Was ist der Vorteil der Verwendung eines SLS-Systems anstelle einer Reihe kleiner Auftriebsraketen?

Ich habe gerade diesen Artikel gelesen , in dem der frühere Direktor Kraft beschrieben wird, wie er den aktuellen Plan der NASA verspottet, ein einzelnes Schwerlastfahrzeug (Space Launch System oder SLS) als primäre Startplattform zu verwenden. Warum macht die NASA das?

Ein einziger Fehler zerstört eine enorme Menge an Arbeit. Das Verteilen der Raketen über die Raketen erhöht die Wahrscheinlichkeit eines einzelnen Ausfalls, aber ein einzelner Ausfall führt zu weniger Verlust. Darüber hinaus gibt es heute kleinere Raketen, sodass keine großen neuen Entwicklungsanstrengungen erforderlich sind. Da sie heute existieren, wurden viele der Konstruktionsfehler bereits entdeckt und korrigiert.

Eine ausgezeichnete Frage! Ich hatte Interaktionen mit den Planern für menschliche Mars- und Asteroidenmissionen, und sie betrachten eine große Anzahl von Starts für eine Mission als "unrealistisch" und ist eine ihrer primären Metriken für die Bewertung einer Architektur (die andere ist total IMLEO, initial Masse im erdnahen Orbit). Ich habe nie eine gute Begründung dafür bekommen, warum weniger Starts besser sind.
Ich stimme Ihnen zu, dass Sie weniger Startfehlern ausgesetzt sind, wenn Sie mehr davon haben. Außerdem werden sie umso zuverlässiger, je mehr Sie fliegen. Es stimmt also nicht unbedingt, dass Sie die Wahrscheinlichkeit eines einzelnen Ausfalls erhöhen. Sie können zu wenige Starts eines bestimmten Designs haben, um zuverlässig genug zu sein.
Im Gegenteil, eine ganze Mars-Mission, bestehend aus 4 Atlas Heavy zum Andocken an LEO, anstelle von 1 SLS, wird verschrottet, wenn einer der Starts fehlschlägt. Bereits gestartete Komponenten müssen möglicherweise deorbitiert werden, Kryo-Treibstofftanks in LEO verdampfen und das Startfenster ist für 2 Jahre verloren. Allerdings haben Atlas und Ariane eine Erfolgsquote von 97 % und es wird immer besser, wir sind nicht mehr in den wilden 1960ern. Und ich kenne keine von über 100 Dockingstationen im LEO- oder Mondorbit, die katastrophal gescheitert ist. Ich empfehle das Archiv "The Space Show", wo genau Ihre Frage so oft diskutiert wird, dass der Moderator es satt hat.
„Im Gegenteil, eine ganze Mars-Mission, bestehend aus 4 Atlas Heavy zum Andocken an LEO, statt 1 SLS, wird verschrottet, wenn einer der Starts fehlschlägt. Bereits gestartete Komponenten müssen möglicherweise deorbitiert werden, Kryo-Treibstofftanks in LEO verdampfen und das Startfenster geht für 2 Jahre verloren." Im Gegensatz zu SLS kann Atlas Vs häufig gestartet werden. Im Jahr 2014 gab es bereits 3 Starts. Wenn ein Atlas V ausfällt, kann ein neuer gestartet werden, bevor Cyro abkocht.
@HopDavid, das setzt voraus, dass Sie eine Sicherungskopie der Nutzlast haben, die zum Starten bereit ist. Was nicht unbedingt eine schlechte Sache ist und sogar eine gute Sache sein könnte. Wenn Sie eine Sicherungskopie jeder gestarteten Komponente erstellen, können Sie diese Sicherungen für das nächste Zweijahresfenster verwenden (und neue Sicherungen erstellen, die dann später verwendet werden, und so weiter). Dennoch ist das Erstellen einer Sicherungskopie jeder Komponente teuer, was Missionsplanern sehr wichtig ist.
Ein Missionsplan, der viele dieser Probleme vermeidet, besteht darin, die nicht verderblichen Komponenten (in Umlaufbahnen wie die ISS) Monate im Voraus mit schön weit auseinander liegenden Startfenstern zu starten und das Andocken und Auschecken nach einem nicht überstürzten Zeitplan durchzuführen. Die einzige zeitkritische Komponente wird das letzte Andocken an den Kryotreibstoff. Wenn etwas schief geht, können Sie den Rest der Mission 2 Jahre lang ohne Schaden im Orbit sitzen lassen.
@Nickolai Der größte Teil der gelieferten Masse wäre Treibmittel. Im Vergleich zur Trockenmasse-Hardware spottbillig und nicht so schwer zu ersetzen.
@BCS "Sie können den Rest der Mission 2 Jahre lang ohne Schaden im Orbit sitzen lassen" Vorausgesetzt natürlich, dass die Hardware so ausgelegt ist, dass sie in mindestens LEO weitere zwei Jahre überlebt. Das heißt, Sie müssen die Umlaufbahn aufrechterhalten (kostet zumindest Kraftstoff), Sie benötigen wahrscheinlich eine zusätzliche Strahlungshärtung (die mindestens Gewicht = Kraftstoff = mehr Gewicht = mehr Kraftstoff = ... und wahrscheinlich Kosten kostet nennenswerte Bargeldbeträge) und möglicherweise andere Dinge, an die ich gerade nicht denke.
@MichaelKjörling Das hängt alles von der Mission ab. Wenn Sie Ihre Parkbahn um mehr als 500 Meilen (dh über Hubble) erhöhen, wird der Kraftstoff für diese Zeitachse kein großes Problem darstellen. Wenn es zum Mars geht, wird das Sitzen in LEO wahrscheinlich die Umgebung mit der niedrigsten Strahlung sein, in der es überleben muss, und es wird mit ziemlicher Sicherheit eine Lebensdauer von >>2 Jahren haben.

