SpaceX ITS (MCT) - Diskussion

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Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #475 am: 08. Januar 2015, 00:07:23 »
@ Führerschein

Zunächst, ich lehne es nicht ab, ich lehne nur aus ingenieurtechnischen Gründen ab. Zunächst stehen Flüge mit 4-6-8 Raumfahrer zu Diskusion und über die notwendige Energie (Treibstoff) findst du Angaben bei NASA Referenzstudien.

Wenn ich bekomme plausible Angaben, kann ich dir sämtliche Berechnugen auch presäntieren, erfordet schon aber eine grosse Arbeit.

Märchen Diskussion (MCT) was in 50 Jahren wird, ist für mich nicht reell, obwohl ich ein grosser Optimist bin. Gegenwärtig warten wir lieber auf weitere NASA Enwicklungen, nach asteroiden Flügen sind für mich Marsflüge um 2035 möglich.
 
Man sollte aber den technischen Aufwand nicht zu unterschätzen, weitere Verschiebungen sind auch möglich. Das ganze hängt primär von den Antrieben, so Jesco von Puttkammer vor Jahren auf einer Konferenz in Moskau.
 


McFire

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #476 am: 08. Januar 2015, 01:35:20 »
Von den Triebwerken hängt es nicht allein ab, sondern auch , wie tief die Weltpolitik jetzt wieder im Sumpf der Idiotie versinkt. Idiotisches Geldvernichten , sei es auch "nur" für militärische Zwecke, wird natürlich weniger für Triebwerksentwicklung und -bau übriglassen...

GG

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #477 am: 08. Januar 2015, 08:57:49 »
Musk ist nur Investor und Firmenchef, die Arbeit machen seine Raumfahrtingenieure.

In einem Internet-Beitrag eines Mitarbeiters wird berichtet, dass Musk sehr genaue Vorstellungen von der Technik hat, er konkrete Vorgaben macht und sich Details erklären lässt, diese auch versteht und immer dazu ermuntert, alles neu zu durchdenken und dabei mit Grundlegendem anzufangen. Dabei kann u.U. viel Ballast abgeworfen werden, der sich aus Erfahrungen früherer Entwicklungen ergeben hat, mit neuen Techniken, Entwicklungs- und Produktionsmethoden oder Materialien mittlerweile aber überflüssig geworden ist. Erstaunt war man dann, als am Ende heraus kam, dass man eine neu entwickelte Rakete zu 2% des sonst üblichen Preises bauen könnte.


Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #478 am: 08. Januar 2015, 09:11:53 »
Zitat
Inspiration Mars sind keine Phantasten und die haben mit 300g/Tag gerechnet. Vielleicht zu optimistisch, aber 1kg/Tag ist ganz sicher möglich
 


Auch wenn wir bei 1kg/Tag bleiben, so müssen noch Reserven hinzukommen, wir kommen somit auf 2kg. Weiter, wir müssen noch Proviant zum Frühstück, Mittag, Abendbrot, tägliche Wäsche, Zahnpasta berechnen. Wir kommen somit auf 4-5kg/Tag. Wir haben für 100 Menschen und einen Flug von 250 Tagen eine notwendige Versorgungsmasse von über 100 Tonnen. Die Startmasse des Raumschiffen von 100 Tonnen steigert sich auf über 200 Tonnen.

Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #479 am: 08. Januar 2015, 09:18:53 »
Zitat
Was für ein Treibstoffmodul? Ich gehe davon aus, daß das gesamte funktonsfähige MCT sich abtrennt,

Nenne Bitte die Startmasse.

Deine Aussage: wir haben eine Nutzlast von 500 Tonnen, davon 100 Tonnen für Raumschiff und 400 Tonnen für Treibstoff. Somit hat das Raumschiff keine Triebwerke und kein Treibstoff, bei Explosion der Trägerrakete muss sich der ganze Komplex absprengen. 

Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #480 am: 08. Januar 2015, 09:26:27 »
@ Führerschein

Deine Aussage dass das Raumschiff, also 100 Tonnen als reine Nutzlast, auch auf dem Mond landen kann.

Auch hier, die Aussage ist mathematisch nicht haltbar.

