Майборода А.О.
Технология малозатратной доставки грузов на естественные и искусственные спутники
// Исследования космоса.
2018. № 1.
С. 307-334.
DOI: 10.7256/2453-8817.2018.1.26018 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=26018
Технология малозатратной доставки грузов на естественные и искусственные спутники
Майборода Александр Олегович
директор, ООО «АВАНТА-Консалтинг»
344022, Россия, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, 150, оф. 3Е
Mayboroda Alexander Olegovich
344022, Russia, g. Rostov-Na-Donu, ul. Bol'shaya Sadovaya, 150, of. 3E
Аннотация: Настоящая работа посвящена разработке малозатратной технологии транспортировки грузов с Земли на Луну, на другие космические объекты (тастероиды, спутники Марса, искусственные спутники) и в обратном направлении. Предметом исследования стали технологии доставки на Луну различных категорий грузов, технологии экспорта грузов с лунной базы на окололунную орбитальную станцию и околоземную орбитальную станцию, технологии передачи грузов с низкой околоземной орбиты на высокоэллиптические, технологии экспорта грузов с Земли на космические объекты искусственного и естественного происхождения. Целью работы является определение условий для устранения лишних операций и связанных с ними издержек и конструирования на этой основе малозатратных способов транспортировки, соответствующих достигнутому уровню развития техники и науки. Для решения поставленных задач применялись методы решения логистических задач. Для конструирования новых малозатратных способов транспортировки использовались методы «ТРИЗ» (теории решения изобретательских задач). В работе решена практически важная задача понижения стоимости доступа к космосу. Решение имеет мировую новизну, что подтверждено выдачей патентов СНГ, США, Евросоюза. Исследование показало, что при доставке на Луну определённых категорий грузов по разработанной технологии, получившей название «Moontrap», стоимость доставки сокращается на 80 процентов, при использовании технологии экспорта лунного сырья, получившей название «Sattrap», транспортные затраты на создание комплекса «лунная база – лунная орбитальная станция» сокращаются на 80 процентов, при использовании технологии «Sattrap» в околоземном пространстве в 2-3 раза сокращаются затраты на доставку грузов со спутника на низкой орбите на топливную заправочную станцию на высокоэллиптической орбите.
Abstract:The work is devoted to the development of a low-cost technology for transporting goods from Earth to the Moon, to other space objects and in the opposite direction. The subject of the study is the technology of delivering various categories of cargo to the moon, the technology of exporting cargo from the lunar base to the near-moon orbital station and the near-earth orbital station, technologies for transferring cargoes from low-earth orbit to highly elliptical, technologies for exporting cargoes from the Earth to space objects of artificial and natural origin. The work aims to determine the conditions for eliminating unnecessary operations and following expenses and designing on this basis low-cost transportation methods that correspond to the achieved level of development of technology and science. The research showed: (1) delivery of certain categories of cargo to the Moon with technology «Moontrap» reduces the shipping cost by 80 percent; (2) the use the technology of export of lunar raw materials called «Sattrap» reduces by 80 percent the transportation costs for the creation of the "lunar base-lunar orbital station"; (3) the use of «Sattrap» technology in the near-Earth space reduces by 2-3 times the cost of delivering goods from a satellite in low orbit to the fuel filling station on a highly elliptical orbit.
Keywords:
Lunar base, Lunar orbital station, Extraterrestrial resources, Regolith processing, Soft landing, Heavy landing, Penetrator, Orbital vehicle, Orbital fueling station, Low-cost space access
Академик Анатолий Коротеев: «Ядерная энергетика способна обеспечить качественный скачок в развитии космонавтики». 10.02.2010. URL: https://www.roscosmos.ru/print/8996/ (дата обращения: 29.03.2018)
«Космонавт-испытатель Сергей Кричевский: Ракетный этап космической деятельности подходит к концу». 12 апреля 2013. URL: http://vm.ru/news/2013/04/12/kosmonavt-ispitatel-sergej-krichevskij-raketnij-etap-kosmicheskoj-deyatelnosti-podhodit-k-kontsu-191808.html (дата обращения: 29.03.2018).
Demetriades S.T. A Novel System For Space Flight Using A Propulsive Fluid Accumulator // Journal of the British Interplanetary Society. 1959. Vol 17. P.
Jones C., Masse D., Glass C., Wilhite A., Walker M. PHARO – Propellant Harvesting of Atmospheric Resources in Orbit. IEEE Aerospace Conference, Big Sky, MT, March 2010. DOI: 10.1109/AERO.2010.5447034. URL:https://pdfs.semanticscholar.org/4dbd/b60bbdfd0706eab54de7c6e45264d5f4d8c9.pdf (дата обращения 03.04.2018).
Космические солнечные электростанции – проблемы и перспективы: монография / Г. Г. Райкунов, В. А. Комков, В. К. Сысоев, В. М. Мельников; под ред. Г. Г. Райкунова. – Москва: РУДН, 2017. – 282 с.
SpaceX впервые удалось успешно посадить первую ступень ракеты Falcon 9 // РИА Новости. 22 декабря 2015. URL: https://ria.ru/tv_science/20151222/1346676231.html?inj=1 (дата обращения: 04.04.2018).
Ларионов В. Илон Маск уменьшил ракету для полёта на Марс // Новости высоких технологий. Hi-News.ru. 26 июля 2017. URL: https://hi-news.ru/technology/ilon-mask-umenshil-raketu-dlya-polyota-na-mars.html (дата обращения: 04.04.2018).
Elon Musk. Becoming a Multiplanet Species [video]. 68th annual meeting of the International Astronautical Congress in Adelaide, Australia: SpaceX. URL: https://www.youtube.com/watch?v=tdUX3ypDVwI (дата обращения: 04.04.2018).
