Was machte die Gesamtmasse des Tesla/Starman aus?

Laut diesem Wikipedia-Artikel soll Falcon Heavy eine Nutzlast von 63.800 Kilogramm an LEO liefern können. Laut diesem Artikel hat der Tesla Roadster ein Leergewicht von 1.305 kg. Jetzt gibt es auch den Starman-Dummy und seinen Anzug, das Stützgestell und Kameraausleger. Und es wäre auch der zusätzliche Treibstoff der zweiten Stufe vorhanden gewesen, um alles aus der Erdumlaufbahn zu schieben. Wie sieht es mit der „Nutzlast in die Erdumlaufbahn“ für den Testflug aus? War es ein echter Test der beworbenen Kapazität von Falcon Heavy? Gab es ungenutzte Kapazitäten? Gab es zusätzlichen Ballast, um das tatsächliche Nutzlastgewicht in die Nähe der "beworbenen Kapazität" des Falcon Heavy zu bringen?

Kleiner Nebenpunkt - der "Raketenmotor und Treibstoff, um alles aus der Erdumlaufbahn zu schieben" ist die zweite Stufe, es gab keinen zusätzlichen Kickmotor oder dritte Stufe oder Nutzlastantrieb.

Antworten (2)

Die beworbene Nutzlastkapazität von 63,8 Tonnen gilt für die niedrige Erdumlaufbahn (LEO). Je weiter Sie die Nutzlast schicken wollen, desto weniger Nutzlastmasse können Sie schicken.

Die Roadster/Starman-Testnutzlast ging weit über LEO hinaus und landete auf einer Flugbahn, die über die Umlaufbahn des Mars hinausreicht, bis in die inneren Bereiche des Asteroidengürtels. Der verwendete Raketenmotor und Treibstoff ist die Falcon-Zweitstufe, die nicht Teil der beworbenen Nutzlastkapazität ist.

Um 63,8 Tonnen in LEO zu bekommen, würde die zweite Stufe ihren gesamten Treibstoff verbrauchen.

Um den vergleichsweise winzigen Roadster in LEO zu bekommen, wurde nur ein kleiner Teil des Kraftstoffs der zweiten Stufe verbraucht. Der Rest des Treibstoffs der zweiten Stufe wurde dann verwendet, um es aus der Erdumlaufbahn zu schicken.

Schließlich gilt die von SpaceX beworbene Zahl von 63,8 Tonnen mit ziemlicher Sicherheit für den vollständig entbehrlichen Modus, in dem keiner der Booster geborgen wird (weil kein Treibstoff gespart wird, um sie zu landen). Ihre Nutzlastangaben beinhalten das Potenzial, 3,5 Tonnen nach Pluto zu schicken – die doppelte Masse des Roadsters und eine wesentlich höhere Geschwindigkeitsanforderung.

