Зачем нужны многоразовые капсулы в космонавтике?

Question

[Arcon]

Прочитав недавнюю статью про доставку космонавтов на МКС, задумался над словами о капсуле Boeing – “Boeing разрабатывает пилотируемую капсулу CST-100, которая предположительно должна доставить до 7 астронавтов на МКС и обратно на Землю. Капсулу с тачскринами и доступом в интернет можно использовать до 10 раз.”
И соответственно возник вопрос: Насколько оправданно использование таких многоразовых капсул? Я всегда считал что основная стоимость запуска это стоимость топлива и ракеты носителя. Проект шаттла мне был еще понятен. У него была возможность доставлять астронавтов, выводить спутники на орбиту и даже заниматься их ремонтом (если вспомнить Hubble). Но капсула для доставки астронавтов… Разве в вопросах доставки человека на орбиту на первое место не ставиться вопрос надежности? Ведь оборудование, уже испытавшее на себе перегрузки и вибрации при пуске/посадке, должно быть намного менее надежно. И соответственно увеличивает риск нештатных ситуаций. Или стоимость самой капсулы в стоимости запуска настолько высока, что этим можно пренебречь?

Comments

[Александр]

Топливо - это 2-4 процента стоимости запуска

[Valerij56]

У нас уже есть один "универсальный" корабль. Это Союз. За последние сорок лет он в основном летает как транспортный корабль, и его "универсальные возможности" не используются. Точно так было с Шаттлами.
Исключений совсем не много. Это полёты Шаттлов к Хаблу, это несколько запусков спутников с Шаттла, и это полёт к замерзшему Миру после аварии.

Answer 1

[Stalker_RED]

Я всегда считал что основная стоимость запуска это стоимость топлива и ракеты носителя.

Стоимость топлива - несколько процентов. Вот здесь пишут 1-5%%.
Стоимость ракеты-носителя и капсулы составляют намного большую долю, вот их и пытаются сделать многоразовыми.

Comments

[ivan35]

нечто невероятное там пишут, а вы повторяете. Даже и читать смысла нет. Вес топлива в РН - более 90% от его полного стартового веса. И после этого про 1% кто-то что-то пишет??? Чушь! И на жидком кислороде тоже 1-5%? Сказочная чушь!

[Stalker_RED]

Вы так говорите, будто жидкий кислород, это что-то очень дорогое. В первых попавшихся ссылок по запросу "кислород купить" легко найти цену 8200 рублей/тонна ( dioksid.ru/tekhnicheskie-gazy/kriogennye-zhidkosti... ). В таблице с характеристиками одного из вариантов Ангары, видим что кислорода заправляется 425 тонн. Это 3.5 млн рублей, но скорее всего кислород никто не покупает, а производят на месте. (Таблица: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B3%D... )

Затем можно сравнить эти 3.5 млн с ценой одного лишь двигателя. Вспомнить о затратах на обслуживание космодрома, зарплатах персонала, разработку, и т.д.

Answer 2

[Sleepwalker_ua]

Все. что ниже -- сугубо ИМХО.
Вопрос в том, какие функции, помимо возвращения космонавтов, будет нести капсула. Если там приличный грузовой отсек, много полезного оборудования, возможность выхода в ОК в скафандре -- то это практически полноценный КК, и его таки выгодно, до определенной стадии, делать многоразовым. Невообразимое кол-во внутренней начинки все-таки проще просто тщательно проверить, чем демонтировать-тщательно проверить-запихнуть в новый КА-тщательно проверить.
ну и в последнее время есть все-таки тенденция делать многоразовые КА или их большие компоненты -- тот же Dragon и прочие творения Маска наводят на мысль о том, что создание и последующая проверка многоразовых КА выгоднее, чем одноразовые "спички", ведь иначе частная компания, пусть даже при поддержке NASA, не занималась бы этим.

Comments

[Виктор]

К этому добавляется нюанс, связанный с модульностью КА. Скажем, до сих пор теплозащитный абляционный экран был неотъемлемой составной частью. Если удастся сделать его легкосъёмным и заменяемым - вот и шаг к многоразовости остальной конструкции корабля. На шаттлах/буранах переклеивали плитки - это явно не легкосъёмность.

[Valerij56]

nehrung: Абляционный теплозащитный экран спускаемого аппарата Союз сбрасывается до посадки.

Answer 3

[Javian]

Всё зависит от организации производства. Можно делать устройство многоразовым, можно делать одноразовым, но массовым. Цена получится одного порядка. В случае шаттлов, получилось, что обслуживание между запусками очень дорогое, что обнулило всю идею многоразовости. Задач, уникальных только шаттлов, не было. Альтернативы дешевле.

В РФ производство можно назвать массовым, серийным, это снижает себестоимость. Также капсулы Союз можно считать на 50% многоразовыми, используются повторно дорогостоящие шпангоуты, оборудование капсулы.

Answer 4

[kvasdopil]

Тут ещё вот такой нюанс есть: допустим удастся как-то уменьшить стоимость запуска и спрос на услугу резко вырастет. Существующая индустрия, система сертификации и испытаний не готовы к тому чтобы начать производить корабли действительно массово (хотя бы сотню в год). Даже отечественное "массовое" производство - это мелкая серия в несколько изделий в год, с множеством этапов испытаний, контроля и т.п. Просто напросто нету ни у кого в мирое мощностей, которые бы позволяли раз в 3 дня новую капсулу производить, сохраняя нынешний уровень надёжности.

Не говоря уж о том, что массовость приводит к удешевлению только до определённого этапа - см. на ту же самую пассажирскую авиацию, где каждый болтик до сих пор стоит либо дорого, либо очень дорого.

Т.е. план Маска в т.ч. в том что многоразовые корабли смогут удовлетворить потребности рынка, когда случится резкий рост спроса. Одноразовые же решения этого не смогут сделать в принципе.