Чеберко И. Академик Галимов: «Нужно налаживать производство на Луне» // Известия. 29 ноября 2016. URL: https://iz.ru/news/648070 (дата обращения: 04.04.2018).
Ling Z. et al. Correlated compositional and mineralogical investigations at the Chang′e-3 landing site // Nature Communications. 2015.No 6. DOI:10.1038/ncomms9880.
Майборода А. О. Лунная и инопланетная база – новые возможности создания и эксплуатации //Актуальные проблемы российской космонавтики: Труды XXXVII академических чтений по космонавтике. Москва, январь-февраль 2013 г. / Под общ. ред. А.К. Медведевой. – М.: Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства, 2013. С. 293–296.
В РКК «Энергия» разработан проект космического «челнока» для полётов на Луну с околоземной орбиты // Военное обозрение. 26 мая 2016. URL: https://topwar.ru/95832-v-rkk-energiya-razrabotan-proekt-kosmicheskogo-chelnoka-dlya-poletov-na-lunu-s-okolozemnoy-orbity.html (дата обращения: 10.04.2018).
Фролов И.Э. Развитие мировых высокотехнологичных производств и космические рынки: сможет ли космонавтика стать новым глобальным нововведением? // Экономическая наука современной России. 2017. № 4 (79). С.43-57. URL: http://www.space2010.ru/Frolov_2017.pdf (дата обращения: 08.04.2018).
Агеев В. П., Островский В. Г. Магнитоплазмодинамический двигатель большой мощности непрерывного действия на литии // Известия РАН. Энергетика. 2007. № 3. С. 82–95.
ПК0520627. Ядерные энергетические установки для космических аппаратов высокоорбитального базирования. См. в базе данных: Федеральный информационный фонд отечественных и иностранных каталогов на промышленную продукцию.. URL: http://промкаталог.рф (дата обращения: 04.04.2018).
Грек А. Взорвать по-мирному: Мы по взрывам – впереди планеты всей // Популярная механика». 2006. № 12. URL: https://www.popmech.ru/madein-russia/5908-vzorvat-po-mirnomu-mypo-vzryvam-vperedi-planety-vsey/ (дата обращения: 10.03.2018).
Каревский А.В., Кочетков С.А. и др. Результаты расчетных и экспериментальных исследований по тепловому аккумулятору солнечного теплового ракетного двигателя // Авиакосмическая техника и технология. 2017. № 2. С. 44-52.
Агеев В.П., Островский В.Г. Магнитоплазмодинамический двигатель большой мощности непрерывного действия на литии // Известия РАН. Энергетика. 2007. № 3. С.82-95.
Грибков A.C. Технология и энергозатраты для космического производства металлических рабочих тел ракетных двигателей // Известия РАН. Энергетика. 2009. № 2. С. 112-117.
Demetriades S.T. A Novel System For Space Flight Using A Propulsive Fluid Accumulator // Journal of the British Interplanetary Society. 1959. Vol 17. P.
Jones C., Masse D., Glass C., Wilhite A., Walker M. PHARO – Propellant Harvesting of Atmospheric Resources in Orbit. IEEE Aerospace Conference, Big Sky, MT, March 2010. DOI: 10.1109/AERO.2010.5447034. URL:https://pdfs.semanticscholar.org/4dbd/b60bbdfd0706eab54de7c6e45264d5f4d8c9.pdf (data obrashcheniya 03.04.2018).
Kosmicheskie solnechnye elektrostantsii – problemy i perspektivy: monografiya / G. G. Raikunov, V. A. Komkov, V. K. Sysoev, V. M. Mel'nikov; pod red. G. G. Raikunova. – Moskva: RUDN, 2017. – 282 s.
Elon Musk. Becoming a Multiplanet Species [video]. 68th annual meeting of the International Astronautical Congress in Adelaide, Australia: SpaceX. URL: https://www.youtube.com/watch?v=tdUX3ypDVwI (data obrashcheniya: 04.04.2018).
Ling Z. et al. Correlated compositional and mineralogical investigations at the Chang′e-3 landing site // Nature Communications. 2015.No 6. DOI:10.1038/ncomms9880.
Maiboroda A. O. Lunnaya i inoplanetnaya baza – novye vozmozhnosti sozdaniya i ekspluatatsii //Aktual'nye problemy rossiiskoi kosmonavtiki: Trudy XXXVII akademicheskikh chtenii po kosmonavtike. Moskva, yanvar'-fevral' 2013 g. / Pod obshch. red. A.K. Medvedevoi. – M.: Komissiya RAN po razrabotke nauchnogo naslediya pionerov osvoeniya kosmicheskogo prostranstva, 2013. S. 293–296.
Ageev V. P., Ostrovskii V. G. Magnitoplazmodinamicheskii dvigatel' bol'shoi moshchnosti nepreryvnogo deistviya na litii // Izvestiya RAN. Energetika. 2007. № 3. S. 82–95.
Grek A. Vzorvat' po-mirnomu: My po vzryvam – vperedi planety vsei // Populyarnaya mekhanika». 2006. № 12. URL: https://www.popmech.ru/madein-russia/5908-vzorvat-po-mirnomu-mypo-vzryvam-vperedi-planety-vsey/ (data obrashcheniya: 10.03.2018).
Karevskii A.V., Kochetkov S.A. i dr. Rezul'taty raschetnykh i eksperimental'nykh issledovanii po teplovomu akkumulyatoru solnechnogo teplovogo raketnogo dvigatelya // Aviakosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya. 2017. № 2. S. 44-52.