Ich verstehe, dass die Nutzlast für LEO nur eine "Benchmark" -Zahl ist, und je weiter / schneller Sie etwas schieben möchten, desto mehr Kraftstoff wird benötigt, was von der LEO-Nutzlastnummer abgezogen wird. Meine Frage war, ob die öffentlich beschriebene Nutzlast (Auto/Dummy/Stützrahmen usw.) allesamt bis zu der Grenze, die Falcon Heavy auf die Flugbahn bringen könnte, die sie jetzt hat, oder umgekehrt, die beschriebene Nutzlast jetzt so weit reicht. so schnell wie Falcon Heavy es schieben konnte. Dh keine ungenutzte Nutzlastkapazität, kein zusätzlicher Ballast.
Soweit ich weiß, gibt es keinen zusätzlichen Ballast, und die zweite Stufe ist für die endgültige Flugbahn vollständig abgebrannt. Ich weiß nicht, ob sie den Werfer mit seiner maximalen Menge an Treibmittel geladen haben; Ich sehe Anreize, sowohl seine volle Leistungsfähigkeit unter Beweis zu stellen, als auch einige Leistungsreserven für die Zukunft vorzuhalten. Für diesen Start waren sie möglicherweise etwas konservativ bei der Budgetierung des Kraftstoffs für den Booster und die Wiederherstellung der ersten Stufe. Es gibt viele Variablen, mit denen man spielen kann, und jede „x Tonnen bis y Ziel“-Zahl verbirgt viele Parameter.
Ich weiß es nicht , aber ich halte es nicht für klug oder plausibel, mit weniger als einer vollen Ladung Treibstoff zu starten. Alle ihre Simulationen basieren auf einer bestimmten Masse an jedem Flugpunkt, wobei die Drosselklappenposition angepasst wird, um die gewünschte G-Belastung und Geschwindigkeit für diese Luftdicke zu erhalten. Die Nutzlastmassen machen nur einen winzigen Prozentsatz der Gesamtmasse aus und hätten nur minimalen Einfluss, aber die Kraftstoffbeladung könnte große Abweichungen verursachen. Jedes Mal den gleichen Treibstoff zu laden eliminiert eine weitere Variable in der Flugplanung und die Treibstoffkosten sind minimal (schätzungsweise 200.000 $ auf einem F9-Flug) in den gesamten Startkosten.
Ich weiß, dass andere Trägerraketen in der Vergangenheit ihre Treibstoffladungen von Start zu Start variiert haben. SpaceX muss für jede Mission vollständig separate Simulationen durchführen, sodass dies keine zusätzliche Belastung durch unterschiedliche Treibstoffladungen bedeutet. (Ich spreche hier von dem Unterschied zwischen 95 % und 99 % vollen Tanks, nicht wie halbleeren.) Ihre Missionsverläufe sind überraschend vielfältig: i.redd.it/xaisqxao5ef01.png

Dies war ein Testflug, der zeigen sollte, dass die Rakete funktionierte. Ihren ersten Testflug absolvieren Sie nicht mit voller Kapazität, denn selbst ein kleiner Fehler könnte dazu führen, dass Sie erfolglos ins Meer stürzen. Die Nutzlast hätte tatsächlich auf einer wiederverwendbaren Falcon 9 ohne die zusätzlichen Booster auf die gleiche Flugbahn gebracht werden können, da die Nutzlast der Falcon 9 zum Mars 4.000 kg beträgt und die Nutzlast nur 1350 kg betrug. Dies setzt natürlich eine direkte Flugbahn zum Mars voraus.

Außerdem haben sie absichtlich eine 6-stündige Küste gemacht. Je weiter die Küste weitergeht, desto weniger Treibstoff verbleibt in der Rakete. Der Treibstoff ist kryogen und verdunstet langsam, wodurch im Tank Druck entsteht, der abgebaut werden muss, damit die Rakete nicht explodiert. Ein Teil der freien Kapazität ging dort verloren.

„Die Nutzlast hätte tatsächlich auf einer wiederverwendbaren Falcon 9 ohne die zusätzlichen Booster auf die gleiche Flugbahn gebracht werden können.“ Eh?
Es gab ein paar Leute, die die Zahlen zusammengerechnet und herausgefunden haben, dass Falcon 9 Starman/Roadster tatsächlich zu einer Trans-Mars-Injektionsverbrennung hätte tragen können und genug Kapazität hatte, um den Booster-Kern zu landen. Bei diesem Start gab es viel ungenutzte Kapazität.
Ich denke, ich kann mir vorstellen, warum, aber das Absinken des Kraftstoffstands während einer Ausrollphase ist nicht intuitiv und ist mir nicht einmal in den Sinn gekommen, bis Sie es gesagt haben. Eine Erklärung, warum das so ist und warum es für das FH-Kraftstoffsystem der zweiten Stufe im Gegensatz zu Kraftstoffen, die auf Weltraummissionen geschickt werden, wichtig ist, würde diese Antwort verbessern.
Guter Punkt, weitere Informationen hinzugefügt.
Was machte die Gesamtmasse des Tesla/Starman aus?
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