Wird BFR im Weltraum nur mit Milligramm "Schwerkraft" nachgefüllt, anstatt Pumpen und / oder Druck zu verwenden?

Das Auftanken der SpaceX BFR-Oberstufe im Orbit ist für Reisen zum Mond und Mars erforderlich. In der Präsentation auf dem „ International Astronautical Congress (IAC) in Adelaide, Australien, lieferte SpaceX-CEO und Lead Designer Elon Musk (bereitgestellt) ein Update zu seiner Präsentation von 2016 bezüglich der langfristigen technischen Herausforderungen, die gelöst werden müssen, um die Entwicklung von SpaceX zu unterstützen eine dauerhafte, sich selbst erhaltende menschliche Präsenz auf dem Mars. "

In dem SpaceX-Video „ Making Life Multiplanetary“23:40 wird der Treibstofftransferprozess zwischen ähnlich aussehenden oberen Stufen dargestellt, mit dem Tanker auf der linken Seite und dem Schiff auf der rechten Seite. Musk erklärt:

„Sie würden dieselbe Verbindungsschnittstelle verwenden, die sie verwenden, um sich beim Start mit dem Booster zu verbinden … und die Treibstoff-Füllleitungen wiederverwenden, die verwendet werden, wenn … das Schiff auf dem Booster ist. […] Und dann wird es sehr einfach, Treibstoff zu übertragen, Verwenden Sie Steuertriebwerke, um in die Richtung zu beschleunigen, in die Sie entleeren möchten … Treibmittel sehr einfach zu übertragen … vom Tanker zum Schiff.“

Dies ist analog zu "Schwerkraftzufuhr", bei der die Gravitationsbeschleunigung durch die Antriebsbeschleunigung ersetzt wird, aber ich vermute, dass die Größe der Beschleunigung eine Größenordnung oder mehr niedriger wäre.

  1. Habe ich dieses Konzept richtig verstanden?
  2. Wie lange würde diese pumpenlose, druckgetriebene, weniger Milligravitationszufuhr unter Verwendung einer Schätzung der Beschleunigung eines Steuertriebwerks dauern? Eine Stunde? Ein Tag? Das Befüllen von Raketentanks vor dem Start dauert vielleicht zehn Minuten mit allen Vorteilen einer Betankungsinfrastruktur am Boden. Mit nur Milligravitation und ohne Druckunterstützung, würde das nicht viel länger dauern?

von https://youtu.be/S5V7R_se1Xc?t=1420

Ich glaube nicht, dass dieses Konzept sehr gut durchdacht war.
@OrganicMarble Wenn es jemand anderes wäre, könnte ich es einfach so abtun. Aber dieser Typ hat die Dinge normalerweise ziemlich gut durchdacht, wenn er vor einem Haufen Experten und Videokameras auf die Bühne kommt. Er mag einige Ecken und Kanten beschönigen, sagt aber normalerweise nicht "falsche Sachen".
Ich bin vielleicht voreingenommen durch meine allgemein geringe Meinung über die Machbarkeit all dieses BFR-Zeugs.
Ja, zumindest in diesem Stadium des Dunning-Krüger-Prozesses....
@JCRM "Wir sind groß genug, um ein paar Beleidigungen zu ertragen." - Lt. Cdr. Scott
Ich bezog mich auf die typische SpaceX-Zielentwicklung, nicht auf Sie selbst @OrganicMarble

Antworten (1)

Der Grund für die Beschleunigung besteht nicht so sehr darin, die Übertragung der Flüssigkeiten zu bewirken, sondern darin, die Flüssigkeit an einem Ende des Tanks zu bekommen, wo sich der Pumpeneinlass befindet. Denken Sie daran, dass bei Null-G die Flüssigkeit nicht an einem Teil des Tanks bleibt, sondern überall schwappt und sich mit "Luft" oder einem anderen Gas, das sich zusammen mit dem flüssigen Kraftstoff im Tank befindet, vermischt. Ohne ein bisschen "G", selbst nur ein paar Milli-g, werden Sie niemals die gesamte Flüssigkeit zur Saugpumpe bringen, ohne eine Blase oder einen zusammenklappbaren Tank zu verwenden. In diesem Zusammenhang ist Milli-g clever, aber SpaceX ist nicht der Erste, der daran denkt.

