¿Las naves espaciales son de un solo uso?

¿Son las naves espaciales y los cohetes portadores de hoy en día realmente para un solo uso (lanzamiento y aterrizaje)? ¿Y luego ya no se pueden usar?

Generalmente sí. La nave espacial "parcialmente reutilizable" más famosa fue el transbordador espacial. Sin embargo, tenga en cuenta que solo subió y bajó a la órbita . Realmente, creo que cada vez más una "nave espacial" es algo que va al espacio, lejos de la órbita terrestre.
@Fattie, la definición generalmente aceptada de "espacio exterior" es cada lugar que está a más de 100 km de la superficie de la Tierra. Si solo subes 100 km y vuelves a caer a la Tierra, puedes afirmar que has estado en el "espacio". ( ¡Yay! Espacio... ¡Maldita sea! )
eso es perfectamente cierto @jameslarge, de hecho. pero las palabras y las descripciones comunes cambian. Realmente no creo que llames al transbordador espacial una "nave espacial", hoy ahora. Era solo un sistema orbital. Una "nave espacial" es como .. Voyager. ¿Sabes? Por supuesto, las opiniones difieren. ¡Comida para el pensamiento!
@Fattie: no, esto no es una opinión. La designación oficial del espacio es como dijo James. El transbordador espacial cuenta absolutamente como una nave espacial en todos los sentidos.

Respuestas (3)

La respuesta TL; DR es: depende.

Lo que está transformando rápidamente la industria es que algunos cohetes ahora son parcialmente, (incluso en su mayoría) reutilizables. Abajo, los dos propulsores del Falcon Heavy aterrizan. Ambos son reutilizados de vuelos anteriores.

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SpaceX y Blue Origin han lanzado y aterrizado con éxito propulsores, y ambas compañías han vuelto a volar esos propulsores. Es importante recordar que ambos solo buscan ir a la órbita terrestre baja (LEO), que es un viaje corto.

Por el contrario, prácticamente ninguno de los sistemas SLS que la NASA está desarrollando es reutilizable porque ese cohete tiene como objetivo llevar cargas útiles mucho más grandes al espacio profundo.

[Tenemos] decisiones de diseño reales que simplemente hacen que SLS sea completamente poco práctico de recuperar. Se enfoca en llevar la gran carga útil a una órbita alta y, al ignorar la necesidad de reutilización, sigue principios de diseño que hacen que la recuperación sea completamente poco práctica.

