Пересматривая фильм Interstellar появилась идея создать тему о полёте на Марс на Ravenstar’е с использованием других известных аддонов. И так поехали:
Главное условие — проделать весь путь туда и обратно непосредственно на Ravenstar’е, без всяких там ракет-носителей, ускорителей, или других кораблей, которые могли бы придать дополнительное ускорение Ravenstar’у. Возможно это было бы логичнее, но оставлю себе лёгкие пути на потом. Единственное — заправляться от них я себе позволю, иначе никак. Надо сказать, что Ravenstar даже менее фантастичен чем угловатый катерок из фильма Interstellar, который очень даже запросто может приземлиться и взлететь с такой же планеты как Земля, а то и больше, но почему-то для взлета с земли ему требуется огромная ракета-носитель.
Если не использовать имеющиеся ГПВРД, то топлива у Ravenstar’а едва хватает для выхода на околоземную орбиту, не говоря уже о полете к Марсу и обратно, поэтому, прежде чем лететь на Марс, надо убедиться в наличии двух «заправок» по дороге. В принципе, если при посадке на Марс не заходить в конкретное место на его поверхности, а сразу входить в атмосферу и садиться куда получится, то при особо кропотливой экономии топлива, его остатка после посадки хватит на выход на орбиту, и, затем, выход на траекторию полета к Земле. В этом случае удается обойтись одной заправкой. Но, мало того, что и на Земле придется садиться в неопределенное место, которым она повернется на момент подлета корабля, так ещё и посадку придется совершать как Шаттл, по планерному, будь то вода, лес, джунгли или дюны. Вариант провальный.
Первая заправка — в плоскости расчетной траектории, по которой планируется покидать Землю, на орбите находится танкер «Альбатрос».
А в качестве базы на Марсе, куда я буду заходить, и где можно второй раз заправить Ravenstar, будут расположены модули одного из проектов пилотируемой экспедиции на Марс, подробную, но не подтверждённую информацию о которой можно прочесть в Википедии: https://en.wikipedia…ference_Mission. (википедия вообще не надёжный источник)
Продолжение в комментариях
В грузовом отсеке Ravenstar’а находится обитаемый модуль для экипажа (предполагаем, что в нём всё необходимое для поддержания жизни экипажа, кроме воздуха), красный бак с топливом и синий бак с воздухом. При использовании полностью заправленного синего бака кислорода нам хватит на 4 года, что, примерно, на полтора года больше чем нужно.
Экипаж из четырёх человек — КВС, второй пилот, техник и врач.
Из патриотических соображений взлетать будем с аэропорта «Крайний» обслуживающего космодром Байконур, и, по возвращению на Землю, сядем на ту же полосу. Стартовое окно — 17 Мая 2018 года.
Первые проблемы возникли с заправщиком «Альбатрос». Во первых, наклонение орбиты танкера «Альбатрос» относительно Земли (параметр Inc) должно обеспечить прохождение аэропорта «Крайний», движущегося вместе с остальной поверхностью вращающейся Земли, через плоскость в которой находится орбита Альбатроса. Только тогда возможен полет с аэропорта «Крайний» к находящемуся на той самой орбите «Альбатросу». В случае с аэропортом «Крайний» эта величина должна быть не менее 47 градусов относительно плоскости экватора, или 65 градусов относительно плоскости эклиптики. Разместив орбиту «Альбатроса» в нужной плоскости мне едва удалось совместить с ней плоскость расчетной траектории по которой Ravenstar будет покидать окрестности Земли. Минимальный угол который мне удалось получить меняя переменные TransX — 0,4045 градуса (параметр Rel Inc на правом МФД). Меня это вполне устроило, поскольку эта величина и так со временем постепенно увеличивалась. Как раз об этом — во вторых: Если разместить «Альбатрос» в плоскости расчетной орбиты, то без постоянных коррекций долго он в ней не держится, угол постепенно увеличивается. Я не нашел решения того, как одновременно выводить Ravenstar на орбиту, и корректировать орбиту «Альбатроса», синхронизировав при этом их орбиты между собой. Поэтому заключительную коррекцию орбиты «Альбатроса» я сделал перед самым стартом Ravenstar’а, и как можно ближе к аэропорту «Крайний», откуда стартует Ravenstar. Таким образом, за то время пока Ravenstar долетит и состыкуется с «Альбатросом», угол между плоскостями орбит увеличится не более чем на полтора-два градуса. Это отклонение я планирую устранить во время коррекций на пути к Марсу.
