Может ли сборка Falcon Heavy или что-то подобное быть полезным для полетов в дальний космос? [дубликат]

Falcon Heavy на стартовой площадке весит около 1400 тонн. Его полезная нагрузка на низкую орбиту составляет около 64 тонн (полностью расходуемая) (обе цифры из википедии ). Так что потребуется не 2, а около 22 Falcon Heavy, каким-то образом связанных вместе, чтобы поднять один полностью заправленный на орбиту.

В некотором смысле вы описываете в принципе, а не конкретно, подход, который SpaceX намеревается использовать с ракетой Big Falcon (BFR).

Разгонная ступень (31!!!) Двигатели Raptor, иногда называемые BFR, разгоняют верхнюю ступень (7 Raptor, 3 уровня моря, 4 оптимизированных для вакуума), иногда называемую BFS (Big Falcon Ship), с полезной нагрузкой до 150 000 фунтов.

Затем для лунных миссий по крайней мере два рейса-заправщика на заправочных версиях BFS доставляют топливо и окислитель. Для полетов на Марс доставляют 6 загрузок топлива и окислителя.

В конце упражнения по дозаправке вы получаете в основном полностью заправленную верхнюю ступень на орбите с объектами, оптимизированными для вакуума. Полезная нагрузка на Марс составляет те же 150 000 фунтов на орбиту Марса.

Таким образом, Falcon Heavy — плохой выбор, но полностью заправленная верхняя ступень может быть очень полезной.

Raptor Vacuum - гораздо лучший двигатель, чем Merlins уровня моря.

Если «вставить один между двумя другими в стиле KSP» означает горизонтально , так что у FH есть еще два FH с каждой стороны, образуя девять параллельных первых ступеней, то это интересный вопрос, и, насколько я знаю, он не задавался. Ближе всего были бы вопросы о «Falcon Quad»; центральный корпус с еще четырьмя, расположенными в форме четырехугольника или креста. Для этого см. ответы на сравнение Ballpark гипотетического Falcon 'Quad' Heavy с поперечной подачей .

Однако, если «вставить один между двумя другими в стиле KSP» означает « вертикально » , то это не сработает. Полностью заправленный, невоспламеняющийся, грузоподъемный Falcon Heavy был бы Falcon Too-Heavy в качестве полезной нагрузки для другого Falcon Heavy, если бы он находился на стартовой площадке. Однако да, запущенный в космос, FH, безусловно, может выступать в качестве «первой ступени» для другого FH, но, вероятно, вы имеете в виду не это. Я думаю, что ваше «прослоение» относится к запуску FH в космос, запуская его поверх другого FH, и это просто не сработает.

Еще одна проблема , как указывает @Jack , заключается в том, что сопла практически любой первой ступени любого типа имеют гораздо меньший максимальный диаметр, чем в идеале для космических операций. Форсунки должны расширять выхлоп, чтобы давление упало примерно до атмосферного давления. Вы не можете упаковать девять вакуумных сопел в конфигурацию F9. Они должны были бы быть намного дальше друг от друга.

См. сравнение атмосферных сопел и одного вакуумного сопла в превосходном ответе @RusselBorogove на вопрос « Каковы различия между стандартным двигателем Merlin и двигателем Merlin Vacuum? » , а также вопрос Почему насадка Merlin 1D Vacuum больше, чем насадка Merlin 1D? и ответ (ы) там.

Я думаю, вам может сойти с рук использование атмосферных сопел в вакууме. Это не обязательно так опасно, как использование вакуумного сопла в атмосфере, но эффективность будет снижена.

Резюме: Да, если бы вы волшебным образом получили FH в космосе и полностью заправились, это было бы полезно. Однако вы не можете сделать это, поместив его поверх другого FH.

Отношение тяги к массе ракеты очень важно при старте, потому что ракета должна бороться с гравитацией, чтобы покинуть стартовую площадку. Кроме того, каждая секунда, потраченная на борьбу с гравитацией, приводит к потере гравитации.

Ракета, уже находящаяся на орбите, не нуждается в особенно высоком TWR, и уж точно не должна быть > 1. Так что, если бы вы могли вывести на орбиту массу полностью заправленного FH, вам было бы лучше обойтись без всех дополнительных двигателей. бокового усилителя. Вероятно, для большинства миссий подойдет один Мерлин. Просто дайте центральному стержню прогореть немного дольше.

Помните, что ионные двигатели полезны для межпланетных путешествий (и даже для выхода на геостационарную орбиту), а их тяга очень мала по сравнению с одним Мерлином.