Tiene sentido que SLS no sea reutilizable porque su capacidad es mucho mayor que la del Falcon Heavy... siendo un 10% más... espera, no, eso es una tontería. Falcon Heavy va a sacar a SLS del negocio.
@corsiKa Posiblemente, pero FH solo tiene una capacidad nominal de 54 toneladas métricas, mientras que se supone que SLS debe hacer 130. BFR pretende superar eso ... eventualmente. Sin embargo, FH probablemente hará que el Delta IV quede fuera del negocio.
@Machavity: 54 * 3 = 162. 162> 130, ¿no? Entonces, ¿3 lanzamientos de FH más un poco de ensamblaje en órbita costarían menos de 1 SLS?
@jamesqf Posiblemente. Soy optimista, los cohetes reutilizables reducirán los costos. Pero FH nunca llevará tanto como SLS, aunque llevará lo que pueda a un precio mucho más económico ($2B por un SLS)
@Machavity " Se supone que SLS debe hacer 130. BFR tiene como objetivo superar eso... eventualmente ". Dado que SLS no está cerca del primer lanzamiento, suenas mucho como un fanático de SLS.
@RonJohn suspiro Falso . SLS está muy atrasado y muy por encima del presupuesto. Creo que volará, pero no sé si llegará más allá (ver Ares V). Dado el tiempo que lleva desarrollarse (FH se anunció en 2011 y solo voló este año), es probable que todavía falte una década para BFR. Con el tiempo, necesitará un vehículo de lanzamiento pesado de algún tipo y FH simplemente no lo es. FH es para las cargas útiles más grandes que F9 no podría transportar. SpaceX necesita una base de clientes más amplia para financiar todo eso.
@Machavity " ... eventualmente " es una respuesta sarcástica.
@Machavity: Mi punto es que a) las sondas robóticas o los satélites realmente no necesitan pesar 130 toneladas; b) 54 toneladas son suficientes para un lanzamiento tripulado a la órbita terrestre; y c) las naves humanas para los viajes al espacio profundo tendrían que ser mucho más grandes y estar compuestas de múltiples módulos para la redundancia, por lo que es mejor ensamblar las cosas en órbita. Entonces, ¿qué le queda por hacer a SLS?
¿Por qué dice "Es importante recordar que ambos solo buscan ir a la órbita terrestre baja (LEO), que es un viaje corto". Te refieres solo a los boosters? Ciertamente, Falcon Heavy no solo está destinado a ir solo a LEO. La misma misión representada en esta respuesta fue a la órbita solar más allá de Marte. Si te refieres solo a los impulsores, esos ni siquiera van a LEO, ¿verdad? No pensé que ninguna parte de la primera etapa realmente alcanzara una órbita, pero podría estar equivocado.
@RonJohn Creo que suenas más como un fanático de SpaceX. El SLS podría elevar el peso seco del FH a LEO. El Falcon Heavy no será tripulado y el historial de SpaceX en el cumplimiento de los plazos no es mucho mejor que el de la NASA. Dudo mucho que BFR vuele alguna vez, pero ciertamente no volará antes que SLS.
@RobRose " es más como si suene como un fanático de SpaceX ". No he dicho ni una palabra sobre lo que SX, F9, FH o BFR pueden hacer o harán. " El SLS *podría ...*" No. Se afirma que el SLS. Está especificado para. Lo hará (probablemente, eventualmente, cuando mis nietos no nacidos se gradúen de la escuela secundaria) lo hará con suficiente voluntad política. Además, el SLS también ha estado en desarrollo desde 2011 , ¿y adivina cuál voló primero?
@RobRose en cuanto a " Dudo mucho que BFR vuele alguna vez ", ¿qué te hace decir eso? Claro, las líneas de tiempo de Musk son casi tan ridículas como las de la NASA, pero, hasta ahora, SX ha construido (al menos las partes importantes) lo que dicen que van a construir. ¿NASA? No tanto.
@RonJohn El SLS también está diseñado para ser manejado mientras que el FH no lo será. Dudo que BFR vuele porque creo que Musk se quedará sin dinero antes de que esté completo. Tesla está en una espiral de muerte y su fracaso eliminaría gran parte del valor neto y la credibilidad de Musk.
El diseño del SLS está casi terminado y la construcción del primer SLS está más avanzada que la del primer BFR. SLS está más cerca de la realidad que BFR en este punto.
@RobRose Estoy bastante seguro de que BFR volará, o al menos algún tipo de cohete similar de SpaceX. En mi opinión, es poco probable que Musk se quede sin dinero, ya que el Falcon Block 5 y el pesado esencialmente superan a todos los cohetes existentes en cuanto a precio. Aunque SpaceX aún no ha demostrado el bloque 5, son optimistas de que pueden alcanzar un tiempo de respuesta de 3 días por núcleo. En este punto, los lanzamientos se vuelven esencialmente solo costos de combustible, y los costos de relanzamiento para SpaceX los reducen a 70%-95% de ganancias por lanzamiento. Con esta proporción de ganancias, ~14 lanzamientos podrían haber financiado todo el proyecto FH.
@Hobbes " SLS está más cerca de la realidad que BFR en este punto ". Más vale que así sea, después de 7 años de desarrollo y muchos miles de millones más gastados que en el FH (que se lanzó 6y10m después del anuncio).
@Dragongeek también eran optimistas de que podrían volar FH en 2014. Y que yo sepa, todavía tienen que reutilizar un núcleo más de una vez y el lanzamiento de FH solo recuperó 2/3 de los impulsores. Y lo mencioné antes: las finanzas de SpaceX no están disponibles públicamente y, por lo tanto, todo lo que tenemos que seguir es lo que dicen y los documentos filtrados del WSJ . Y ya hay contradicciones en esos dos.
@RonJohn Excepto que Falcon Heavy se anunció antes del SLS. Y el SLS es un cohete considerablemente más sofisticado.
@RobRose " Falcon Heavy fue anunciado ante el SLS. " Por 5 meses enteros!!!! " SLS es un cohete considerablemente más sofisticado. " ¿Realmente necesita serlo? Según mi experiencia, desde la década de 1970, la NASA (y Boeing y LockMar) solo desarrollan cosas hipercostosas y demasiado complicadas sin tanta utilidad.
@RonJohn El SLS está diseñado desde cero para lanzar humanos más allá de la órbita terrestre. El FH no estará autorizado y el F9 aún no está autorizado. Así que sí, tendrá que ser más sofisticado.
@Dragongeek: Re "lanzamientos se vuelven esencialmente solo costos de combustible". Bueno, está el costo de una segunda etapa, que AFAIK aún no se ha recuperado. (Y realmente no veo cómo podría ser, ya que tendría que sobrevivir al reingreso...)
@RobRose " El SLS está diseñado ... para lanzar humanos más allá de la órbita terrestre " y, a diferencia de SX, tiene décadas de experiencia en hacerlo, y está comenzando con muchas cosas ya diseñadas y clasificadas por hombres.
Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Mayormente sí. Las otras respuestas abordan las excepciones (Transbordador espacial y SpaceX Falcon 9/FH).

