РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот несколько номеров BF из видео:
total vehicle mass : 4,400 ton (2nd stage propellant fill fraction unclear)
booster thrust: 52,700 kN
max ascent payload: 150 ton (to LEO)
2nd stage dry mass: 85 ton
max propellant mass: 1,100 ton (240/860 CH4/LOX)
Merlin SL engine ISP (x2): 330 sec (SL)
356 sec (vac)
Merlin vac engine ISP (x4): 375 sec
Дозаправка на орбите разгонного блока SpaceX BFR необходима для полетов на Луну и Марс. В презентации на « Международном астронавтическом конгрессе» (IAC) в Аделаиде, Австралия, генеральный директор SpaceX и ведущий конструктор Илон Маск (предоставил) обновление своей презентации 2016 года, касающееся долгосрочных технических проблем, которые необходимо решить для поддержки создания постоянное, самоподдерживающееся человеческое присутствие на Марсе » .
В видео на YouTube после 27:17
обсуждается значение орбитальной дозаправки, а также расчет массы полезной нагрузки по сравнению с дельта-v для того, что выглядит как разное количество танкеров и заправок.
Позже 32:06
описывается задача доставки груза на Луну для базовой станции, и показано, что заправка (и) происходит на эллиптической околоземной орбите.
Если использовать пять заправок , как показано ранее, сколько груза можно примерно доставить на Луну?
Можно ли использовать пять заправок , чтобы добраться до Марса? Должны ли последние один или два действительно происходить за пределами околоземной орбиты, чтобы быть полезными? примечание: в отличие от предлагаемой миссии на Луну, предлагаемая миссия на Марс включает дозаправку на Марсе топливом, синтезированным из марсиальной воды и углекислого газа.
Прежде всего, давайте посмотрим, что такое дельта V для полностью загруженного разгонного блока BFR на орбите. Учитывая показанные таблицы Delta V и при условии, что 150 тонн, показано значение delta V, равное 6,2 км/с. Предполагается 150 тонн, потому что это масса, предоставленная LEO. Насколько я понимаю, эти цифры исходят от танкера, вращающегося вокруг Земли, который приближается к полезному грузу и дозаправляет его.
Мне кажется, что миссия на Луну предполагала бы хоть какую-то дозаправку на НОО, а часть на эллиптической орбите. Я не уверен в количестве заправок, но я подозреваю, что их больше стандарта (5?), что требуется для миссии в дальний космос, скажем, на Марс. Delta V для посадки на Луну с НОО составляет 5,9 км/с или около того. Таким образом, BFR мог добраться с НОО до поверхности Луны, но не мог вернуться без дозаправки. Я не могу найти точную дельту V, необходимую для того, чтобы добраться до Земли с поверхности Луны, но она составляет около 2,74 км/с. Следовательно, эллиптическая орбита должна использовать около 2,5 км/с дельты V и быть полностью загруженной, чтобы добраться до Луны без дозаправки. Это вполне возможно, но это будет значительно эллиптическая орбита, что-то вроде пояса GEO, насколько я могу судить.
Я предполагаю, что произойдет то, что заправщики заправят лунный BFR на НОО, а затем заправят ракету, когда она окажется на правильной переходной орбите. По крайней мере, я так это понял. Я подозреваю, что для дозаправки BFR на эллиптической орбите потребуется примерно столько же миссий, сколько потребуется для дозаправки его на НОО, хотя топлива на одну загрузку будет меньше, остальное теряется, чтобы соответствовать орбите полезной нагрузки ракеты.
Что касается Марса, то Delta V, необходимая для достижения Марса, составляет около 4,3 км/с. Я не уверен, что нужно, чтобы посадить BFR на Марс, но кажется вполне разумным, что полностью загруженный BFR может доставить на Марс 150 тонн с НОО.
Конечно, все, что касается запланированных конфигураций и миссий SpaceX Starship, все еще является предварительным и может быть изменено. Тем не менее, есть несколько моментов, которые стоит установить:
Данных по новым конструкциям у меня нет, но основные возможности BFS описаны в википедии . Сухая масса БФС составляет 85 тонн. Масса топлива для полной загрузки составляет 1100 тонн, а полезная нагрузка на НОО BFR указана на этой странице как 100 тонн плюс. Мне кажется, я где-то слышал 140, но не помню где, возможно, это только вариант танкера.
Таким образом, вы можете доставить свой BFS на LEO со 100 тоннами всего, что вы хотите, на борту. Это может быть неиспользованное топливо (в этом случае вы можете использовать вариант танкера, который сам по себе немного легче (без системы жизнеобеспечения, окон и т. д.), поэтому может нести больше), но, скорее всего, это будет полезная нагрузка вашей миссии. Так что вы, вероятно, прибудете на НОО без топлива. Каждый дозаправочный полет на НОО несет от 100 до 150 тонн топлива, поэтому для полной заправки ваших баков требуется от семи до одиннадцати из них.
Презентация показывает, что полностью заправленный (хотя это неясно, он может быть заправлен настолько, насколько это возможно за 5 полетов) BFS имеет дельта-V примерно от 6 до 9 км / с в зависимости от полезной нагрузки. Миссия на поверхность Луны и возвращение составляет около 9 км/с, миссия на поверхность Марса (планируя дозаправку там перед возвращением) составляет около 4,8 км/с (больше, если вы хотите сократить перелет). Таким образом, полной дозаправки на НОО достаточно, чтобы добраться до Марса, но недостаточно, чтобы доставить какую-либо полезную нагрузку на Луну и обратно.
Для управления лунной миссией концепция состоит в том, чтобы добавить пару дозаправок на высокой эллиптической околоземной орбите (GTO или даже немного выше). Это позволит доставить меньше топлива за один запуск заправщика (поскольку большая его часть будет сожжена по пути туда), но уменьшит дельта-V от последней дозаправки до конца миссии примерно на 2,5 км/с.
ооо
Стив Линтон