✖


Jump to content

Орбитальный склад топлива

(Перенаправлено из «Передача топлива» )

Художественная концепция однажды предложенного склада топлива United Launch Alliance с солнцезащитными экранами.

Орбитальный склад топлива — это хранилище топлива , которое размещается на орбите вокруг Земли или другого тела, чтобы обеспечить заправку космического корабля или переходной ступени космического корабля топливом в космосе. Это один из типов хранилищ космических ресурсов, которые были предложены для обеспечения инфраструктурных исследований космоса . [ 1 ] Существует множество концепций складов в зависимости от типа поставляемого топлива, местоположения или типа склада, который также может включать топливозаправщик , который доставляет одну загрузку на космический корабль в указанной орбитальной точке, а затем отправляется. Космические склады топлива не обязательно расположены рядом с космической станцией или на ее территории .

Потенциальными пользователями орбитальных средств дозаправки и хранения топлива являются космические агентства , министерства обороны, а также компании, занимающиеся спутниками связи или другими коммерческими компаниями.

Депо обслуживания спутников продлят срок службы спутников, которые почти израсходовали топливо для орбитального маневрирования и, вероятно, размещены на геостационарной орбите. Космический корабль проведет космическую встречу со складом или наоборот , а затем передаст топливо для последующих орбитальных маневров . В 2011 году Intelsat проявил интерес к первой демонстрационной миссии по дозаправке нескольких спутников на геостационарной орбите , но с тех пор все планы были отменены. [ 2 ]

Основная функция депо на низкой околоземной орбите (НОО) будет заключаться в обеспечении топливом переходной ступени, направляющейся на Луну, Марс или, возможно, на геостационарную орбиту. Поскольку все или часть топлива переходной ступени может быть выгружена, отдельно запускаемый космический корабль с полезной нагрузкой и/или экипажем может иметь большую массу или использовать меньшую ракету-носитель. С помощью склада на околоземной орбите или заправки танкера размер ракеты-носителя можно уменьшить и увеличить скорость полета, а с помощью новой архитектуры миссии, в которой космический корабль за пределами околоземной орбиты также служит второй ступенью, можно обеспечить гораздо большую полезную нагрузку. - что может снизить общие затраты на запуск, поскольку фиксированные затраты распределяются на большее количество полетов, а фиксированные затраты обычно ниже при использовании ракет-носителей меньшего размера. Депо также можно разместить в точке Лагранжа Земля-Луна 1 (EML-1) или за Луной в EML-2, чтобы снизить затраты на поездку на Луну или Марс. Также предлагалось разместить склад на орбите Марса. [ 3 ]

Starship В 2024 году в третьем комплексном полете была продемонстрирована передача топлива на орбиту. [ 4 ] возможность, необходимая для предстоящей миссии Artemis 3 , которая попытается высадить экипаж на Луну с помощью корабля Starship HLS . [ 5 ]

Топливо на НОО

[ редактировать ]

В ракетах и ​​космических аппаратах топливо обычно занимает 2/3 или более от их общей массы.

Большие ракетные двигатели верхних ступеней обычно используют криогенное топливо , такое как жидкий водород и жидкий кислород (LOX), в качестве окислителя из-за возможного большого удельного импульса, но необходимо тщательно учитывать проблему, называемую «испарением» или испарением криогенного топлива. . Выкипание из-за задержки всего в несколько дней может не позволить обеспечить достаточное количество топлива для выведения на более высокую орбиту, что потенциально может привести к прерыванию миссии. Миссиям на Луну или Марс потребуются недели или месяцы, чтобы накопить от десятков тысяч до сотен тысяч килограммов топлива, поэтому на этапе передачи или на складе может потребоваться дополнительное оборудование для смягчения кипения.

Некриогенное жидкое ракетное топливо , хранимое на земле , включая РП-1 ( керосин ), гидразин и четырехокись азота (NTO), а также умеренно криогенное, хранимое в космосе топливо, такое как жидкий метан и жидкий кислород , можно хранить в жидкой форме с меньшим выкипанием. чем криогенное топливо, но также имеют меньший удельный импульс. [ 6 ] Кроме того, газообразные или сверхкритические топлива, используемые в ионных двигателях, включают ксенон , аргон , [ 7 ] [ 8 ] и висмут . [ 9 ]

Стоимость запуска топлива

[ редактировать ]

Бывший администратор НАСА Майк Гриффин прокомментировал на 52-м ежегодном собрании ААС в Хьюстоне, штат Техас, в ноябре 2005 года, что «при консервативно низкой государственной цене в 10 000 долларов за кг на НОО 250 тонн топлива для двух миссий в год стоят 2,5 миллиарда долларов». по государственным тарифам». [ 10 ]

Архитектура и типы криогенных депо

[ редактировать ]

В архитектуре, ориентированной на депо, депо заполняется цистернами, а затем топливо передается на верхнюю ступень перед выводом на орбиту, аналогично заправочной станции, заполняемой цистернами для автомобилей. За счет использования депо можно уменьшить размеры ракеты-носителя и увеличить скорость полета. Поскольку накопление топлива может занять от нескольких недель до месяцев, необходимо тщательно рассмотреть меры по предотвращению выкипания.

Говоря простым языком, пассивное криогенное депо — это перевалочная ступень с растянутыми топливными баками, дополнительной изоляцией и солнцезащитным экраном. Согласно одной из концепций, выпаривание водорода также перенаправляется на уменьшение или устранение выкипания жидкого кислорода, а затем используется для управления ориентацией, мощности или перезагрузки. Активное криогенное хранилище — это пассивное хранилище с дополнительным силовым и холодильным оборудованием/криохладителями для уменьшения или устранения выкипания топлива. [ 11 ] Другие концепции активных криогенных депо включают в себя оборудование для управления ориентацией с электрическим приводом для экономии топлива для конечной полезной нагрузки.

Тяжелый лифт против архитектуры, ориентированной на депо

[ редактировать ]

В архитектуре тяжелого подъемника топливо, которое может составлять две трети или более от общей массы миссии, накапливается за меньшее количество запусков и, возможно, в более короткие сроки, чем архитектура, ориентированная на депо. Обычно этап передачи заполняется напрямую, а депо не включается в архитектуру. Для криогенных транспортных средств и криогенных складов на стадии передачи обычно включается дополнительное оборудование для предотвращения выкипания, что снижает долю полезной нагрузки и требует большего количества топлива для той же полезной нагрузки, если только оборудование для снижения выбросов не израсходовано.

Подъем тяжелого груза сравнивается с использованием коммерческого запуска и складов топлива в этой силовой установке доктором Аланом Уилхайтом, представленным на FISO Telecon. [ 12 ]

Целесообразность создания складов топлива

[ редактировать ]

И теоретические исследования, и финансируемые проекты развития, которые реализуются в настоящее время, направлены на то, чтобы дать представление о возможности создания складов топлива. Исследования показали, что архитектура, ориентированная на депо, с меньшими ракетами-носителями может быть на 57 миллиардов долларов США дешевле, чем архитектура с тяжелыми грузами, в течение 20 лет. [ 13 ] Стоимость крупных ракет-носителей настолько высока, что склад, способный вместить топливо, поднимаемое двумя или более ракетами-носителями среднего размера, может быть экономически эффективным и поддерживать большую массу полезной нагрузки на траекториях за пределами околоземной орбиты .

