¿Tiene sentido desde el punto de vista económico utilizar un remolcador de combustible eléctrico para suministrar combustible a un programa de alunizaje?
Estoy imaginando una arquitectura de lanzamiento de una carga útil de 25 t de combustible principalmente en LEO que luego usa propulsores de iones para moverse a la luna para reabastecer las naves espaciales utilizadas en la exploración lunar.
¿Esta arquitectura tiene sentido y hay algún estudio al respecto?
Entonces, el hecho básico es que el delta-V de LEO a LLO (órbita lunar baja) usando un sistema de alto empuje es de aproximadamente 4 km/s y usando un sistema de bajo empuje es de aproximadamente 8. fuente
Entonces, usando algo como un motor raptor de vacío ( 382s) necesita una relación de masa de aproximadamente 2:1. Es decir, por cada tonelada que quieras entregar a LLO necesitas 2 toneladas de metalox en LEO. Usando un motor de iones ( digamos 5000 aunque varían mucho) la relación de masa es 0.17, por lo que necesita 170 kg de xenón (económicamente, probablemente sea mejor usar un criptón y aceptar un poco menos de eficiencia energética, pero lo que sea).
Un remolcador de iones también necesita grandes paneles solares (el uso de un reactor de fisión en LEO generalmente está mal visto por varias razones), por lo que su "masa seca" puede ser mayor.
Entonces, desde la perspectiva del combustible, está comparando el costo (en LEO) de dos toneladas de metalox con 170 kg de criptón. Alternativamente, incluida la carga, necesita 3 toneladas para entregar una tonelada de carga con un motor químico y 1,2 toneladas con el motor de iones. Un diferencial mayor si desea que el remolcador regrese sin aerofrenado (depende de la masa "seca" del remolcador).
Por otro lado, el tirón de iones también será mucho más lento. Lo más probable es que meses o años por viaje de ida y vuelta, frente a unos pocos días para productos químicos. Esto es importante si el remolcador es costoso de construir o botar. Necesita más de ellos para entregar la misma cantidad de toneladas/año a LLO. Este podría ser fácilmente el factor dominante, especialmente si el tirón químico estaba más o menos listo para usar (por ejemplo, una nave estelar SpaceX desmontada).
Es casi seguro que una mejor solución a largo plazo es hacer propulsor en la luna o en un asteroide. Si puedes encontrar hielo en la luna, esto es relativamente fácil. Si no, puedes hacer polvo de aluminio y oxígeno líquido a partir de roca si tienes suficiente energía, o enviarlo en agua desde Ceres.
LocalFluff
UH oh
antonio x
ikrasa