Рассчитать выбросы CO2 Falcon 9

Falcon 9 использует двигатели Merlin 1 на основе керосина. Есть ли 4 двигателя Merlin 1? Это кажется простым для расчета: количество двигателей Merlin x объем топлива Merlin 1 (галлоны) x производство керосина в CO2.

https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9

eia.gov сообщает: при сжигании галлона бензина, не содержащего этанол, образуется 19,64 фунта двуокиси углерода (CO2). При сжигании галлона дизельного топлива образуется около 22,38 фунтов CO2.

Первая ступень: девять двигателей (Merlin 1D) сжигают около 540 галлонов топлива в секунду.
Время записи версии 1.1: этап 1: 180 секунд этап 2: 375 секунд
Вторая ступень: 1 двигатель Merlin 1D, модифицированный для работы в вакууме.
Вас интересует потенциал глобального потепления или прямые выбросы CO2? Запуски ракет влияют на глобальное потепление не только просто накоплением CO2 (разрушение озонового слоя, мелкие частицы и т. д.)
Галлон керосина весит 6,75 фунта, а галлон жидкого кислорода при температуре кипения на уровне моря весит 9,524 фунта. Таким образом, цифра 22,38 фунта/галлон LOX-RP1 сложна для понимания и, вероятно, неверна.
@Dan Apted Я не думаю, что приближение настолько плохое: основная часть керосина, будучи углеводородом, представляет собой углерод. В свою очередь, углерод составляет примерно треть массы молекулы CO2. Я скорее придираюсь к цитированию до четырех значащих цифр, чем к основному результату порядка величины.
Для справки, я только что смотрел выступление Теда, и она подсчитала, что 1 искусственный лес, также известный как завод по улавливанию углерода из воздуха, может сократить выбросы 500 000 тонн CO2 в год на ~ 2 МВт по цене от 0,5 до 3 миллионов долларов. Хотя это 2500 запусков F9, так что неплохая сделка.

Ответы (2)

Масса топлива РП-1 первой ступени Falcon 9 составляет 119 100 кг . Это около 100 000 кг углерода, что соответствует 360 000 кг углекислого газа. Однако, согласно This pdf , только немногим менее половины углерода полностью сгорает в ракетном топливе на углеводородной основе, а остальная часть становится монооксидом углерода или моноатомным углеродом. В этом случае цифра приближается к 170 000 кг. Топлива РП-1 второй ступени 27 850 кг, плюс еще 40 000 кг углекислого газа.

Общее количество составляет где-то около 210 000 кг углекислого газа.

CO в конечном итоге будет окисляться до углекислого газа, поэтому окончательное количество CO 2 , добавленное в атмосферу, составляет примерно 440 000 кг.

где вы нашли массу топлива РП-1 для первой и второй ступени?
@Hohmannfan Интересная ссылка, хотя кажется тяжелой. Относится ли ваша оценка к быстрому производству CO2 или к конечному конечному состоянию? Я понял, что СО, оставленный в атмосфере, соберет лишний атом кислорода, чтобы со временем превратиться в СО2. Я посмотрю, смогу ли я найти ссылку.

Вот что я придумал:

Этап 1:

9 двигателей Merlin1D 540gps x 180 секунд = 97200 галлонов LOX/RP-1

Этап 2:

1 двигатель Merlin1D сжигает 60 gps 60gps x 375secs = 22500 галлонов LOX/RP-1

119 700 галлонов LOX / RP-1 (керосин) 119 700 галлонов x 22,38 фунта/галлон = 2 678 900 фунтов

Я предполагаю, что это не учитывает фактическое сожженное топливо, как указывает @Hohmannfan, но SpaceX.com заявляет, что конфигурация Merlin1D Stage 1 будет «сжигать около 540 галлонов топлива в секунду».
Топливо на самом деле сгорает, но не полностью, вместо этого выделяется CO. В ракете LH2/LOX вообще сгорает только около половины водорода. Это не связано с неэффективным дизайном, это на самом деле помогает повысить производительность.
Я исправил прямую ошибку, когда в вашем объеме топлива второй ступени не было нуля, тем самым сорвав ваши расчеты. Имейте в виду, что этот расчет учитывает, что все 119 700 галлонов превращаются в 22,38 фунта на галлон, что является числом для сжигания керосина, не включая кислород.
Не могли бы вы сделать это в метрических единицах?
Рассчитать выбросы CO2 Falcon 9
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v