Warum sollte ich auf dem NASA Tech Reports Server nach etwas anderem suchen , ich fand diese interessante Studie vom Oktober 1969 über die erwartete Turnaround-Zeit eines damaligen Space Shuttles.
"Convair hielt es für ratsam, die breite Betriebserfahrung einer großen Fluggesellschaft auf die Bodenumkehroperationen für das Space Shuttle anzuwenden." Pan American Airways wurde konsultiert und als Quelle angegeben.
Das wiederverwendbare Raumfahrzeug genießt im neuen Weltraumzeitalter eine einzigartige Stellung. Es ist sowohl ein Flugzeug als auch eine vertikale Trägerrakete. Aufgrund seines Flugzeugmodus stellt es ein vollständig wiederverwendbares Fahrzeug dar, und für jedes Jahr ist eine relativ große Anzahl von Starts und Bergungen geplant. Daher wird angenommen, dass für die Funktionen und Aufgaben, die während der Bodenzeit zwischen Missionen durchgeführt werden sollen, eine "Fluglinien"-Umkehrphilosophie übernommen werden muss . Obwohl der Aspekt der vertikalen Trägerrakete dem Flugbetrieb fremd erscheinen mag, ist dies nicht der Fall, da viele der Subsysteme ziemlich ähnlich wie ein Flugzeug funktionieren und die gleiche Art von Komponenten wie ein Flugzeug enthalten. [P. 2-1]
Die Wartungszeiten basierten auf dem von Pan Am geflogenen Jet Boeing 707. [P. 2-2]
Wäre eine zweiwöchige Bearbeitungszeit und 100 Starts pro Jahr mit der Apollo-Ära-Technologie machbar? Da die in der Studie vorgeschlagene Technologie nie entwickelt wurde und nie geflogen ist, sind Argumente auf der Grundlage der Erfahrungen mit anderen Systemen (z. B. Apollo oder dem späteren STS-Shuttle) in Ordnung.
(Ich dachte, das würde einige Leute zum Lachen bringen. Aber es ist eine beantwortbare Frage.)
Ich würde schätzen, dass eine Bearbeitungszeit von zwei Wochen und 100 Produkteinführungen pro Jahr nicht machbar gewesen wären – aber mit genügend Budget ist fast alles möglich.
Ich sehe einige große Probleme, die durch Ihre Aufzählungspunkte aufgeworfen wurden, die im Nachhinein klar sind, aber 1969 wahrscheinlich nicht offensichtlich waren.
Die Inspektion der Triebwerke des Raumfahrzeugs dauert nur 4,3 Stunden.
Die Haupttriebwerke der Raumfähre erwiesen sich als äußerst komplexe und empfindliche Maschinen. Anstatt einer schnellen Inspektion unterzogen zu werden, wurden sie nach jedem Flug entfernt, detailliert inspiziert und überholt. 1969 war der vergleichbarste Motor der J-2, der bei den Saturn-Boostern verwendet wurde, der aufgrund eines niedrigeren Kammerdrucks einen um etwa 8% schlechteren spezifischen Impuls lieferte, aber fast das gleiche Schub-Gewichts-Verhältnis wie der SSME erzeugte. Im Gegensatz zur SSME hätte die J-2 wahrscheinlich ohne größeren Service hintereinander Missionen fliegen können. Aus der Space-Shuttle-Entscheidung :
Der J-2 war sogar noch besser [als der F-1], mit einem Testmotor, der 103 Starts und 6,5 Stunden ohne Überholung lief.
„Wir haben nie einen Motor vom Typ J-2 abgenutzt“, erinnert sich Paul Castenholz von Rocketdyne, der die Entwicklung leitete. „Wir konnten es wiederholt laufen lassen; es gab keine Erosion der Kammer, keine Schäden an den Turbinenschaufeln. Wenn Sie sich eine J-2 nach einem heißen Brennen ansahen, würden Sie keinen Unterschied zu vor diesem Brennen feststellen. Die Injektoren sahen immer aus neu; es gab keine Erosion oder Korrosion an den Einspritzdüsen. Wir hatten umfangreiche Tests an einzelnen Motoren", die ihre Zuverlässigkeit bewiesen.
6,5 Stunden sind etwa 45 STS-Aufstiege, sodass ein wiederverwendbares Raumschiff mit solchen Triebwerken sicherlich mehrere aufeinanderfolgende Missionen ohne Überholung hätte fliegen können.
Wärmeschutz ist strahlend; keine Ablation. Teile des Wärmeschutzsystems halten 10 bis 50 Einsätze (je nach Position der Teile), bevor sie ausgetauscht oder überholt werden.
