Почему SLS Block I принесет на LEO меньшую массу, чем система шаттлов STS?

Космическая транспортная система (STS) может вывести на орбиту полностью загруженный шаттл весом 109 тонн (или, может быть, пустой + полезная нагрузка 68 + 25 = 93 тонны). Система космического запуска (SLS) Block I основана на STS, но, как говорят, способна поднять на НОО только от двух третей до трех четвертей этой массы, то есть 70 тонн. Я бы подумал, что вместо этого SLS будет более мощным, чем пусковая установка шаттла.

SLS имеет добавленный пятый сегмент в своих твердотопливных ускорителях и четыре вместо трех таких же основных двигателей. Кроме того, у него будет разгонный блок с 26 тоннами топлива по сравнению с меньшей системой орбитального маневрирования шаттла. Тяга больше у SLS на каждой из ступеней. Так на что уходит вся дополнительная мощность? Если расплывчатая мера отношения массы к НОО здесь бесполезна, то какой должна быть хорошая сравнительная итоговая мера их возможностей? Может ли SLS Block I нести полностью загруженный орбитальный шаттл, если его можно будет прикрепить к нему?

Твердый бустер (тот же ISP 269 сек):

STS 15 000 кН

SLS 16 000 кН (+6%)

Первый этап (тот же вакуум 452 сек):

STS 5250 кН

SLS 7440 кН (+40%)

Разгонные ступени OMS по сравнению с ICPS:

STS 2x27 кН и исп 316 сек

SLS 110 кН и ISP 462 сек

Из Википедии для STS и SLS .

В STS было что-то похожее на разгонный блок OMS. Без использования OMS STS не мог выйти на орбиту. Он последует за внешним резервуаром обратно в атмосферу. OMS также использовался для спуска с орбиты.
@Uwe А, да, конечно. Но это тоже кажется слабее, чем верхняя ступень SLS ICPS, с 2x27 кН и ISP 316 секунд.
Шаттл ~ 100 тонн, включая полезную нагрузку . Возможности STS очень трудно сравнивать друг с другом, потому что это часть средства запуска и часть полезной нагрузки. SLS выводит на орбиту и полезную нагрузку, и (сухую) вторую ступень — еще 3,5-4 тонны.
@RussellBorogove Encyclopedia Astronautica раньше заслуживала доверия, но там полная и пустая масса практически одинаковы, так что, может быть, это опечатка? (Это старая ссылка, «Статус: В производстве»...) Тем не менее, более мощный SLS сможет поднять только пустой шаттл. Как это складывается?
WP имеет пустую массу 68,5 тонн, полезную нагрузку 25 тонн, максимальный стартовый вес 109 тонн. en.wikipedia.org/wiki/…
Остальное в основном будет составлять топливо OMS, из которого шаттл может нести до 21 тонны (для небольших полезных нагрузок и труднодоступных орбит).
НАСА утверждало, что оно способно доставить внешний топливный бак на орбиту и оставить его там — все планы «мокрой мастерской», превращение бака в среду обитания и т. д. — если кому-то будет интересно. Это означает, что OMS был выбором, а не необходимостью выхода на орбиту.
Для последней части программы STS использовал профиль «прямой вставки», который позволял пропустить прожиг OMS-1. OMS-2 сделала орбиту круговой и была необходима для предотвращения раннего схода с орбиты. Чтобы спасти инопланетянина, вам нужно будет сделать ОМС-2 до разделения инопланетян.
Блок 1 выведет 70 тонн на орбиту размером 1800 км x 93 км. Высокий апогей, вероятно, снижает полезную нагрузку. Кроме того, полезная нагрузка Shuttle составляла всего 27,5 т, а не 100 т. Для МКС это снизилось до 16 т. доведение 70 т до 1800 км x 93 км довольно впечатляет, имхо.
@Polygnome Орбитальный корабль «Шаттл» без экипажа мог остаться на орбите. Это около 100 тонн на LEO. Имеет ли определение орбиты LEO 1800 км x 93 км для SLS-I какую-либо конкретную цель или причину? Подходит ли он для сборки межпланетного корабля из многократных запусков? 1800 км — это немного во внутреннем поясе фургона Аллена, а 93 км — это слишком мало для аэродинамического торможения (с риском столкнуться с туристическим рейсом Virgin Galactic).
Ага - это же ЭМ-1: 70 тонн на 1800х93 без использования МЦПС . Низкий перигей обеспечивает вход в атмосферу и утилизацию активной ступени, а ICPS проведет транслунную инжекцию на высоте 1800 км. Мой симулятор запуска предполагает, что SLS + ICPS может доставить около 77,5 тонн полезной нагрузки на 200-километровую круговую орбиту, но я могу немного ошибиться.
@LocalFluff Для EM-1 и аналогичных профилей полета 93-километровый перигей обеспечивает безопасное отделение от основной ступени, которая снова войдет и сгорит. Верхняя ступень затем выполнит прожиг TMI или другие необходимые маневры.

Ответы (1)

Всегда трудно сравнивать друг с другом космический шаттл и другие ракеты-носители, потому что орбитальный аппарат неоднозначно является частью ракеты-носителя и частью полезной нагрузки. Это усугубляется широтой термина «LEO»; Полезная нагрузка шаттла поднималась на разные высоты и наклоны.

Однако, поскольку в заголовке вопроса указывается «масса на LEO», а не полезная нагрузка, мы можем начать с этого. В MECO космического челнока он находится на эксцентрической орбите примерно 300 км x 70 км; это сравнимо с круговой орбитой 185 км. Полная масса на этой траектории, если предположить, что OMS не использовалась для помощи при всплытии, составляет не более:

или 135,5 т.

Миссия SLS EM-1 намеревается вывести космический корабль ICPS и Orion на более высокую орбиту, чем эта, 1800 км x 93 км; это траектория при отключении главного двигателя (MECO) основной ступени, когда ICPS еще не сработал. Низкий перигей гарантирует, что основная ступень снова войдет в атмосферу Земли и сгорит. На данный момент у нас есть общая масса на орбите:

  • 85-тонная пустая основная ступень
  • Ступень ICPS грузоподъемностью 31 тонна
  • межступенчатый 5 тонн
  • 26-тонный космический корабль Орион

В общей сложности 147 тонн на этой более высокой орбите.

В моей справке говорится, что полезная нагрузка шаттла была уменьшена на 25 кг на км высоты, предполагая, что шаттл должен был отказаться от около 19 тонн полезной нагрузки, чтобы соответствовать траектории SLS EM-1, что делает сравнение 147 тонн против 116,5 тонн.

Таким образом, оказывается, что более крупные SRB и четвертый SSME действительно обеспечивают большую производительность SLS Block 1: примерно на 25% больше массы LEO, что кажется интуитивно разумным.

Почему SLS Block I принесет на LEO меньшую массу, чем система шаттлов STS?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v