Сколько дельта-v у космического корабля Орион?

Ответ

Orion (с сервисным модулем) может использовать delta-v со скоростью от 1346 м/с до 1587 м/с .

Вот карта delta-v Солнечной системы, чтобы понять, насколько это много:

(Карта Delta-v взята со страницы википедии на delta-v )

Далее следует математика для определения этих значений.

Масса космического корабля

Капсульная масса:

• Сухая масса капсулы: 9300 кг
• Влажная масса капсулы: 10400 кг
• Масса капсулы гидразина: 1100 кг

Массы сервисного модуля:

• Сухая масса служебного модуля: 6185 кг
• Влажная масса служебного модуля: 15461 кг
• Масса топлива служебного модуля: 9276 кг

Плюс 659 кг интегрированной массы? (Найдено путем вычитания масс компонентов из общей введенной массы в Википедии)

Полная масса: 26520 кг

Общая масса после израсходования топлива служебного модуля: 17244

Значения массы из https://en.wikipedia.org/wiki/Orion_(spacecraft)

Производительность двигателя

Капсульные двигатели:

• Подруливающие устройства МР-104Г
• гидразин
• Удельный импульс : 220 с (на самом деле я не могу найти удельный импульс MR-104G, но это значение кажется довольно типичным для гидразиновых монотоплив)

Главный двигатель служебного модуля:

• Двигатель AJ10
• Окислитель четырехокиси азота и топливо Aerozine50
• Удельный импульс 319с

Математика

Уравнение ракеты :

$\Delta v = \ln(\frac{wet\;mass}{dry\;mass}) \times g \times specific\;impulse$

Delta-v из служебного модуля с прикрепленной капсулой (это, безусловно, самая эффектная часть):

$\ln(\frac{26520\, kg}{17244\, kg}) \times 9.8\, m/s² \times 319\, s = 1346\, m/s$

Дельта-v только из капсулы:

$\ln(\frac{10400\, kg}{9300\, kg}) \times 9.8\, m/s² \times 220\, s = 241\, m/s$

Дельта-V из служебного модуля, затем капсула, оставаясь на месте:

$\ln(\frac{26520\, kg}{17244\, kg})\times 9.8\, m/s² \times 319\,s + \ln(\frac{17244\,kg}{16144\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 220\,s = 1488\, m/s$

Дельта-v из капсулы, затем служебный модуль, оставаясь прикрепленным:

$\ln(\frac{26520\,kg}{25420\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 220s + \ln(\frac{25420\,kg}{16144\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 319\,s = 1511\,m/s$

Дельта-v из служебного модуля, затем выброс служебного модуля и запуск капсулы:

$\ln(\frac{26520\,kg}{17244\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 319\,s + \ln(\frac{10400\,kg}{9300\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 220\,s = 1587\,m/s$

Обратите внимание, что я проигнорировал косинусные потери от двигателей Ориона, работающих немного не по оси (в конце концов, стенки капсулы расположены под углом), но я сомневаюсь, что они существенны.