Der ablative Wärmeschutz hatte sich zu diesem Zeitpunkt bewährt, war jedoch für eine wiederverwendbare Trägerrakete nicht akzeptabel. Die Wahl des Flugzeugzellenmaterials und der thermischen Lösung wurde während der frühen Entwicklung des Shuttles eine ganze Weile heiß (sorry) diskutiert. Die Space-Shuttle-Entscheidunghat auch hier einiges zu sagen. Ich glaube nicht, dass es hier sehr gute Möglichkeiten für den Wärmeschutz gab. Die Silica-Fliesen des Shuttles waren leicht und effektiv, erforderten jedoch zwischen den Flügen einen enormen Wartungsaufwand. Die Beschränkung solcher Kacheln auf die kritischsten Bereiche und die Verwendung von Hochtemperaturlegierungen über den meisten Raumfahrzeugen hätte die Entwicklungs- und Baukosten (weshalb diese Strategie nicht für das Shuttle angewendet wurde) sowie das Gewicht erhöht, aber den Preis reduziert -Flugkosten und Bearbeitungszeit. Während einzelne Kacheln auf dem Shuttle für 10 oder mehr Missionen halten konnten, musste jede der Tausenden von Kacheln einzeln und mit hohem Kostenaufwand überprüft werden.
100 Starts pro Jahr
Ich sehe nicht, wie das in der Praxis möglich ist.
Jede Shuttle-Mission erforderte buchstäblich jahrelanges Training zumindest eines Teils der Besatzung. (Nutzlastspezialisten, die keine Berufsastronauten waren, sondern an einer bestimmten Mission beteiligt waren, um etwas mit einer bestimmten Nutzlast zu tun, wurden nur monatelang trainiert, waren aber eine kleine Minderheit der Shuttle-Besatzungsmitglieder.) Mit einer erhöhten Startkadenz, vermutlich dieses Training komprimiert werden würde. Wenn ein Kommandant oder Pilot mehr als zweimal im Jahr flog, wäre seine Ausbildung in missionsunabhängigen Aspekten im Wesentlichen ständig auf dem neuesten Stand, aber er müsste sich immer noch in missionsspezifischen Aspekten schulen. Das Training für Weltraummissionen ist harte, stressige Arbeit und fordert einen Tribut von Astronautenfamilien; nur sehr wenige Astronauten sind mehr als 3 oder 4 Missionen geflogen.
Wenn Sie davon ausgehen, dass der Trainingszyklus auf 2 Monate reduziert werden kann (ich höre Organic Marble von hier schnauben), dann bedeuten 100 Flüge pro Jahr 16 gleichzeitige Trainingsprogramme. Das sind 16 erstklassige Crews, 16 Backup-Crews, 16 Support-Crews, die gleichzeitig hochintensives Training absolvieren. Sie müssten Simulatoren duplizieren, Sie müssten alle Einrichtungen duplizieren, die das Training unterstützen, und die Mitarbeiterzahl, um diese Einrichtungen zu unterstützen. Geht man von einer typischen Missionsdauer von 2 Wochen aus, müsste man mindestens 4 Missionen gleichzeitig steuern können. (Obwohl Sie bei dieser Startkadenz wahrscheinlich kürzere Missionen fliegen, zumal Sie einen viel kleineren und billigeren Orbiter als STS benötigen würden.) Sie bräuchten viel mehr Astronauten, und sie würden stattdessen in 2 Jahren ausbrennen von 5-10 Jahren. Sie werden eine Menge Leute einstellen, und das bedeutet, dass sie nicht alle die Besten der Besten sein werden. Wenn Sie in der Lage sein wollen, mit einem Abrutschen eines Starts fertig zu werden, ohne alle anderen mitzuschieben, brauchen Sie noch mehr Parallelität.
STS hatte eine Sicherheitsbilanz von 98,5 % – 2 Raumfahrzeuge und Besatzungen gingen bei 135 Flügen verloren. Mit dieser Kadenz haben Sie das Glück, nur einen pro Jahr zu verlieren.
Beachten Sie, dass alle Schritte, die Sie unternehmen können, um die Trittfrequenz zu erhöhen – weniger effizienter Motor, mehr Kühlkörper und weniger Fliesen, Vereinfachung und Verkürzung jeder Mission – auf eine deutlich geringere Gesamtnutzlastmasse sowie ein Nutzlastmassenverhältnis als beim STS hindeuten . Ein relativ einfacher und vernünftiger Schritt, um dies zu versuchen, und ich wünschte, das echte Space-Shuttle-Programm hätte dies getan, wäre die Herstellung von zwei Versionen des Orbiters: eine unbemannte, um für reine Satelliteneinsatzarbeiten verwendet zu werden, eine bemannte für Missionen das brauchte wirklich eine Crew. Darin liegt eine interessante alternative Geschichte.
Benutzer20636
Russell Borogove