Wie viel Delta-V hat das Orion-Raumschiff?

Die Antwort

Orion (mit Servicemodul) kann zwischen 1346 m/s und 1587 m/s Delta-V verwenden.

Hier ist eine Delta-V-Karte des Sonnensystems, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie viel das ist:

(Delta-v-Karte von der Wikipedia-Seite zu Delta-v übernommen )

Was folgt, ist die Mathematik zur Bestimmung dieser Werte.

Masse des Raumfahrzeugs

Kapselmassen:

• Kapseltrockenmasse: 9300 kg
• Kapsel Nassmasse: 10400 kg
• Kapsel-Hydrazin-Masse: 1100 kg

Massen des Servicemoduls:

• Servicemodul Trockenmasse: 6185 kg
• Nassmasse des Wartungsmoduls: 15461 kg
• Treibstoffmasse des Servicemoduls: 9276 kg

Plus 659 kg Einbaumasse? (Gefunden durch Subtraktion der Komponentenmassen von der gesamten eingespritzten Masse auf Wikipedia)

Gesamtmasse: 26520 kg

Gesamtmasse nach verbrauchtem Dienstmodul Kraftstoff: 17244

Massenwerte von https://en.wikipedia.org/wiki/Orion_(spacecraft)

Motorleistung

Kapseltriebwerke:

• MR-104G-Triebwerke
• Hydrazin
• Spezifischer Impuls : 220 s (Ich kann den spezifischen Impuls von MR-104G nicht finden, aber dieser Wert scheint ziemlich typisch für Hydrazin-Monotreibstoffe zu sein)

Servicemodul Hauptmaschine:

• AJ10-Motor
• Stickstofftetroxid-Oxidationsmittel und Aerozine50-Kraftstoff
• Spezifischer Impuls 319s

Die Mathematik

Die Raketengleichung lautet:

$\Delta v = \ln(\frac{wet\;mass}{dry\;mass}) \times g \times specific\;impulse$

Delta-v aus dem Servicemodul mit angeschlossener Kapsel (Dies ist bei weitem das wirkungsvollste Stück):

$\ln(\frac{26520\, kg}{17244\, kg}) \times 9.8\, m/s² \times 319\, s = 1346\, m/s$

Delta-v allein aus der Kapsel:

$\ln(\frac{10400\, kg}{9300\, kg}) \times 9.8\, m/s² \times 220\, s = 241\, m/s$

Delta-v vom Servicemodul, dann die Kapsel, die angeschlossen bleibt:

$\ln(\frac{26520\, kg}{17244\, kg})\times 9.8\, m/s² \times 319\,s + \ln(\frac{17244\,kg}{16144\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 220\,s = 1488\, m/s$

Delta-v von der Kapsel, dann das Servicemodul, das angeschlossen bleibt:

$\ln(\frac{26520\,kg}{25420\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 220s + \ln(\frac{25420\,kg}{16144\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 319\,s = 1511\,m/s$

Delta-v aus dem Servicemodul, dann das Servicemodul auswerfen und die Kapsel selbst abfeuern:

$\ln(\frac{26520\,kg}{17244\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 319\,s + \ln(\frac{10400\,kg}{9300\,kg}) \times 9.8\,m/s² \times 220\,s = 1587\,m/s$

Beachten Sie, dass ich Kosinusverluste durch die Orion-Triebwerke ignoriert habe, die leicht außeraxial feuern (die Kapselwände sind schließlich schräg), aber ich bezweifle, dass sie erheblich sind.