В исследовании НАСА 2010 года дополнительный полет тяжелой ракеты-носителя Ares V для проведения контрольной миссии правительства США на Марс потребовался из-за выкипания 70 тонн, при условии выкипания 0,1% в день для гидролоксного топлива. [ 14 ] В результате исследования выявлена ​​необходимость снижения проектной скорости выкипания на порядок и более.

Подходы к проектированию складов топлива на низкой околоземной орбите (НОО) также обсуждались в отчете Августина для НАСА за 2009 год , в котором «рассматривались [тогда] существующие концепции дозаправки в космосе». [ 15 ] В отчете определено, что существует два основных подхода к дозаправке космического корабля на НОО: [ 15 ]

  • Доставка топлива в танкерах . При таком подходе один танкер выполняет сближение и стыковку с космическим кораблем на орбите. Затем танкер перекачивает топливо и отправляется. Этот подход «во многом похож на то, как бортовой танкер заправляет самолет».
  • Космическое депо. Альтернативный подход заключается в том, чтобы множество танкеров встретились и переправили топливо на орбитальное хранилище. Затем, позднее, космический корабль может состыковаться со складом и получить топливную загрузку перед уходом с околоземной орбиты.

Оба подхода считались осуществимыми с технологией космических полетов 2009 года, но предполагалось, что потребуются значительные дальнейшие инженерные разработки и демонстрация в космосе, прежде чем миссии смогут зависеть от этой технологии. Было замечено, что оба подхода предлагают потенциал долгосрочной экономии в течение жизненного цикла. [ 15 ]

В 2010 году United Launch Alliance (ULA) предложила свой танкер Advanced Cryogenic Evolved Stage (ACES) - концепцию, которая начала работать в компании Boeing в 2006 году. [ 16 ] рассчитан на транспортировку до 73 тонн (161 000 фунтов) топлива - на ранней стадии проектирования первый полет предполагался не ранее 2023 года, а первоначальное использование в качестве топливозаправщика потенциально начнется в середине 2020-х годов. [ 17 ] [ 18 ] ACES не финансировалась, но некоторые идеи были использованы в ступени Centaur ракеты Vulcan Centaur .

, по крайней мере с 2017 года SpaceX начала финансируемую разработку межпланетного Помимо теоретических исследований набора технологий. В то время как архитектура межпланетной миссии состоит из комбинации нескольких элементов, которые SpaceX считает ключевыми для обеспечения возможности длительных космических полетов за пределами околоземной орбиты (BEO) за счет снижения стоимости тонны, доставленной на Марс, на несколько порядков по сравнению с тем, что НАСА подходы достигли, [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] дозаправка топлива на орбите является одним из четырех ключевых элементов. В новой архитектуре миссии конструкция SpaceX призвана позволить космическому кораблю дальнего путешествия израсходовать почти всю свою топливную загрузку во время запуска на низкую околоземную орбиту , пока он служит второй ступенью космического корабля SpaceX , а затем после дозаправки на орбите. несколькими танкерами-звездолетами обеспечивают большое количество энергии , необходимое для вывода космического корабля на межпланетную траекторию. Танкер Starship предназначен для перевозки примерно 100 тонн (220 000 фунтов) топлива на низкую околоземную орбиту. [ 22 ] [ нужен лучший источник ] SpaceX В апреле 2021 года НАСА выбрало Lunar Starship с дозаправкой на орбите для своей первой системы высадки человека на Луну. [ 23 ]

Преимущества

[ редактировать ]

Поскольку большая часть ракеты во время запуска состоит из топлива, сторонники указывают на несколько преимуществ использования архитектуры склада топлива. Космический корабль можно будет запускать без топлива и, следовательно, потребуется меньшая конструкционная масса. [ 24 ] или сам танкер-депо может служить второй ступенью при запуске, когда он будет многоразового использования. [ 22 ] На орбите может быть создан рынок дозаправки топливом, где будет иметь место конкуренция за поставку топлива по самой низкой цене, а также это может обеспечить экономию за счет масштаба, позволяя существующим ракетам чаще летать для дозаправки склада. [ 24 ] Если использовать его совместно с горнодобывающим комплексом на Луне , воду или топливо можно будет экспортировать обратно на склад, что еще больше снизит стоимость топлива. [ 25 ] [ 26 ] Программа разведки, основанная на архитектуре склада, могла бы быть менее дорогой и более эффективной, не нуждаясь в конкретной ракете или тяжелом грузе, таком как SLS. [ 13 ] [ 24 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] для поддержки нескольких пунктов назначения, таких как Луна, точки Лагранжа, астероиды и Марс. [ 30 ]

Исследования НАСА в 2011 году показали более дешевые и более быстрые альтернативы, чем система запуска тяжелого подъемника, и перечислили следующие преимущества: [ 27 ]

  • Десятки миллиардов долларов экономии средств в соответствии с профилем бюджета [ нужны разъяснения ]
  • Позволяет осуществить первую миссию NEA/Луны к 2024 году с использованием консервативных бюджетов.
  • Запускайте каждые несколько месяцев, а не раз в 12–18 месяцев.
  • Позволяет нескольким конкурентам доставлять топливо
  • Снижена сложность миссий на критическом пути (AR&D, [ нужны разъяснения ] события, количество уникальных элементов)

История и планы

[ редактировать ]

олень

[ редактировать ]

Хранилища топлива были предложены как часть космической транспортной системы (наряду с ядерными «буксирами» для доставки полезных грузов с НОО в другие пункты назначения) в середине 1960-х годов. [ 31 ]

США В октябре 2009 года ВВС и United Launch Alliance (ULA) провели экспериментальную демонстрацию на орбите модифицированной верхней ступени «Кентавр» при DMSP-18 запуске , чтобы улучшить «понимание процессов оседания и выплескивания топлива , контроля давления, RL10 охлаждения и Операции двухфазного отключения RL10». «Легкий вес DMSP-18 позволил сохранить 12 000 фунтов (5 400 кг) оставшегося жидкого топлива O 2 и жидкого H 2 , что составляет 28% мощности «Кентавра» для демонстраций на орбите . Продление миссии после космического корабля длилось 2,4 часа до запуска спуска с орбиты . [ 32 ]

НАСА Программа по пусковым услугам работает над текущими экспериментами по динамике жидкости с партнером CRYOTE. По состоянию на 2010 год ULA также планирует дополнительные лабораторные эксперименты в космосе для дальнейшей разработки технологий управления криогенной жидкостью с использованием верхней ступени «Кентавр» после первичного отделения полезной нагрузки. Названный CRYOTE, или CRYogenic Orbital TEstbed, он станет испытательной площадкой для демонстрации ряда технологий, необходимых для складов криогенного топлива, при этом на 2012–2014 годы запланировано несколько небольших демонстраций. [ 33 ] По состоянию на август 2011 г. ULA заявила, что эта миссия может начаться уже в 2012 году, если будет профинансировано. [ 34 ] Небольшие демонстрации ULA CRYOTE призваны привести к крупномасштабной демонстрации флагманских криоспутниковых технологий ULA в 2015 году. [ 33 ]

Рабочая группа по будущим космическим операциям (FISO), консорциум участников из НАСА, промышленности и научных кругов, в 2010 году несколько раз обсуждала концепции и планы хранения топлива. [ 35 ] с презентациями оптимальных мест депо для освоения человеком космоса за пределами околоземной орбиты, [ 36 ] предлагаемый более простой (одна машина) склад топлива первого поколения [ 33 ] и шесть важных технологий, связанных со складами топлива, для многоразовой окололунной транспортировки. [ 37 ]

