Keine Notwendigkeit für die Schwerkraftunterstützung mit Falcon Heavy?

Elon Musk soll nach dem Start von Falcon Heavy gesagt haben, dass „es Dinge direkt zu Pluto oder darüber hinaus starten kann, kein Stopp erforderlich ist, nicht einmal eine Schwerkraftunterstützung oder irgendetwas benötigt“. Nun, ich bin kein Experte für Orbitalberechnungen, aber diese Behauptung scheint höchst zweifelhaft. New Horizon brauchte 9 Jahre, um Pluto zu erreichen. Wie lange würde es dauern, bis ein Raumschiff von Falcon Heavy ohne Schwerkraftunterstützung gestartet wird?

Lange Zeit und/oder kleine Sonde. Dass es möglich wäre, bedeutet nicht, dass es eine gute Idee wäre.
New Horizons wurde von einem Atlas V 551 gestartet, der eine Nutzlast von 8,9 Tonnen nach GEO hat. FH hat 26,7 Tonnen Nutzlast für GEO. Dieser Unterschied führt zu viel zusätzlichem Delta-V für eine kleine Nutzlast.
@Hobbes Delta v ist logarithmisch im Verhältnis von Anfangs- zu Endmasse, oder? Ihre Zahlen würden höchstens ein Log 3 ergeben, kaum 10%. Übersehe ich etwas in Ihrer Argumentation?
Zu müde, um jetzt zu rechnen.
26,7 t bis GTO, nicht GEO.
@RussellBorogove, es sieht so aus, als wären Sie auf dem besten Weg gewesen, eine Antwort zu schreiben - warum haben Sie sie gelöscht?
@ Hobbes 5 km / s bringen mir nur einen 88-jährigen Hohmann, was meiner Meinung nach keine nützliche Fähigkeit für FH ist. 12 Jahre benötigen 10 km/s zusätzliches ∆v, was bei Kerolox nicht vorkommt. Ich denke, wir brauchen einen großen Beitrag von einer zweiten Stufe, die nicht auf 26 t drückt, sowie eine mysteriöse dritte Stufe, und ich möchte das Ganze nicht vom Boden aus erarbeiten.
Ich würde sagen, Sie haben die Antwort auf die Frage gefunden: Ein normaler Falcon Heavy wird ohne Schwerkraftunterstützung in einem angemessenen Zeitrahmen nichts zu Pluto bringen.
Es gibt hier eine Grafik, die den C3 von FH, Atlas V und Delta IVH vergleicht: forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=44966.msg1613808
@Hobbes Erstmal danke an alle für die Kommentare! Diese Grafik ist sehr interessant. Der Unterschied zwischen Falcon Heavy erweiterbar und nicht erweiterbar ist ziemlich frappierend. Es kommt alles von den Unkosten, den Treibstoff anheben zu müssen, der zum Verlangsamen des Boosters erforderlich ist, wenn er herunterkommt, nicht wahr?
@Hobbes Übrigens, in dem von Ihnen zitierten Beitrag hat der Autor die Einheiten für die charakteristische Energie falsch verstanden, es sind km 2 s − 2 !

Antworten (1)

Das hätte sie tun können, aber sie ist nicht die einzige Rakete, die das kann. Der Atlas V, der New Horizons zu Pluto startete, hätte einen direkten Weg nehmen können, aber es hätte 3 Jahre länger gedauert . Berichten zufolge kann Falcon Heavy 3,5 Tonnen direkt zu Pluto heben, was etwa 7-mal schwerer ist als New Horizons.

Wie schnell hätte Falcon Heavy das ohne die Schwerkraftunterstützung geschafft? Die genauen Zahlen sind ziemlich schwer zu erraten. SpaceX veröffentlicht seine Leistungsdiagramme nicht mehr wie früher. Vom Leistungsschätzer der NASA habe ich die folgenden Diagramme. Beachten Sie, dass die Leistungszahlen verdächtig sind. Ich werde sie aktualisieren, wenn ich sie besser habe.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies deutet darauf hin, dass eine Mission direkt zu Pluto zwar möglich ist, aber nicht die erforderliche hohe Energie hätte. Selbst mit der Verbrauchsversion funktioniert es immer noch nicht so gut.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Fazit ist, dass das Fehlen einer Oberstufe mit hohem ISP die Funktionalität der Falcon Heavy beim Transport von Fracht über die Erdumlaufbahn hinaus wirklich einschränkt. Die Mission wäre machbar, würde aber länger dauern als bei einer Atlas V 551 Mission, wie sie New Horizons verwendet. Für eine vollständig entbehrliche Mission scheint der Übergangspunkt zwischen Falcon Heavy und Atlas V 551 ungefähr zu sein 60 k m 2 / s 2 . Das bringt Sie nicht ganz zum Jupiter. Es stellt sich heraus, dass die beiden preislich ziemlich gleichwertig sind.

OTOH, könnte Falcon Heavy nicht stattdessen eine ziemlich große Sonde mit viel Xenon für einen Ionenmotor zu LEO bringen?
Sicher, oder ein anderes ähnliches System mit hohem ISP-Typ. Das funktioniert jedoch normalerweise nicht sehr gut, um zum äußeren Sonnensystem zu gelangen.
Es scheint, dass diese Grafiken vom KSC Performance Calculator generiert wurden: elvperf.ksc.nasa.gov/Pages/Query.aspx Laut einem NSF-Beitrag verwendet dieser Rechner veraltete Informationen ( forum.nasaspaceflight.com/… )
Nun, ich kann nichts Besseres finden ... Werde es bei Gelegenheit noch einmal versuchen. Seufzen...
Es stellt sich also heraus, dass Elon die Ursache des Problems gefunden hat und die Datenbank bald repariert werden sollte. twitter.com/elonmusk/status/963145162397396992
Laut der Raketenbauer-Website von ULA ( rocketbuilder.com/start/configure ) kostet 551 Atlas 5 153 Millionen US- Dollar, und laut dem Twitter-Feed von Elon Musk kostet die Verbrauchsmaschine Falcon Heavy 150 Millionen US- Dollar. Ganz schön nah dran!
@ORcoder Guter Punkt, ich habe entsprechend aktualisiert.
Ein Falcon Heavy mit einem verbrauchbaren Kern kostet 95 Millionen US-Dollar und hebt 2,5-mal so viel zum GTO wie der Atlas V. Seine Nutzlast für die Pluto-Injektion in die Umlaufbahn beträgt fast die Hälfte der GTO-Nutzlast des Atlas V. Ich habe Mühe zu verstehen, warum es den Atlas V zu Pluto nicht übertreffen kann? space.stackexchange.com/questions/25452/…
@RandyHill: Das wäre eine gute neue Frage.
@PearsonArtPhoto Wie greife ich auf alte Leistungsdiagramme von SpaceX zu?
Keine Notwendigkeit für die Schwerkraftunterstützung mit Falcon Heavy?
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