Die meisten Trägerraketen definieren eine Obergrenze für die Nutzlast, die sie tragen dürfen. Zum Beispiel - Falcon 9, vorbereitet für den Start, hat eine definierte max. Nutzlast von 13.150 kg.
Ich würde gerne das Mindestgewicht über dem Nenngewicht wissen. Nutzlastfähigkeit, die wahrscheinlich zu einem Ausfall führen würde/sie sogar daran hindern würde, vom Boden abzuheben.
Um wie viel darf die maximale Nutzlast variieren, ohne dass es zu einem Startfehler kommt? Was würde passieren, wenn ein Start mit zusätzlicher Masse an Bord versucht würde?
Dies ist rein hypothetisch, daher müssen Sie sich nicht mit den Gründen befassen, warum zusätzliche Masse an Bord war. Die Frage steht auch in einem allgemeinen Kontext und ist nicht spezifisch für den Falcon.
Normalerweise zeigen Raketenhersteller die Fähigkeit als "Nutzlast für LEO" oder "Nutzlast für GTO" an. Diese sind nicht superpräzise; LEO bedeutet ungefähr zwischen 160 und 2000 km Höhe, was ein ziemlich breiter Bereich ist. Wenn eine Rakete 13.000 kg in 400 km Höhe der ISS transportieren kann, kann sie etwas mehr als 200 km und etwas weniger als 2000 km liefern.
Wetterbedingungen und Herstellungsabweichungen bei einzelnen Raketentriebwerken bedeuten, dass bei der angegebenen Nutzlast ein Spielraum von einigen Prozent vorhanden sein muss.
Die Flugsteuerungssysteme kennen ihre Höhe, Geschwindigkeit usw. und kompensieren sie kontinuierlich; Wenn die Rakete aufgrund eines blinden Passagiers von 10 kg 0,1 % weniger schnell beschleunigt als erwartet, kann sie dies möglicherweise ausgleichen, indem sie die orbitale Einführstufe etwas länger abfeuert.
Aufgrund von Unsicherheiten im Flugprofil (Wetter, Hardwarevariationen, ungenaues Timing der Motorabschaltung) ist es üblich, dass die tatsächlich erreichte Umlaufbahn geringfügig von der beabsichtigten abweicht. Dies ist in den meisten Fällen keine große Sache, und wenn die Positionierung kritisch ist, verfügt die Nutzlast über eigene Triebwerke, um ihre Flugbahn fein abzustimmen.
Wenn Sie von einem blinden Passagier in Menschengröße sprechen, ist das ungefähr 1% der Nutzlast von Falcon 9. Das würde wahrscheinlich genug Unterschied machen, dass die Missionskontrolleure es tatsächlich bemerken würden, aber ich wäre schockiert, wenn es nicht zumindest einen ausreichenden Spielraum an Treibstofftanks gäbe, um damit fertig zu werden – ansonsten würde ich es Fahrlässigkeit nennen.
Typischerweise haben diese Raketen beim Start ein Schub-zu-Gewicht-Verhältnis von 1,15 oder mehr. Für Falcon 9 würden Sie 75 Tonnen zusätzliche Nutzlast benötigen, um zu verhindern, dass es das Pad vollständig verlässt. Selbst dann, wenn Sie etwas Treibstoff verbrannt hätten, würde die Rakete möglicherweise fliegen - außer Sie würden zuerst die Startrampe zerstören, und das würde zweifellos auch die Rakete zerstören.
Die Margen variieren von Trägerrakete zu Trägerrakete und von Mission zu Mission, aber um eine Untergrenze festzulegen, ist die endgültige Trockenmasse der Oberstufe + Nutzlast oft nicht einmal besser als etwa 0,5 % bekannt.
Für einen typischen Flug (z. B. 5000 kg nach LEO) müsste die zusätzliche (oder fehlende) Masse mehrere zehn Kilogramm betragen, um in den Telemetrie- / Flugbahnkorrekturen überhaupt erkennbar zu sein.
Wie Tildal sagt, macht diese Frage in der realen Welt keinen Sinn, da das Flugprofil von der genauen Masse abhängt.
Wenn sich die Nutzlast ändert, wird der Start abgebrochen.
Wenn es vor dem Start unentdeckt bliebe, würde die zusätzliche Nutzlast schnell erkannt, da sie das Flugprofil sofort beeinflussen würde. Wenn es zu schwer wäre und das Schub-/Gewichtsverhältnis unter 1 bringen würde, würde es nicht einmal starten, aber in jedem Fall würde es einen messbaren Effekt geben.
Ob sich dies auf die Lieferung der Nutzlast in die richtige Umlaufbahn auswirkte oder nicht, würde von den Treibmitteltoleranzen abhängen. Es kann sich auf die Lebensdauer des Satelliten auswirken, wenn er zusätzlichen Treibstoff verwenden müsste, um in eine korrekte Umlaufbahn zu manövrieren usw.
Phizzy
Rory Alsop