Führerschein

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #481 am: 08. Januar 2015, 09:36:49 »
Zitat
Inspiration Mars sind keine Phantasten und die haben mit 300g/Tag gerechnet. Vielleicht zu optimistisch, aber 1kg/Tag ist ganz sicher möglich
 


Auch wenn wir bei 1kg/Tag bleiben, so müssen noch Reserven hinzukommen, wir kommen somit auf 2kg. Weiter, wir müssen noch Proviant zum Frühstück, Mittag, Abendbrot, tägliche Wäsche, Zahnpasta berechnen. Wir kommen somit auf 4-5kg/Tag. Wir haben für 100 Menschen und einen Flug von 250 Tagen eine notwendige Versorgungsmasse von über 100 Tonnen. Die Startmasse des Raumschiffen von 100 Tonnen steigert sich auf über 200 Tonnen.

Das eine kg/Tag, das ich angesetzt habe, bei Inspiration Mars 300g, enthält alles das. Und nochmal, es sind keine 250 Tage. Der Hinflug alleine ist viel kürzer und nur davon reden wir. Die 100 Leute setzen voraus, daß auf dem Mars Infrastruktur für die Aufnahme und Versorgung von 100 Leuten vorhanden ist. Also nicht für die ersten Flüge. Da sind es höchstens ca. 10 Leute.

Die 100t sind reine Nutzlast einer Frachtversion. Bei einer bemannten Version wäre das Lebenserhaltungssystem und die Menschen Bestandteil der 100t. Über die Masse von MCT gibt es keine Angaben, nur Spekulationen, eher unter 100t ohne Treibstoff.

Führerschein

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #482 am: 08. Januar 2015, 09:42:32 »
@ Führerschein

Deine Aussage dass das Raumschiff, also 100 Tonnen als reine Nutzlast, auch auf dem Mond landen kann.

Auch hier, die Aussage ist mathematisch nicht haltbar.

Ich glaube, auf der Basis hat es keinen Zweck, weiter zu reden. So etwas habe ich nicht gesagt.

Die Verhältnisse für den Mond sind tatsächlich anders. Einerseits hat er keine Atmosphäre für die Bremsung, andererseits niedrigere Schwerkraft. Auf dem Mond setze ich auch keine Infrastruktur zum Tanken voraus, also wäre eine mögliche Nutzlast wesentlich geringer als zum Mars, weil Treibstoff für den Rückflug mitgenommen werden müßte.


Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #483 am: 08. Januar 2015, 09:52:06 »
Zitat
Das eine kg/Tag, das ich angesetzt habe, bei Inspiration Mars 300g, enthält alles da

Bedenke, eine Schokolade wiegt schon etwa 125 Gramm!!!

Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #484 am: 08. Januar 2015, 09:59:09 »
Zitat
Ich glaube, auf der Basis hat es keinen Zweck, weiter zu reden. So etwas habe ich nicht gesagt.

Es geht primär um die Landung einer reiner Nutzlast von 100 Tonnen auf dem Mond, hat mit der Infrastruktur zum Tanken nichts zu tun. Durch diese Berechnung kommen wir auf die notwendige Grösse der Trägrrakete von Musk.


Führerschein

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #485 am: 08. Januar 2015, 10:18:12 »
Zitat
Das eine kg/Tag, das ich angesetzt habe, bei Inspiration Mars 300g, enthält alles da

Bedenke, eine Schokolade wiegt schon etwa 125 Gramm!!!

Die enthält schon einen großen Teil des täglichen Kalorienbedarfs. Die Nahrung ist ausschließlich Trockenmasse bei vielleicht 1800 Kalorien pro Tag.  Es setzt weitestgehendes Recycling des Wassers voraus und das ist heute möglich. Daß die 300g von Inspiration Mars wohl zu niedrig sind, habe ich auch geschrieben, deshalb mein Ansatz 1kg. Kleidung und Lappen für die Reinigung werden wohl gewaschen, was auch eine erhebliche Gewichtsersparnis ausmacht. Ob sich das bei 8-12 Leuten lohnt, ist die Frage. Bei 100 auf jeden Fall.


Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #486 am: 08. Januar 2015, 11:01:24 »
Zitat
Die Nahrung ist ausschließlich Trockenmasse bei vielleicht 1800 Kalorien pro Tag.

Auch hier, eine Nahrungsaufhahme im Wiederspruch zur menschlicher Gewohnheit, ist nicht ganz gesund. Die Raumfahrer auf der ISS wären dagegen, habe bewusst auf Schokolade verwiesen. Ein Mittagessen wie heute auf der ISS, Hühnerbrühe (0,5 Liter), die Hälfte gekochtes Huhn (300-400 Gramm), eine Tasse Joghurt oder Sauerteig (Fettgehalt von mehr als 1%) sind notwendig.
 
