Wenn ein Raumschiff 100 Menschen zum Mars transportieren kann, wie viele könnten dann nach einem Hohmann-ähnlichen Transfer sicher in der Nähe des Nordpols von Merkur landen?

Ich nehme "nach einem Hohmann-ähnlichen Transfer" als einen direkten interplanetaren Transfer von der Erde zum Merkur (dh keine Venus-Spielereien), bitte lassen Sie es mich wissen, wenn das nicht der Fall ist.

Wenn kein ernsthaftes Lithobremsen möglich ist, werden keine Menschen zum Merkur fliegen.

Das Raumschiff hat auch ohne Nutzlast nicht den Saft, um etwas anderes zu tun, als an Merkur vorbeizufliegen:

• 120 t Trockenmasse + 1200 t Treibmittel + 380 s$I_{sp}$ $\to$ $\Delta V$= ~$8940m/s$

Ich habe eine Trajektoriensuche von 2025-2030 von der Erde zum Merkur mit direkten Übertragungen durchgeführt. Der billigste Start$\Delta V$(aus einem 250 km LEO) beträgt 4,87 km/s (roter Punkt,$C3=$~$40$ $km^2/s^2$, L: 27.11.2026, A: 23.03.2027):

(persönliche Arbeit)

Klingt gut, aber die Ankunftsgeschwindigkeit (Quecksilber-Relativgeschwindigkeit bei 0 Höhe) für diese spezifischen Daten beträgt coole 13,65 km/s ( Huch! ). Tatsächlich beträgt die minimale Ankunftsgeschwindigkeit für den untersuchten Zeitraum 8,91 km/s , nur geringfügig weniger (0,3 %) als die Gesamtgeschwindigkeit$\Delta V$das nutzlastlose Raumschiff zur Verfügung hat.

Wenn Sie also ein vollgetanktes, aber noch leeres Raumschiff auf dieser Flugbahn auf Merkur werfen könnten (L: 09. Mai 2029, A: 31. März 2030,$C3=$~$104$ $km^2/s^2$! ) haben Sie vielleicht die Chance, sicher zu landen. Viel Glück!

Bearbeiten: Eine Prämisse der Frage ist falsch:

unter Berücksichtigung der längeren Flugbahn zum Aphel der Merkurbahn als zu einer Umlaufbahn um den Mars

Die Transferzeit zum Merkur (für das Startbeispiel) beträgt nur ~120 Tage, weniger als die Hälfte eines typischen Transfers zum Mars. Das Beispiel für die minimale Ankunftsgeschwindigkeit verwendet eine längere Flugbahn vom Typ III/IV (ich habe nicht überprüft, welche und es spielt keine Rolle), ist aber immer noch vergleichbar mit einem typischen Mars-Transfer bei ~330 Tagen.

Das Delta-v zum Merkur ist 2,5x größer als zum Mars ; Angesichts der Trockenmasse von Starship bezweifle ich, dass es ohne ein heliozentrisches Treibstoffdepot, dessen Einrichtung ziemlich schwierig und teuer wäre, überhaupt Nutzlast landen könnte. Dies ohne zu berücksichtigen, dass Starship einfach nicht dafür ausgelegt ist, die Hitze zu überleben, die es absorbieren würde, wenn es so nahe an der Sonne reist. Merkurgebundene Raumfahrzeuge müssen speziell für die Temperaturen ausgelegt sein.

Die Landung auf Merkur ist äußerst schwierig, da Merkur so tief in der Gravitationsquelle der Sonne liegt. Darüber hinaus hat es keine nennenswerte Atmosphäre, so dass Retro-Antriebslandungen erforderlich wären, was es noch schwieriger macht.

Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Starship aufgrund seiner hohen Masse eine gute Wahl für die Landung auf Merkur wäre, es kann nicht vollständig ausgeschlossen werden, aber es würde sicherlich erheblicher Modifikation bedürfen. Gestreckte Tanks, verringerte Nutzlastkapazität und mehr.

Es wäre auch notwendig, in einer sehr stark elliptischen Erdumlaufbahn nachzutanken, um seine Leistungsfähigkeit zu maximieren und eine Flotte von Einwegtankern zu verwenden. Aber selbst das könnte nicht ausreichen. Eine andere Option wäre eine Reihe von Gravitationshilfen von der Erde und der Venus. Das könnte reichen, aber auf Kosten einer sehr langen Missionsdauer mit anschließenden Problemen der Strahlenbelastung und der Schwerelosigkeit der Besatzung, der Anforderungen an die Lebenserhaltung der Besatzung und der Praktikabilität, kryogene Treibmittel über viele Jahre aufzubewahren.

In Summe. Das wird nicht passieren.