Warum sind Raketenstufen nicht modular und austauschbar?

Als begeisterter Spieler des Kerbal Space Program ist es äußerst frustrierend, in die reale Welt zurückzukehren und mich daran erinnern zu müssen, dass Raketenstufen im Allgemeinen nicht zwischen Raketen ausgetauscht werden können (was bedeutet, dass wir wahrscheinlich nie - zum Beispiel - ein Falcon 9-Centaur). Vor allem angesichts der Tatsache, dass ein solches Austauschen von Raketenstufen in der Vergangenheit ziemlich üblich war (normalerweise in der Form, dass man ein paar Raketen nimmt und eine obere Stufe darauf schlägt):

  • Die Able , die als zweite Stufe der Vanguard- Rakete 1 entstand, wurde schnell auf die Thor- Rakete aufgepfropft, um die Weltraumrakete Thor-Able herzustellen. Es wurde später auch an den Atlas D 2 angehängt , wodurch der Atlas-Able entstand . 3 (Der vom Able verwendete AJ-10- Motor würde viel weiter gehen, seine weiterentwickelten Varianten haben eine lange und produktive Karriere in solchen Anwendungen wie dem Apollo Service Propulsion System und den OMS-Motoren des Space Shuttles.)
  • Die Agena wurde auch mit der Thor gepaart, wodurch die Thor-Agena entstand , und später auch mit der Atlas, die die Atlas-Agena bildete , die in den 1960er Jahren eine große Anzahl wissenschaftlicher und militärischer Satelliten startete (die Ranger- Mondimpaktoren sind ein Beispiel für Ersteres und die Corona- Spionagesatelliten ein Beispiel für Letzteres) - sowie in modifizierter Form für das Agena-Zielfahrzeug verwendet (wobei das Agena selbst die Nutzlast war und als Ziel für bemannte Gemini- Raumschiffe verwendet wurde zum Andocken) - bevor sie durch die Indienststellung von...
  • ... die Centaur , die erste jemals geflogene Hydrolox-Raketenstufe und wahrscheinlich die Raketenstufe, die auf den meisten Trägerraketen verwendet wird (oder verwendet werden soll). Es begann als eine weitere obere Stufe für den Atlas, in einer Konfiguration, die als (Überraschung, Überraschung) der Atlas-Centaur bekannt ist ; nachdem die anfänglichen Kinderkrankheiten der Centaur überwunden waren, wurde dies schnell zur Standardkonfiguration der Atlas, für die sie auch heute noch fliegt, obwohl die betreffende Atlas jetzt eine Atlas V ist und die Centaur nicht mehr als separate Oberstufe angesehen wird auf dem Atlas, sondern als integraler Bestandteil des Atlas V selbst. Es war auch geplant, als Saturn eingesetzt zu werden, obwohl fortschreitende Vereinfachungen des Saturn-Designs und Wernher von Brauns intensive Abneigung gegen den Centaur (hauptsächlich letzteren) dazu führten, dass er nie wirklich in dieser Rolle geflogen ist. In den 1970er Jahren wurde eine Reihe schwerer interplanetarer Sonden (jeweils zwei der Helios- , Viking- und Voyager -Sonden) – zu schwer für einen Atlas-Centaur – von der Titan III-Centaur, auch bekannt als Titan IIIE , davor gestartet Trägerrakete wurde zugunsten des Space Shuttles gestrichen , das auch den Centaur befördern sollte (wodurch das Shuttle-Centaur, was es ihm ermöglicht, interplanetare Sonden zu starten, die selbst die kühnsten Träume eines Titan III-Centaur übertreffen, sowie gigantische militärische Nutzlasten in der Erdumlaufbahn; Als das Shuttle-Centaur-Programm nach der Challenger- Katastrophe eingestellt wurde, wurden die Zentauren, die das Shuttle fahren sollten (spezielle Versionen mit großem Körper, die als Centaur G und G-Prime bekannt sind), stattdessen mit mehr Titanen gepaart, um den Titan zu bilden IV (die unter anderem Cassini-Huygens zum Saturn brachte). 4 Schließlich soll die Centaur als Oberstufe der in Entwicklung befindlichen Vulcan der United Launch Alliance (ULA) eingesetzt werden , die alle derzeitigen Trägerraketen der ULA ersetzen soll.

