Сможет ли SpaceX приземлиться на Луну сегодня?

Теперь, когда у SpaceX есть куча запущенных ракет Block 4 Falcon 9, могут ли они теоретически совершить миссию на Луну с посадкой, даже если это просто ракета без полезной нагрузки? Это получается математически? Чтобы приземлиться, им потребуется только первая ступень, так как вторая ступень еще не может использоваться повторно и не может приземлиться сама. Итак, скажем, они берут три первых ступени, как FH, но опускают вторую ступень на центральном ядре, так как это было бы бесполезным весом. Масса первой ступени: 25 600 кг пустой и получает 395 700 кг топлива, поэтому общая масса каждого ядра при старте составляет 421 300 кг. Тяга увеличивается с 7607 кН на уровне моря до 8227 кН в космосе (вакуум), Isp с 282 с до 311 с, а время работы боковых ускорителей составляет 162 с (без дросселирования). Два боковых бустера будут израсходованы. Может ли кто-нибудь смоделировать этот сценарий и сказать, возможно ли это? Что насчет Марса?

Сомневаюсь, что у них хватит дельта-v, чтобы доставить центральную до Луны. Я действительно сомневаюсь, что программа посадки сможет справиться с посадкой при силе тяжести 1/6.
Они не смогли сегодня приземлиться на Луне, потому что они еще не отправились в путь, и чтобы добраться туда, нужно больше суток. *баддум-тш*
Программное обеспечение @zeta-band гибкое ;-). У вас достаточно времени, чтобы залатать его между Землей и Луной.

Ответы (2)

Они, безусловно, могли бы врезаться в Луну пустой верхней ступенью, они могли бы сделать это с помощью обычного Falcon 9. Однако жидкий кислород испарится, прежде чем они попытаются приземлиться с помощью 2-й ступени, так как полет на Луну занимает несколько дней. длинный.

Они могут запустить капсулу Dragon к Луне и даже могут вывести ее на траекторию свободного возврата с запуском Falcon Heavy, но у капсулы Dragon всего несколько сотен м/с дельта-v* от двигателей на основе гидразина и четырехокиси азота. (двигатели Драко), чего недостаточно, чтобы приземлиться на Луну или даже выйти на лунную орбиту (требуется скорее дельта v 1-2 км/с, см. https://en.wikipedia.org/wiki/Delta-v# Дельта-против_вокруг_солнечной_системы )

  • РЕДАКТИРОВАТЬ: Сколько delta-v у Дракона?

Сухая масса Dragon (пустой): 4200 кг

Макс. полезная нагрузка Дракона: 6000 кг

Масса топлива дракона: 1290 кг.

Скорость истечения Драко (удельный импульс): 2940 м/с (300 с)

Уравнение ракеты: Delta-v=скорость выхлопа*ln(влажная масса/сухая масса)

Полностью загруженный (грузовой) Dragon:
delta-v=2940м/с/*ln(12490кг/10200кг)=595м/с.

Пустой дракон:
дельта-v= 2940 м/с/*ln(5490 кг/4200 кг)=787 м/с.

Гипотетический Dragon с максимальной полезной нагрузкой, замененной топливом:
delta-v=2940 м/с/*ln(12490 кг/4200 кг)=1392 м/с.

Таким образом, почти пустой грузовой дракон мог бы выйти на лунную орбиту, но он не смог бы вернуться на Землю или выбраться на поверхность.

Сильно модифицированный дракон, который заменяет ствол служебным модулем, может быть в состоянии добраться до лунной орбиты и обратно.

Работа на основе грузового дракона, так как я более уверен в его количестве. Я считаю, что Crew Dragon может иметь несколько больше (на 50% больше?) топлива, но я также ожидаю, что он будет тяжелее.

Источники:

Влияет ли Dragon с пустой полезной нагрузкой и с полной полезной нагрузкой на величину delta v? Что, если часть/большую часть полезной нагрузки в 6000 кг можно было бы преобразовать в дополнительное топливо для ~4200-килограммового Dragon?
Сухая масса с полной загрузкой (груз) Dragon: 10200кг. Сырая масса: 12490 кг. Скорость истечения Драко: 2940 м/с (300 с исп). Уравнение ракеты: дельта v=2940м/с/*ln(12490кг/10200кг)=595м/с. Сухая масса пустого дракона: 4200 кг, сырая масса 5490 кг. Уравнение ракеты: delta-v= 2940 м/с/*ln(5490 кг/4200 кг)=787 м/с. Таким образом, почти пустой грузовой дракон мог бы выйти на лунную орбиту, но не смог бы вернуться или выбраться на поверхность. Хороший вопрос! Я добавлю это к ответу.
Мог уйти с грузом в несколько сотен кг. 500 кг полезной нагрузки все еще имели дельту va чуть более 700 м/с...
Они не оценивают Falcon Heavy, поэтому Crew Dragon для него не годится.
Они могли бы использовать Crew Dragon без экипажа внутри, если бы у него была лучшая производительность. Я думаю, что это был план Red Dragon до того, как его отменили, поскольку им нужны были Super Dracos для марсианского входа-спуска-посадки.

Red Dragon уже был анонсирован как миссия на Марс с использованием Falcon Heavy, запускающая по существу едва модифицированный Dragon 2 на Марс (беспилотный). С тех пор миссия была отменена, но в первую очередь потому, что НАСА не понравилось, что ноги торчат из теплозащитного экрана (или просто не хотели рисковать приземлением с приводом от двигателя), а SpaceX не хотела делать обе версии. Утверждалось, что тот же космический корабль может посетить практически любое тело в Солнечной системе, если его запустит туда Falcon Heavy. Обратите внимание, что это односторонние миссии.

Что касается того, может ли он выполнить пилотируемую миссию, я видел несколько официальных документов, в которых указано, что он, вероятно, может выполнить 2 миссии запуска на Марс, хотя капсула и другие технологии для этого недоступны. Дракон, скорее всего, сам по себе был бы слишком тяжелым.

Следует отметить, что двигательной способности «Дракона» недостаточно топлива для посадки на Луну. Этого может быть достаточно, чтобы приземлиться на Марсе; или, по крайней мере, специальная версия корабля.

Афаик, что «ноги сквозь теплозащитный экран» были просто неверной интерпретацией фанатов, например, Шаттл тоже это сделал. Это больше звучало так, как будто НАСА не позволит квалифицировать процедуру посадки с двигателем на «продуктивных» полетах, что означало бы выполнение нескольких тестовых миссий (вероятно, оплачиваемых SpaceX и без каких-либо полезных действий, просто отнимающих время и деньги).
Может быть. Добавил кое-что, чтобы указать, что это не очень известно. Я этого не слышал, так что...
Его настойчиво публикуют «хорошо связанные» участники сообщества форумов/реддитов/фейсбуков. Для меня это само по себе логично — ноги в щите исторически не являются чем-то новаторским. Но верна и другая логика - важна масса тела, НАСА не будет рисковать ею в эксперименте. SpX не имеет значения для самостоятельного финансирования разработки, BFS приземляется по-другому. Это тупик. Но нет подтвержденных источников.