Milli-g-Transfer ohne Pumpen, unter der Annahme gleich großer Quell- und Aufnahmetanks, kann den Aufnahmetank nur auf die Hälfte des Drucks des Quelltanks plus die "Milli-g" -Kraft unter Druck setzen. Wenn Sie mehr Druck wünschen, müssen Sie eine Art Pumpe verwenden.

Milli-g ist also nur ein Teil des Puzzles. Der klügere Teil besteht darin, einige der Installations- und Verbindungsteile aus der Schubphase für den Tanktransfer wiederzuverwenden.

Beachten Sie, dass Militärjets manchmal ein "Buddy Tanker" -System verwenden, alias eine F / A-18 kann Treibstofftanks für eine andere F / A-18 transportieren, um sie im Flug aufzufüllen. Der zweite Jet setzt die Mission fort, der „Buddy Tanker“ geht nach Hause. Aber der Buddy-Tanker muss anstelle anderer Waffen spezielle Panzer unter den Flügeln haben. SpaceX schlägt vor, die Flughardware für den Tankereinsatz wiederzuverwenden, anstatt einen speziellen Tanker zu bauen. Dies setzt das Thema der Wiederverwendung im gesamten SpaceX-Ökosystem fort, um Kosten, Risiken und Designaufwand zu reduzieren.

Super Erklärung, danke! OK, das macht viel mehr Sinn. Ähnlich wie in dieser Antwort beschrieben , ist der besprochene Schub wirklich für Freiraum. Und wie es dort wahrscheinlich ist, kann es notwendigerweise über 0,001 g liegen, um unter den Begriff "Milli-g" zu fallen.
Ich denke, sie schlagen schließlich eine spezialisierte "Tanker" -Version des BFS vor. Ähnliche Grundstruktur, aber mit weggelassenen nicht benötigten Komponenten und kann daher mehr Kraftstoff transportieren. forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=43986.0
Da der Brennstoff und das Oxidationsmittel Flüssigkeiten sind, ist das Argument gegen eine Milli-g-Übertragung nicht wirklich haltbar. Wenn Sie lange genug warten würden, würde der "Downhill" -Tank die gesamte Flüssigkeit enthalten und der Rest beider Tanks wäre bei mehr oder weniger gleichem Druck mit Gas gefüllt, aber fast die gesamte Masse wäre die Flüssigkeit. Sie könnten jedoch eine Pumpe brauchen, um die Dinge zu beschleunigen.
Es ist auch plausibel, den Füllgasdruck als "Pumpe" zu verwenden. Der Aufnahmetank könnte (kontrolliert) entlüftet werden, um ein Vakuum zu erzeugen, um Treibmittel durch die Rohrleitungen zu ziehen.
@SteveLinton es kann einfach unpraktisch sein, hängt davon ab, wie lange sich "lang genug" herausstellt.
@Saiboogu, es müsste kalt genug sein, damit das erste bisschen Flüssigkeit nicht verdampft / kocht und 1 atm Dampf erzeugt, aber es ist eine interessante Idee.
@Saiboogu Sie werden das sowieso brauchen, um den Freiraum im Empfänger zu entlüften, sonst wird es unter Druck gesetzt, wenn das Volumen schrumpft, vielleicht wird der Fluss vollständig gestoppt.
@OrganicMarble Je mehr ich darüber nachdenke, muss das Dampfmanagement ein ganz komplexes System sein, und ich bezweifle, dass irgendetwas davon über Bord geht (falls vermeidbar). Das RCS wird von den Dämpfen angetrieben und Sie möchten nicht, dass Ihr RCS Ihre Freiraumdruckziele stört, also muss es einen zusätzlichen Speicher für gasförmiges Treibmittel und die Möglichkeit geben, es hin und her zu pumpen. Angesichts dessen scheint es einfach, einen angemessenen Freiraumdruck aufrechtzuerhalten, um den Transfer zu erleichtern.
Oben auch zu @uhoh
Wird BFR im Weltraum nur mit Milligramm "Schwerkraft" nachgefüllt, anstatt Pumpen und / oder Druck zu verwenden?
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