НАСА также планирует разработать методы, позволяющие и усовершенствовать космические полеты с использованием складов топлива в рамках «Миссии по хранению и транспортировке криогенного топлива (CRYOSTAT)». Ожидается, что аппарат CRYOSTAT будет запущен на НОО в 2015 году. [ 38 ]

Архитектура CRYOSTAT включает технологии следующих категорий: [ 38 ]

  • Хранение криогенного топлива
  • Перекачивание криогенной жидкости
  • Инструментарий
  • Автоматизированное рандеву и стыковка (AR&D)
  • Криогенная двигательная установка

Миссия «Простое депо» была предложена НАСА в 2011 году как потенциальная первая миссия по посттравматическому стрессу, запуск которой состоится не ранее 2015 года на Atlas V 551 . Simple Depot будет использовать «использованный» (почти опустошенный) бак LH2 разгонной ступени Centaur для долгосрочного хранения LO2, в то время как LH2 будет храниться в модуле Simple Depot LH2, который будет запускаться только с газообразным гелием, имеющим температуру окружающей среды. . Резервуар SD LH2 должен был иметь диаметр 3 метра (9,8 фута), длину 16 метров (52 фута), объем 110 кубических метров (3900 куб футов) и вмещать 5 мТ LH2. «При соотношении полезной смеси (MR) 6:1 это количество LH2 можно соединить с 25,7 мТ LO2, что позволяет использовать 0,7 мТ LH2 для охлаждения пара, при этом общая полезная масса топлива составляет 30 мТ. ...описанное депо будет иметь скорость выкипания около 0,1 процента в день и полностью состоять из водорода». [ 39 ]

В сентябре 2010 года ULA опубликовала концепцию архитектуры космического транспорта на базе депо , в которой предлагает склады топлива, которые можно было бы использовать в качестве промежуточных станций для остановки и дозаправки других космических кораблей - либо на низкой околоземной орбите (НОО) для миссий за пределами НОО, либо на Точка Лагранжа L 2 для межпланетных полетов — на конференции AIAA Space 2010. Концепция предполагает, что отходящий газообразный водород — неизбежный побочный продукт длительного хранения жидкого водорода в радиационно-тепловой среде космоса — можно будет использовать в качестве монотоплива в солнечно-тепловой двигательной установке . Отработанный водород будет продуктивно использоваться как для поддержания орбитальной станции, так и для управления ориентацией , а также для обеспечения ограниченного топлива и тяги для использования в орбитальных маневрах для лучшего сближения с другими космическими кораблями, которые будут приближаться для получения топлива из депо. [ 40 ] В рамках архитектуры космического транспорта на базе депо компания ULA предложила Advanced Common Evolved Stage (ACES) верхнюю ступень ракеты . Оборудование ACES с самого начала проектировалось как космический склад топлива, который можно было бы использовать в качестве промежуточных станций для остановки и дозаправки других ракет на пути к полетам за пределы НОО или межпланетных миссий, а также для обеспечения высокоэнергетических технических возможностей для очистка космического мусора . [ 16 ]

В августе 2011 года НАСА взяло на себя важные контрактные обязательства по разработке технологии хранения топлива. [ 1 ] профинансировав четыре аэрокосмические компании для «определения демонстрационных миссий, которые проверят концепцию хранения криогенного топлива в космосе, чтобы уменьшить потребность в больших ракетах-носителях для исследования дальнего космоса». [ 41 ] Эти исследовательские контракты на хранение/передачу криогенного топлива и криогенных складов были подписаны с Analytical Mechanics Associates , Boeing , Lockheed Martin и Ball Aerospace . каждая компания должна была получить по 600 тысяч долларов США . По контракту [ 41 ] [ нужно обновить ]

SpaceX В апреле 2021 года НАСА выбрало Lunar Starship с дозаправкой на орбите для своей первой системы высадки человека на Луну. [ 23 ] В 2022 году для Lunar Starship HLS планировалось построить более крупный звездолет с топливным складом.

Остальной мир

[ редактировать ]

Китайское космическое агентство (CNSA) провело свой первый межспутниковый тест дозаправки на орбите в июне 2016 года. [ 42 ]

Проблемы инженерного проектирования

[ редактировать ]

Существует ряд конструктивных проблем со складами топлива, а также ряд задач, которые до сих пор не были проверены в космосе для по обслуживанию на орбите миссий . Проблемы проектирования включают осаждение и транспортировку топлива, использование топлива для управления ориентацией и перезагрузкой, готовность холодильного оборудования / криорефрижераторов, а также мощность и массу, необходимые для складов с пониженным или нулевым выкипанием с охлаждением.

Оседание топлива

[ редактировать ]

Перенос жидкого топлива в условиях микрогравитации осложняется неопределённым распределением жидкости и газов внутри бака. Таким образом, размещение топлива на космическом складе является более сложной задачей, чем даже в небольшом гравитационном поле. ULA планирует использовать миссию DMSP -18 для летных испытаний центробежного осаждения топлива в качестве метода управления криогенным топливом, который может быть использован на будущих складах топлива. [ 43 ] Предлагаемая миссия Simple Depot PTSD будет использовать несколько методов для достижения адекватного урегулирования перекачки топлива. [ 39 ]

Передача топлива

[ редактировать ]

В отсутствие гравитации передача топлива несколько затруднена, поскольку жидкости могут уплывать от входного отверстия.

В рамках миссии Orbital Express в 2007 году гидразиновое топливо было успешно перенесено между двумя специализированными космическими кораблями-демонстраторами технологий. Boeing ASTRO Обслуживающий космический корабль передал топливо Ball Aerospace обслуживаемому клиентскому космическому кораблю NEXTSat . Поскольку ни на одном из космических кораблей не было экипажа, это было названо первой автономной передачей жидкости с одного космического корабля на другой. [ 44 ]

Заправка

[ редактировать ]

После передачи топлива потребителю цистерны склада нуждаются в дозаправке. За организацию строительства и запуска ракет-заправщиков с новым топливом отвечает оператор склада топлива. Поскольку космические агентства, такие как НАСА, надеются быть покупателями, а не владельцами, в число возможных операторов входят аэрокосмическая компания, построившая склад, производители ракет, компания, специализирующаяся на космических складах, или нефтехимическая компания, которая перерабатывает топливо. Используя несколько ракет-заправщиков, танкеры могут быть меньше склада и больше космического корабля, для пополнения запасов которого они предназначены. Принадлежащие депо буксиры с химическими движителями ближнего действия могут использоваться для упрощения стыковки ракет-заправщиков и крупных транспортных средств, таких как транспортные средства для перевозки на Марс.

Перенос топлива между складами на низкой околоземной орбите, до которых можно добраться ракетами с Земли, и возможными хранилищами в дальнем космосе, такими как склады в точках Лагранжа и на Фобосе, может осуществляться с использованием буксиров с солнечными электрическими двигателями (SEP). [ 45 ]

В настоящее время разрабатываются или предлагаются две миссии для поддержки пополнения складов топлива.

