太空飞行仍然很昂贵。 即使我们采取看似过于乐观的态度,以700万美元的价格发射100-150吨完全可重复使用的运载工具的能力-每千克有效载荷我们也能获得约50美元。 使用相同的StarShip飞往月球或火星的航班将使最低货运成本增加大约6倍(将增加5个加油机)至每公斤300美元。
通常,从这样的计算中得出的结论是,如果没有根本上新的能源的开发甚至是无反应运动或在太空中发现非常有价值的东西,就不可能进行工业空间探索。 只是它忽略了一个事实,即太阳系中的大多数天体的失控速度都大大低于地球,理论上我们要从地球上进口天体,而地球的大气层会减慢宇宙飞船和弹道飞船的速度而不消耗反应性质量。
KAPV和一系列文章的摘要尾气不足
很久以前当场获得回程燃油的想法。 我冒昧地建议,在科幻小说中,这在1960年代并不是什么新鲜事物。 但是也许火星直航项目中的祖布林是第一个决定将其推广为有前途的载人飞行任务的基础的人。 然后是埃隆·马斯克(Elon Musk),他决定接受并尝试这样做(正在进行中)。
奇怪的是,在通过电解或Sabatier反应从当地资源生产燃料的过程中,固相NRE在经济上不利。 是的,甲烷NRE的比冲大约是甲烷-氧LRE的比冲的两倍(请参阅《电子行星际飞船》或《死地之子》游戏)。 Sabatier反应器每产生1千克甲烷,就会产生4千克氧气。 液体推进剂火箭发动机通常使用过量燃料,但是例如在猛禽和兹维兹多莱特的情况下,240吨甲烷占860吨氧气。

在该图上,蓝色列对应于特征速度(akaδve)为5 km / s的四枚火箭的最终质量,燃料储备的能量成本与合成1100吨甲烷-氧气相当。 黄色栏是有效载荷减去火箭的质量,前提是每种技术每吨燃料具有0.1吨结构。 橙色-考虑到燃料密度的有效载荷(甲烷-氧气-每吨火箭20吨,甲烷-15吨,氢氧-10吨,核-5吨)。 之所以得出5 km / s的增量,是因为它是火星的第二个空速。 在月球及其2.5 km / s的情况下,化学火箭的优势将更加明显。
从图中可以看出,甲烷-氧气的性能优于其他技术,因为初始质量较大。 甲烷核推进剂发动机可能会与氢氧液体推进剂火箭发动机发生争执,只有能够合成甲烷,才会有任何能为甲烷液体推进剂火箭发动机提供燃料的燃料。 为了使甲烷和氢气NRE能够补偿仅部分燃料工厂产品的使用,它们分别需要约10 km / s和30 km / s的比冲。 结论:对于使用地外源工作流体进行空间运输,固相NRE是没有希望的。 甚至在核乐观的最佳时期,只有气相发动机才可能引起人们的兴趣,而论文还没有进一步发展。 甲烷氧比氢氧更优选,但如果天体上没有碳沉积,则必须使用。
矿物质不足
这样啊 我们希望在月球上建造一个植物,以可接受的成本向地球发送有用的东西。 开始时,您需要计算此成本。

顺空间的路线图。
取自这里 。
根据该计划,从低地球飞行到第一个拉格朗日点的飞行,我们需要3.7 km / s的Delta ve。 另有2.5 km / s的降落速度。 充满电的星舰将在没有有效载荷的情况下着陆,并携带130吨燃料。 将约50吨的碎石装载到船上后,我们仍然有储备的三角洲以飞向地球。 考虑到这次探险的成本以及加油机的发射费用为5,000万美元(Mask自己答应“像Falcon-1一样,由于可重复使用”,即每次飞行需要5-7百万美元),因此每公斤重膏石获得1000美元。 令人好奇的是,以如此高的价格和交货量,仅用重塑材料交换纪念品和大学的教学材料就已经很现实。
但是在地球上,没有人开采矿物,只是乘坐直升飞机飞到一个纯净的田野中,并且把所有不好的东西都留了下来。 取而代之的是,运输和采矿基础设施一开始就是在建设中。 如果我们考虑将Starship与运输基础设施相同,则运输的瓶颈将以+1000 $ / kg的形式出现。 原则上,如果您发现可以以高于$ 2000 / kg的价格推销(考虑到非运输成本和非零利润),则可以接受。 并且存在此类物质-参见价格表[1]。 ULA在其CisLunar经济中希望将用于建造卫星和太阳能发电厂的材料带入低地球轨道。 但是仍然尝试扩大瓶颈。
我们将通过优化运输来扩大瓶颈。 从月球的角度来看,星舰航天飞机的接驳计划不是最佳选择-一艘可重复使用的船只不断潜入砾石中,必须将其从中拉出,同时又需要在同一个坑中为飞行提供燃料。 此外,在月球上,很可能有水,在没有云的情况下,太阳常数是火星的两倍。 在撞击坑中,可以发现金属,包括铁。 后者的便利之处在于,可以从卫星在磁场中对其进行扫描,并使用它从重石中选择。
您可以通过以下方式将货物从月球发射到地球:
- 火箭从当地资源中获得动力。
- 电磁枪。
- 不知何故。
考虑到NASA并没有因为浪费水而误解,让我们来谈谈第一种选择。 根据最新数据,仅北极的水就至少有6亿吨[2],因此在不久的将来这种资源的枯竭不会受到威胁。
导弹可以在现场建造,也可以从地球进口。 在第一个实施例中,可以一次性使用,在第二个只能重用。 在这两种情况下,都有必要从当地资源掌握一次性防弹胶囊的生产。
考虑选择“进口”火箭。 2吨干重,14调味。 比半人马座更糟糕,每2吨干重有20吨氢氧,但半人马座没有腿可登陆月球。 如果没有PN,则拖船的Delta速度为8.5 km / s,足以与DOE一起在月球着陆。 船将在其上投掷相关PN的所有相同“ Starship”。 返回地球后,这艘船将能够推出重达10吨的弹道舱并返回空舱。
一艘拖船的航行费用等于建造一艘拖船并将其投入能源部的费用除以使用次数。 首先,从上面看,同样的50-60百万美元似乎是一个完全足够的估计-这笔钱与发射整个Falcon-9或制造Dragon胶囊的费用相同。 根据文献[3],RL-10发动机在1960年代初可以运行50次,最多可以运行2.5个小时,而经过改进,它可以持续11个小时以上,不幸的是,没有启动次数的信息。 但是众所周知,J-2能够承受103次启动并运行6.5个小时,然后工程师感到疲倦:)因此,发动机上50次飞行的资源看起来并不理想。 我们总共有大约一百万美元用于拖船飞行。 在一次飞行中,拖轮向地面踢了一个10吨重的太空舱,假设太空舱的“填充系数仅为50%,那么我们每5吨可以得到一百万美元,即每公斤200美元。 比星舰少五倍。 最有趣的是,如果不是传统的飞船,而是用通常的猎鹰9号发射的拖船用过的载物台和载物台返回,那么价格只会增加到每吨40万美元。
但是,加油站的全部建成会不会变质? 是的,还有防弹胶囊的生产和稀土的生产。 关于此的续集,如下。
参考文献:
[1]
http://www.infogeo.ru/metalls/price/?act=show&okp[2]
https://www.nasa.gov/mission_pages/Mini-RF/multimedia/feature_ice_like_deposits.html[3]
https://history.nasa.gov/SP-4221/ch6.htm