Сравнение тяжелых космических ракет и не только⁠⁠

В очередных попытках понять на сколько мы далеки от космической экспансии решил посчитать топливную "эффективность" космических ракета-носителей.

Для сравнения взял следующие тяжелые ракеты:

1. Ангара-А5 (вики) - 4 запуска.

2. Протон (вики) - 426 запусков.

3. Falcon 9 (вики) - 367 запусков.

4. Чанчжэн-5 (вики) - 9 запусков.

5. Ариан 5 (вики) - 117 запусков.

6. Дельта IV (вики) - 45 запусков.

"Эффективность" буду считать следующим образом:

Масса полезной нагрузки на ГСО (35 786 км, вики) / Стартовая масса * 100%

Т.е. стоимость топлива и стоимость ракет не учитывается. Вес привожу в тоннах. Если ракета на ГСО не летала, беру 50 % массы полезной нагрузки от ГПО. Информация из открытых источников. Масса полезной нагрузки может отличаться из-за места пуска: на экваторе больше, на севере меньше, в расчетах это не учитывается. В скобках указаны варианты космодрома. Итого расчеты:

1. Ангара-А5 (Восточный, Плесецк) : 5 / 773 * 100 = 0.64 %.

2. Протон (Байконур): 3.7 / 705 * 100 = 0.52 %.

3. Falcon 9 FT (КЦ Кеннеди, Канаверал, Ванденберг), на ГСО не летала, берем 50% от ГПО: 4.15 / 549 * 100 = 0,75 %.

4. Чанчжэн-5 (Вэньчан): 4.5 / 867 * 100 = 0.51 %.

5. Ариан 5 G (Куру), на ГСО не летала, берем 50% от ГПО: 3.1 / 777 * 100 = 0.39 %.

6. Дельта IV (Канаверал, Ванденберг) : 6.75 / 733.4 * 100 = 0.92 %.

Динамика цифр ожидаема. На экваторе процент выше, чем на более северных стартовых площадках. Более новые ракеты эффективнее старых.

То что все цифры менее 1% сильно удручает. Этих результатов мы добились более чем за 65 лет почти активного освоения космоса. Ожидать сильного скачка в этом показателе тождественно ожиданию чуда. Говорить о массовом использовании космоса, мы сможем, когда этот коэффициент будет на несколько порядков больше, т.к. ГСО, это ближний свет, а нужно и хочется летать дальше.

Для шуточного сравнения посчитаю этот коэффициент для современного земного транспорта:

Камаз 54901, тягач 9.15 т + полный полуприцеп бензовоз 35.4 т = 44.55 т. Вес топлива 32 * 0.86 = 27.52. Всё что сверх топлива считаем полезной нагрузкой, тогда она равна 44.55 - 27.52 = 17.03 т. Грубый коэффициент: 17.03 / 44.55 * 100 = 38 %. Проехать на этом топливе при расходе 30 л /100 км можно: (32000(полуприцеп)+1300(бак)) / 30 * 100 = 111 000 км. Шутки ради около 3х раз можно съездить на ГСО.

Самолет заправщик ИЛ-78М. Максимальная взлетная масса 210 т. Масса топлива 126 (во внутренних баках) + 36 (в фюзеляжных баках) = 162 т. Всё что сверх топлива считаем полезной нагрузкой, тогда она равна 210 - 162 = 48 т. Грубый коэффициент: 48 / 210 * 100 = 23 %. Максимальная перегоночная дальность самолета 10 000 км. Возможно, для примера лучше было взять Боинг Б-52, т.к. именно ему принадлежит рекорд по дальности беспересадочного полета 20 168 км (11.01.1962).

Танкер Knock Nevis. Сухой вес танкера около 92 255 т, полное водоизмещение загруженного 657 018 т. Грубый коэффициент: 92 255 / 657 018 * 100 = 14 %. Предположим, что у него расход 40 т топлива на 100 км, тогда он может уплыть на 564 763 / 40 * 100 = 1 411 907 км. Шутки ради тут можно до Луны сплавать пару раз туда-обратно.

Спасибо за внимание.

З.Ы.: Жаль, что нельзя опубликовать в два сообщества. Учитывая степень приближения в расчетах, хотелось ещё в лигу упоротых расчетов.