Durch die Tägliche intensive sportliche Tätigkeit sind 1800 Kalorien zu wenig. Auf den Wostok Raumschiffen hatten wir 2800 Kalorien pro Tag, die Raumfahrer haben aber abgenommen. Heute sind die Werte bei 3000 Kalorien pro Tag. Hier die Aussage des Kosmonauten Sergej Wolkow, war im Weltraum über 360 Tage bei zwei Flügen.

Zitat
Кому как повезет. Нормой для космонавта считается употребить 3000 калорий за сутки. Но, конечно, никто столько съесть не может, поэтому многие теряют в весе. Хотя есть и счастливчики, которым удается поправиться на космической пище

Atlan

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #487 am: 08. Januar 2015, 11:19:56 »
@ Jura berücksichtigst du auch bei deinen Berechnungen zur Größe der Trägerrakete für 100 Tonnen zum Mars auch die mögliche Betankung im Orbit?

Führerschein

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #488 am: 08. Januar 2015, 11:33:15 »
Auch hier, eine Nahrungsaufhahme im Wiederspruch zur menschlicher Gewohnheit, ist nicht ganz gesund. Die Raumfahrer auf der ISS wären dagegen, habe bewusst auf Schokolade verwiesen. Ein Mittagessen wie heute auf der ISS, Hühnerbrühe (0,5 Liter), die Hälfte gekochtes Huhn (300-400 Gramm), eine Tasse Joghurt oder Sauerteig (Fettgehalt von mehr als 1%) sind notwendig.
 
Durch die Tägliche intensive sportliche Tätigkeit sind 1800 Kalorien zu wenig. Auf den Wostok Raumschiffen hatten wir 2800 Kalorien pro Tag, die Raumfahrer haben aber abgenommen. Heute sind die Werte bei 3000 Kalorien pro Tag.

Ich meine auch nicht, daß sie sich von Schokolade ernähren sollen. 3000 erscheint mir sehr viel. Trockennahrung kann ca. 6 kCal pro Gramm enthalten. Bei starker körperlicher Belastung kann der Fettanteil auch erhöht sein. 1 kg/Tag ist in jeder Hinsicht reichlich. 3000 Kalorien wären dann ca. 500g.

Quote-Fehler korrigiert.
« Letzte Änderung: 08. Januar 2015, 14:03:23 von Führerschein »

Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #489 am: 08. Januar 2015, 13:47:31 »
@ Jura berücksichtigst du auch bei deinen Berechnungen zur Größe der Trägerrakete für 100 Tonnen zum Mars auch die mögliche Betankung im Orbit?

Die Nachtankung im LEO löst keinen Energiegewinn. Für eine erforderliche x Nutzlast zum Mars oder Mond brauchen wir immer eine äquivalente Energiemenge. EIn Träger mit 500 Tonnen Nutzlast ist schon aber eine sehr gute Grundlage.

Zunächst, für den Mars Aufenthalt von etwa 550 Tagen brauchen wir ein Wohnmodul, hat mit dem Landeraumschiff nichts zu tun. Ausgehend von der NASA Referenz Studien haben wir folgenden Energiebedarf, wir benötigen 3 SLS mit etwa 150 Tonnen und nukleare Antriebe.

Analog zu der Trägerrakete mit 500 Tonnen Nutzlast und mit chemischen Antrieben, hat das Marskomplex für den Transport eines Wohnmodul für 6 Raumfahrer und 550 Tage folgende Daten:

- Start eines 500 Tonnen schweren Moduls mit Treibstoff.
- Start eines 500 Tonnen Moduls der mit Triebwerken und Treibstoff versehen ist.
- Start des Wohnmodul für Mars, etwa 150-200 Tonnen, anschließend Kopplung der Elemente.

Somit hat das Komplex eine Startmasse auf der LEO von etwa 1200 Tonnen, ohne Raumfahrer. Ein zweiter Komplex mit Raumfahrer ist noch erforderlich.

Führerschein

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #490 am: 08. Januar 2015, 14:06:07 »
@Jura

Der Entwurf, den du skizzierst, hat nichts, aber auch gar nichts mit dem MCT-Konzept zu tun, den ich dir erläutert habe. MCT folgt keiner NASA Design Reference Mission.

So hat die Diskussion keinen Zweck.


McFire

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #491 am: 08. Januar 2015, 14:26:08 »
500 Tonnen Nutzlast - das erleben wir alle 3 nimmer . Warum zerfetzt Ihr Euch ?

Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #492 am: 08. Januar 2015, 14:28:34 »
500 Tonnen Nutzlast - das erleben wir alle 3 nimmer . Warum zerfetzt Ihr Euch ?

