля и его же максимальную длину.
Попытка представить произведение как «объём» даст вполне предсказуемый результат (см. Дисклэймер №1).
Результаты представлены выше, на Рисунке 1, правая панель:
на российский сегмент приходится 14.2 % объёма МКС.
Здесь, в мартышках по объёму, «половина» получилась – одной седьмой.
РАЗГОВОР ТРЕТИЙ – про КИЛОВАТТЫ
На орбите - для пилотируемого корабля/станции - работает принцип, который формулируется всего тремя словами:
«Электричество – это жизнь»
И это не литературная метафора и не художественная гипербола – это суровая правда жизни.
Даже хуже – это жестокаяправдасмерти.
*** На аварийном корабле (или станции), где электричество кончилось совсем – экипаж погибнет задолго до окончания запасов еды-воды-кислорода, в течение считанных часов после окончания электричества. Потому что без электричества => не работает вентиляция => не действуют углекислотные скруберы => экипаж погибнет от отравления выдыхаемой углекислотой.
*** На аварийном корабле/станции, где электричество не кончилось совсем, но его едва хватает на работу систем жизнеобеспечения – ситуация для экипажа всё равно отчаянная. Компьютеры, навигация, ориентация и двигатели – не работают. Без внешней помощи экипаж пропадёт, а организовать её проблематично, поскольку связь – без электричества – тоже не работает.
Итак, электростанция МКС – это очень важный компонент станции.
Мягко говоря.
Величины электрических мощностей для российского и американского сегментов представлены на рисунке 1А:
на российский сегмент приходится лишь 5.3 % от общей электрической мощности МКС.
Если измерять в попугаях (в киловаттах):
Российская «половина МКС» здесь равна одной девятнадцатой части.
Дисклэймер №3:
(специально для читателей вики)
На вопрос типа «А почему в вики (или – на сайте EDN, или – у самих NASA!!) написано, что мощность МКС 85-120 киловатт?! Вот как вам теперь верить??» – ответа не будет.
Точнее – см. дисклеймер №1.
А для тех, кто вопрошать не стал, но и сам не догадался – о причине расхождения в цифрах,
то по-английски тут можно объяснить одним словом:
Redundancy.
По-русски будет длиннее:
Создание избыточной системной ёмкости для использования в аварийной ситуации.
Да – потребление станции обычно не превышает 100 кВт.
А распределительная электросистема и система охлаждения – действительно рассчитаны на потребление не более 120 кВт.
Тем не менее каждое «крыло» энергетической системы МКС имеет номинал «до 31 киловатта». Все восемь крыльев – имеют вместе 8*31 = 248 кВт. Зачем это сделано? – Именно для неё, для redundancy.
Например:
Если по какой причине половина крыльев выйдет из строя – и на оставшихся четырёх станция продолжит работу в режиме «как ни в чём не бывало»: Три крыла обеспечат станции 93 кВт, четвёртое будет в резерве. Приборы и лаборатории смогут работать в обычном режиме – пока идет ремонт неисправных узлов в аварийных крыльях.
Ещё хуже например:
Если все семь крыльев выйдут из строя – то и на последнем-единственном крыле – станция будет обеспечена энергией для всех критичных систем с избытком: СЖО, связь, навигация, ориентация – недостатка по питанию испытывать не будут. Экипаж сможет спокойно провести работы по консервации станции, а не эвакуироваться, как при пожаре.
Кстати, загадка для тех, кто любит играть в ЧГК:
Требование в 31 кВт номинала для одного крыла – взялось у НАСА «не с потолка».
Но при том – оно не было обосновано какими-то моделями или расчетами.
С чем связан выбор такой величины? Или – как этот выбор обосновали?
(использование интернета, справочников и учебников – не только не запрещается, но – приветствуется)
Ещё деталь – маленькая, но существенная – я знаю, что многие из рунетных читателей вики – они человеческий язык понимают плохо и простых объяснений или ссылок на здравый смысл – им мало. Они требуют – пруфы. Так вот, на рисунке 1Б – именно для них – и именно такой пруф – для величины 248 кВт.
(Специально не стал отрезать адресную строку – набирайте, скачивайте, наслаждайтесь оригиналом).
Ну и напоследок в разговоре про киловатты – рисунок 1В – просто картинка, но достаточно символичная.
Именно такой видели МКС – двадцать лет назад – астронавты шаттла Endeavour в декабре 2000 года.
Я лишь добавил величины электрической мощности солнечных батарей.
Домашнее задание – для подготовки к разговору о строителях во второй серии
Задача №1
Дано:
1. Первые два года строительства МКС полагаются современными историками наиболее критичным и сложным периодом. Примерно по тем же причинам, что закладка фундамента и сооружение несущего каркаса являются критичными – в обычном строительстве.
