Könnte SpaceX Super Heavy (Raumschiff) Booster die Erdumlaufbahn ohne Raumschiff an der Spitze erreichen?

Ich denke an orbitale Treibstofftanks für den erdnahen Orbit und sogar den Marsorbit, falls der Bau von Treibstofffarmen auf dem Mars länger dauert als erwartet.

Kann SpaceX seinen Super Heavy Booster mit einem Nosecone anstelle eines Raumschiffs auf dem Booster versehen?

Einige Gedanken:

  • Ein ganzer Booster im Orbit könnte eine großartige orbitale Speichereinheit abgeben, da er größer als Starship ist.
  • Es braucht keine Hitzeschilde oder Gitterrippen, weil es nicht wieder in die Atmosphäre eintritt.
  • Es wird wahrscheinlich einige Raptor-Vakuummotoren brauchen, aber ist genug Platz vorhanden?

Wenn ein Booster als Weltraumtreibstofftank verwendet werden kann, kann er dann für zukünftige Rückmissionen in die Umlaufbahn des Mars oder des Mondes gebracht werden?

Oder ist es sinnvoller, ein etwas größeres Raumschiff ohne Hitzeschilde, Klappen und nur Vakuum-Raptor-Motoren zu bauen?

Ich bin mir nicht sicher, wie nützlich ein solcher Orbitaltank wäre. Ein Standard-Raumschiff könnte viel einfacher als Treibstoffdepot verwendet werden.
Ja, kann es. Nein, es ist eine schreckliche Idee.
In den frühen Stadien der amerikanischen Raumstationen, auch bekannt als "Wet Workstation", gab es viele Ideen, leere Tanks als Bausteine ​​zu verwenden. Hier sollte die praktischere Option darin bestehen, die Mittelstufe eines 1,5-stufigen Fahrzeugs (eine Mittelstufe plus 2 oder 4 Booster) wie CZ-5B in die Umlaufbahn zu bringen, anstatt die untere Stufe eines 2-stufigen Fahrzeugs.
Nasse Werkstattpläne behandeln unter Druck stehendes Volumen immer als eine wertvolle Ressource, die im Orbit schrecklich teuer ist, und ignorieren die vielen anderen Komponenten und Systeme, die erforderlich sind, um eine luftdichte Hülle in ein bewohnbares Volumen zu verwandeln. Es scheint produktiver zu sein, sich die Nutzlastmasse und die Volumenkapazität eines Raumschiffs anzusehen und darüber nachzudenken, was Sie brauchen würden, um die Konstruktionstechniken, die SpaceX in einem texanischen Küstensumpf ausführt, zu nehmen und sie im Vakuum und im freien Fall zu reproduzieren.

Antworten (2)

Ich habe nicht versucht, es auszurechnen, aber einige Raketen-Erststufen können alleine umkreisen. Die Schwierigkeit besteht darin, dass sie dabei eine Nutzlast von null haben, weil sie die gesamte leere Tankmasse und nicht benötigte Triebwerke in einer einzigen Stufe in den Orbit transportieren . Das Abladen von Masse auf dem Weg nach oben verbessert den Massenanteil der Teile, die übrig bleiben und versuchen, eine Umlaufbahn zu erreichen.

Aus diesem Grund haben alle derzeit fliegenden Raketen mehrere Stufen .

Wie Sie anmerken, gibt es eine hypothetische Situation, wenn Sie einen wirklich großen leeren Lagertank wollten, dass ein Körper der ersten Stufe eine Option wäre, um dies zu tun, indem Sie Motoren auf dem Weg nach oben entleeren, wenn Kraftstoff abbrennt, um eine Ein-Komma-Fünf-Stufen- Rakete herzustellen .

Dies setzt natürlich immer noch voraus, dass ein großer Metallkörper, der mit Treibmitteln kontaminiert ist, für den Endzweck nützlich ist (wobei zu beachten ist, dass in LEO ein Neustart erforderlich ist, sodass schwere Dinge immer noch nicht „frei“ sind). In vielen Fällen kann es langfristig einfacher und billiger sein, die Rakete konventionell zu verwenden, um eine speziell entworfene Ballonstruktur zu loften .

Sicherlich ist der Versuch, eine Panzerstruktur, die stark genug ist, um alleine auf dem Pad zu stehen, zum Mond oder Mars zu bewegen, nicht die effizienteste Option, da sie viel stärker sein wird als für den Job erforderlich, wodurch Sie gezwungen sind, mehr Kraftstoff zu verbrauchen, um sie zu bewegen als eine speziell entwickelte Lösung würde. Die andere Nutzlast, die dies in den Orbit bringen würde, wären viele Triebwerke, aber es ist schwer, sich eine Verwendung für viele Methalox-Triebwerke auf Meereshöhe vorzustellen, bei denen Sie stattdessen dasselbe superschwere wiederverwendbare verwenden könnten, um Raumschiffe zu starten und die Vakuumtriebwerke abzuziehen Sie drei auf einmal, bevor Sie sie nach Hause schicken, um ein nützlicheres Ergebnis zu erhalten.

+1 Gute Diskussion darüber, warum dies keine gute Idee ist

Ich denke, das könnte es theoretisch. Superheavy selbst hat ein Delta V von ~9,9 km/s, was in etwa ~10,8 km/s für den mit Ship gestapelten SH entspricht – der offensichtlich dafür ausgelegt ist, den Orbit zu erreichen.

So bin ich auf diese Zahlen gekommen:

Formel für Delta V:

Delta-V-Formel aus Wikipedia

und so gegeben:

v_auspuff_sl v_exhaust_vac Nutzlast
3.300 m/s 3.800 m/s 100.000 Kilo

Ich bekomme

Als separate Fahrzeuge, keine Nutzlast Mit Nutzlast gestapelt
SS SS
m_trocken 120.000 Kilo 220.000 kg
m_nass 1.320.000 kg 1.420.000 kg
Δv 9.112 m/s 7.086 m/s
Sch SH + SS
m_trocken 180.000 Kilo 1.600.000 kg
m_nass 3.580.000 kg 5.000.000 kg
Δv 9.868 m/s 3.760 m/s

(SS = Raumschiff-Oberstufe, SH = Superschwer)

Könnte SpaceX Super Heavy (Raumschiff) Booster die Erdumlaufbahn ohne Raumschiff an der Spitze erreichen?
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