Исследователи космоса

Ещё ближе и тоньше, чем вчера!

Расстояние: 42 086 000 километров
Угловое расстояние от Солнца: 9.5°
Фаза: 1.3%.

Сегодня решил использовать для съёмки телескоп побольше - с диаметром объектива 102 мм.

Оборудование:
-телескоп Celestron 102 SLT
-монтировка Sky-Watcher AZ-GTi
-диагональное зеркало Sky-Watcher 1.25"
-линза Барлоу SVBONY SV216 1.25″ 2x
-светофильтр Baader Solar Continuum
-камера QHY5III178m.
Место съёмки: Анапа, двор.

Продолжая тему ракет Титан, сегодня речь пойдет про двигатель, который стал настоящей рабочей лошадкой американской космонавтики – LR87 - двигатель 1-й ступени ракет семейства "Титан". Этот двигатель прошёл долгий путь эволюции, претерпел множество изменений и отлетал почти 50 лет на различных версиях ракеты Титан.

История LR87 началась в 1955 году, когда компания Aerojet получила контракт на разработку двигателей для новой МБР Titan I. Изначально LR87 был разработан для работы на криогенном топливе – жидком кислороде и керосине. Конструктивно, это были два одинаковых двигателя, прикреплённых к одной раме. Каждый из них выдавал тягу 66 тонн-сил с удельным импульсом 256 секунд на уровне моря, при давлении в камере сгорания 4 МПа. Каждый двигатель весил 839 кг, а сопло обладало геометрическим коэффициентом расширения 8 единиц.

Помимо этого, двигатель имел пиротехническую систему зажигания, состоящую из пиротехнических воспламенителей, установленных в центре форсуночной головки.

Керосин-кислородная версия называлась LR87-3, и совершила первый полёт в 1959 году.

Но криогенное топливо имело свои недостатки для военных – сложность хранения и долгое время подготовки к пуску, необходимость в сложной инфраструктуре. Поэтому уже в начале 60-х годов было принято решение о переходе на более удобные в эксплуатации, хотя и менее эффективные, высококипящие компоненты – тетраоксид азота и смесь гидразина с гептилом - аэрозин-50.

Версия, которая стояла на Титане 2, впервые будучи переведённой на высококипящие компоненты - называлась LR87-5, и развивала тягу на уровне моря в 97.5 тс с УИ 259 секунд, при давлении в камере сгорания 5.4 МПа, при этом весила 739 кг, что даёт очень хорошую тяговооруженность в 132 единицы. Впервые двигатель LR87-5 полетел в 1962 году

Прожиг LR87-7

На Титан 2 GLV (Gemini Launch Vehicle - носитель для программы "Джемини") шёл двигатель LR87-7, который был модифицирован для пилотируемых запусков. Тяга на уровне моря достигала 96.5 тс при давлении в камере сгорания 4.7 МПа, при этом масса сократилась до 713 кг, и эта модификация впервые полетела в 1964 году в рамках беспилотной орбитальной миссии GT-1.

Было произведено много улучшений во всех компонентах двигателя, которые привели к тому, что двигатель стал проще, легче и надежнее, но при этом пропала возможность управлять тягой.

LR87-9 был модифицированной версией двигателя LR87-7, который устанавливался на первые ракеты серии Titan 3B/C, совершив первый полёт в 1966 году

В дальнейшем на этих ракетах LR87 был обновлён до версии LR87-11, и летал уже в составе ракет Титан 3 и 4, впервые полетев в 1968 году. Каждый LR87-11 развивал тягу 98.75 тс, обладал массой 758 кг при давлении в камере сгорания 5.9 МПа.

Однако, на этом история LR87 не заканчивается. Инженеры Aerojet не боялись экспериментов, и пытались расширить возможности этого двигателя. В частности:

1) Водород-кислородная версия LR87

В то время развернулась нешуточная конкуренция в рамках создания водородного двигателя для новых ракет по программе "Saturn-Apollo". Компания Aerojet предложила двигатель LR87 LH2, который мог бы развивать тягу 68 тс при УИ в 403 секунды.

