Russische bemannte Mondlandefähigkeit heute

Bei Raketen ist Motorleistung wichtig, aber auch Quantität. Ich habe eine entsprechende Frage gestellt ( Qualität vs. Quantität für Raketentriebwerke ) und eine wirklich gute Antwort bekommen. Für einen Mondschuss ist es schön und gut, einen superstarken Motor zu haben, aber auch sechs oder so kleinere Motoren. Es gibt die Vor- und Nachteile beider Konfigurationen (siehe auch hier die Antwort von Geoffc). Nur weil ein einzelner Motor X stärker ist als ein anderer einzelner Motor Y , heißt das nicht, dass eine Rakete mit X besser ist als eine Rakete mit Y , wenn es mehr von Y gibt .

Wenn also Motoren kein direktes Lager haben, was dann? Konfiguration der Rakete. Energia/Energiya/Энергия verwendete Anschnall-Booster, um seine Hauptmotoren zu ergänzen. Der Vorteil davon ist, dass Sie theoretisch Änderungen vornehmen könnten, um weitere Booster hinzuzufügen. Möglicherweise können Sie auch das Pogo-Problem vermeiden, wenn sie ausreichend getrennt sind, und Sie haben Redundanz eingebaut, wenn die Booster unabhängig sind. Dann haben Sie die zweite Stufe von Energia, die eine weitere kleinere Rakete ( Polyus ) oder das Space Shuttle Buran sein könnte. Polyus wurde wirklich als einmaliger Test verwendet und wäre bei späteren Energia-Starts nicht verwendet worden, wenn sich das System vermehrt hätte, also gibt es dort viel Raum für Modifikationen. Tatsächlich befanden sich zum Zeitpunkt des Programmendes weitere Versionen von Energia auf dem Reißbrett, die sehr leistungsfähig waren. Kurz gesagt: Energia hätte viele Modifikationen erfordert, um den Mond zu erreichen, aber es könnte sicherlich mit mehr Boostern und einer besseren Konfiguration der oberen Stufe (eine Notwendigkeit, um den Mond zu erreichen) stärker modifiziert werden.

Die Proton-Raketenfamilie ist etwas schwieriger zu analysieren, teilweise weil sie so unterschiedlich sind, aber hauptsächlich, weil sie ursprünglich als Interkontinentalraketen konzipiert wurden. Sie verwenden vier Stufen, um ihre Nutzlasten in die Umlaufbahn zu bringen. Die erste Stufe enthält sechs Triebwerke (RD-275), während die anderen Stufen 3, 1 und 1 Triebwerke (verschiedene Typen) verwenden. Ich zögere zwar zu sagen, dass Proton schwieriger zu modifizieren wäre, einfach weil Energias Strap-Ons relativ bequem sind, aber ich werde sagen, dass es eine teilweise (wenn nicht vollständige) Neugestaltung der ersten Stufe erfordern würde. Während die oberen Stufen variieren können, tut dies die untere Stufe nicht.

Zusammenfassend: Energia wäre in seiner Blütezeit einfacher zu modifizieren gewesen als das Proton; Leider wurde es vor Jahrzehnten ausgemustert. Das Anschnall-Booster-Design wäre praktisch gewesen, da in einem erweiterten System Booster nach Bedarf hinzugefügt und entfernt werden könnten. Beide Systeme hätten jedoch umfangreiche Modifikationen erfordert, um den Mond zu erreichen, und Russland scheint insgesamt nicht über diese Fähigkeit zu verfügen. Ich hoffe das hilft.

Übrigens einige Vergleiche zwischen Energia, Proton und dem amerikanischen Saturn V:

Erste Stufe: E (4 Booster, 4 Düsen RD-170); P (6 RD-275); S (5 F-1)

Nutzlast für LEO: E (220.000 lb); P (46.000 Pfund); S (260.000 Pfund)

Starts insgesamt: E (2); P (397+); S (13, mit mehr in der erweiterten Saturn-Familie)

Quellen:

https://en.wikipedia.org/wiki/Energia

https://en.wikipedia.org/wiki/Proton_(rocket_family)

https://en.wikipedia.org/wiki/Saturn_V

Während die Antwort von HDE 226868 eine hervorragende Zusammenfassung der Herausforderungen bei dem Versuch war, die Energia- oder Proton-Trägerraketen zu verbessern, denke ich, dass die Antwort auf die eigentliche Frage, die im Titel „Russische bemannte Mondlandefähigkeit heute“ enthalten ist, lautet: Nein.

Keine Nation hat heute eine einsatzbereite Trägerrakete (auch bekannt als Raketenstapel), um Menschen auch nur in die Mondumlaufbahn zu bringen, geschweige denn eine Landung auf dem Mond mit Rückkehr. Die größte Rakete in Bezug auf die Nutzlast für die Mondinjektion ist die Delta IV Heavy, die ungefähr 1/4 der Nutzlastkapazität der Saturn V hat, die die Rakete war, die für die Apollo-Mondmissionen verwendet wurde.

