Транспортная и информационная связность Солнечной Системы
Автор: Михаил Юрьевич СалтыковДопустим мы начали осваивать Луну на современной космической технике. У нас есть минимум из Старшип+Суперхэви на ЖРД, возможно что-нибудь на ЯРД или ЭРД. Сколько это будет летать туда-сюда?
Корабль на ЖРД потратит от 4 до 2 суток в зависимости от типа траектории. Это время поездки на железной дороге Сибири в Европейскую Часть РФ. Можно ли получить аналог самолета долетающий за порядка 10-12 часов? Можно. Время полета можно грубо оценить по времени полета до лунной орбиты с гиперболическим избытком скорости - скоростью относительно Земли после выхода из ее сферы действия. Она равна корню квадратному из разности квадрата скорости в момент завершения разгона и квадрата второй космической скорости в точке где закончили разгон. При стартовой скорости 14 км/с гиперболический избыток будет 8.6 км/с. С учетом скорости на низкой орбите 8 км/с имеем 6 км/с на разгон и 8.6 ка/с на торможение - 14.6 км/с. Старшип потянет только с подвесными баками. Зато без них обойдется корабль с ЯРД у которого удельный импульс 8-9 км/с.
Но все меняется когда мы переходим на межпланетный уровень. Полет к Марсу - раз в 2 года. Время полета около 100 суток при разгоне у Земли до 14-15 км/с (сможет и Старшип на ЖРД ибо у Марса можно тормозить атмосферой), до 250 если брать топлива по-минимуму. Возврат в то же окно и быстро требует дельты 16.4 км/с при страте с околомарсианской орбиты и торможения у Земли с 20,7 км/с, что делает аэроторможение сомнительным. В принципе сбрасывать все 20.7 км/с не обязательно - достаточно -11 км/с чтобы "зацепиться" за гравитационное поле Земли и встать на высокую эллиптическую. Имеем следующие варианты:
1. Старшип на ЖРД с огромными ПТБ стартует с околомарсианской, разгоняется до +16.4 км/с перед входом в атмосферу сбрасывает -7 км/с на своих внутренних баках.
2. Старшип на ЯРД с гораздо меньшими ПТБ стартует с околомарсианской, у Земли сбрасывает скорость до "зацепной" на внутренних баках.
3. Старшип на ЯРД с совсем маленькими ПТБ и с теплозащитой стартует с околомарисанской, у Земли сбрасывает скорость до подходящей для входа в атмосферу. Могут быть проблемы с разрешением на вхождение ядерного Старшипа в атмосферу Земли.
И самое занятное - чтобы успеть вернуться по одному из описанных сценариев лететь к Марсу тоже надо по "быстрой" параболической траектории - 8.7 км/с только для отлета с НОО. Зато 70 дней туда и через 12 солов (марсианских дней, чуть больше земного) уже можно стартовать обратно и лететь те же 70 дней. Одним словом по земным и околоземным меркам все равно долго, а нужен не просто ядерный Старшип, а ядерный Старшип с подвесными баками.
Возможность летать между внутренними планетами в любое время и за месяцы - уровень т.н. "космической шпаны". Предельные ядерные (ядерно-электрические) двигатели, либо менее предельные термоядерные. Полет к Марсу за несколько суток - уровень "реальных пацанов" с предельным ТЯ-реактором. Более быстрое требует уже варп-технологий либо сверхэнергии (антивещество или искусственная черная дыра) и компенсаторов инерции, что опять варп-технологии.
С информационной связностью все проще. Либо у нас только скорость света и пинг строго задан расстоянием и уже для Земля-Луна больше секунды, а до Марса - минуты и десятки минут. Либо опять варп-технологии, но уже в области связи.
Если более наглядно то идея "съездить в отпуск с Земли на Марс" потребует очень длинного отпуска до освоения уровня "реальных пацанов", но вот "слетать в отпуск на Луну" - уже сейчас вопрос себестоимости вывода груза на орбиту. Полеты дальше Луны долгое время будут либо по производственной необходимости, либо в эмиграцию. Причем эмиграция будет именно что "на другой глобус". Из-за задержки в передаче сигнала финансовая система колонии будет стремится к автономности чтобы не тащить издержки на время синхронизации с Землей.
До уровня "космической шпаны" у Земли есть проблемы с проекцией силы далее лунной орбиты. Гарнизон либо состоит из местных со всеми вытекающими, либо сидит в отрыве от семей минимум два года до следующей ротации. Линия наименьшего сопротивления - мириться с де-факто независимостью Марса и присылать экспедиционные силы для наведения порядка только когда марсиане начнут творить совсем неприемлемую дичь.
"Космическая шпана" уже может собрать нечто вроде мультипланетного государства в пределах Пояса, но опять уровень федеративности будет сильно выше привычного нам. Привычный нам уровень связности - "Реальные пацаны" и только во внутренней системе.