Ich folge nur der Mathematik, habe noch etwas freie Zeit  :D

Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #493 am: 08. Januar 2015, 14:35:16 »
@Jura

Der Entwurf, den du skizzierst, hat nichts, aber auch gar nichts mit dem MCT-Konzept zu tun, den ich dir erläutert habe. MCT folgt keiner NASA Design Reference Mission.

So hat die Diskussion keinen Zweck.

Für den Transport einer x Nutzlst auf den Mond oder Mars dienen physikalische Gesetze und mathematische Formel. Habe nur eine Möglichkeit gezeigt, somit ist jede Aufregung absolut unnötig und der Energiebedarf ist praktisch gleich.

Führerschein

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #494 am: 08. Januar 2015, 15:14:22 »
Ich folge nur der Mathematik, habe noch etwas freie Zeit  :D

Dann nenne ich mal bekannte Zahlen und realistische Schätzungen.

100t Nutzlast gelandet auf der Marsoberfläche - bekannt.

Auftanken im LEO für den Marsflug - bekannt. Die Treibstoffmenge ergibt sich aus den Kalkulationen mit der Raketengleichung.

60t Leergewicht von MCT - realistische Schätzung. MCT ist kein Buran, landet senkrecht mit Triebwerken, kann viel leichter gebaut werden. Das ist die leere Hülle oder die Frachtversion. Einbauten und Versorgungsgüter für die bemannte Version gehören zu den 100t Nutzlast.

Also muß der Träger 160t in den LEO tragen können und voll wiederverwendbar sein. Dafür gibt es zwei Varianten.

1. MCT ist die Oberstufe und muß nicht zurückkehren, das glauben die meisten.
2. Einige glauben, es gibt noch eine zusätzliche zweite Stufe, die aber auch wiederverwendbar sein müßte, also nach dem Start zur Erde zurückkehrt.

0,8km/s delta-v für die Marslandung, realistische Schätzung bei Nutzung von atmosphärischer Bremsung bei Ankunft von der Erde. Kein Marsorbit. Das gesamte MCT landet.

Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #495 am: 08. Januar 2015, 17:46:52 »
Zitat
0,8km/s delta-v für die Marslandung, realistische Schätzung bei Nutzung von atmosphärischer Bremsung bei Ankunft von der Erde. Kein Marsorbit. Das gesamte MCT landet.

Eine direkte Landung ist und nicht zwingend ökonomischer (siehe auch Studien zu Apollo), da Fallschirme für 100 Tonnen nicht in Betracht kommen. Wir müssen die v von 5,4Km/s auf 5m/s reduzieren, die Abbremsung hilft wenig, den Rest müssen die Triebwerke bis auf 5m/s machen, erfordert mehr als 30-40 Tonnen Treibstoff für 100 Tonnen schwere Nutzlast.

Auch hier, beim Eintauchen in die Atmosphäre müssen die Raptor Triebwerke durch Schutzschild abgedeck sein, ansonsten durch extreme Verwirbelung besteht die Gefahr für die Landung und der Triebwerke. Von einer Seiticher Anbrigung gehe ich nicht aus.

Führerschein

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #496 am: 08. Januar 2015, 18:23:30 »
Die 30-40t sind für 0,8km/s delta-v? Das scheint mir ziemlich viel.

Naja, Gefühl hilft da wohl nicht viel weiter.

Offline Majo2096

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #497 am: 08. Januar 2015, 18:28:04 »
Auch hier, beim Eintauchen in die Atmosphäre müssen die Raptor Triebwerke durch Schutzschild abgedeck sein, ansonsten durch extreme Verwirbelung besteht die Gefahr für die Landung und der Triebwerke. Von einer Seiticher Anbrigung gehe ich nicht aus.
Wirklich? Die Falcon9 Erststufe hat bei der Landung auch keine Hitzeschild, und auf dem Mars gibt es eine viel dünnere Atmosphäre. Das Verwirbelungs Problem müsste man dafür eigentlich auch schon gelöst haben, sonst währen die Wasserungen der Erststufe bei den Letzten Flügen nicht Möglich gewesen.

