Может ли ракета-носитель SpaceX Super Heavy (Starship) достичь околоземной орбиты без космического корабля наверху?

Я думаю об орбитальных топливных баках для низкой околоземной орбиты и даже орбиты Марса на случай, если топливные фермы на Марсе будут строиться дольше, чем предполагалось.

Тем не менее, может ли SpaceX поставить носовой обтекатель на свой сверхтяжелый ускоритель вместо звездолета на ускорителе?

Некоторые мысли:

  • Целый ракета-носитель на орбите может стать отличным орбитальным хранилищем, потому что он больше, чем космический корабль.
  • Ему не нужны теплозащитные экраны или решетчатые ребра, потому что он не войдет в атмосферу.
  • Вероятно, потребуются вакуумные двигатели Raptor, но достаточно ли места?

Если ускоритель можно использовать в качестве космического топливного бака, можно ли его переместить на орбиту Марса или Луны для будущих возвратных миссий?

Или имеет смысл сделать звездолет чуть большего размера без тепловых экранов, закрылков и только с двигателями вакуумных рапторов.

Я не уверен, насколько полезным был бы такой орбитальный танк. Стандартный космический корабль можно было бы гораздо проще использовать в качестве склада топлива.
Да, оно может. Нет, это ужасная идея.
Было много идей об использовании пустых резервуаров в качестве строительных блоков на самых ранних стадиях американских космических станций, также известных как «мокрая рабочая станция». Здесь более практичным вариантом должен быть вывод на орбиту центральной ступени 1,5-ступенчатого корабля (одна центральная ступень плюс 2 или 4 ускорителя), например CZ-5B, а не нижней ступени 2-ступенчатого корабля.
Схемы мокрых мастерских всегда рассматривают герметичный объем как некий драгоценный ресурс, который ужасно дорог на орбите, и игнорируют многие другие компоненты и системы, необходимые для превращения воздухонепроницаемого корпуса в обитаемый объем. Кажется более продуктивным взглянуть на массу полезной нагрузки и объемную вместимость звездолета и начать думать о том, что вам нужно, чтобы взять методы строительства, которые SpaceX применяет в прибрежных болотах Техаса, и воспроизвести их в вакууме и свободном падении.

Ответы (2)

Не пытался вычислить, но первые ступени некоторых ракет могут выйти на орбиту в одиночку. Сложность заключается в том, что при этом у них будет нулевая полезная нагрузка, потому что они выводят на орбиту всю массу пустого бака и ненужные двигатели как одну ступень . Сбрасывание массы на пути вверх улучшает массовую долю частей, оставшихся при попытке выйти на орбиту.

Вот почему все современные летающие ракеты имеют несколько ступеней .

Как вы заметили, существует гипотетическая ситуация, если вам нужен действительно большой пустой резервуар для хранения, что корпус первой ступени был бы вариантом сделать это, сбрасывая двигатели на пути вверх, когда топливо сгорает, чтобы сделать ракету на одну и пять ступеней . .

Это, конечно, все еще предполагает, что большой металлический корпус, загрязненный топливом, полезен для конечной цели (отметим, что на НОО требуется перезагрузка, поэтому тяжелые вещи все еще не «бесплатны»). Во многих случаях может быть проще и дешевле в долгосрочной перспективе использовать ракету для подъема специально разработанной аэростатной конструкции .

Конечно, попытка переместить конструкцию резервуара, достаточно прочную, чтобы стоять на площадке сама по себе, на Луну или Марс, не самый эффективный вариант, поскольку она будет намного прочнее, чем необходимо для работы, заставляющей вас сжигать больше топлива, чтобы переместить ее, чем специально построенное решение. Другая полезная нагрузка, которую он доставит на орбиту, будет состоять из множества двигателей, но трудно представить себе использование большого количества металоксовых двигателей на уровне моря, где вы могли бы вместо этого использовать тот же сверхтяжелый многоразовый для запуска звездолетов и отключения вакуумных двигателей. их по три за раз, прежде чем отправить домой для более полезного результата.

+1 Хорошее обсуждение того, почему это не очень хорошая идея

Я думаю, что теоретически может. Сверхтяжелый сам по себе имеет дельту V ~9,9 км/с, что примерно соответствует ~10,8 км/с для SH, сложенного с Кораблем, который, очевидно, предназначен для выхода на орбиту.

Вот как я пришел к этим цифрам:

Формула для дельты V:

Формула Delta V из Википедии

и так дано:

v_exhaust_sl v_exhaust_vac полезная нагрузка
3300 м/с 3800 м/с 100 000 кг

я получил

Как отдельные транспортные средства, без полезной нагрузки Складывается с полезной нагрузкой
SS SS
m_dry 120 000 кг 220 000 кг
m_wet 1 320 000 кг 1 420 000 кг
Δv 9 112 м/с 7086 м/с
Ш Ш + СС
m_dry 180 000 кг 1 600 000 кг
m_wet 3 580 000 кг 5 000 000 кг
Δv 9868 м/с 3760 м/с

(SS = разгонный блок Starship, SH = Superheavy)

Может ли ракета-носитель SpaceX Super Heavy (Starship) достичь околоземной орбиты без космического корабля наверху?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v