Wie hoch ist die Nutzlastkapazität von Falcon Heavy für Trans-Lunar Injection?

Man kann den NASA Performance Vehicle Estimator verwenden , um sich ein gutes Bild davon zu machen, obwohl er jetzt mit dem Falcon Heavy Fehler aufweist. Es hat keine TLI-Option, aber es hat ein negatives C3.

Um das erforderliche C3 zu berechnen, muss man das Delta V von LEO zu Fluchtgeschwindigkeit und zu TLI kennen. Die Fluchtgeschwindigkeit erfordert ein Delta v von 3,22 km/s, der TLI für Apollo lag zwischen 3,08-3,25 km/s. Unterm Strich entspricht das Delta v ungefähr der Fluchtgeschwindigkeit, also verwenden wir das einfach. Die Masse beträgt 6.000 kg beim bergbaren Falcon Heavy und 12.000 kg beim Verbrauchsmaterial.

Natürlich wissen wir, dass diese falsch sind, denn der Falcon Heavy kann 16,8 Tonnen zum Mars tragen, und das ist nicht ganz so weit. Der erforderliche C3 für den Mars beträgt etwa 8,1 km^2/s^2, also zeigt das Diagramm etwa 10.300 kg. Die Menge an GTO beträgt laut Plot etwa 13.500 kg (C3=-4,1 km^2/s^s).

Wenn man all dies berücksichtigt und den Zahlen von SpaceX vertraut, sagen wir etwa 2/3 des Weges zwischen den beiden Messungen, da es dort auf die C3-Kurve fällt. Somit sollten es etwa 23,4 Tonnen sein, geben oder nehmen.

Wir können die Nutzlastkapazität von oben und unten mit den GTO- und TMI-Nummern begrenzen.
Angenommen, wir befinden uns bereits in einer niedrigen Erdumlaufbahn.
GTO-Delta-v-Anforderungen: 2,5 km/s
TLI-Delta-v-Anforderungen: 3,05 bis 3,25 km/s
TMI-Delta-v-Anforderungen: 3,8 km/s

Nutzlast Falcon Heavy GTO: 26.700 kg Nutzlast
Falcon Heavy TLI: ???
Falcon Heavy TMI-Nutzlast: 16.800 kg

Daher wissen wir, dass die TLI-Nutzlast von Falcon Heavy mindestens 16.800 kg, aber nicht mehr als 26.700 kg beträgt. Es liegt wahrscheinlich bei etwa 21.000 kg *, aber aufgrund der nichtlinearen Natur von Raketen-Delta-V könnte das um ein paar Tonnen abweichen.

*Dieser Wert liegt zwischen den Ergebnissen einer logarithmischen Anpassung der Delta-v/Nutzlastdaten für 3,25 km/s TLI und 3,05 km/s TLI

Quellen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Trans-lunar_injection#history https://en.wikipedia.org/wiki/Delta-v#Around_the_solar_system https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_Heavy# Fähigkeiten

Sagen wir 20.000 Kilogramm und die Verwendung einer hochmodernen SpaceX-Missionskapsel, und ich sehe das Problem mit TLI plus Flugrückkehr für den schweren Falken nicht.

Ersetzen Sie einfach die Kerolox-Booster durch SRBs und behalten Sie dennoch die volle Wiederverwendbarkeit bei. Nur weil die Kapsel für Menschen geeignet ist, heißt das nicht, dass Sie einen echten Menschen für den Testflug einsetzen müssen ... nicht, dass es an Freiwilligen mangeln würde!

Wie auch immer, das gesamte System hat sich jetzt für all die kleinen Sprünge zur ISS und zurück als menschlich eingestuft erwiesen.

Müde von all dem Sandsacken der Regierung zu diesem Zeitpunkt und insbesondere mit Falcon Super Heavy, das in diesem Jahr 2021 im oder um Juni im Moment unmittelbar für Flugkontrollen bereit ist.