Antworten (3)

Nur Vermutungen, aber:

  • Vermeiden Sie Rendezvous im Orbit und die zusätzliche Ausrüstung, die erforderlich ist?
  • Die Hubkosten von Dingen amortisieren, die sublinear skalieren?

Außerdem klingt es auf den ersten Blick nicht so, als würden sie daran denken, mehrere große Nutzlasten auf einen einzigen übergroßen Booster zu setzen.

Glaubst du, sie reden dann von einem einzelnen 120-Tonnen-Bauteil?
@DonBranson Angesichts der Tatsache, dass der N1 eine Nutzlast von 100 t für LEO hat und der Saturn V 130 t leisten kann, würde ich denken, dass das nicht unangemessen wäre. Angesichts eines solchen Boosters würde ich Dinge wie ein 15-Meter-Weltraumteleskop oder eine Multi-Rover-Marsmission in Betracht ziehen. --- OTOH, wenn Sie diese Klasse von Boostern wollen, warum aktualisieren Sie nicht einfach die SV-Designs ein wenig?
Die NASA wäre auch voreingenommen gegenüber großen, unverwechselbaren Projekten, teilweise wegen der politischen Natur ihrer Finanzierung (Spektakulärität nährt den Nationalstolz – Politiker gewinnen Stimmen, indem sie sagen: „Ich habe Apfelkuchen^W^Wdiese großartige Weltraummission unterstützt“ – und Ausgaben Geld in mehr Staaten -- "Ich habe Arbeitsplätze in unseren fairen Staat gebracht"), insbesondere mit kommerziellen Startdiensten, die in geringeren Investitionen und kostengünstigeren Bereichen immer leistungsfähiger werden.
Darüber hinaus vereinfacht es die Konstruktion, reduziert die Probleme mit Raumfahrzeugen vom Origami-Typ, Anschlüsse usw.
Betreff: Kommerzielle Startdienste -> "Ich unterstütze den kapitalistischen Weg!"
"Amortisierung der Hubkosten von Dingen, die sublinear skalieren?" Keine Ahnung, was du meinst. Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen wächst mit der Größe. Dies ist eine Wirtschaft größerer Raketen
Aber es gibt noch eine andere Amortisation, die kleine Raketen begünstigt. Flugpreis. Bei einer hohen Flugrate können sich Design- und Entwicklungskosten über viele Einheiten amortisieren. Wenn die Flugrate einmal im Jahr ist (wie bei der SLS), wird wahrscheinlich jede Rakete einen großen Teil der Entwicklungskosten tragen.
@HopDavid, extreme Beispiele für <O (n) -Kosten: Der Leitcomputer kostet wahrscheinlich für die meisten Raketen gleich viel. Ein relevanteres Beispiel: Die Support-Servicekosten für Startanlagen haben wahrscheinlich viele Einzelposten mit festen Kosten pro Start.

Derzeit gibt es weltweit viele Startsysteme für den Bereich von 10 bis 20 Tonnen, aber keines, das mehr als 23 Tonnen in eine erdnahe Umlaufbahn bringen kann. Der SLS wird jedoch eine LEO-Kapazität von 70 t - 130 t haben. Das würde ein ganz neues Marktsegment eröffnen, auf dem weder ESA noch Roskosmos etwas anbieten können.