  • Помимо дозаправки и обслуживания геостационарных спутников связи топливом, которое первоначально запускается с помощью корабля MDA Space Infrastructure Servising , корабль SIS проектируется с возможностью орбитального маневра для сближения с запасным топливным баллоном после передачи 2000 кг топлива. топлива в стартовой нагрузке, что позволяет осуществлять дальнейшую дозаправку дополнительных спутников после завершения первоначальной миссии по обслуживанию нескольких спутников. [ 46 ]
  • В предлагаемой миссии криогенного PTSD (демонстрация передачи и хранения топлива) Simple Depot будут использоваться «удаленные причальные рычаги, стыковочные порты и порты для перекачки жидкости» как для перекачки топлива на другие транспортные средства, так и для заправки склада до полной емкости 30 тонн топлива. . [ 39 ] Его предложили в 2010 году, к запуску в 2015 году. [ нужно обновить ]

В 1962 году С.Т. Деметриадес [ 47 ] предложил способ заправки путем сбора атмосферных газов. Двигаясь по низкой околоземной орбите , на высоте около 120 км, предложенное Деметриадесом депо извлекает воздух из окраин атмосферы, сжимает и охлаждает его, а также извлекает жидкий кислород. Оставшийся азот используется в качестве топлива для ядерного магнитогидродинамического двигателя, который поддерживает орбиту, компенсируя сопротивление атмосферы . [ 47 ] Эта система получила название «PROFAC» ( PROpulsive Fluid Accumulator ). [ 48 ] Однако существуют проблемы безопасности при размещении ядерного реактора на низкой околоземной орбите.

Предложение Деметриадеса было дополнительно уточнено Кристофером Джонсом и другими. [ 49 ] В этом предложении несколько транспортных средств-сборщиков накапливают пороховые газы на высоте около 120 км, а затем переносят их на более высокую орбиту. Однако предложение Джонса требует создания сети орбитальных спутников, передающих энергию , чтобы избежать размещения ядерных реакторов на орбите.

Астероиды также можно перерабатывать для получения жидкого кислорода. [ 50 ]

Орбитальные самолеты и стартовые окна

[ редактировать ]

Хранилища топлива на НОО малопригодны для перехода между двумя низкими околоземными орбитами, когда хранилище находится в другой орбитальной плоскости, чем целевая орбита. Дельта -v, необходимая для изменения плоскости , обычно чрезвычайно высока. С другой стороны, склады обычно предлагаются для исследовательских миссий, где изменение во времени орбиты склада может быть выбрано так, чтобы оно совпадало с вектором вылета. Это позволяет четко выровнять время вылета, сводя к минимуму расход топлива, что требует очень точно рассчитанного вылета. Менее эффективное время отправления из одного и того же депо в один и тот же пункт назначения существует до и после хорошо согласованной возможности, но необходимы дополнительные исследования, чтобы показать, быстро или медленно падает эффективность. [ нужна ссылка ] Напротив, прямой запуск только одним запуском с земли без дозаправки на орбите или стыковки с другим кораблем, уже находящимся на орбите, предлагает возможности ежедневных запусков, хотя для этого требуются более крупные и дорогие пусковые установки. [ 51 ]

Ограничения на окна вылета возникают из-за того, что низкие околоземные орбиты подвержены значительным возмущениям; даже в течение коротких периодов времени они подвержены узловой регрессии и, что менее важно, прецессии перигея. Экваториальные склады более стабильны, но и более труднодоступны. [ 51 ]

Для LEO были обнаружены новые подходы к межпланетным орбитальным переходам, в которых используется трехкратный орбитальный переход, который включает смену плоскости в апогее на высокоэллиптической фазирующей орбите, на которой приращение delta-v невелико - обычно менее пяти процентов от общего числа дельта-v — «позволяя отправляться в места назначения в дальний космос, [используя] депо на НОО» и обеспечивая возможность частых вылетов. [ 52 ] В частности, было показано, что стратегия трехкратного вылета позволяет одному депо LEO на орбите с наклонением МКС (51 градус) отправить девять космических кораблей к «девяти различным межпланетным целям [где депо не нужно] выполнять какие-либо маневры по фазировке, чтобы согласовываться с любой из асимптот вылета... [включая возможность] распространить экономические выгоды от запуска специальных малых спутников на межпланетные миссии». [ 53 ]

Специфика криогенных хранилищ

[ редактировать ]

Смягчение последствий кипения

[ редактировать ]

Выкипание криогенного топлива в космосе можно смягчить как технологическими решениями, так и планированием и проектированием на уровне системы . С технической точки зрения: для того, чтобы склад топлива с системой пассивной изоляции мог эффективно хранить криогенные жидкости, выкипание, вызванное нагревом от солнечных и других источников, должно быть смягчено, устранено, [ 43 ] или использовать в хозяйственных целях. [ 16 ] Для некриогенного топлива выкипание не является серьезной конструктивной проблемой.

Скорость выкипания зависит от утечки тепла и количества топлива в баках. При частично заполненных резервуарах процент потерь выше. Утечка тепла зависит от площади поверхности, а исходная масса топлива в баках зависит от объема. Таким образом, по закону куба-квадрата , чем меньше резервуар, тем быстрее выкипает жидкость. В некоторых конструкциях топливных баков скорость выкипания жидкого водорода составляет примерно 0,13% в день (3,8% в месяц), в то время как криогенная жидкость с гораздо более высокой температурой, жидкий кислород, выкипает гораздо меньше, около 0,016% в день (0,49%). помесячно). [ 54 ]

Достичь нулевого выкипания (ZBO) при криогенном хранении топлива можно с использованием системы активного терморегулирования. НАСА, Исследовательского центра Льюиса Испытания, проведенные летом 1998 года в Исследовательском центре дополнительной многослойной изоляции (SMIRF) показали, что гибридная система терморегулирования может исключить выкипание криогенного топлива. Аппаратное обеспечение состояло из герметичного резервуара емкостью 50 куб футов (1400 литров), изолированного 34 слоями изоляции , конденсатора и криокулера Gifford-McMahon (GM), охлаждающая мощность которого составляет от 15 до 17,5 Вт (Вт). Жидкий водород служил испытательной жидкостью. Испытательный резервуар был установлен в вакуумной камере, имитирующей космический вакуум. [ 55 ]

НАСА В 2001 году совместные усилия Исследовательского центра Эймса , Исследовательского центра Гленна и Центра космических полетов Маршалла (MSFC) были реализованы для разработки концепций ZBO для криогенного хранения в космосе. Основным элементом программы стала масштабная демонстрация ZBO на универсальном водородном испытательном стенде MSFC (MHTB) – 18,10 м3 л. Танк H 2 (около 1300 кг Н 2 ). Коммерческий криокулер был соединен с существующим смесителем-распылителем MHTB и системой изоляции таким образом, чтобы обеспечить баланс между поступающей и извлекаемой тепловой энергией. [ 56 ]

Другое исследование НАСА, проведенное в июне 2003 года для концептуальной миссии на Марс, показало массовую экономию по сравнению с традиционным пассивным криогенным хранилищем, когда продолжительность миссии составляет 5 дней на НОО для кислорода, 8,5 дней для метана и 64 дня для водорода. Более длительные миссии означают большую экономию массы. Криогенный ксенон практически мгновенно экономит массу по сравнению с пассивным хранилищем. Когда энергия для запуска ZBO уже доступна, продолжительность миссии безубыточности еще короче, например, около месяца для водорода. Чем больше танк, тем меньше дней на НОО, когда ЗБО уменьшил массу. [ 57 ]

Помимо технических решений проблемы чрезмерного выкипания криогенного ракетного топлива, предложены решения системного уровня. С системной точки зрения сокращение времени простоя криогенного хранилища жидкого H2 для эффективного достижения своевременной доставки каждому клиенту в сочетании со сбалансированной технологией нефтепереработки для разделения долговременно хранимого сырья — воды — на необходимое стехиометрическое количество LOX / LH2 теоретически способно обеспечить выкипание раствора на системном уровне. Такие предложения были предложены в качестве дополнения к хорошим технологическим методам уменьшения выкипания, но не заменят необходимость в эффективных технологических решениях для хранения. [ 58 ]