Im Gegensatz zu dieser illustren Geschichte austauschbarer Raketenstufen verwendet jede der heutigen Trägerraketen ihre eigenen, proprietären Stufen; Selbst die beiden derzeitigen Trägerraketen der ULA (Atlas V und Delta IV Heavy ) verwenden immer noch unterschiedliche Konstruktionen der Oberstufe (Centaur für Atlas V und das DCSS für den Δ4H), anstatt für beide den Centaur zu standardisieren.

Warum sind die Raketenstufen von heute nicht modular und austauschbar, wie es früher üblich war?

1 : Ja, diese Vorhut .

2 : Es sollte ursprünglich mit dem etwas älteren Atlas C verwendet werden , aber der erste ging während eines statischen Tests in die Luft, und dann war der Atlas D fertig.

3 : Alle drei Starts sind fehlgeschlagen, aber das ist hier nebensächlich.

4 : Tatsächlich, wenn ich mich nicht irre, hat eine absolute Mehrheit der von den USA gestarteten interplanetaren Satelliten irgendeine Version eines Centaur geritten! 5

5 : Plus mindestens drei weitere, die auf Shuttle-Centaur-Flügen geflogen wären, wenn das Programm nach Challenger nicht abgesagt worden wäre .

Die oberen Stufen müssen kleiner sein als die unteren Stufen.
Auch die Form der Düsen und die Ausdehnung des Kraftstoffs machen einen Großteil des Effizienzdesigns aus.
@MagicOctopusUrn: Ich dachte eher daran, untere Stufen gegen untere Stufen und obere Stufen gegen obere Stufen auszutauschen, nicht untere gegen obere oder obere gegen untere; alternativ Raketen mit unterschiedlichen unteren Stufen, die sich eine gemeinsame obere Stufe teilen, oder Raketen mit derselben unteren Stufe, die unterschiedliche obere Stufen verwenden.
In Bezug auf Fußnote 5, sind diese potenziellen Shuttle-Centaur-Nutzlasten nicht sowieso auf Centaur gelandet, was bedeutet, dass sie keine Ergänzung zu den bereits in Fußnote 4 gezählten sind?
@prl: Nein, alle drei wurden Ende der 1980er / Anfang der 1990er Jahre über Shuttle-IUS gestartet.
Oh je, das wusste ich. Danke.

Antworten (1)

Die Beispiele, die Sie auflisten, standen unter militärischer Kontrolle. Das Militär legt in der Regel fest, dass es die vollständige Kontrolle über das Projekt hat, sodass es ihm freisteht, von Firma A hergestellte Bühnen gegen eine von Firma B hergestellte Bühne auszutauschen.

Kommerzielle Raketenfirmen, die in ihrem eigenen Namen arbeiten, haben ein berechtigtes Interesse daran, ihre Rakete nicht so zu bauen, dass sie Bühnen aufnehmen kann, die von jemand anderem gebaut wurden: Dies würde ihren Preisnachlass verringern.

ULA wurde gegründet, als beide Mitglieder bereits komplette Raketen in Produktion hatten, auch hier würde eine Neugestaltung für Gemeinsamkeiten einem Mitglied zugute kommen, aber nicht dem anderen.

Dann gibt es den Aspekt des „unabhängigen Zugangs zum Weltraum“, der die Zusammenarbeit zwischen den Ländern einschränkt: Die ESA baute Ariane speziell, damit sie keine Starts aus den USA kaufen müssten, die Verwendung einer in den USA hergestellten Oberstufe würde den Zweck des Programms zunichte machen.

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