Es gibt jedoch einen weiteren Player, der auf dem Markt für Trägersysteme auftaucht und derzeit eine Rakete mit LEO-Kapazität in dieser Größenordnung entwickelt: China mit seinem Long March 9. Diesen Markt ausschließlich den Chinesen zu überlassen, könnte ein gefährlicher Schritt sein geopolitischer Sicht. Dass die Chinesen ein weltweites Monopol darauf hätten, 100-Tonnen-Blöcke in die Umlaufbahn zu bringen, wäre ein ziemliches Problem für die internationalen Interessen der USA.

Welcher Markt? Die Verwendung eines HLV zum Liefern von Sats ist wie die Verwendung eines Mack-Lastwagens zum Liefern von Pizza. Gleiches gilt für die Lieferung von Nachschub zur ISS. Wenn wir Menschen über LEO hinaus schicken wollten, gibt es Alternativen zu HLV. Zum Beispiel ulalaunch.com/site/docs/publications/…

Aus dem Artikel:

Es wird an vielen Stellen spöttisch als „Senate Launch System“ bezeichnet, weil es auf sehr verteilte Weise entworfen und gebaut wird, wobei die Arbeit auf viele verschiedene Auftragnehmer in vielen verschiedenen Bundesstaaten verteilt ist.

Das sagt es für mich. Das SLS ist ein Make-Work-Programm, das Arbeitsplätze in Bereichen bietet, die die Senatoren vertreten. Auch als Schweinefleisch bekannt.

Das ist notwendigerweise die Art und Weise, wie Regierungen Dinge tun. Ich denke also, es ist eine irrelevante Kritik, es ist nur die Feststellung, dass die Blutung offensichtlich ist. Entweder ist es SLS, ein weiteres so ineffizientes staatliches kleines Raketenprogramm, oder gar kein staatliches Raketenprogramm. Ich persönlich freue mich auf den riesigen SLS. Der private Sektor oder die viel kleineren ausländischen Weltraumagenturen würden niemals einen so schweren Lift entwickeln, also ist es die NASA oder niemand. Sobald es existiert, wird es politischen Druck geben, Missionen dafür zu erfinden, und das wird spannend.
* Der private Sektor oder die viel kleineren ausländischen Raumfahrtagenturen würden niemals einen so schweren Auftrieb entwickeln, also heißt es NASA oder niemand.“ Richtig, NASA oder niemand. Ein wettbewerbsorientierter Markt braucht mehrere Anbieter. Ein einzelnes Anbietermonopol hat weniger Anreiz, die Kosten niedrig zu halten Tatsache ist, wenn es sich um einen Cost-Plus-Vertrag handelt, haben sie einen Anreiz, die Kosten zu erhöhen. "Sobald es existiert ..." Es gibt keine Garantie dafür, dass es existieren wird. Die Ares-Raketen sind nicht zustande gekommen. "Es wird politischen Druck geben, Missionen nachzuholen „Bisher hat der politische Druck nicht die benötigten Mittel bereitgestellt.
Vielleicht will das Militär die SLS für eine geheime Monstermission. Und wenn das US-Militär etwas will, werden die Kosten als Parameter bei der Entscheidungsfindung völlig ignoriert. Ich meine, sie regieren die Regierung, niemand sonst hat ein Mitspracherecht darüber, was das Militär tut oder nicht tut. Und um es besser aussehen zu lassen, darf die NASA es möglicherweise ein- oder zweimal für wissenschaftliche oder menschliche Missionen verwenden.
"Vielleicht will das Militär die SLS für eine geheime Monstermission" Unbegründete Spekulationen. Außerdem hat das Militär sein eigenes Luft- und Raumfahrtprogramm en.wikipedia.org/wiki/Air_Force_Space_Command
Ja, es ist offensichtlich, dass sich unsere gewählten Vertreter um ihre Wähler kümmern. Aber wenn sie dies auf Kosten des Allgemeinwohls tun, ist das Schweinefleisch. Im Moment versuchen Senator Shelby und andere, den Status Quo vor Emporkömmlingen wie SpaceX oder Blue Origin zu schützen. Ähnlich wie Senator Owen Brewster versuchte, seine Anhänger vor diesem Emporkömmling Howard Hughes zu schützen. en.wikipedia.org/wiki/Owen_Brewster#Opposition_to_Howard_Hughes
Was ist der Vorteil der Verwendung eines SLS-Systems anstelle einer Reihe kleiner Auftriebsraketen?
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