Какие миссии можно было бы выполнить с Orion на Falcon Heavy?

Orion разрабатывается в тандеме с SLS. Но Falcon Heavy планируется запустить раньше, в начале 2015 года, и он будет дешевле. Поэтому мне интересно, какие миссии Орион мог выполнять с FH. Может ли он, например, совершить пилотируемый полет вокруг Луны?

В настоящее время первый испытательный запуск Orion запланирован на декабрь 2014 года с помощью Delta IV Heavy. Согласно статьям Википедии о Delta IV и Falcon Heavy , последний сможет поднять вдвое больше на LEO и на 50% больше на GEO. Falcon 9 находится в стадии разработки, и я думаю, что технические сходства должны означать, что вскоре после этого FH получит оценку человека.

Есть ли какой-нибудь шоу-стоп для FH+Orion?

Есть ли смысл запускать Орион вместо Дракона?

@codesparkle Что касается редактирования, я видел, как F9H использовался для Falcon Heavy. Сравните с "Delta IV Heavy". Тяжелый на практике означает использование двух обычных ускорителей ядра. Цифра 9 означает 9 ракетных двигателей в каждом ядре.

Ответы (3)

SpaceX сообщает, что полезная нагрузка Falcon Heavy на НОО составляет 63,8 тонны (предположительно, в полностью расходуемом режиме).

«Орион» с полным зарядом топлива весит около 26 тонн. Так что полет на LEO выполним, возможно, даже с бустерным восстановлением, но, вероятно, не с 3-ядерным восстановлением.

Я не могу найти характеристики ступени ICPS , которая будет использоваться с SLS, но это модификация разгонного блока DCSS-5, используемого с Delta IV:

Эти модификации включают удлинение бака с жидким водородом, добавление баллонов с гидразином для управления ориентацией и внесение некоторых незначительных изменений в авионику, чтобы соответствовать конструктивным параметрам и характеристикам, необходимым НАСА для достижения целей полета.

Falcon Heavy может поднять DCSS-5, установленный вместе с Orion, на НОО, откуда DCSS может обеспечить дельта-v около 2960 м/с за пределами НОО, чего недостаточно для достижения Луны. «Орион» мог бы использовать свой служебный модуль, чтобы сделать все остальное, но это оставило бы ему недостаточно топлива для входа и выхода с лунной орбиты, так что это была бы пролетная миссия. (ICPS на SLS Block 1 должен вывести Orion на очень эксцентричную лунную орбиту для EM-1 ; мне неясно, способна ли эта конфигурация достичь низкой лунной орбиты и вернуться, но более крупный EUS для Block 1B, безусловно, будет способен.)

Без верхней ступени, работающей на водороде, вторая ступень Falcon Heavy могла бы перевести «Орион» в режим GTO, но опять же у «Ориона» не было бы достаточно дельта-V, чтобы совершить там круговое движение и вернуться на Землю.

На данный момент возникает вопрос, можно ли адаптировать подходящую верхнюю ступень для использования с Falcon Heavy до того, как полетит блок SLS 1.

Между тем, Delta IV Heavy может перевести Orion на НОО для разработки и пробных полетов, что делает его аналогом Saturn 1B для SLS Saturn V.

Стоит отметить, что Orion не собирается когда-либо преследовать LLO, так что на самом деле это не недостаток; Шлюз делает это ненужным и энергетически выгодным - с другой стороны, поэтому каждая конструкция посадочного модуля должна включать возможность перехода от NRHO-> LLO-> поверхность, а затем обратно к ближайшему подходу NRHO.
Что с Драконом? Может ли он полететь на Луну или Марс с помощью Falcon Heavy?

Проблема в том, что Орион + Сервисный модуль очень тяжелый. При заказе 21000 кг.

Это слишком тяжело для всего, кроме Delta 4-Heavy или Falcon Heavy. (SLS, вероятно, никогда не будет существовать).

Похоже, что Falcon Heavy с поперечной подачей предлагает НОО 53 000 кг. (Не удается найти числа без поперечной подачи, так как они лучше отражают начальную производительность). Однако с предстоящими летом 2015 года обновлениями первой ступени ядра Falcon 9 (небольшое растяжение, Merlin 1D на 100%, а не текущий уровень тяги 85%, охлаждение топлива для уплотнения) ожидается, что диапазон дойдет до 50 000 кг без поперечной подачи. . В качестве обновления в 2017 году SpaceX объявила, что в режиме полного одноразового использования, без перекрестной подачи, Falcon Heavy после всего одиночного стержня Falcon 9 и улучшений Merlin 1D будет на пути к 64 000 фунтов на НОО.

Верхний уровень, будучи Merlin 1D, вероятно, является проблемой, поскольку интернет-провайдер не является замечательным. (Отличный ISP 340 для LOX/RP1, но не отличный ISP для верхней ступени. RL-10 имеет гораздо меньшую тягу, но лучше ISP, в среднем диапазоне 400). Таким образом, для дальнейших миссий потребуется третья ступень (или более крупный служебный модуль). Поскольку SpaceX разрабатывает двигатель Raptor LOX/CH4, для них не будет немыслимым однажды построить разгонный блок с более высокой энергией. Есть много затрат, связанных с этим, что сделало бы это маловероятным, но все же возможным, если бы действительно возникла необходимость.

Есть некоторые споры о том, произойдет ли когда-нибудь перекрестная подача. reddit.com/r/spacex/comments/31tp4r/…
Я согласен с проблемой ISP верхней ступени, но я уверен, что SLS будет существовать.
@Rikki-Tikki-Tavi Позвольте мне квалифицировать «Реально существует» как запуск более двух или трех раз. Один пуск в 2018 году (еще буксует), следующий пуск в 2021 году с пилотом, потом следующий 2023 или 2025 год? Вы называете это реально существующим? Могу поспорить, что к 2023 году SpaceX (или кто-то другой) запустит что-то столь же крупное, как SLS, за гораздо меньшую цену, чем НАСА.
Без поперечной подачи 45 000 кг, даже с M1D+
Delta IV Heavy запустила Orion только для того, чтобы он снова упал, чтобы проверить его тепловой экран. Мог ли он поместить Орион на НОО? Как далеко Falcon Heavy может запустить Orion? На лунную орбиту? В точку Лагранжа?
@geoffc, возможно, «не будет существовать» может немного ввести в заблуждение некоторых читателей, поскольку буквально это совсем не то, что вы имеете в виду, и может быть неверным. Интересно, есть ли другая фраза, относящаяся к предельной частоте использования или долгосрочному воздействию. Было бы немного странно стоять рядом с SLS и кричать: «Его не существует! Его не существует!» надеясь быть услышанным за звук всех этих двигателей.
Что с Драконом? Может ли он полететь на Луну или Марс с помощью Falcon Heavy?

Технически, да. Он подходит по обтекателю и грузоподъемности. Реальность, нет. Falcon Heavy не предназначен для перевозки людей, и SpaceX объявила, что не хочет проходить этот процесс сертификации.

Учитывая общее наследие с Falcon 9, я уверен, что сертификация не будет стоить дорого. Если бы НАСА захотело, чтобы SpaceX сертифицировала Falcon Heavy и заплатила за это, SpaceX сделала бы это возможным.