2. В первые два года на МКС было сделано 20 выходов в открытый космос с общей длительностью 139 часов 8 минут.
3. Из них, российскими космонавтами был сделан 1 (один) выход длительностью 6 часов 14 минут. Остальное время – 132 часа 54 минуты – приходится на астронавтов НАСА.
4. Если выразить в процентах, то НАСА сделала 95.5% работы в открытом космосе, а Роскосмосом было выполнено 4.5%.
Задание:
Подберите глагол, наиболее точно описывающий участие Роскосмоса в совместном проекте «строительство МКС» в указанный период. По желанию – можно добавить обстоятельство образа действия.
Задача №2
Дано:
1. На рисунке 2 показано сравнение российского сегмента МКС – по массе и объёму – со станцией Мир.
2. Станция Мир была построена за 10 лет.
3. Строительство российского сегмента МКС тянется уже 20 лет, причем с привлечением внешней помощи – как в виде денег (Заря), так и в виде вывода на орбиту (Рассвет).
4. Тем не менее даже в сравнении со станцией Мир - российский сегмент МКС выглядит бледновато. Мягко говоря.
Задание:
Объясните – почему так получилось?
По возможности кратко, в идеале – одним предложением.
При этом желательно обойтись без мата.
(Ну, я предупреждал – задание будет циничное).
А теперь оставим Роскосмос наедине с его печалями, и перейдём к танцам...
(Продолжение следует...)
Объясняем на пальцах почему российская "Ангара" не способна составить коммерческую конкуренцию американской ракете Falcon 9. И ни слова про многоразовость.
На поверхностный взгляд "Ангара А5" и Falcon 9 очень похожи. У обоих кислород-керосиновое топливо. Обе ракеты относятся к классу тяжелых, "Ангара А5" может даже больше поднять на низкую околоземную орбиту: 25,8 т против американских 22,8 т. Зарплаты в Центре Хруничева, где производят "Ангару", раз в пять ниже, и, казалось бы, ничто не мешает российским ракетостроителям забороть американского "шарлатана" и "пиарщика".
Теперь о разнице:
Численность рабочих
Центр Хруничева — 40 тыс
SpaceX — 8 тыс
Стоимость
“Ангара А5” — около $100 млн
Falcon 9 — около $70 млн (одноразовый вариант)
Количество ракетных ступеней
“Ангара А5” — 4 ступени
Falcon 9 — 2 ступени
Количество основных элементов конструкции
“Ангара А5” — 8
Falcon 9 — 3
Количество ракетных двигателей
“Ангара А5” — 7 шт
Falcon 9 — 10 шт
Суммарная масса ракетных двигателей
“Ангара А5” — 11600 кг
Falcon 9 — 4700 кг
Стартовая масса
“Ангара А5” — 759 т
Falcon 9 — 550 т
Сухая масса
“Ангара А5” — 43,7 т
Falcon 9 — около 30 т
Площадь миделя (влияет на коэффициент лобового сопротивления)
“Ангара А5” — около 35 кв м
Falcon 9 — около 22 кв м
Количество типов ракетных двигателей
“Ангара А5” — 3 типа ракетных двигателей от разных производителей: 1-2 ступень РД-191 (Химки), 3-я ступень РД-0124 (Воронеж), разгонный блок С5.98М (Воронеж) или 11Д58М (Королёв).
Falcon 9 — 1 тип двигателей: Merlin: отличия между 1-й и 2-й ступенью только в форме сопла.
Расстояние между заводами-изготовителями ракеты и ракетных двигателей
“Ангара А5” — 500 км (при производстве в Москве), 2700 км (при производстве в Омске).
Falcon 9 — менее 1 км (все части производятся в Хоторне).
Расстояние между производством ракеты и космодромом
“Ангара А5” — 780 км (Москва-Плесецк), 5500 км (Москва-Восточный), 3500 км (Омск-Восточный), 2000 км (Омск-Плесецк).
Falcon 9 — 3600 км (Хоторн-Канаверал), 210 км (Хоторн-Ванденберг).
Вышеприведенные данные показывают, что “Ангара” выигрывает только в мощности ракетных двигателей, но это преимущество нивелируется разницей в стартовой массе. Наша ракета мощнее, но в то же время тяжелее в полтора раза и лобовое сопротивление выше. Большое количество элементов конструкции усложняет обслуживание — ракетный пакет надо собрать перед стартом и заправить, а это время и количество занятых рабочих рук. Расходов добавляет сложная, а значит более дорогая конструкция стартовых сооружений. Пакетная схема из нескольких модулей чисто геометрически проигрывает моноблочной схеме, именно поэтому SpaceX сразу взялся за разработку сверхтяжелого моноблочного BFR, еще до успешного запуска Falcon Heavy, собранной по пакетной схеме.
