А если без "Старшипа"? В догонку

В предыдущей серии была рассмотрена система пилотируемого полета на Марс с помощью существующей ракетной техники и техники которую гарантированно можно разработать (криогенный и гептильный разгонные блоки). Для чего использовалась баллистическая хитрость с противорадиационным убежищем не входящим глубоко в гравитационные колодцы и потому не требующим много топливо на выход на межпланетную. Таким образом полет к Марсу был приближен к облету Луны. Но при этом не учитывалась одна технология из разряда "уже есть".

Хайлайнер

Тот же самый модуль-убежище можно таскать не на химии, а на ионных двигателях с запиткой от солнечных батарей. Парковаться у Земли ему придется в одной из точек Лагранжа системы Земля-Луна либо на орбите квазиспутника, у Марса - на орбите квазиспутника. При этом задача полета на Марс сводится к полету до "луны" - многоразового хайлайнера.

Допустим масса перелетного комплекса составит 50 тонн - на электроракетную часть вместе с запасом ксенона 20 тонн. Если не уложимся - пересчитаем. Допустим мы хотим ускорения 0.0002 м/с2 при УИ 50 км/с. Нам нужно 10 Н тяги. Взяв на всякий случай КПД = 50 % имеем 500 кВт. При массе панелей 3 кг/м2 и мощности 200 Вт/м2 имеем 7.5 тонн панелей. 6-7 тонн займет запас ксенона обеспечивающий дельту 7.5 км/с (6 на туда-обратно и 1.5 - резерв). На самом деле КПД реальных ионных двигателей не 50 %, а почти 100 так что мощность и массу батарей можно делить на два, но мы считаем с запасом и видим что вписываемся.

Итого

В минимальной конфигурации радиационного убежища у хайлайнера нет особых преимуществ перед полуциклером. Экономим только на запуске криогенной стартовой ступени Фальконом-Хэви, а вместо гептильной возвратной ступени тут будет бак с ксеноном - его на один рейс. Кроме того с нами остаются Дракон для высадки на Марс, который придется везти до хайлайнера Фальконом-Хэви, грузовой Дракон, который летит отдельно и эвакуатор. Напрашивается идея дотащить все это добро тем же хайлайнером, но проблема в том что дельту на этом особо не сэкономить ибо для стыковки с хайлайнером нужно разогнаться до второй космической. Это меньше чем дельта отлета к Марсу, но не на много.

Выиграть в количестве запусков одноразовых Фальконов-Хэви можно было бы переложив на опять же электроракетные двигатели разгон с низкой околоземной орбиты. Либо вместо одной бочки-убежища поставить несколько что кратно увеличит требования к числу криогенных буксиров в одноразовом варианте.

Однако проблема того самого криоразгонника в том что Фалькон-Хэви не вытягивает их запуск с возвратом. Напрашивается логичное альтернативное решение - ракета по-больше, которая сможет толкнуть полуциклер и в многоразовом варианте. Уже начинает маячить тот самый "Старшип". Теперь вспоминаем проект Роберта Зубрина и понимаем что тащить с собой долгохранимое топливо на обратку не нужно. И мы благополучно приходим опять к "Старшипу" - проекту Зубрина прокачанному многоразовостью.

Так вот не надо

Надо вот так вот!

На Марсе есть CO2, а теперь уже и подтвержденные запасы льда - можно намайнить метана с кислородом на обратный путь на месте. Тем самым отчасти воплощая тайную мечту всех ракетчиков о наличии в космосе среды от которой можно было бы толкаться. Есть такая среда - просто распределена не равномерно.