Führerschein

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #498 am: 08. Januar 2015, 18:38:50 »
Auch hier, beim Eintauchen in die Atmosphäre müssen die Raptor Triebwerke durch Schutzschild abgedeck sein, ansonsten durch extreme Verwirbelung besteht die Gefahr für die Landung und der Triebwerke. Von einer Seiticher Anbrigung gehe ich nicht aus.
Wirklich? Die Falcon9 Erststufe hat bei der Landung auch keine Hitzeschild, und auf dem Mars gibt es eine viel dünnere Atmosphäre. Das Verwirbelungs Problem müsste man dafür eigentlich auch schon gelöst haben, sonst währen die Wasserungen der Erststufe bei den Letzten Flügen nicht Möglich gewesen.

Die ist aber auch nicht annähernd so schnell. Beim Eintritt in die Atmosphäre müssen mehrere km/s delta-v durch atmosphärische Bremsung abgebaut werden. Das geschieht sicher nicht Triebwerke voran, wenn sie nicht irgendwie geschützt werden.
 
Wie das genau geschieht, weiß ich nicht, weiß niemand außerhalb SpaceX und die vielleicht auch noch nicht genau. Die Kalkulationen gehen davon aus, daß die maximale Bremsung mit quergestellter Stufe erzielt wird. Also vielleicht zuerst Nase voran, dann immer stärker angestellt. Das ist bei der dünnen Atmosphäre immerhin einfacher als auf der Erde.

Die neuesten Kalkulationen für Red Dragon gehen von negativem Auftrieb aus. Also aerodynamisch nach unten gedrückt, so daß das Raumfahrzeug nicht über die planetarische Krümmung wieder in den Raum hinausfliegt, sondern länger in der Atmosphäre bleibt, um maximal lange zu bremsen, bis die Geschwindigkeit unter Fluchtgeschwindigkeit sinkt. Danach braucht man Auftrieb, um möglichst lange zu bremsen, bevor die Triebwerke eingesetzt werden. Nur so kommt man auf unter 1km/s in der dünnen Marsatmosphäre.

Durch diese aerodynamisch gesteuerte Landung konnte die Nutzlast von Red Dragon immerhin annähernd verdoppelt werden gegen die erste Kalkulation, von 1t auf 2t.

Bis man das Optimum gefunden hat, wird es einige Landungen brauchen. Die ersten Flüge werden deshalb sicher auch nicht die 100t erreichen.

Jura

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Re: SpaceX ITS (MCT) - Diskussion
« Antwort #499 am: 08. Januar 2015, 18:42:17 »
Um 100 Tonnen auf eine Marsbahn zu befördern, brauchen wir folgende Startmasse auf der LEO:

mit Wasserstoff - um 330 Tonnen
mit Methan - um die 400 Tonnen

Hier Berechnung Sequenzen (sind sehr lang) für den Transport von 500 Tonnen (ISS) auf GEO, zum Einsatz kommt Wserstoff. Notwendig sind etwa 700 Tonnen Treibstoff, bleibt noch 8,5 Tonnen übrig. Zum Marsbahn etwa die gleiche Menge.


Start , Triebwerke sind eingeschaltet:
Zitat
7339  Двигатель буксира МКС включен
  7339   -0.001  450.020    7.637 12137.679   0.31    0    0   0.00001  7636.576 1200.000
  7340   -0.001  450.019    7.637 12140.104   0.17    0    0   0.00001  7637.132 1199.852
  7350   -0.001  450.006    7.654 12211.513   0.17    0    0   0.00001  7653.522 1195.514
 

GEO erreicht:
Zitat
27595  МКС вышла на геостационарную орбиту
  ]
 27595  Двигатель буксира МКС выключен
 27600    0.001 35758.574    3.073 36520.723   0.39    0    0   0.00000  3072.721  508.586
 27610    0.001 35758.582    3.073 36525.370   0.00    0    0   0.00000  3072.721  508.586
 27620    0.001 35758.589    3.073 36530.017   0.00    0    0   0.00000  3072.720  508.586


 48120    0.000 35768.088    3.072  6022.802   0.00    0    0   0.00000  3072.028  508.586
 48130    0.000 35768.088    3.072  6027.446   0.00    0    0   0.00000  3072.028  508.586
 48140   -0.000 35768.088    3.072  6032.091   0.00    0    0   0.00000  3072.028  508.586
 48150   -0.000 35768.088    3.072  6036.735   0.00    0    0   0.00000  3072.028  508.586


 67570   -0.001 35759.412    3.073 15057.865   0.00    0    0   0.00000  3072.662  508.586
 67580   -0.001 35759.404    3.073 15062.512   0.00    0    0   0.00000  3072.663  508.586
 67590   -0.001 35759.397    3.073 15067.158   0.00    0    0   0.00000  3072.663  508.586
 67595  Ой, залетел..