После сопоставления всех переменных значений времени, расчетной орбиты Ravenstar’а и фактической орбиты «Альбатроса», точное время старта выпало на 17:58:00. В это время уже стемнело, но я попробую подфотошопить скрины, сделав их по ярче.
17.05.2018. Время 17:58:00. Первый день экспедиции. ВСУ запущена. Внешнее охлаждение систем отключено. Внешние топливозаправочные системы отключены. Внешняя подача кислорода отключена. Музыка из Interstellar включена. Девять, восемь, семь … один, ноль. Режим взлётный. Ravenstar тронулся с места. Рубеж. Подъём. Сразу после отрыва таймер на панели приборов начал отсчитывать время экспедиции. Шасси убраны. Взлетаю и выхожу на курс совпадающий с плоскостью орбиты «Альбатроса», которая в свою очередь совпадает с плоскостью расчетной траектории по которой Ravenstar покинет орбиту Земли.
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:11
Я не смогу выгодно использовать ГПВРД пока не совмещу соответствующие друг другу скорость и высоту необходимые для эффективной работы таких двигателей. Сначала при помощи ракетных двигателей работающих на полную мощность устремляю Ravenstar вверх под углом 27,5 градусов. Таким образом к высоте 30 км, при данной загрузке, я рассчитываю придти на скорости 1 км/с, что позволит мне использовать ГПВРД для дальнейшего ускорения.
17.05.2018. Время 18:01. Ракетные двигатели отключены. Створки ГПВРД открыты. ГПВРД запущены. При использовании атмосферного воздуха в качестве окислителя для ГПВРД, мне приходится большую часть разгона выполнять внутри атмосферы, но при этом обшивка аппарата нагревается не меньше чем при входе в атсосферу, поэтому я продолжаю набирать высоту контролируя температуру обшивки. При выбранных мной режимах корпус нагрелся до красна, но в пределах допустимых значений. Когда ГПВРД отработали Ravenstar находился на высоте более 50км при скорости 5,3км/с.
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:11
Параметры полет на ГПВРД
Прикрепленные изображения
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:08
17.05.2018. Время 18:06. ГПВРД отработали. Инверсионный след обрывается. Второй запуск ракетных двигателей. Увеличиваю высоту апогея и вывожу Ravenstar на орбиту. На скрине видно закрывающиеся створки ГПВРД.
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:11
17.05.2018. Время 18:09. Радиатор открыт. За время работы систем без радиатора их температура повысилась до 43,63 градусов. ВСУ выключена. Для выхода на орбиту осталось достигнуть апогея и устранить эксцентриситет.
17.05.2018. Время 18:31. Аппарат достиг апогея, а вместе с тем взошло Солнце. В третий раз запустив ракетные двигатели я поднял перигей до тех пор пока эксцентриситет орбиты, на сколько это возможно, по своему значению не приблизился к нулю. Аппарат находится где-то над Австралией. Приступаю к синхронизации орбит танкером. Ракетного топлива осталось 45,6% от общего объёма.
Сообщение отредактировано alexfun11: 19 December 2015 — 10:07
17.05.2018. Время 21:33. Над Австралией. После выхода на орбиту расчет полета в TransX позволил мне примерно за один виток добраться до «Альбатроса». Расстояние до танкера 25км, готовлюсь к торможению.
17.05.2018 Время 21:46. Есть визуальный контакт с «Альбатросом»! Начало сближения. ВСУ запущена. Реверсивные двигатели выпущены. ВСУ выключена.
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:15
17.05.2018. Время 21:48. Запуск реверсивных двигателей.
17.05.2018. Время 21:52. Торможение выполнено, сближение завершено. Начало процедуры открытия носового кока «Альбатроса».
