Если меня интересует пробная миссия по возвращению на Цереру с использованием пакета двигательных технологий, аналогичного Dawn, какие виды дополнительных двигателей потребуются для приземления и последующего возвращения?
Расчеты в [1] и [2] показывают, что для достижения вам требуется 503 м/с, и для достижения 356 м/с. Учитывая свободное вращение на экваторе 94 м/с, вам нужно V 410 м/с для или 262 м/с для .
У меня вопрос: помимо большого количества дополнительного топлива для обратного пути, какие двигательные установки были бы подходящими, чтобы компенсировать это дополнительное V. Я бы подумал, что это начальные 262 м/с для достижения это непозволительно, так как выйдя на орбиту, вы можете продолжать использовать ионные двигатели до тех пор, пока Достигнут. Итак, какие технологии подходят для этого диапазона.
Влажная масса зори составляла ~1300 кг и, как таким образом, тяга, необходимая для преодоления гравитации, составляет 370 Н (хотя это будет масштабироваться из-за более высоких требований к топливу и дополнительной силовой установке).
Для добычи полезных ископаемых на астероидах мне кажется, что сочетание эффективных ионных двигателей с дополнительной двигательной установкой для достижения требуется.
[2] Может ли человек достичь космической скорости, прыгнув с поверхности Цереры (карликовой планеты)?
Гидразиновая монотопливная ракета будет иметь удельный импульс около 230-240 секунд и, следовательно, скорость истечения около 2000 м/с. Уравнение ракеты тогда говорит нам, что для дельта-V 262 м/с это означает отношение масс около 1,13, так что, возможно, 130 кг гидразина на 1 тонну полезной нагрузки. Преимуществом монотоплива является простота и надежность. Вернувшись на орбиту Цереры, от гидразинового двигателя можно отказаться, что уменьшит массу, необходимую ионному двигателю для возвращения на траекторию возвращения на Землю.
Вам также потребуется примерно такое же количество топлива для мягкой посадки. Дельта-V намного меньше, чем скорость выхлопа, поэтому «тирания ракетного уравнения» пока не применима.
Есть и другие способы спланировать миссию, если это слишком много топлива, наиболее очевидно, что у вас может быть посадочный модуль и орбитальный модуль, и посадочный модуль запускает небольшую капсулу с образцами на орбиту, где орбитальный модуль состыковывается с ней и возвращает ее домой. Вы также можете перейти на более сложный двигатель, такой как двухкомпонентный, для более высокого удельного импульса.