Ein Rettungsschlepper im Orbit wird in naher Zukunft wahrscheinlich nicht realisierbar sein.

Allgemein

Das automatisierte Andocken erfolgt normalerweise nur an der ISS und erfordert zusätzliche Hardware, sowohl den Docking-Port als auch die Radarsysteme , um die Schiffe auszurichten. Dies ist eine nicht unerhebliche Menge an zusätzlicher Masse und Leistung, die erforderlich ist, nur damit ein Weltraumschlepper im unwahrscheinlichen Fall eines Ausfalls die Chance hat, Ihren Satelliten zu retten.

Jeder Schub, den Sie anwenden, muss durch den Massenmittelpunkt der Kombination aus Schlepper und Satellit erfolgen, sonst erhalten Sie eine Rotation. Das fügt eine zusätzliche Designbeschränkung hinzu, indem es begrenzt, wo sich der Andockbefestigungspunkt auf allem befindet, das Ihren Raumschlepper ausnutzen möchte. Außerdem muss der Satellit das Andocken in der Richtung unterstützen, in der er Schub tolerieren kann. Leider ist dies der perfekte Ort, um einen Motor zu platzieren, sodass wahrscheinlich alles mit Eigenantrieb genau dort einen Motor hat, wo Sie andocken möchten.

Viele Satelliten setzen missionsbezogene Hardware ein, nachdem sie in ihre endgültige Umlaufbahn gebracht wurden (Ausfahren von Sonnenkollektoren, Antennen, Sensoren usw.). Ich verstehe, dass sie sich beim Starten / Einsetzen normalerweise auf die interne Batterieleistung verlassen. Sie können die Solarmodule nicht ausfahren, wenn noch Schub aufgebracht werden muss (oder die Module würden sich verbiegen / abbrechen) und die Batterien halten nicht ewig, sodass Ihr Rettungsfenster wahrscheinlich sehr klein ist, um die zu holen Satelliten aus der fehlgeschlagenen Einfügung und platzieren Sie ihn dort, wo er sein muss.

LÖWE

Wenn in LEO die Einfügung in die Umlaufbahn völlig fehlschlägt, tritt der Satellit innerhalb der nächsten paar Stunden wieder in die Atmosphäre ein. Da bleibt nicht viel Zeit für ein Rendez-vous. Es wäre möglich (vorausgesetzt, dass die gewünschte Umlaufbahn ausgerichtet ist), speziell zu starten, um den Schlepper zu treffen, aber das bringt zusätzliche Einschränkungen für das Startfenster mit sich, nur damit Sie sich davon erholen können, wenn etwas, das normalerweise funktioniert, fehlschlägt.

Außerdem sind Flugzeugwechsel so teuer , dass Missionsplaner sie nach Möglichkeit vermeiden. Es gibt eine Vielzahl von LEO-Missionen in verschiedenen Neigungen:

Selbst wenn Ihre Neigung mit der des gestarteten Satelliten übereinstimmt, müssen Sie auch Ihren Längengrad des aufsteigenden Knotens so ausrichten , dass er sich in derselben Ebene befindet, und wiederum haben verschiedene Missionen unterschiedliche gewünschte Ebenen, sodass es sehr unwahrscheinlich ist, dass sie in die Ebene Ihres Schleppers starten eingeparkt.

Wenn Ihre orbitale Einfügung meistens funktioniert (Sie befinden sich im Orbit, nur nicht dort, wo Sie sein wollten), haben Sie möglicherweise Zeit, den Satelliten zu fangen, aber die Art und Weise, wie er fehlgeschlagen ist, wird wichtig. Wenn der Satellit schnell taumelt wie der Progress-Flug, der vor einiger Zeit fehlschlug, können Sie sowieso nicht daran andocken.

GEO

In Bezug auf die Zeit vor Zerfall und Ausrichtung ist es vernünftiger, einen Satelliten von einer äquatorialen LEO-Parkbahn auf GEO zu beschleunigen: Ihr Schlepper könnte sich bereits in einer äquatorialen LEO-Bahn befinden und müsste sich nur mit dem Satelliten treffen. Andererseits beträgt gemäß dieser Tabelle das Delta-v, das erforderlich ist, um von LEO zu GEO zu gelangen, fast 4 km/s (oder ~2,5 km/s, wenn der Satellit die Transferumlaufbahn zu GEO abdeckt). Das ist fast die Hälfte des Delta-V, das erforderlich ist, um nur in die Umlaufbahn zu gelangen (9,5 km / s), was bedeutet, dass Ihr Schlepper ziemlich groß sein muss, um genug Treibstoff zu transportieren, um überhaupt in eine Richtung zu fahren, und wenn Sie ihn zurück zu LEO bringen möchten um mindestens das Doppelte wiederzuverwenden.

