¿Fue alguna vez plausible la reutilización de la segunda etapa de Sea Dragon?

Muchos sitios web afirman constantemente que la primera etapa del enorme cohete Sea Dragon estaba destinada a ser reutilizable. Si bien recuperar un propulsor gigante del mar después de un amerizaje puede parecer complicado, no rompe mi suspensión de incredulidad: estoy dispuesto a creer que la velocidad terminal de un tanque enorme, pero (en su mayoría) vacío, es lo suficientemente baja como para lograr esta hazaña.

Pero ayer me topé con la entrada de blog de Vintage Space Sea Dragon is the Biggest Rocket We Ever Dreamed Of . Entre muchos detalles de diseño interesantes, uno me parece ridículo: ¡la reutilización de la segunda etapa! Mirad:

La recuperación de la segunda etapa sería similar, aunque su regreso a la Tierra comenzaría con pequeños retrocohetes en la nariz, ya que regresaría a casa desde la órbita. Después del reingreso atmosférico, un faldón similar al de la primera etapa lo reduciría a la velocidad de impacto deseada [...]

¿Es siquiera remotamente posible? Quiero decir, la segunda (y última) etapa debería tener (si entiendo correctamente) una velocidad bastante cercana a la velocidad orbital. Entonces, ¿cómo se supone que sobrevivirá al reingreso? ¿Especialmente cuando los retrocohetes se describen como "pequeños"? (al menos "pequeño" para los estándares de Sea Dragon)

No tengo idea si es realmente factible para Sea Dragon S2, pero una ruta para lidiar con el calentamiento de reentrada es simplemente ser un disipador de calor: tener suficiente masa en metal conductor térmico para absorber todo el pulso de calor de reentrada sin elevar la temperatura a derritiendo. Dado que Sea Dragon tenía paredes de tanque inusualmente gruesas, esa puede haber sido la idea para la recuperación de la segunda etapa.

Respuestas (1)

La publicación de blog vinculada en la pregunta es de una serie de publicaciones de Vintage Space en Discover Magazine. Amy Shira Teitel también tiene una extensa serie de videos informativos y agradables en su canal de YouTube Vintage Space .

Vale la pena ver el video Sea Dragon is the Massive Rocket of Spaceflight Dreams para obtener un desglose útil de la propuesta de Sea Dragon. He transcrito su discusión sobre la recuperación de la primera y la segunda etapa 06:07entre 07:19. El último párrafo indica que Aerojet afirma que la implementación propuesta de Sea Dragon sería una serie de desafíos de ingeniería solucionables.

Tanto la primera como la segunda etapa se recuperaron al principio simplemente usando un simple frenado aerodinámico mientras caían a través de la atmósfera superior, pero la etapa activa de recuperación usaría un dispositivo de desaceleración aerodinámica.

Este desacelerador era un sistema confiable y muy fácil. Era una gran bengala cónica de 300 pies de diámetro, que podía presurizarse con el mismo gas presurizador que se usaba en los motores alimentados a presión para cada etapa. Esto también aseguró que ambas etapas golpearan el agua en la orientación correcta con la nariz hacia abajo, una forma que minimizaría las fuerzas y tensiones en el cuerpo de modo que pudiera restaurarse fácilmente y reutilizarse, en lugar de construir uno nuevo. Después de que la primera y la segunda etapa salpicen, serían recuperadas y remolcadas de regreso a la laguna de montaje. Allí serían reacondicionados y cualquier pieza que necesitara ser reemplazada podría ser reemplazada. Pero al final del día, la mayor parte del cohete podría restaurarse, acoplarse nuevamente en esa laguna y usarse nuevamente en otro lanzamiento de Sea Dragon.

Como señaló Aerojet en su informe de 1963, el dragón marino definitivamente representó un gran salto en la tecnología, pero no fue uno que fuera completamente imposible. Cada desafío con Sea Dragon era en realidad solo un desafío de ingeniería, y los desafíos de ingeniería podían resolverse.

El informe NASA-CR-52817 Sea Dragon Concept. Volumen 1: Resumen (Aerojet-General Corp.) N88-71080m 28-ene-1963 discute la recuperación de ambas etapas en la sección III-C, y la segunda etapa en particular en las páginas III-c-19 a 21.

Se puede encontrar una discusión adicional sobre el desarrollo de la recuperación a lo largo de este informe fechado unas semanas después.

Los motores auxiliares de la segunda etapa proporcionan empuje de inyección orbital para la carga útil y la segunda etapa entrará en órbita con la carga útil. Durante el ascenso a la órbita y después de que el motor principal de la segunda etapa haya dejado de funcionar, la falda de tobera expandible se separará y expulsará de la etapa. Después de alcanzar la condición orbital, la carga útil y la segunda etapa gastada se separarán. Cuando la segunda etapa haya alcanzado la posición deseada, se dispararán pequeños retrocohetes en la nariz para expulsar el vehículo fuera de órbita. Se requerirá un impulso de velocidad de 480 ft/seg para dar un ángulo de reentrada inicial de 2,5° desde la horizontal local.

La estabilización aerodinámica y la desaceleración de la etapa se lograrán con una bengala hinchable similar a la utilizada para la recuperación de la primera etapa. El tamaño de la bengala será más pequeño que la bengala utilizada en la primera etapa. La presión del tanque disponible es menor, 50 psi, sin embargo, el peso recuperado también es menor, 1.2 x 10E6 lb. Esta presión del tanque de 50 psi, disponible para reacciones de carga axial, corresponde a una velocidad terminal de 210 ft/seg para la cual se requiere una antorcha. Se requiere un diámetro de 240 pies.

El calentamiento aerodinámico para la recuperación de la segunda etapa será más severo que para la primera etapa. Será necesario el uso de material de bengala con mayor resistencia térmica_ como malla Rene 41 y recubrimientos ablativos.

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Esa imagen que agregaste (y que originalmente había agregado) es la primera etapa. Mire los números de las estaciones y compárelos con los números de las estaciones en el gran dibujo recortado en la página 50 del pdf. Me engañó la nariz puntiaguda y las dimensiones rechonchas también. la segunda etapa es en realidad más grande que la primera, porque está alimentada con LH2.
@OrganicMarble como yo también, ¡gracias! Bien, he terminado, no dude en editar esto más o publicar una respuesta complementaria.
¡Gracias por toda la información! Aunque todavía no estoy completamente convencido de si el aerofrenado desde la órbita sin ningún escudo es una buena idea, ahora recuerdo que se suponía que el avión espacial Star Raker también realizaría el reingreso sin los mosaicos del estilo del transbordador espacial gracias a la "carga del ala inferior". Pero dados los problemas de las naves espaciales realmente construidas, esto todavía me suena como magia.