Процесс стыковки
Процесс стыковки
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:20
17.05.2018. Время 21:53. ВСУ запущена. Носовой кок открыт. ВСУ выключена. Стыковка. Внутренний люк шлюза открыт, внешние створки шлюза открыты Провожу контрольные расчеты в TransX, Минимально возможное отклонение орбиты от плоскости расчетной траектории составило 1,285 градуса, что видно на правом МФД — параметр Rel Inc. На скрине параметр Begin Burn показывает, что до момента старта в сторону Марса с земной орбиты на этом витке осталось 859 секунд, то есть чуть меньше 15 минут, но вернемся к параметру Rel Inc. В момент старта Ravenstar’а с Земли этот параметр не превышал и половины градуса, а если не успеть дозаправиться и приступить к сходу с орбиты земли за 15 минут, то до следующей возможности стартовать в сторону Марса придется ждать ещё полтора часа. Остается догадываться на сколько изменится угол Rel Inc за это время. Попробую успеть заправить Ravenstar и начать сход с орбиты за 15 минут. Сначала перекачиваю топливо из бака для ракетных двигателей в баки для двигателей малой тяги. Топливные краны открыты, жду когда давление не поднимется, а под указателями давления загорятся зелёные контрольные лампы. Можно заметить, что контрольная лампа под указателем давления с надписью SCRAM не горит, а указатель давления показывает ноль. Это означает, что топлива для ГПВРД на «Альбатросе» нет. Но ГПВРД мне больше не понадобятся. Можно начинать заправку топливом баков ракетных двигателей и вспомогательной силовой установки.
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:22
Открытие шлюза
17.05.2018. Время 22:05 На дозаправку ушло чуть больше пяти минут. Ravenstar заправлен всем необходимым. Кислородом заправляться не будем, его и так у нас на 4 года, хотя можно, давление в системе есть, и лампа горит.
17.05.2018. Время 22:06 Системы Ravenstar’а отключены от «Альбатроса», шлюз закрыт, за одно убрал реверсивные двигатели, они мне ещё долго не понадобятся. Отстыковка.
Отстыковка
Прикрепленные изображения
17.05.2018. Время 22:16 Три минуты до запуска двигателей. Аппарат развернут по направлению движения в плоскости Земной орбиты.
17.05.2018. Время 22:19 Обратный отсчет параметра Begin Burn на МФД подходит к нулю. Ракетные двигатели запущены. Ускорение длится около четырёх минут, до тех пор пока параметр Delta V не достиг нуля. На ускорение ушло 37,6% топлива от общего объема.
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:38
17.05.2018. Время 22:24 Остаток топлива 62,4% Ravenstar набрал вторую космическую скорость и стремительно отдаляется от Земли. На МФД видно, что фактическая траектория (на МФД зелёного цвета) отличается от расчетной (на МФД жёлтая-пунктирная), и аппарат сходит с орбиты Земли не много отклонившись от расчетной траектории. Это из-за тех полутора градусов на которые отклонился «Альбатрос» за то время пока Ravenstar к нему летел. Но заметное отклонение относительно Земли оказалось не заметным относительно Солнца. Да и с этого момента движение относительно Земли меня уже не интересует. Дальше я буду работать в системе относительно Солнца. Переключив TransX на работу в системе Солнца я увидел, что получившаяся траектория полета к Марсу, (показанна на МФД в виде зелёного эллипса одним из центров которого является Солнце), не сильно отличается от расчетной, обозначенной пунктирной — жёлтой линией. Графически отклонение почти не заметно. Посмотрим что покажет компьютер.
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:37
17.05.2018. Время 23:13. После схода с Земной орбиты дополнительный топливный бак пуст, и до посадки на Марс «заправок» больше не будет. Важно понимать, что с уменьшением атмосферного давления эффективность ракетных двигателей возрастает, а на Марсе атмосферное давление в 160 раз меньше Земного. Таким образом ракетные двигатели Ravenstar’а у поверхности Марса будут работать на много эффективнее чем у поверхности Земли. Кроме этого, сила притяжения на Марсе в 2,63 раза меньше Земной. Всё это означает, что для взлёта с Марса и разгона до второй космической скорости, а так же выхода на траекторию полета к Земле потребуется на много меньше топлива. Можно будет обойтись не только без дополнительного топливного бака в грузовом отсеке, но и без заправщика на орбите Марса. Достаточно будет полностью заправить только основные баки на поверхности Марса.
А чтобы посадить Ravenstar на Марс в конкретное место мне понадобится почти всё оставшееся топливо, и лишний вес будет работать против меня. Поэтому я сбрасываю дополнительный топливный бак. Далее, глядя на МФД я мысленно поделил оставшуюся траекторию пути Ravenstar’а к Марсу на две равные части.
Сброс дополнительного топливного бака.
Сообщение отредактировано alexfun11: 18 December 2015 — 23:42