Wäre es für SpaceX nicht einfacher, ihre erste Stufe nur teilweise wiederverwendbar zu machen?

Es gibt mehrere Probleme mit Ihrem Vorschlag:

Sie benötigen Kraftstoff, um den Motorabschnitt zu landen, daher würde die Bühne in Ihrem Vorschlag zwei Sätze von Kraftstofftanks benötigen: einen Einwegsatz und einen zweiten, kleineren Satz, der am Motor verbleibt. Dies (zuzüglich des Trennmechanismus) macht die erste Stufe viel komplexer.

Ich vermute, dass der leere Tank auch zur Stabilität beiträgt: Die erste Stufe hat das meiste Gewicht unten, was die stabilste Konfiguration ist. Der Motorbereich hätte seinen Schwerpunkt auf halber Höhe, was es wahrscheinlicher macht, dass die Bühne zu stürzen beginnt.

Die Treibstofftanks sind meist leer, aber sie bestehen aus raumfahrzeugtauglichen Legierungen und werden auf teuren Maschinen geschweißt. Das ist keine Coladose, die du wegwirfst. Wenn Sie die erste Stufe wiederverwenden möchten, ist es sinnvoll, so viel wie möglich davon wiederzuverwenden.

Wenn Sie die Tanks entfernen, reduzieren Sie das Gewicht höchstens um die Hälfte, sodass das Entfernen die Landung nicht viel einfacher macht. Sie haben viel Kraft zur Verfügung, um das Gewicht zu landen. Die Komplexität besteht darin, den Abstieg zu kontrollieren, um genau an der richtigen Stelle zu landen. Indem die Bühne stabiler gemacht wird, tragen die Kraftstofftanks tatsächlich dazu bei, die Landung einfacher zu machen.

Lassen Sie mich ein paar Details hinzufügen, die die Begründung ein wenig mehr auseinanderreißen. Aber ich muss einige Spekulationen über die Motive der Wiederverwendung nur eines Teils der ersten Stufe anstellen, dann kann ich sie abreißen:

1. Vielleicht denkt das OP, dass es ohne den oberen Tank einfacher zu manövrieren ist oder zumindest weniger wahrscheinlich kaputt geht
2. Vielleicht erfordert nur die Bergung des unteren Teils entweder weniger Treibstoff oder weniger Schub, was es rentabler macht

Ich werde argumentieren, dass die wirkliche Wirkung von beiden tatsächlich der Absicht entgegengesetzt ist.

Eine Analogie ist, dass das Balancieren der ersten Stufe wie das Balancieren eines Baseballschlägers auf Ihrer Hand ist. Aber ich denke, dies ignoriert mehrere aerodynamische Faktoren. Der Schwerpunkt liegt höher, wenn die Oberseite des Tanks angebracht ist, aber der Druckmittelpunkt bewegt sich auch in einem stabilisierenden Modus. Wenn Sie ein Rohr mit einem beschwerten Ende fallen lassen, werden die Naturkräfte dazu neigen, es aufrecht zu halten. Dies ändert nichts an der Notwendigkeit einer aktiven Steuerung, sobald Sie die Motoren starten, aber Sie brauchen das trotzdem.

Berücksichtigen Sie außerdem in Bezug auf Punkt 2 Folgendes:

http://cosmiclog.nbcnews.com/_news/2013/03/09/17251376-spacexs-elon-musk-shows-off-grasshopper-test-rockets-latest-hop?lite

„Grasshopper landete mit seiner bisher genauesten Landung auf dem zentralsten Teil der Startrampe“, sagte SpaceX. "Beim Aufsetzen war das Schub-zu-Gewicht-Verhältnis des Fahrzeugs größer als eins, was einen wichtigen Landealgorithmus für Falcon 9 beweist."

Wenn die erste Stufe landet, ist ihr Verhältnis von Schub zu Gewicht größer als 1. Wenn das für Sie verrückt klingt, haben Sie es richtig gelesen. Daher wäre es praktischer, wenn die Bühne bei der Landung mehr wiegt . An dieser Stelle Masse einzusparen ist kein Vorteil, sondern ein Nachteil. Sie können den Motor nicht genug drosseln, um eine perfekte schwebende Landung zu erzielen. Wenn Sie mehr Masse verlieren, müssen Sie härter und mit weniger Fehlern auf den Boden aufschlagen.

TANGENT: Dieses Schema macht für die erste Stufe keinen Sinn, stimmt. Aber vielleicht macht es Sinn für die 2. oder letzte Etappe? Wenn diese Rakete die Umlaufbahn erreicht, dann haben Sie ein großes Problem damit, es wieder durch die Atmosphäre zu schaffen, und der treibende Wiedereintritt wird durch das Treibmittelbudget dezimiert. Daher glaube ich, dass die Akzeptanz wächst, dass die Wiederverwendbarkeit der letzten Stufe nicht so etwas wie die erste Stufe sein kann.

Äußerst spekulativ gesprochen, könnte eine Lösung dafür darin bestehen, einen Teil der Hardware der Endstufe in einer Kapsel und einem Hitzeschild wieder einzuführen, die separat hochgeschickt werden. Die Idee ist, dass Sie die Rakete in einer Orbitalwerkstatt zerlegen und die wertvollsten und am einfachsten wiederzuverwendenden Teile priorisieren. Wenn Sie diese Teile von mehreren Starts in eine einzige Kapsel packen können, könnte dies möglicherweise wirtschaftlich sinnvoll sein. Dies wäre eine Form der Wiederverwendbarkeit für die Motoren, aber nicht für die Tanks.

Ich weiß nicht, ob es eine sehr gute Idee ist, aber es könnte kohärent sein.