Инженеры заменили насос керосина на одноступенчатый насос для водорода, а также сильно модифицировали форсуночную головку. Разработка шла с 1958 по 1960 год, и в ходе 52 огневых испытаний удалось довести двигатель до надежной работы с требуемыми параметрами (2 фото)

В этой гонке Aerojet проиграла компании Rocketdyne, которая предложила создать совершенно новый двигатель, получивший название J-2. Тем не менее, этот опыт пригодился Aerojet в дальнейшем, при разработке гигантского водородного двигателя M-1 (про который будет один из следующих постов)

2) LR87 на гелеобразном горючем

На основе LR87 была сделана версия двигателя LR87 Alumizine, работающая на тетраоксиде азота и гелеобразном топливе, состоящем из аэрозина-50, алюминия и связующего Carbopol 904. Но инженерам в итоге не удалось заставить этот двигатель работать стабильно.

А еще двигатель LR87 можно увидеть в Kerbal Space Program под названием LV-TX87 "Рысь" компании "СвалКО" Джеба Кермана

Автор: Виктор Булыбенко (GoydaSpace)

В эпоху больших ракет 60-х и 70-х, когда инженеры смело экспериментировали с новыми технологиями и компоновками, появился интересный проект, который, к сожалению, так и остался на бумаге - Titan 3L2. Это была одна из вариаций "Large Diameter Core" (LDC) семейства ракет "Титан" с увеличенным диаметром центрального блока

Titan 3L2 – тяжёлая ракета-носитель, способная доставить на низкую околоземную орбиту около 25.8 тонн полезной нагрузки. Для своего времени это была вполне солидная цифра, сопоставимая с возможностями ракеты Saturn 1B. При этом стоит отметить, что и другие компании предлагали проекты ракет с похожей грузоподъёмностью, например, Boeing с их 1.5-ступенчатым вариантом Saturn S-1D (https://t.me/goyda_space/561). Titan 3L2, конечно, не претендовал на лунные миссии, но его грузоподъёмность открывала широкие возможности для запуска тяжёлых спутников, пилотируемых станций или крупногабаритных научных аппаратов. Важно отметить, что вся разработка велась в американской системе мер, что вполне в духе американских военных тех времён (да и нынешних тоже).

Большой Титан должен был состоять из двух ступеней и двух 7-сегментных твердотопливных ускорителей UA1207 по бокам с тягой 653.7 тонн-сил каждый. Главным отличием от предыдущих версий ракет серии "Титан" был увеличенный диаметр центрального блока (LDC) – 4.57 метра (180 дюймов) против стандартных 3 метров (10 футов). На первой ступени планировалось установить четыре разделённых двигателя LR87-11 (обычно на Титанах использовался сдвоенный двигатель LR87, который мог легко разделяться на две независимые части), тяга каждого из которых составляла 102.8 тонн-сил. Вторая ступень оснащалась одним двигателем LR91-11 с тягой 47.6 тонн-сил. Опционально могла устанавливаться водородная разгонная ступень Centaur D-1T с двумя двигателями RL10-A3-3 для вывода полезной нагрузки на более высокие орбиты или межпланетные траектории.

В итоге, ракета со стартовой массой 1216 тонн развивала тягу 1513 тонн-сил, что обеспечивало соотношение тяги к весу 1.24. Высота ракеты с обтекателем составляла 65 метров.

Но почему же этот “большой Титан” так и не увидел космоса?

1) Titan 3L2 разрабатывался в рамках концепции LDC, которая, в свою очередь, была связана с программой MOL (пилотируемые орбитальные лаборатории). После закрытия MOL в 1969 году, потребность в ракетах с увеличенной грузоподъёмностью отпала.

2) В начале 70-х годов в США активно продвигалась идея многоразовой транспортной системы Space Shuttle, которая, как предполагалось, должна была заменить собой все существующие ракеты-носители. В этих условиях разработка новой одноразовой ракеты выглядела нецелесообразной. (уже знакомая причина, да?)

3) Проект Titan 3L2 конкурировал с другими вариантами развития ракет "Титан", и в итоге предпочтение было отдано другим модификациям.

Несмотря на то, что Titan 3L2 так и не стал реальностью, он оставил свой след в истории американской космонавтики, как пример смелого инженерного решения и нереализованного потенциала. Возможно, если бы обстоятельства сложились иначе, сегодня мы бы вспоминали “большой Титан” как одну из вполне успешных ракет-носителей своего времени.

P.s. Двигатель LR87, который использовался на первой ступени "Титана" заслуживает отдельного внимания. Этот двигатель прошёл долгий путь эволюции и использовался в различных модификациях ракет "Титан". Да и про ускорители UA1207 тоже есть что рассказать. В общем - ждите

Автор: Виктор Булыбенко (GoydaSpace)

Оборудование:
-телескоп Celestron 102 SLT
-монтировка Sky-Watcher AZ-GTi
-клин Гершеля Lacerta
-светофильтр Baader Solar Continuum
-светофильтр ND3
-астрономическая камера ZWO 183MC.
Место съёмки: Анапа, двор.