Солнцезащитные щитки

[ редактировать ]

United Launch Alliance (ULA) предложила создать криогенное хранилище, в котором будет использоваться конический солнцезащитный экран для защиты холодного топлива от солнечной и земной радиации. Открытый конец конуса позволяет остаточному теплу излучаться в холод глубокого космоса, а закрытые слои конуса ослабляют лучистое тепло от Солнца и Земли. [ 59 ]

Другие вопросы

[ редактировать ]

Другими проблемами являются водородное охрупчивание — процесс, при котором некоторые металлы (включая железо и титан ) становятся хрупкими и разрушаются под воздействием водорода. Возникающие в результате утечки затрудняют хранение криогенного топлива в условиях невесомости. [ 60 ]

Демонстрационные проекты по дозаправке в космосе

[ редактировать ]

В начале 2010-х годов стартовало несколько проектов по дозаправке в космосе. По состоянию на 2010 год две частные инициативы и спонсируемая государством испытательная миссия находились на определенном уровне разработки или тестирования. .

Миссия по дозаправке роботов

[ редактировать ]

Миссия НАСА по роботизированной дозаправке (RRM) была запущена в 2011 году и успешно завершила серию роботизированных экспериментов по перекачке топлива на открытой платформе Международной космической станции в январе 2013 года. [ 61 ]

Набор экспериментов включал ряд топливных клапанов , сопел и уплотнений, аналогичных тем, которые используются на многих спутниках, а также серию из четырех инструментов- прототипов , которые можно было прикрепить к дистальному концу роботизированного манипулятора космической станции . Каждый инструмент представлял собой прототип «устройств, которые могли бы использоваться будущими миссиями по обслуживанию спутников для дозаправки космических кораблей на орбите. RRM - это первая демонстрация дозаправки в космосе с использованием платформы и топливного клапана, характерных для большинства существующих спутников, которые никогда не предназначались для дозаправки». США В других демонстрациях обслуживания спутников, таких как миссия Орбитальный экспресс в 2007 году, топливо перекачивалось между спутниками с помощью специально построенных насосов и соединений». [ 61 ]

Демонстрационный проект MDA по дозаправке в космосе

[ редактировать ]
Основная статья: Машина обслуживания космической инфраструктуры MDA

По состоянию на март 2010 г. В стадии разработки находился небольшой демонстрационный проект по заправке жидкостями системы управления реакцией (RCS). Канадская объявила в начале 2010 года , корпорация MDA что они разрабатывают один космический корабль, который будет дозаправлять другие космические корабли на орбите в качестве демонстрации обслуживания спутников. «Бизнес-модель, которая все еще развивается, может потребовать от клиентов платить за килограмм топлива, успешно добавленного в их спутник, причем цена за килограмм будет зависеть от дополнительного дохода, который оператор может ожидать получить от продления срока эксплуатации космического корабля. ." [ 62 ]

План состоит в том, что транспортное средство с топливным складом маневрирует к действующему спутнику связи , стыкуется с апогейным двигателем целевого спутника , снимает небольшую часть теплозащитного покрытия космического корабля-мишени, подключается к линии подачи топлива и доставляет топливо. . «По оценкам представителей MDA, маневр стыковки выведет спутник связи из строя примерно на 20 минут». [ 62 ]

По состоянию на март 2011 г. Компания MDA нашла крупного заказчика для первоначального демонстрационного проекта. Intelsat согласился закупить половину из 2000 кг (4400 фунтов) полезного топлива, которое космический корабль MDA выведет на геостационарную орбиту . Такая покупка продлит срок службы до пяти спутников Intelsat где-то на два-четыре года, при условии, что на каждый из них будет доставлено по 200 кг топлива. [ 63 ] По состоянию на март 2010 г. космический корабль может быть готов начать дозаправку спутников связи к 2015 году. [ 64 ] По состоянию на январь 2013 г. , ни один клиент не подписался на миссию по дозаправке MDA. [ 61 ]

В 2017 году MDA объявила, что возобновляет свой бизнес по обслуживанию спутниковой связи, а ее первым клиентом станет владелец/оператор спутниковой связи из Люксембурга SES SA . [ 65 ]

Космические буксиры, альтернатива прямой дозаправке

[ редактировать ]

Существуют конкурентоспособные в космосе конструктивные альтернативы транспортировке топлива RCS . Можно доставить дополнительное топливо на космический объект и использовать его для управления ориентацией или изменения орбитальной скорости, даже не передавая топливо на целевой космический объект.

Транспортное ViviSat средство расширения миссии , также разрабатываемое с начала 2010-х годов, иллюстрирует один альтернативный подход, который будет подключаться к целевому спутнику аналогично MDA SIS, через кик-двигатель, но без перекачки топлива. Скорее всего, машина расширения миссии будет использовать «свои собственные двигатели для обеспечения ориентации цели». [ 66 ] ViviSat считает, что их подход более прост и может работать с меньшими затратами, чем подход с передачей топлива MDA, при этом имея техническую возможность стыковаться и обслуживать большее количество (90 процентов) из примерно 450 геостационарных спутников на орбите. [ 66 ] По состоянию на январь 2013 г. , ни один клиент не подписался на продление миссии с поддержкой ViviSat. [ 61 ]

В 2015 году компания Lockheed Martin предложила «Юпитер» космический буксир . В случае постройки Юпитер будет работать на низкой околоземной орбите, перевозя грузовые носители на Международную космическую станцию ​​и обратно , оставаясь на орбите неопределенное время и дозаправляясь от последующих транспортных кораблей, несущих более поздние модули грузовых носителей. [ 67 ]

Новое космическое участие

[ редактировать ]

В декабре 2018 года Orbit Fab , стартап из Кремниевой долины, основанный в начале 2018 года, провел первый из серии экспериментов на МКС, чтобы протестировать и продемонстрировать технологии, позволяющие осуществлять коммерческую дозаправку в космосе. В этих первых раундах испытаний в качестве имитатора топлива использовалась вода. [ 68 ] В июне 2021 года Orbit Fab запустила первый склад топлива, Танкер-001 Тенцинг, перевозивший перекись водорода на солнечно-синхронную орбиту . [ 69 ]

[ редактировать ]
  • Концепция НАСА склада топлива 1970 года.
    Концепция НАСА склада топлива 1970 года.
  • Концепция НАСА 1971 года.
    Концепция НАСА 1971 года.
  • Предложение НАСА 2011 года о создании депо на GEO.
    Предложение НАСА 2011 года о создании депо на GEO.
  • Развитая концепция склада пороха
    Развитая концепция склада пороха