Серьезное влияние на конечную цену ракеты имеет простота ее изготовления, и тут “Ангара”, которую производят в четырех городах, безоговорочно проигрывает Falcon 9, который создают практически в одном цеху. Проблема не только в транспортных издержках. Несколько заводов, занятых в производстве одного изделия повышают риски задержки сроков, т.к. действует морское правило: “скорость эскадры определяется скоростью самого медленного корабля”.
Falcon 9 проще по конструкции, легче по массе, легче в производстве и обслуживании — именно этим определяется его низкая рыночная стоимость. Никакой магии или мифического демпинга тут нет, просто грамотный подход к производственным задачам.
В таком сравнении намного выигрышнее выглядит проектируемый “Союз-5”, который повторяет моноблочную конструкцию “Зенита” и, возможно, позаимствует что-то и от Falcon 9. Хотя и у него останутся сложности с производством различных элементов конструкции в разных городах. Придется нести транспортные издержки на логистику между Химками, Воронежем и Самарой.
Сообщалось, что при оптимизации производства и высоком спросе на пуски “Ангары” стоимость тяжелого варианта может быть снижена в полтора-два раза. Но с 2014 года в ней так и не возникла потребность. При высокой цене и отсутствии летной практики на коммерческом рынке спроса на “Ангару” нет поэтому единственный способ нарастить ее производство — внутренний госзаказ, но и тут новая ракета ничего не может предложить пока летают старые. Фактически, на “Ангару” поднимется спрос только в одном случае — если Россия откажется от всех остальных ракет.
Вышеприведенные аргументы поневоле заставляют задаться вопросом: как наши инженеры могли допустить сразу столько грубейших хозяйственных ошибок? Но тут надо учитывать, что они работали фактически еще в советской парадигме, когда надо задействовать всю существующую кооперацию. То есть "Ангара" выполняла еще и социальные задачи, предоставляя работу и Химкам, и Королёву, и Воронежу, а теперь еще и Омску. Илону Маску было проще, он сразу начинал решение задачи со стоимости производства и на “пустом месте”.
Будущее "Ангары" теперь возможно только в роли политической подстраховки на случай угрозы утраты Байконура. Ракета сделала свое дело — сохранила ракетостроительные кадры в сложный переходный период, позволила вырастить новое поколение конструкторов, которым теперь надо ставить актуальные задачи с рыночным потенциалом. Реальные же космические дела сегодняшнего дня, что государственные, что коммерческие, будут решаться более дешевыми "Союзами" и "Протонами", а потом и "Союзом-5".
Настоящий российской конкурент для Falcon 9 — это “Протон Средний”, облегченная модификация популярного прежде на мировом рынке “Протона-М”. Роскосмос наметил полный отказ от “Протонов” в 2025 году, до этого времени можно успеть создать и “Союз-5” и довести его характеристики до сравнимых с “Ангарой А5” и конкурентных с Falcon 9. Тогда можно будет забыть об “Ангаре”, как в свое время забыли о “Буране” — прекрасном инженерном проекте, который не нашел никакого практического применения.
 | политикаПодписчиков: 3979 |
 | Вторжение в Украину 2022Подписчиков: 1472 |
 | песочница политотыПодписчиков: 534 |
 | НавальныйПодписчиков: 362 |
 | ЕлкинПодписчиков: 256 |
 | контакт-1Подписчиков: 164 |
 | мобилизацияПодписчиков: 152 |
 | Дональд ТрампПодписчиков: 81 |
 | Испуганный ОМОНовецПодписчиков: 80 |
 | политическая карикатураПодписчиков: 75 |
| песочница политотыРейтинг: 253,758.9 |
| Вторжение в Украину 2022Рейтинг: 214,925.6 |
 | путинРейтинг: 108,901.0 |
| НавальныйРейтинг: 71,253.7 |
 | Острый ПерецРейтинг: 69,327.2 |
 | все плохоРейтинг: 59,264.2 |
| политическая карикатураРейтинг: 50,300.5 |
 | лукашенкоРейтинг: 35,655.5 |
 | COVID-19Рейтинг: 31,993.7 |
 | выборыРейтинг: 29,915.4 |
Теперь Рогозин на серьезных щах говорит что при отсутствии монополии мы работать не можем, вместо того что бы сделать так чтоб услуги роскосмоса ценились выше спейсикса даже при демпинге цен (который связан с банальной технологией повторного использования части ракеты носителя которая после запуска прилетает обратно, а не падает в гребанный океан, что как бы по сути и не совсем демпинг)\
Че там наши ракеты кстати уже хоть на ракетном топливе работают или все еще на угольной тяге летают?