Russland entwickelt derzeit die Angara-Raketenfamilie, aber die erste Heavy-Lift-Version – die Angara A5 – wird fast die gleiche Kapazität wie die Delta IV haben, dh im Bereich von 25 bis 30 Tonnen für LEO und einen Bruchteil davon nach TLI (Trans-Mond-Injektion).

Irgendwann im nächsten Jahr plant SpaceX, seinen ersten Falcon Heavy auf den Markt zu bringen, der (laut SpaceX) in der Lage sein wird, 53 Tonnen nach LEO oder 16 Tonnen nach TLI zu bringen (laut Wikipedia-Seite zu Falcon Heavy). Aber selbst das ist ungefähr die Hälfte der Nutzlast einer Saturn V, und jede Mondmission, die auf Falcon Heavy basiert, würde mehrere Starts erfordern.

Die Antwort lautet also: „Nein“. Könnte Russland die Fähigkeit mit Zeit und Geld entwickeln? Sicher, wahrscheinlich. Aber heute? Niemand hat es.

Denken Sie auch daran, dass die Trägerrakete nur ein Teil eines vollständigen bemannten Mondlande- und Rückkehrprogramms ist – ein wichtiger Teil, um sicher zu sein.

Für eine bemannte Mondmission müsste Russland noch eine oder mehrere Stufen für die translunare Injektion, das Einbringen in die Mondumlaufbahn und die transerdische (Rück-) Injektion sowie einen bemannten Lander entwickeln. Während Sojus ein bewährtes Design mit der notwendigen Zeitausdauer ist, hat es bei weitem nicht das manövrierende Delta-V oder den Schub des Apollo-Servicemoduls.

Aus technischer Sicht sind Ihr Titel und Ihre Inline-Fragen unterschiedlich.

Do Russians have means of launching a manned mission to the Moon? Do they have an engine with sufficient thrust and stability needed (RD-170 has bigger thrust than the F-1 engine, if I read the data properly), and a suitable launch vehicle to pull off such a feat?

Irgendwie ja, aber nicht sofort. Vermutlich liegen die Energiya-Booster-Designs noch irgendwo herum und könnten wieder in die Produktion geworfen werden. Energiya wurde so konzipiert, dass es flexibel ist, um verschiedene Nutzlasten in den Orbit zu heben, nicht nur Buran (sowjetisches Space Shuttle). Sein erster Start brachte einen riesigen 80-Tonnen-Polyus-Sputnik in die Umlaufbahn. Sein zweiter Start brachte das noch größere Fahrzeug (Buran-Shuttle) in die Umlaufbahn.

Als Referenz kann Energiya etwa 100 Tonnen in eine erdnahe Umlaufbahn bringen. Saturn V schaffte 120. In den 1960er Jahren hatten die Sowjets ein Moonshot-Programm, das 95 Tonnen in LEO benötigte (es war ein kleiner Lander, der nur einen Kosmonauten auf dem Mond landete), also ist die Energiya technisch groß genug.

Russia manned Moon landing capability today...and do they have a spacecraft capable of landing a manned mission on the Moon's surface and later lifting it off for a likely LOR approach?

Recht. Die Mission als Ganzes braucht einen Lander und andere Dinge auf dem Weg. Nun, es gab einen Lander ( LK ), den sie viermal unbemannt in der Erdumlaufbahn getestet haben, aber das war in den späten 60er und frühen 70er Jahren. Es würde vermutlich viel länger dauern, diese Entwürfe zu entstauben und erneut zu testen, weil der Lander in vielerlei Hinsicht ein viel komplizierteres Stück Arbeit ist als eine Startrakete. Es benötigt eine 3-Achsen-Steuerung, Führungsradare, Ausdauer, Lebenserhaltung, wiederstartbare und drosselbare Triebwerke sowie eine Rendezvous- und Dock-Fähigkeit mit seinem "Mutterschiff", der L-3.

Ich empfehle, die sowjetischen Moonshot-Programme für viele weitere Informationen zu überprüfen.

Übrigens, LOR , wie es Amerika tat, ist nicht die einzige Möglichkeit. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Mondmission in der Erdumlaufbahn zusammenzustellen, ähnlich wie beim Zusammenbau einer Raumstation, und sie dann zum Mond zu schicken. Der fertige Stapel könnte immer noch LOR auf dem Mond machen. Dies könnte heute möglicherweise mit der Proton-Rakete erfolgen, und der letzte bemannte Start erfolgt mit Sojus, die sich mit der Mondversammlung treffen. Alle Optionen haben jedoch ihre Vor- und Nachteile. Diese Idee braucht keinen großen Booster, aber viel mehr Starts in präzise Umlaufbahnen. Wenn ein Start schief geht, wäre die ganze Mission ruiniert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Startfähigkeit eine Möglichkeit ist – hängt davon ab, wie schnell sie die Energiya wiederbeleben könnten –, aber die Landefähigkeit ist noch weit entfernt.

Wenn Sie über andere Mondmissionen sprechen möchten, wie z. B. eine bemannte Mondumrundung, könnte dies relativ schnell erfolgen, indem Sie eine Sojus und einen 20-Tonnen-Booster von einem Proton treffen.