¿Cuáles son los planes de SpaceX para Starship con respecto al alunizaje y luego al despegue?

Starship usa motores Raptor que a su vez usan metano líquido como combustible. La idea de usar metano como combustible es que el metano se puede producir en Marte a partir de CO2 y H2O. Y utilizando el metano producido en el sitio, Starship puede despegar de Marte y regresar al Planeta Azul.

Pero, ¿qué pasa con las misiones lunares? No creo que se pueda producir metano en la Luna (pero supongo que sí se puede producir hidrógeno). Entonces, ¿cómo despegaría la nave estelar de la Luna? ¿Tiene que transportar suficiente metano teniendo en cuenta el despegue también, o qué más?

la búsqueda de google no ayudó - spacex starship how will methane be produced on moon- no hay resultados relevantes.
Creo que es bastante probable que haya algunos minerales de carbonato a algunos metros de profundidad en el suelo. Sin embargo, solo tenemos algunas muestras de superficie todavía. El CO2 podría extraerse de los carbonatos mediante calentamiento y luego procesarse en metano (requiere H2, 400C y catalizador de rutenio).

Respuestas (2)

El Lunar Starship tendrá que ser reabastecido desde la Tierra, para cada misión, y traerá su combustible para regresar con él, cuando aterrice.

Como se señaló, si bien puede haber hidrógeno disponible en el hielo de los cráteres, no se espera que el carbono esté fácilmente disponible en un formato apropiado para la fabricación de metano en la luna.

Por lo tanto, ISRU (In-Situ Resource Utilization, también conocido como: haga su propio combustible a partir de recursos locales. Como CO2 + H20 para hacer CH4 en Marte) no estará sobre la mesa para los primeros lanzamientos a la Luna, en contraste con las misiones a Marte que dependen de ISRU para los vuelos de regreso.

El propulsor requerido para lanzar desde la luna es lo suficientemente bajo como para que pueda ser transportado hacia abajo y usado para regresar. Por otro lado, la ausencia de una atmósfera significa que el aerofrenado, como estaba previsto en Marte/Tierra, no está disponible y toda la velocidad debe ser frenada a través del empuje, lo que significa que se necesita más combustible para el aterrizaje.

Fresco. Entonces debería haberse desarrollado una nave estelar de Metano para Marte y una nave estelar de Hidrógeno para la Luna. Por supuesto, la luna está cerca, por lo que posiblemente sea más fácil ahorrar algo de combustible para el regreso. Pero, ¿cuánto tiempo podemos mantener el metano en temperaturas criogénicas? Unos pocos meses pueden ser como un viaje a Marte... pero si tenemos que mantener el módulo de aterrizaje lunar en la luna durante años... mantener el metano en temperaturas criogénicas podría ser un cuello de botella.
@samshers No, ambos volarían con metano. La luna tiene requisitos delta-v considerablemente más bajos. No proporcionará aerofrenado, pero la gravedad es mucho menor.
Esta publicación podría mejorarse proporcionando fuentes.
@jcrm, desde spacex no se menciona el combustible para el despegue lunar. Así que supongo que tenemos que asumir. Espero que Geoffc esté de acuerdo. Creo que es para que spacex lo aclare.
@JCRM, there is no expectation of a carbon source on the moon.esto se puede debatir. Ver el comentario sobre la pregunta de Peterh
este no es un sitio para debatir @samshers, ni tampoco para asumir.
@samshers Creo que una nueva pregunta es "¿Desafíos técnicos para el almacenamiento a largo plazo o el almacenamiento en caché de metano propulsor en la Luna?" podría ser una buena manera de abordar esto. "¿Es posible X?" Por lo general, las preguntas no funcionan tan bien, pero si hiciera una pregunta específica sobre desafíos como mantenerlo frío versus mantenerlo presurizado en la superficie lunar, creo que sería bien recibido y atraería algunas buenas respuestas. En su pregunta, puede recordar a los lectores que el transporte y almacenamiento de GNL en la Tierra está bastante bien establecido.
Un Starship de hidrógeno sería un vehículo completamente diferente... ¿quién va a pagar por desarrollarlo cuando un Starship estándar puede hacer el trabajo? Y si solo almacenar metano es un cuello de botella, ¿cómo sería mejor extraer y licuar hidrógeno?

Todo el sistema Starship se basa en dos ideas fundamentales:

  • Repostaje robótico y
  • Una gran flota de vehículos baratos, agresivamente simples, producidos en masa y en su mayoría idénticos reduce los costos. Incluso Super Heavy es esencialmente solo un Starship reforzado y alargado con más motores y sin morro.

