Если один космический корабль может доставить на Марс 100 человек, сколько он сможет благополучно приземлиться возле северного полюса Меркурия после одного перелета, подобного Хоману?

Я понимаю, что «после одного гомановского перехода» означает прямой межпланетный переход с Земли на Меркурий (т. е. никаких махинаций с Венерой), пожалуйста, дайте мне знать, если это не так.

Если серьезное литбрейкинг невозможен, люди не отправятся на Меркурий.

Звездолет, даже без полезной нагрузки, не может ничего сделать, кроме как пролететь мимо Меркурия:

• 120т сухой массы + 1200т топлива + 380с$I_{sp}$ $\to$ $\Delta V$= ~$8940m/s$

Я провел поиск траекторий с 2025 по 2030 год с Земли на прямые переходы Меркурия. Самый дешевый запуск$\Delta V$(с НОО 250 км) составляет 4,87 км/с (красная точка,$C3=$~$40$ $km^2/s^2$, Л: 27 ноября 2026 г., А: 23 марта 2027 г.):

(персональная работа)

Звучит красиво, но скорость прибытия (относительная скорость Меркурия на нулевой высоте) для этих конкретных дат составляет крутые 13,65 км/с ( ух ты! ). Фактически минимальная скорость прибытия за рассматриваемый период составляет 8,91 км/с , что лишь немного меньше (0,3 %), чем суммарная скорость.$\Delta V$доступен звездолет без полезной нагрузки .

Итак, если бы вы могли бросить полностью заправленный, но все еще пустой звездолет в Меркурий по этой траектории (Л: 09 мая 2029 г., А: 31 марта 2030 г.,$C3=$~$104$ $km^2/s^2$! ) у вас может быть шанс безопасно приземлиться. Удачи!

Изменить: посылка вопроса неверна:

с учетом более длинной траектории к афелию орбиты Меркурия, чем к орбите вокруг Марса

Время перелета на Меркурий (для примера запуска) составляет всего ~ 120 дней, что меньше половины типичного перелета на Марс. В примере с минимальной скоростью прибытия используется более длинная траектория типа III/IV (я не проверял, какая, и это не имеет большого значения), но она все еще сравнима с типичным перелетом на Марс за ~330 дней.

Дельта-v к Меркурию в 2,5 раза больше, чем к Марсу ; учитывая сухую массу Starship, я сомневаюсь, что он вообще сможет посадить какую-либо полезную нагрузку без какого-либо гелиоцентрического топливного склада, который было бы довольно сложно и дорого установить. Это без учета того, что Starship просто не предназначен для того, чтобы выдерживать тепло, которое он будет поглощать, путешествуя так близко к солнцу; Космический корабль, связанный с Меркурием, должен быть специально спроектирован, чтобы выдерживать температуру.

Посадка на Меркурий чрезвычайно сложна из-за того, насколько глубоко Меркурий находится в гравитационном колодце Солнца. Кроме того, у него нет значительной атмосферы, поэтому потребуются ретроактивные посадки, что еще больше усложнит его.

Очень маловероятно, что Starship будет хорошим выбором для посадки на Меркурий из-за его большой массы, его нельзя полностью исключать, но он, безусловно, потребует значительных модификаций. Растянутые баки, уменьшенная грузоподъемность и многое другое.

Также необходимо будет повторно заправиться на очень высокоэллиптической околоземной орбите, чтобы максимизировать его возможности, и использовать флот одноразовых заправщиков. Но даже этого может быть недостаточно. Другим вариантом может быть серия гравитационных ассистов с Земли и Венеры. Это могло бы просто сделать это, но за счет очень продолжительной продолжительности миссии с последующими проблемами воздействия радиации и невесомости на экипаж, требованиями жизнеобеспечения экипажа и практичностью сохранения криогенного топлива в течение многих лет.

В итоге. Этого не произойдет.