Download - Proč a jak zlevnit kosmonautiku
Proč a jak zlevnit kosmonautiku
Obsah:
Proč zlevnit kosmonautiku?
Jak zlevnit kosmonautiku?
Programy SLI a ASTP
Proč zlevnit kosmonautiku?
• cena neodpovídá možným přínosům• cena brzdí její další rozvoj• doprava na LEO stojí cca 10000 USD/kg• družice stojí cca 100000 USD/kg• pozemská doprava kolem světa stojí cca 100 USD/kg• pozemská hi-tech zařízení stojí cca 1000 USD/kg
Optimální by bylo snížení cen v kosmonautice cca 100 krát.
Je to možné? Jak toho dosáhnout?
Jak zlevnit kosmonautiku?
• vyvinout zcela nové technologie(to je drahé, zdlouhavé a nejisté, ale přesto nejnadějnější)
• zjednodušit, zmenšit a zlehčit(plným využitím stávajících technologií a zkušeností)
• použít levnější pozemské technologie(jsou mnohonásobně ověřené a hromadně vyráběné)
• použít nové přístupy a principy(jednoduchá vylepšení, alei nějaké zcela převratné objevy)
Konkrétní možnosti zlepšení (poznámky)
• použití hromadně vyráběných přístrojů a komponent
• menší a lehčí zařízení je relativně levnější (pro dopravu)
• kompletně mnohonásobně použitelné nosiče
• lepší záchranné systémy nosičů(aby při havárii nedošlo ke ztrátě nákladu)
• konstrukčně i operačně jednodušší nosiče
• technologicky dokonalejší nosiče (výkonnější)
Vývoj nových technologií je třeba dělat efektivně(rychle, levně, správným směrem a s měřitelnými výsledky).
Programy SLI a ASTP
• SLI = Space Launch Initiativecílem je vyvinout 2. generaci mnohonásobně použitelných kosmických nosičů (RLV = Reusable Launch Vehicle) s jasně stanovenými cenovými a bezpečnostními parametry.
• ASTP = Advanced Space Transportation Programjde ještě mnohem dále a kladesi za cíl vyvinout 3. a 4. generaciRLV s ještě lepšími parametry.
1. generace RLV (STS)
• funguje od roku 1981
• nosnost je kolem 20 tun na LEO
• cena je 10000 USD/libru (cca 20000 USD/kg)
• spolehlivost je 250 misí na jednu ztrátu posádky(pravděpodobnost fatální havárieje 1/250 při startu a 1/500 při přistání)
2. generace RLV (SLI)
• 10 x levněji a 100 x bezpečněji než dnes
• 1000 USD/libru (cca 2000 USD/kg)
• 10000 misí na jednu ztrátu posádky
• do roku 2010
• komerčním cílem je získatvětší podíl na trhu nosičů
3. a 4. generace RLV (ASTP)
3. generace RLV: 100 x levněji a 10000 x bezpečněji než dnes
100 USD/libru a 1000000 misí na jednuztrátu posádky
do roku 2025
4. generace RLV: 1000 x levněji a 20000 x bezpečněji než dnes
10 USD/libru a 2000000 misí na jednuztrátu posádky
do roku 2040
Co bude možné se 4. generací RLV?
• kosmická turistika a cestování
• kosmický průmysl (orbitální průmyslové zóny)
• kosmické elektrárny
• kosmické nemocnice
• těžba a zpracování surovin z asteroidů
• celosvětová doprava do 2 hodin
• zkrácení doby meziplanetárních letů
Jak na to?
2. generace RLV: záchranný systém pro posádku
zefektivnění pozemní přípravy
technologické pokrokyv konstrukci, pohonu,řízení, navigacia monitorovánístavu nosiče
Jak na to?
3. generace RLV: pohony se spalováním vzdušného kyslíku
(hypersonické, náporové)
rekonfigurace pohonného systému za letu (proudový/náporový/raketový)
magnetická levitace(start magnetickým katapultem)
inteligentní monitorovací systémy(predikující stav systémů nosiče)
Jak na to?
4. generace RLV: jaderná fůze
antihmota
externí dodávka energie(lasery, mikrovlny)
kosmický výtah
Jak postupuje SLI
V roce 2001 byla zahájena první fáze SLI a cca 20 soukromých firem získalo kontrakty na úvodní studie.Po jednom roce první fáze skončila. Dne 30.4.2002 byly zveřejněny návrhy některých firem (Lockheed Martin, Boeing a Orbital/Northrop Grumman). Celkem bylona tiskové konferenci prezentováno asi 15 návrhů.
Do konce roku 2002 budou možné přístupy zredukoványna 3 a v roce 2003 budou do závěrečného kola soutěže vybrány dva nejlepší koncepty. NASA počítá s investicemi do SLI ve výši až 1 mld. USD ročně.
Myšlenky SLI prezentované dne 30.4.2002
Lockheed Martin: oddělená doprava posádky a nákladu (náklad automaticky,
posádka bez nákladu)
záchranný systém pro posádku
speciální náběžné hrany křídel (ke zvýšení doletu a manévrovatelnosti při přistání)
tajemství dosažení hranice1000 USD/libru spočíváv efektivnější pozemnípřípravě a údržbě
Myšlenky SLI prezentované dne 30.4.2002
Boeing/Rocketdyne: prověřili mnoho systémů a vybrali z nich 5, které splňují
požadavky armády, NASA i průmyslu
nejdůležitější komponenty jsou nádrže, křídla, automatika a motory (ty dodá Rocketdyne)
vše se ověří na X-37
Myšlenky SLI prezentované dne 30.4.2002
Orbital/Northrop Grumman: TSTO (Two Stages To Orbit)
[dvojstupňový nosič]
oddělení letů s posádkou a s nákladem
využití letounu pro posádku jako záchran-ného prostředku v průběhu startu i u ISS (CRV)
snížení hmotnosti nákladu dopravovanéhozpět na Zemi
letoun pro posádku může startovati klasickou raketou
Perspektivy
• ještě nelze spolehlivě odhadnout zda se skutečně podaří dosáhnout deklarovaných cílů SLI a ASTP
• snad se podobného vývoje podaří dosáhnout i u cen kosmických zařízení (družic)
• kolem roku 2020 mohou nastat příznivé podmínky pro rozvoj kosmonautiky, protože ceny v kosmonautice by mohly dosáhnout cenové úrovně pozemské dopravy a průmyslu
• zatím můžeme alespoň sledovat vývoj této cenové revoluce, která by nakonec mohla mít větší důsledky pro lidstvo, než začátek kosmické éry v 60. letech 20. století