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б Питтман, Брюс; Раски, Дэн; Харпер, Линн (2012). «Инфраструктурные исследования – доступный путь к устойчивому космическому развитию» (PDF) . МАК – 12, D3, 2, 4, x14203: МАК. Архивировано (PDF) оригинала 21 марта 2016 г. Проверено 14 октября 2014 г. {{cite web}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
  2. ^ Чой, Чарльз К. (19 января 2012 г.). «Планы строительства частной роботизированной заправочной станции в космосе отменены» . Space.com . Архивировано из оригинала 16 ноября 2018 года . Проверено 24 января 2017 г.
  3. ^ Гофф, Джон; и др. (2009). «Реалистичные склады топлива в краткосрочной перспективе» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики. п. 13. Архивировано (PDF) из оригинала 24 февраля 2020 г. Проверено 23 сентября 2009 г.
  4. ^ «Миссия НАСА Артемида продвигается вперед с испытательным полетом космического корабля SpaceX - НАСА» . 14 марта 2024 г. . Проверено 13 апреля 2024 г.
  5. ^ К (7 декабря 2023 г.). «Следующий гигантский скачок Артемиды: орбитальная дозаправка» . Хакадей . Проверено 13 июня 2024 г.
  6. ^ Тунниссен, Дэниел П.; Гернси, CS; Бейкер, РС; Мияке, RN (июль 2004 г.). Усовершенствованное космическое хранимое топливо для исследования внешних планет . 40-я совместная конференция и выставка AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательной технике, Ft. Лодердейл, Флорида, 11–14 июля 2004 г. hdl : 2014/37950 . АИАА 2004-0799.
  7. ^ Райт, Майк (6 апреля 1999 г.). «Ионное движение – 50 лет в разработке» . НАСА.gov . Архивировано из оригинала 29 мая 2020 года . Проверено 12 июля 2017 г.
  8. ^ «Технология» . Рекламная компания «Ракетная компания Астра». Архивировано из оригинала 22 мая 2013 года.
  9. ^ Мэсси, Дин Р.; Кинг, Лион Б.; Макела, Джейсон М. (июль 2008 г.). «Разработка двигателя Холла с прямым испарением» . 44-я совместная конференция и выставка AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательным установкам . 44-я совместная конференция и выставка AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательным установкам, Хартфорд, Коннектикут, 21–23 июля 2008 г. doi : 10.2514/6.2008-4520 . ISBN  978-1-60086-992-1 . АИАА 2008-4520. Архивировано из оригинала 30 апреля 2019 года . Проверено 12 мая 2020 г.
  10. ^ NASA.gov. Архивировано 22 июня 2017 г., на странице Wayback Machine Remarks для конференции и выставки AIAA Space 2005.
  11. ^ Гофф, Джон; и др. (2009). «Реалистичные склады топлива в краткосрочной перспективе» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики. Архивировано (PDF) из оригинала 24 февраля 2020 г. Проверено 23 сентября 2009 г. стр. 10
  12. ^ Уилхайт, Алан. «Устойчивая развитая архитектура исследования космоса человеком с использованием коммерческого запуска и складов топлива» (PDF) . ФИСО Телекон (13 февраля 2013 г.). Архивировано из оригинала (PDF) 4 июля 2014 года . Проверено 21 февраля 2013 г.
  13. ^ Перейти обратно: а б «Ближайшие исследования космоса с использованием коммерческих ракет-носителей плюс склад топлива» (PDF) . Технологический институт Джорджии / Национальный институт аэрокосмической промышленности. 2011. Архивировано (PDF) из оригинала 4 февраля 2016 года . Проверено 30 января 2012 г.
  14. ^ Холидей, Дж.; и др. (1 ноября 2010 г.). «Использование Ареса V для поддержки миссии человека на Марс» . Архивировано из оригинала 18 июня 2016 года . Проверено 19 октября 2016 г.
  15. ^ Перейти обратно: а б с Итоговый отчет HSF: В поисках программы пилотируемых космических полетов, достойной великой нации. Архивировано 16 февраля 2019 г., в Wayback Machine , октябрь 2009 г., Обзор Комитета по планам пилотируемых космических полетов США , стр. 65–66.
  16. ^ Перейти обратно: а б с Зеглер, Фрэнк; Каттер, Бернард (2 сентября 2010 г.). Переход к архитектуре космического транспорта на базе депо (PDF) . Конференция и выставка AIAA SPACE 2010. Американский институт аэронавтики и астронавтики. Архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2014 года . Проверено 31 октября 2016 г. Концептуализация дизайна ACES ведется в ULA уже много лет. Он использует конструктивные особенности верхних ступеней криогенной второй ступени «Кентавр» и «Дельта» (DCSS) и намерен дополнить и, возможно, заменить эти ступени в будущем. Базовая версия ACES будет содержать в два раза больше топлива Centaur или 4-метровую DCSS, что обеспечит значительный прирост производительности по сравнению с нашими существующими верхними ступенями. Базовая топливная загрузка мощностью 41 мТ содержится в общей переборочной ступени диаметром 5 м, которая примерно такой же длины, как существующие верхние ступени ULA. ACES станет основой модульной системы этапов, отвечающей требованиям запуска широкого круга пользователей. Распространенным вариантом является расширенная версия, содержащая 73 т топлива.
  17. ^ Рэй, Джастин (14 апреля 2015 г.). «Руководитель ULA объясняет возможность повторного использования и инновационность новой ракеты» . Космический полет сейчас . Архивировано из оригинала 17 апреля 2015 года . Проверено 31 октября 2016 г.
  18. ^ Бойл, Алан (13 апреля 2015 г.). «United Launch Alliance смело называет свою следующую ракету: Вулкан!» . НБК . Архивировано из оригинала 14 апреля 2015 года . Проверено 31 октября 2016 г.
  19. ^ Илон Маск (27 сентября 2016 г.). Превращение человека в многопланетный вид (видео). IAC67, Гвадалахара, Мексика: SpaceX. Событие происходит в 9:20–10:10. Архивировано из оригинала 20 декабря 2021 года . Проверено 18 октября 2016 г. Так что это немного сложно. Потому что нам нужно придумать, как снизить стоимость полетов на Марс на пять миллионов процентов... что означает улучшение примерно на 4 1/2 порядка. Это ключевые элементы, которые необходимы для достижения улучшения на 4 1/2 порядка. Большая часть улучшения будет достигнута за счет полной возможности повторного использования — где-то между 2 и 2 1/2 порядками, а остальные 2 порядка будут связаны с дозаправкой на орбите, производством топлива на Марсе и выбором правильного топлива. {{cite AV media}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
  20. ^ «Превращение людей в многопланетный вид» (PDF) . СпейсИкс . 27 сентября 2016 г. Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2016 г. . Проверено 9 октября 2016 г.
  21. ^ «Искатель – YouTube» . www.youtube.com . Проверено 15 мая 2024 г.
  22. ^ Перейти обратно: а б Ричардсон, Дерек (27 сентября 2016 г.). «Илон Маск демонстрирует межпланетную транспортную систему» . Космический полет Инсайдер. Архивировано из оригинала 1 октября 2016 года . Проверено 18 октября 2016 г.
  23. ^ Перейти обратно: а б Фауст, Джефф (16 апреля 2021 г.). «НАСА выбирает SpaceX для разработки пилотируемого лунного корабля» . Космические новости . Архивировано из оригинала 21 мая 2021 года . Проверено 18 апреля 2021 г.
  24. ^ Перейти обратно: а б с Симберг, Рэнд (4 ноября 2011 г.). «Империя SLS наносит ответный удар» . Competitivespace.org . Архивировано из оригинала 3 июля 2017 года . Проверено 10 ноября 2011 г.