И это проект Boeing от 1968 года Saturn S-1D на основе первой ступени лунной ракеты Сатурн 5

Идея довольно проста: берём легендарную первую ступень Сатурна 5 (S-1C), делаем сбрасываемый двигательный отсек, переставляем блок управления со ступени S-IVB (третья ступень Сатурна 5) на нашу новую ступень, и получаем одноступенчатую ракету, которая может выводить на орбиту 22.6 тонн полезной нагрузки при цене 150 млн. долларов.

На старте, 5 двигателей F-1 развивают тягу 3450 тонн-сил, поднимая 2300 тонную ракету. Когда двигатели сжигают 70% топлива в ступени - отделяется 60-тонный хвостовой отсек с 4 двигателями F-1. После этого центральный блок с единственным модернизированным двигателем F-1 (с добавлением управления вектором тяги) продолжает свой полёт до орбиты, а хвостовой отсек спускается на парашютах в океан.

Связка из S-1D и S-IVB способна выводить уже 81.6 тонн груза, что находится близко к первой версии новой ракеты NASA SLS, а замена двигателей, например на F-1A, удлинение баков или добавление фтора в кислород могло бы увеличить массу полезной нагрузки еще больше.

При этом широко использовался задел по программе Сатурна - от производственных мощностей, до логистики и персонала. S-1D могла бы стать рабочей лошадкой американской космонавтики 70-х (заменяя собой Space Shuttle, Titan 3 и 4), но этого не произошло. Бюджетные ограничения конца 60-х в связи с успешной высадкой на Луну и исключительная ставка на многоразовую систему Space Shuttle поставили крест на этом проекте.

Интересен еще тот вариант, что подобная модификация первой ступени для Сатурна 5 могла бы увеличить массу груза на Луне примерно на 4 тонны (что очень существенно). Это позволило бы проводить долговременные миссии (по 2 недели на поверхности Луны), при этом снизив стоимость.

Виктор Булыбенко (GoydaSpace)

Пост в сообществе

Познакомьтесь с новой гипотезой возникновения жизни на Земле.

Микроскопические электрические искры в брызгах воды, образующихся при ударе волн или падении капель, могли сыграть ключевую роль в возникновении жизни на ранней Земле. Эта гипотеза предлагает новое объяснение старой теории о зарождении жизни, основываясь на экспериментах со свойствами воды и электричества.

Для образования новых молекул требовалась энергия. Ричард Зар из Стэнфордского университета предложил новую гипотезу: энергия могла поступать от «микросвечения» — крошечных электрических разрядов, возникающих между каплями воды в движущихся потоках. Когда вода распадается на капли, они накапливают электрический заряд. Если капли имеют противоположные заряды, между ними может возникнуть небольшая электрическая вспышка, похожая на миниатюрную молнию.

Согласно исследованию, эти микроскопические разряды способствовали химическим реакциям, превращая простые вещества в более сложные молекулы. Учёные смогли наблюдать этот процесс в лаборатории, запечатлев электрические вспышки в каплях воды с помощью высокоскоростной камеры.

Эксперимент:

Учёные распылили водяной пар в камеру, заполненную смесью газов, которые должны были имитировать атмосферу ранней Земли, существовавшую около 2 миллиардов лет назад. Крошечные вспышки «микроосвещения» запустили серию химических реакций, в результате которых образовались некоторые очень сложные молекулы: аминокислота глицин, нуклеотидное основание урацил и другие.

Суть теории:

Когда капли воды перемещаются, например, в морских брызгах, переносимых ветром, они, как правило, приобретают различные электрические заряды. Это похоже на процесс, который создаёт молнию в облаках, но в миниатюрном масштабе. Электрические заряды накапливаются, и в конце концов электроны перескакивают с отрицательно заряженных капель на положительно заряженные в виде крошечной вспышки молнии.

Результат:

В окружении правильной смеси газов эти искры запускают химические реакции, которые синтезируют множество молекул, необходимых для жизни.

Следует отметить, что у научного сообщества до сих пор нет единого мнения насчёт причин возникновения зарождения жизни на Земле.

Присоединяйся в телеграм-канал и будь в курсе самых свежих новостей астрономии, космонавтики и технологий!

Источник: https://news.stanford.edu/stories/2025/03/microlightning-in-...