Entonces, sí, Starship necesitará llevar suficiente combustible tanto para aterrizar (¡sin aerofrenado en la Luna!) como para despegar. Pero recuerde que la arquitectura de Artemisa solo tiene los módulos de aterrizaje lunares que van desde el Portal Lunar hasta la superficie de la Luna y regresan. No tienen que llegar hasta allí desde la Tierra (excepto la primera vez, por supuesto), y nunca tienen que volver a la Tierra. Solo suben y bajan desde la órbita lunar hasta la superficie lunar y viceversa.

Entonces, el Lunar Starship (¿Moonship?) Solo necesita suficiente combustible para salir de órbita y aterrizar, y luego lanzarse y volver a la órbita. Y hace todo esto en la gravedad mucho más baja de la Luna. Y aunque la falta de aerofrenado significa gastar más combustible en el aterrizaje, también significa gastar menos combustible debido a que no hay resistencia del aire en el despegue.

Si tienen que repostar cada vez antes de volver a bajar, que así sea. Repostar es lo que hace Starship. Recuerde, para una misión a Marte, ya esperan repostar de 5 a 10 veces en LEO, por lo que claramente, repostar es algo que no les asusta.

Usar hidrógeno no tiene sentido debido a la idea fundamental #2. Un vehículo como Starship es esencialmente solo dos cosas: un tanque gigante con motores conectados en la parte inferior. Para el hidrógeno, obviamente necesita motores completamente nuevos y completamente diferentes. Y necesitas tanques completamente diferentes. No solo los tamaños de los tanques deben ser diferentes porque las proporciones de volumen serán diferentes para el hidrolox y el metalox, sino que probablemente también los materiales deban ser diferentes, ya que el hidrógeno líquido es mucho más frío que el oxígeno líquido o el metano.

Entonces, si un vehículo consta esencialmente de tanques y motores, y usted necesita diseñar, desarrollar, fabricar, probar, calificar motores completamente nuevos y tanques completamente nuevos desde cero, la respuesta a "¿por qué no simplemente hacen un metalox y un hidrolox Starship" debe ser claro: simplemente no sería un Starship, sería un vehículo nuevo con la misma cantidad de recursos de desarrollo, costos, ingenieros y el mismo tiempo de desarrollo que el Starship existente.

Esto es exactamente lo contrario de "una gran flota de vehículos producidos en masa, en su mayoría idénticos, que reducen los costos".

Ahora, podrías decir: "Espera, ¿no es la Lunar Starship ya muy diferente?" Bueno en realidad no. No tendrá superficies de control aerodinámico ni escudos térmicos, pero esos son "apéndices" montados externamente. Puedes simplemente... no montarlos . Y estará pintado de blanco, pero eso es literalmente solo un trabajo de pintura.

Tendrá la ojiva con la(s) esclusa(s) de aire y la grúa dentro, pero la ojiva es una pieza bastante simple que en su mayor parte está separada. ( De todos modos, tendrán que construir diferentes nosecones, incluso si no ganan el contrato HLS, ya que esas son más o menos la única diferencia entre Cargo Starship, Crew Starship y Tanker Starship de todos modos) Y tendrá los propulsores de aterrizaje adicionales , pero esos van a ser "derivados de Raptor", por lo que aún compartirán algunos puntos en común con el Raptor, así como con los propulsores de gas caliente, que también serán "derivados de Raptor".

Entonces, Lunar Starship es más una modificación sencilla de Crew Starship que un vehículo completamente nuevo.

Entonces, al final, hay dos razones principales para usar metano líquido:

  • Diseñar, desarrollar y construir un vehículo único y completamente diferente solo para HLS no tiene sentido desde el punto de vista económico.
  • Repostar está en el ADN de Starship, así que ¿a quién le importa si tienes que repostar cada vez?
También está lejos de ser seguro que incluso podamos extraer suficiente agua para hacer propulsor... puede ser un recurso demasiado valioso para usar para tales cosas, e incluso si es posible, puede llevar mucho tiempo configurarlo. El oxígeno se puede producir en cualquier lugar donde pueda encontrar rocas, y las necesidades de propulsor de Starship son 78% de oxígeno. Y si está importando la parte del combustible, es mucho más fácil importar y almacenar metano que hidrógeno. Starship podría tener una gran ventaja sobre las naves que queman hidrógeno durante mucho tiempo.