  25. ^ Спудис, Пол Д.; Лавуа, Энтони Р. (29 сентября 2011 г.). «Использование ресурсов Луны для создания постоянной окололунной космической системы» (PDF) . Конференция и выставка AIAA Space 2011 . 1646 : 80. Бибкод : 2011LPICo1646...80S . дои : 10.2514/6.2011-7185 . ISBN  978-1-60086-953-2 . Архивировано (PDF) из оригинала 30 января 2012 г. Проверено 10 ноября 2011 г.
  26. ^ Чарания, AC (2007). «ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЫНКА УСЛУГ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЛУННЫХ РЕСУРСОВ НА МЕСТЕ (ISRU)» (PDF) . космические работы, инженерия . Архивировано (PDF) из оригинала 25 марта 2012 г. Проверено 14 марта 2012 г.
  27. ^ Перейти обратно: а б Кауинг, Кейт (12 октября 2011 г.). «Внутренние исследования НАСА показывают более дешевые и быстрые альтернативы системе космического запуска» (PDF) . SpaceRef.com . Архивировано (PDF) оригинала 1 октября 2021 г. Проверено 10 ноября 2011 г.
  28. ^ Мохни, Дуг (21 октября 2011 г.). «Спрятало ли НАСА космические склады топлива, чтобы получить тяжелую ракету?» . Спутниковый прожектор . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 года . Проверено 10 ноября 2011 г.
  29. ^ «Исследование требований к складу топлива» (PDF) . Совещание по техническому обмену HAT . SpaceRef.com/nasawatch.com. 21 июля 2011 г. Архивировано (PDF) из оригинала 5 мая 2015 г. . Проверено 1 апреля 2012 г.
  30. ^ Смитерман, Дэвид; Вудкок, Гордон (26 сентября 2011 г.). «Инфраструктура космического транспорта, поддерживаемая складами топлива - AIAA Space 2011 - 26 страниц» (PDF) . ntrs.nasa.gov. Архивировано (PDF) из оригинала 14 сентября 2020 г. Проверено 7 июля 2017 г.
  31. ^ Дьюар, Джеймс. «На край Солнечной системы: история ядерной ракеты». Апогей, 2003.
  32. ^ Успешная демонстрация полета, проведенная ВВС и United Launch Alliance, улучшит космические перевозки: DMSP-18 , United Launch Alliance , октябрь 2009 г., доступ 10 января 2011 г. Архивировано 17 июля 2011 г., в Wayback Machine .
  33. ^ Перейти обратно: а б с Каттер, Бернард. Склады топлива стали проще. Архивировано 6 февраля 2011 г., в Wayback Machine , United Launch Alliance , коллоквиум FISO, 10 ноября 2010 г., по состоянию на 10 января 2011 г.
  34. ^ Уорвик, Грэм (10 августа 2011 г.). «ULA предлагает орбитальные заправочные станции для исследования космоса» . Авиационная неделя . Проверено 11 сентября 2011 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  35. ↑ Презентации рабочей группы по будущим космическим операциям (FISO). Архивировано 15 июня 2011 г., в Wayback Machine , FISO, 07 января 2011 г., по состоянию на 10 января 2011 г.
  36. ↑ Адамо, Дэниел Р. Потенциальные местоположения складов топлива, поддерживающие исследования человека за пределами НОО. Архивировано 17 марта 2012 г., на Wayback Machine , коллоквиум FISO, 13 октября 2010 г., по состоянию на 22 августа 2011 г.
  37. ^ Бинхофф, Даллас. 10 лучших технологий многоразового использования окололунной транспортировки . Архивировано 20 июля 2011 г., Wayback Machine , Boeing , коллоквиум FISO, 1 декабря 2010 г., по состоянию на 10 января 2011 г.
  38. ^ Перейти обратно: а б Дэвис, Стефан. Миссия по хранению и транспортировке криогенного топлива (CRYOSTAT). Архивировано 18 ноября 2011 г., в Wayback Machine , MSFC, НАСА, май 2010 г.
  39. ^ Перейти обратно: а б с Бергин, Крис (10 августа 2011 г.). «Интерес НАСА к межпланетной магистрали, поддерживаемый складами топлива» . Космический полет НАСА . Архивировано из оригинала 12 августа 2011 года . Проверено 11 августа 2011 г. миссия LO2/LH2 PTSD (демонстрация передачи и хранения топлива) к 2015 году. ... она будет запущена на Atlas 551 ... [который] обеспечит ~ 12 мТ остатков Centaur (вместе LH2 и LO2) в 28,5 градусов на круговом НОО 200 нм.
  40. ^ Зеглер, Фрэнк; Каттер, Бернард (2 сентября 2010 г.). «Переход к архитектуре космического транспорта на базе депо» (PDF) . Конференция и выставка AIAA SPACE 2010 . АИАА. п. 3. Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2011 года . Проверено 25 января 2011 г. выпаренный отработанный водород является наиболее известным топливом (в качестве монотоплива в базовой солнечно-тепловой двигательной установке) для этой задачи. Практический склад должен выделять водород с минимальной скоростью, соответствующей потребностям содержания станции.
  41. ^ Перейти обратно: а б Морринг, Фрэнк младший (10 августа 2011 г.). «НАСА будет изучать криохранилище в космосе» . Авиационная неделя . Проверено 11 сентября 2011 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  42. ^ «Космос: Китай осуществил орбитальную дозаправку» . Страница стратегии . 6 июля 2016 года. Архивировано из оригинала 10 июля 2016 года . Проверено 10 июля 2016 г.
  43. ^ Перейти обратно: а б Гофф, Джон; и др. (2009). «Реалистичные склады топлива в краткосрочной перспективе» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики. Архивировано (PDF) из оригинала 24 февраля 2020 г. Проверено 23 сентября 2009 г.
  44. ^ «Boeing Orbital Express осуществляет первую автономную передачу жидкости и компонентов между космическими кораблями» . Боинг. 17 апреля 2007 г. Архивировано из оригинала 5 мая 2007 г.
  45. ^ «Архитектура миссии по исследованию Луны человеком, страница 22» (PDF) . НАСА. 1–2 марта 2004 г. Архивировано (PDF) из оригинала 5 июня 2011 г. . Проверено 19 марта 2010 г.
  46. ^ де Сельдинг, Питер Б. (18 марта 2011 г.). «Intelsat подписывается на услугу спутниковой дозаправки MDA» . Космические новости . Архивировано из оригинала 21 марта 2012 года . Проверено 20 марта 2011 г. более 40 различных типов систем заправки... SIS будет иметь на борту достаточно инструментов, чтобы открыть 75 процентов систем заправки на борту спутников, находящихся сейчас на геостационарной орбите. ... космический корабль SIS рассчитан на работу на орбите в течение семи лет, но, вероятно, он сможет работать гораздо дольше. Ключом к бизнес-модели является способность MDA запускать запасные канистры с топливом, которые будут захватываться SIS и использоваться для дозаправки десятков спутников в течение нескольких лет. Эти контейнеры будут намного легче, чем машина SIS, и, следовательно, их запуск будет намного дешевле.
  47. ^ Перейти обратно: а б Деметриадес, ST (март 1962 г.). «Использование атмосферных и внеземных ресурсов в космических двигательных установках». Конференция по электродвижению .
  48. ^ Деметрадес, ST (апрель 1962 г.). «Плазменное движение». Журнал Британского межпланетного общества . 18 (10): 392. Бибкод : 1962JBIS...18..392D .
  49. ^ Джонс К., Масс Д., Гласс К., Уилхайт А. и Уокер М. (2010), «PHARO: сбор атмосферных ресурсов на орбите», Аэрокосмическая конференция IEEE.
  50. ^ Массонне, Дидье; Мейсиньяк, Бенуа (июль – сентябрь 2006 г.). «Захваченный астероид: камень нашего Давида для защиты Земли и обеспечения самого дешевого внеземного материала». Акта Астронавтика . 59 (1–5): 77–83. Бибкод : 2006AcAau..59...77M . дои : 10.1016/j.actaastro.2006.02.030 .