In diesem Fall haben Sie es auch mit einer Oberstufe zu tun, die nicht (wieder) gezündet hat, um von der Parkbahn in die Transferbahn zu gelangen. Selbst wenn Sie davon ausgehen, dass die Bühne korrekt vom Satelliten getrennt ist, damit Ihr Schlepper die Bühne befestigen kann, besteht die Gefahr einer Kollision in der Nähe (je nachdem, wie schnell Sie den Schlepper dorthin bringen und warum er ausgefallen ist).

Interplanetarisch

Die Rettung interplanetarer Missionen, die in LEO festsitzen, hätte wahrscheinlich den größten Nutzen, weil Startfenster so selten kommen. Andererseits würde die Bereitstellung des Delta-V für eine Mission auf einer interplanetaren Flugbahn einen großen Schlepper erfordern, und um die Mission abzuschließen, müsste der Schlepper wahrscheinlich die gesamte Mission mitmachen. Das bedeutet, dass Sie es nicht zur Wiederverwendung zurückbekommen, und es muss auch genug Energie haben, um ein Signal zurück zur Erde zu senden, wo immer es landet.

Wenn der Antrieb für die Mission in das Raumschiff eingebaut ist (anstatt eine abnehmbare Bühne zu sein), müssen Sie jetzt den gesamten Treibstoff, der verwendet worden wäre, mit sich schleppen, wodurch die Masse zu dem hinzugefügt wird, was der Schlepper bewegen muss.

Fazit

Vieles muss stimmen, damit ein Schlepper eine Chance hat zu arbeiten, und die Missionsplanung/das Raumfahrzeugdesign müsste den Rettungsschlepper unterstützen (Andockhäfen, Start in ein Flugzeug mit dem Schlepper). Außerdem ist bei allen Planungen zur Unterstützung des Schleppers geplant, dass der Antrieb an bestimmten Stellen ausfällt (aber nicht katastrophal), und wenn das ein so zwingender Grund wäre, würden wir meiner Meinung nach Backup-Systeme zur Wiederherstellung sehen (ich weiß, dass Falcon 9 Motor hat). Out-Fähigkeit auf der ersten Stufe kann ich keinen Hinweis darauf finden, dass obere Stufen Backup-Systeme haben).

In Anbetracht dessen, wie selten Fehler in einer Situation auftreten, in der ein Schlepper aushelfen könnte, kann ich die Unterstützung für einen in Satelliten eingebauten Schlepper nicht als Backup-Plan sehen. Auf der anderen Seite, wenn Sie einen Raumschlepper bauen könnten, der effizient und billig zu betreiben ist, könnte das Potenzial haben, als erste Option in die Missionsplanung aufgenommen zu werden.

Das lohnt sich wahrscheinlich nicht. Im Wesentlichen müsste eine Mission im Orbit bleiben, um eine Mission zu retten, die es fast bis dorthin geschafft hat, aber nicht vollständig. Diese Arten von Missionen sind ziemlich selten. Das Rendezvous wäre schwierig, der Treibstoff des Schleppers müsste langfristig funktionieren, die Objekte müssten irgendwie andocken und das Startfenster müsste ziemlich genau zusammenpassen. Es ist ziemlich unwahrscheinlich, dass all dies zusammen geschieht, und selbst wenn sie es täten, bringt man immer noch einen Satelliten in die Umlaufbahn, um dies zu erreichen, was wahrscheinlich besser sein könnte, wenn er einen echten Start hätte.

Was besser funktionieren könnte, ist ein sekundärer Start, um ein Raumschiff zu reparieren, das eine zu niedrige Einfügung hatte und kurz nach dem Problem mit dem primären Start gestartet wurde. Das sollte die Kosten der Mission senken und den Erfolg wahrscheinlicher machen.