35
с орбитальной станцией (слишком медленно Луна пово-
рачивается внутри орбиты спутника); когда такие кон-
такты будут, то каждый из них будет продолжаться :
лишь около 10 мин за виток (время пролета спутника
по небу Луны). Такому космопорту не обойтись без це-
лой системы* релейных спутников Луны.
Межпланетная транспортная система
МОНТАЖ НА ОРБИТЕ МЕЖПЛАНЕТНОГО КОРАБЛЯ
Сложность и большая длительность экспедиций на
планеты Солнечной системы приводят к большим теоре-
тическим значениям величины полезной нагрузки меж-
планетного корабля. При предварительном (весьма эс-
кизном) проектировании межпланетных экспедиций эта
величина в большинстве работ принимается равной 50—
100 т.
Чтобы оценить начальную массу многоступенчатого
корабля, стартующего с низкой околоземной орбиты,
удобно воспользоваться формулой
-1
p =e V/w
s - e V!(nw)
для так называемой относительной начальной массы
Р = М 0 /т, где М 0 — начальная масса межпланетного
корабля; га — масса полезной нагрузки; V — суммар-
ная характеристическая скорость; w — скорость истече-
ния \ принимаемая одинаковой для всех ступеней; п —
число ступеней; 5 — конструктивная характеристика
ступени (отношение полной массы ступени к ее массе
после выгорания топлива), также одинаковая для всех
ступеней. При сделанных предположениях каждая сту-
пень сообщает скорость V/n.
Произведем оценку М 0 для экспедиции на Марс при
достаточно оптимистических предположениях. Пусть пе-
релеты на Марс и обратно происходят по траекториям,
требующим минимальной скорости старта с околозем-
ной орбиты (высотой 200 км) и с поверхности Марса, по-
1 Скорость истечения ш[м/с] равна Р
уд £[с], где Я уд — удельная
тяга (удельный импульс) [с], £=9,8 м/с 2 — ускорение силы тяжести.
55
садка на Марс, как и посадка на Землю, не нуждается б
реактивном торможении (в отношении посадки на Марс
здесь у нас нет. полной уверенности, так как масса ко-
рабля велика, а атмосфера очень разрежена). Если при
этом пренебречь наклоном орбиты Марса к плоскости
эклиптики, то суммарная характеристическая скорость с
учетом гравитационных потерь составит V = 10 км/с
(скорость старта с орбиты 3,6 км/с плюс скорость отле-
та с Марса 5,7 км/с плюс гравитационные потери при
этом 0,7 км/с). Если принять s = 15, w = 5 км/с (топли-
во фтор—водород при высоком давлении), п = 3, то Р =
= 9,118. При т = 50 т начальная масса М 0 = 456 Т. (В
случае п = 2 было бы почти то же: Р = 9,601 и М 0 =
= 480 т, но при этом полупустая первая ступень должна
была бы опускаться на Марс). Чтобы смонтировать по-
добный корабль на орбите, понадобилось бы 5 запусков
таких ракет, как «Сатурн-5», или около 18 полетов орби-
тальных самолетов типа «Косдооплан». Однако при w =
= 10 км/с (твердофазный ядерный двигатель) односту-
пенчатый корабль (п= 1) имел бы массу 155 т (Р =