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?
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 )
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:
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.
дзета-диапазон
Дэвид Ричерби
Питер - Восстановить Монику