Wie selten ist es im 21. Jahrhundert, fünf Stufen zu verwenden, um zu LEO zu gelangen, insbesondere für eine Nutzlast mit geringer Masse?

@BobJacobsens Kommentar über die MX-Rakete (und Proteste) in den 1980er Jahren brachte mich dazu, in Wikipedia zu klicken, was mich zu den Minotaur IV-Starts führte, von denen der jüngste ORS-5 oder "SensorSat" zu sein scheint, ein etwa 140 kg schweres Raumschiff vom MIT gebaut, um "GEO im Auge zu behalten".

Lief in einer 5-Stufen-Konfiguration mit einem zusätzlichen Orion 38-Motor, um ORS-5 in eine äquatoriale Umlaufbahn zu bringen.

Diese Konfiguration wäre normalerweise aus vier Stufen bestanden, die zusätzliche Stufe war für das Delta-V erforderlich, um einen äquatorialen LEO mit einem Ebenenwechsel durchzuführen.

Es stellt sich heraus, dass ich eine frühere Frage zu diesem Start gestellt habe: Welche Neigungsänderung könnte der Orion 38-Motor der 5. Stufe ORS-5 (SensorSat) bieten? :

Der Screenshot und das Blockzitat unten stammen aus dem Missions-Update von Orbital ATK: Minotaur IV ORS-5 Launch . ORS-5 oder „SensorSat“ ist eine Technologiedemonstration für eine Klasse von Satelliten, die in LEO sitzen und den GEO-Gürtel auf „Trümmer“ im Auge behalten, von denen ich vermute, dass es sich um PrankSats oder Schlimmeres handelt. ORS-5 wird in einem 600 x 600 km großen äquatorialen LEO sitzen.

Siehe diese Frage und die Antwort dort für mehrere weitere Links.

Frage: Wie oft werden im 21. Jahrhundert oder so ungefähr fünf Stufen verwendet, um ein relativ leichtes Raumschiff in eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen? Ist es selbst für eine schwere Nutzlast ziemlich selten, fünf verschiedene Stufen für LEO zu verwenden?


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Antworten (1)

5 Stufen sind äußerst selten – sowohl im 20. als auch im 21. Jahrhundert. Die meisten modernen Trägerraketen sind zweistufig für die Umlaufbahn, manchmal mit einer dritten Stufe für den Transfer in eine geosynchrone Umlaufbahn oder zusätzlichen Boostern, die gleichzeitig mit der ersten Stufe feuern, um die Nutzlastkapazität zu erhöhen.

Jeder 4- oder 5-stufige LEO-Werfer basiert mit ziemlicher Sicherheit auf Feststoffraketen im Gegensatz zu Flüssigkeiten. Das Delta-v für eine gegebene Trägerraketenstufe ist direkt proportional zum spezifischen Impuls der Triebwerke und wird sekundär durch das Massenverhältnis der Stufe beeinflusst (dh der Anteil der Stufenmasse, der eher Treibstoff als Tank und Struktur ist); Feststoffe haben etwa die Hälfte des spezifischen Impulses von Wasserstoff-Sauerstoff-Motoren und schlechtere Massenverhältnisse als Kerosinmotoren. Somit kann eine Flüssigkeitsstufe leicht fast die doppelte Delta-V-Leistung erreichen als eine Feststoffraketenstufe; Da Delta-V vom Start bis zum Orbit nahezu unabhängig von allem anderen ist, müssen Sie einfach mehr Stufen stapeln, um den Orbit auf Feststoffen zu erreichen.

ASLV und Minotaur V hatten fünf Stufen.

Ich frage mich, ob dies tatsächlich das einzige Beispiel im 21. Jahrhundert ist. Danke für deine Perspektive!
Mit der Einschränkung, dass die Definition von „Bühne“ etwas verschwommen ist, ist es der einzige mir bekannte moderne orbitale 5-Stufen-Wagen. Sie können Saturn V/Apollo als 6 Stufen betrachten...
Indiens ASLV - Trägerrakete brachte 150 kg auf 5 festen Stufen in die Umlaufbahn, flog aber zuletzt 1994.
Das scheint zu Ihrer Antwort zu gehören.
Was ist der Vorteil bei der Verwendung von 5 statt 2 oder 3 Stufen?
@JoeJobs Mehr Stufen = mehr Punkte, an denen Sie Eigengewicht abwerfen (leere Kraftstofftanks / feste Raketengehäuse). Dies bedeutet ein besseres Massenverhältnis der Nutzlast, aber aufgrund des Gewichts von Zwischenstufen und zusätzlichen Triebwerken sinkt der Ertrag. Für Raketen mit Flüssigbrennstoff sind die Tanks leicht und der spezifische Impuls hoch, sodass die Gewichtsstrafe für das Tankgewicht minimal ist, sodass 2STO die übliche moderne Basislösung ist. Feststoffe haben dickere Hüllen (daher eine größere Trockenmasse) und einen geringeren spezifischen Impuls, daher ist es schwieriger, viel ∆v aus jeder Stufe herauszuholen, daher verwenden sie mehr Stufen.