  51. ^ Перейти обратно: а б Ливингстон, Дэвид М.; Адамо, Дэн (6 сентября 2010 г.). «Трансляция 1420 (Специальный выпуск)» . Космическое шоу . Архивировано из оригинала 5 февраля 2018 года . Проверено 5 февраля 2018 г.
  52. ^ Лукс, Мишель; Гофф, Джонатан; Каррико, Джон (2017). Практические методологии снижения штрафа за дельту-V и своевременного вылета в произвольные межпланетные пункты назначения с низкоорбитального депо со средним наклонением . Конференция специалистов по астродинамике AAS/AIAA 2017. 20–24 августа 2017 г. Стивенсон, Вашингтон. ААС 17-696. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 13 августа 2019 г.
  53. ^ Лукс, Мишель; Гофф, Джонатан; Каррико, Джон; Харди, Брайан (2018). «Независимая от RAAN методология вылета с тремя включениями для полетов в дальний космос со складов на низкой околоземной орбите [AAS 18-447]» (PDF) . ААС . Американское астронавтическое общество . Архивировано (PDF) из оригинала 13 августа 2019 г. Проверено 13 августа 2019 г.
  54. ^ «Недостатки криогенного топлива» . Путеводитель по космическим путешествиям на сайте Oracle ThinkQuest Education Foundation. Архивировано из оригинала 28 июня 2010 года.
  55. ^ «Хранение криогенного топлива с нулевым выкипанием достигнуто в исследовательском центре дополнительной многослойной изоляции Льюиса» . Исследовательский центр Гленна. Архивировано из оригинала 22 сентября 2008 года.
  56. ^ «Крупномасштабная демонстрация хранения жидкого водорода с нулевым выкипанием для космических применений» (PDF) . Исследовательский центр Гленна. Архивировано (PDF) оригинала 1 октября 2021 г. Проверено 16 сентября 2020 г.
  57. ^ «Обновленный анализ хранения криогенного топлива с нулевым выкипанием применительно к верхним ступеням или складам в среде НОО» (PDF) . Исследовательский центр Гленна. Архивировано (PDF) из оригинала 26 апреля 2010 г. Проверено 7 июля 2017 г.
  58. ^ Планы окололунного экономического развития Shackleton Energy. Архивировано 5 января 2013 г., в Wayback Machine, интервью Дэвида Ливингстона с Джеймсом Керавалой, Космическое шоу , 14 декабря 2012 г., 1:08:20–1:09:50, доступ 3 января, 2013.
  59. ^ Каттер, Бернард Ф.; и др. (9–11 сентября 2008 г.). «Практичное и доступное хранилище криогенного топлива на основе опыта полетов ULA». Конференция и выставка AIAA SPACE 2008 . Конференция и выставка AIAA SPACE 2008. Сан-Диего, Калифорния: AIAA. дои : 10.2514/6.2008-7644 . hdl : 2060/20130010201 . ISBN  978-1-62410-002-4 .
  60. ^ Джуэтт, Р.П. (1973). Охрупчивание металлов в водородной среде . НАСА CR-2163.
  61. ^ Перейти обратно: а б с д Кларк, Стивен (25 января 2013 г.). «Испытательный стенд по дозаправке спутников завершает демонстрацию на орбите» . Космический полет сейчас . Архивировано из оригинала 29 января 2013 года . Проверено 26 января 2013 г.
  62. ^ Перейти обратно: а б де Сельдинг, Питер Б. (3 марта 2010 г.). «MDA Проектирование космических аппаратов орбитального обслуживания» . Космические новости . Архивировано из оригинала 5 января 2013 года . Проверено 14 марта 2011 г. заправщик должен был пристыковаться к двигателю апогея целевого спутника, снять часть теплозащитного покрытия корабля, подключиться к топливопроводу и доставить топливо. По оценкам представителей MDA, маневр стыковки выведет спутник связи из строя примерно на 20 минут. ... Срок службы обслуживающего робота на орбите составит около пяти лет, и он будет иметь достаточно топлива для выполнения 10 или 11 миссий по дозаправке спутников или очистке орбиты.
  63. ^ де Сельдинг, Питер Б. (14 марта 2011 г.). «Intelsat подписался на услугу дозаправки спутников» . Космические новости . Архивировано из оригинала 24 мая 2012 года . Проверено 15 марта 2011 г. Если космический корабль MDA будет работать так, как запланировано, Intelsat заплатит MDA в общей сложности около 200 миллионов долларов. Это предполагает, что четырем-пяти спутникам будет выделено около 200 килограммов топлива каждому. ... По словам представителей отрасли, первый полет корабля состоится на ракете Proton компании International Launch Services. Один из чиновников сообщил, что космический корабль MDA, включая 2000 килограммов топлива для дозаправки, при запуске, вероятно, будет весить около 6000 килограммов.
  64. ^ «Intelsat выбирает MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. для спутникового обслуживания» . пресс-релиз . Группа компаний CNW. Архивировано из оригинала 12 мая 2011 года . Проверено 15 марта 2011 г. MDA планирует вывести свой аппарат обслуживания космической инфраструктуры («SIS») на ближнюю геостационарную орбиту, где он будет обслуживать коммерческие и правительственные спутники, нуждающиеся в дополнительном топливе, перемещении или другом обслуживании. ... MDA и Intelsat будут работать вместе над окончательной доработкой спецификаций и других требований в течение следующих шести месяцев, прежде чем обе стороны одобрят этап разработки программы. Первая дозаправочная станция должна быть доступна через 3,5 года после начала этапа строительства. ... Услуги, предоставляемые MDA компании Intelsat в рамках этого соглашения, оцениваются более чем в 280 миллионов долларов США.
  65. ^ Генри, Калеб (29 июня 2017 г.). «MDA возобновляет бизнес по обслуживанию спутников, причем SES становится первым клиентом» . Космические новости . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 15 июля 2019 г.
  66. ^ Перейти обратно: а б Морринг, Фрэнк младший (22 марта 2011 г.). «Конец космическому мусору?» . Авиационная неделя . Проверено 21 марта 2011 г. ViviSat, новое совместное предприятие US Space и ATK (50 на 50), продает космический корабль-заправщик, который соединяется с целевым космическим кораблем, используя тот же подход «зонд в двигателе», что и MDA, но не передает топливо. . Вместо этого машина становится новым топливным баком, использующим собственные двигатели для управления ориентацией цели. ... Концепция [ViviSat] не так далеко продвинулась, как MDA.
  67. ^ Фауст, Джефф (13 марта 2015 г.). «Lockheed Martin представляет многоразовый буксир для снабжения космической станции» . Космические новости. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 21 марта 2015 г.
  68. ^ Фауст, Джефф (6 ноября 2018 г.). «Орбитальная фабрика испытает технологию дозаправки на МКС» . Космические новости . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 28 марта 2019 г.
  69. ^ Тангерманн, Виктор (14 сентября 2021 г.). «Стартап выводит на орбиту заправочную станцию ​​и получает финансирование в размере 10 миллионов долларов» . Футуризм . Проверено 30 августа 2022 г.
[ редактировать ]
На Wikimedia Commons есть средства массовой информации, связанные с орбитальными складами топлива .

Текст

[ редактировать ]

Видео

[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Orbital_propellant_depot&oldid=1228801718#Propellant_transfer"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: fbc47e5eb0fc5190f9b2947331ec912e__1718255040
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/fb/2e/fbc47e5eb0fc5190f9b2947331ec912e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Orbital propellant depot - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)