¿Cuánto combustible (en toneladas) podrá entregar un buque cisterna dedicado a una nave estelar en LEO?

Los petroleros de naves estelares que reabastecerán de combustible a las naves estelares en órbita solo llevarán combustible. Escuché que se describe que al principio serán simplemente naves estelares normales, pero con más combustible sobrante cuando lleguen a la órbita porque no hay carga. Eso suena loco para mí. Parece obvio que pronto tomarían el peso de la carga faltante y aumentarían la capacidad del tanque de combustible en esa cantidad.

(Hablando con metano y oxígeno considerados juntos como combustible). La capacidad de carga que hemos escuchado últimamente es de 130 toneladas. El combustible en el despegue se indica como 1200 toneladas. Así que juntos son 1330 toneladas de combustible. Sin embargo, no puedo encontrar una cifra de cuánto combustible quedará cuando llegue a LEO. También supondría que estas cifras incluyen combustible en los tanques de cabecera que se necesita para aterrizar.

Para saber cuánto combustible tendría disponible un petrolero para transferir, primero necesitaríamos saber cuánto quedaría una vez en órbita. (comenzando con 1330 toneladas) y luego reste el combustible de aterrizaje. Obviamente no tengo todas las piezas. Así que aquí está mi pregunta.

¿Cuánto combustible (en toneladas) podrá entregar un buque cisterna dedicado a una nave estelar en LEO?

Se hizo una pregunta similar hace 2 años cuando los números eran realmente diferentes (50 toneladas de carga y 1000 toneladas de combustible y oxígeno). Además, se preguntó en términos de cuántas cargas de camiones cisterna se necesitaban. Por supuesto, el número de viajes en cisterna necesarios depende del destino y el peso de la carga en el viaje. Así que estoy preguntando cuántas toneladas de combustible tendrá que aportar un camión cisterna una vez en LEO. No sé si ustedes piensan que esta pregunta es lo suficientemente diferente, pero la respuesta que busco no estaba en la pregunta anterior.

Parece que esto podría resolverse con la ecuación del cohete. Dado el impulso específico del raptor (330 segundos), el peso en seco y el peso del combustible tanto del superpesado como del Starship de wikipedia. Cohete Super Pesado 180.000 Kg. combustible 3.4000.000 kg. Para Starship, el peso seco es de 120 000 kg de peso de combustible (curiosamente) también de 120 000 kg (¿no es así?) Pero, por supuesto, sugeriría agregar las 130 toneladas métricas de carga a eso. Parece que resolver esto con la puesta en escena debe ser difícil. Esta mas allá de mi.

Respuestas (2)

Esto es equivalente a preguntar "cuánta masa de carga útil pueden poner Starship + Superheavy en LEO por lanzamiento". Es solo que en el caso de un camión cisterna, la "carga útil" es combustible en lugar de carga.

Por el momento, esa es una pregunta bastante difícil de responder, ya que el diseño de Starship y Superheavy sigue cambiando constantemente a medida que continúa el proceso de desarrollo. La revisión más reciente de la guía de usuarios de Starship en el sitio web de SpaceX es bastante vaga sobre este tema, y ​​promete solo "100+" toneladas métricas de masa de carga útil para LEO.

La estimación más reciente que pude encontrar de Elon Musk es solo un poco más específica y sugiere entre 100 y 125 toneladas métricas de carga útil en una órbita útil:

@elonmusk: 100mT a 125mT para una verdadera carga útil a una órbita útil (por ejemplo, misión Starlink), incluidas las reservas de propulsor. 150 mT como carga útil de referencia en comparación con otros cohetes. Esto está en una configuración totalmente reutilizable. Aproximadamente el doble en configuración totalmente prescindible, que con suerte nunca.

Es posible que un camión cisterna dedicado también tenga un poco más de capacidad que el Starship de carga, según el diseño; cada gramo de peso que pueden eliminar de la masa seca del barco es otro gramo de combustible que pueden entregar a LEO. En este punto, sin embargo, el diseño no está lo suficientemente avanzado como para especular sobre diferencias tan pequeñas.

Realmente no es equivalente a preguntar "cuánta masa de carga útil puede poner Starship + Superheavy en LEO por lanzamiento" porque cualquier carga útil además del combustible necesita una contención diferente (tarifa, etc.). En el caso de un petrolero, podrían aumentar el tamaño de los mismos tanques utilizados para el lanzamiento y simplemente entregar lo que quede como carga. Así que no hay tanques adicionales en el morro/área de carga. Estoy imaginando un barco diseñado como si no hubiera carga en absoluto (aparte de los tanques de cabecera para el aterrizaje).
@JohnnyRobinson Lo cubrí en mi último párrafo. Es cierto que es una explicación un poco complicada, pero el diseño de Starship aún no está finalizado hasta el punto en que pequeñas optimizaciones como esa marcan una gran diferencia en la respuesta. "100-125 Mg" abarca un margen de error bastante grande.
Sí, demasiado pronto para decirlo.
Musk ha declarado recientemente que cree que se necesitarían 8 lanzamientos para alimentar la nave estelar, y BlueOrigin apuesta a que serán 16 lanzamientos. Musk está usando 150 toneladas y afirma que se necesitarían 1200 toneladas para una nave estelar lunar. Un poco extraño que tomaría tanto, honestamente. También me he estado preguntando cuánto combustible necesitaría Starship para viajar a Marte con humanos, dado que es un viaje de 9 meses y aún no hay señales de paneles solares.

Esta es una muy buena pregunta y debe medirse absolutamente por la carga y la capacidad adicional de combustible. Marcus House y otros han estado citando de 10 a 15 viajes en camiones cisterna para alimentar una nave estelar con destino a la Luna oa Marte; lo que simplemente parece incorrecto. ¿Aquí estamos leyendo que los "petroleros" están utilizando la misma capacidad de combustible residual sin agregar la capacidad de carga de 100-130 toneladas? Si el domo común se moviera hacia arriba y el domo de popa se extendiera a la sección de carga, no creo que tomará cerca de 10 viajes y mucho menos 15 IMNSHO.