Durante la mayor parte de la historia de los vuelos espaciales, la reutilización fue un sueño. Los primeros cohetes se derivaron de ICBM, para los cuales la reutilización no tenía sentido. Así que se tiró todo el cohete y, para las misiones tripuladas, solo la cápsula de retorno regresó a la Tierra. En teoría, estos podrían reutilizarse, pero nadie se molestó en hacerlo.

Más tarde, varios experimentos siempre parecían mostrar que la reutilización necesitaba tecnología más allá del estado actual del arte, y/o sería más costoso diseñar que construir unos pocos cohetes (lo que significa que los sistemas reutilizables necesitarían una velocidad de vuelo mucho más alta que la demanda en ese momento). el momento de ser económico). Las agencias espaciales analizaron la reutilización una y otra vez (Dyna-Soar, Hermes, HOTOL, Sänger, MUSTARD, X-33, DC-X, por ejemplo).

Solo la NASA tuvo la oportunidad de poner en producción un sistema reutilizable (el Transbordador) y descubrió por las malas lo caro que sería para a. desarrollar toda la nueva tecnología necesaria y b. renovar el Orbiter después de cada aterrizaje porque el enfoque de alta tecnología que utilizaron requería mucho mantenimiento.

Casi todos estos sistemas usaban alas para aterrizar la nave espacial horizontalmente en una pista. Esto los hizo grandes, pesados ​​y vulnerables. Aterrizar un escenario verticalmente no se consideró hasta la década de 1990 con el DC-X . SpaceX y Blue Origin demostraron que este es un enfoque viable y mucho más económico que un avión espacial.

Para ser justos, parte del gasto excesivo de la reutilización del transbordador fue que fue diseñado para poder hacer todo por todos. Como resultado, la gran mayoría de sus vuelos terminaron siendo como conducir un dos y medio hasta la tienda de comestibles de la esquina para comprar una barra de pan.
@Perkins: no estoy seguro de que ese sea el caso. Las alas son mucho más grandes de lo que la NASA necesitaba que fueran, pero incluso si las hace más pequeñas, aún necesita ese escudo térmico de última generación pero que requiere mucho mantenimiento. Lo mismo ocurre con los motores.
Sin embargo, @Hobbes en comparación con un vehículo de un solo uso, esperaría ahorrar dinero al reutilizar el chasis, incluso si tiene que reemplazar completamente los motores y el escudo térmico cada vez; por eso querían un vehículo reutilizable en primer lugar. Pero construyeron uno que podía transportar 20 toneladas a la órbita y regresar, y luego lo usaron de forma rutinaria para transportar solo una pequeña parte de eso, lo que resultó en costos operativos en el mundo real que probablemente fueron más altos que los que hubiera sido el uso de vehículos especialmente diseñados. Ves el mismo fenómeno en los diseños de drones militares que se espera que sean de todo para todos.

No todo.

En particular, el único gran avance que hizo SpaceX es un lanzador reutilizable (Falcon 9) y una nave espacial/módulo de aterrizaje reutilizable (Dragon) que son económicamente viables .

Todavía no hay sistemas completamente reutilizables (la segunda etapa del Falcon 9 se quema al volver a entrar), pero su costo es relativamente menor en relación con la pila completa.

Antes de SpaceX, existía el transbordador espacial, con un orbitador reutilizable y propulsores de cohetes sólidos, y un tanque de combustible líquido desechable. Sin embargo, el gran problema con el transbordador era la economía: los lanzamientos nunca podían generar ganancias, porque el proceso de reacondicionamiento y preparación del orbitador después de cada aterrizaje era excepcionalmente costoso, como los sistemas que se suponía que durarían 50 vuelos comenzarían a fallar después de 5. , y tuvo que ser revisado después de cada uno. Lanzar y renovar Falcon 9 cuesta aproximadamente 1/10 del costo del lanzamiento de un transbordador, y aunque las cargas útiles son más pequeñas, la diferencia de costos hace que el sistema sea realmente rentable y capaz de financiar la propia I + D y el crecimiento en lugar de ser un sumidero de dinero eterno.

Todavía no hay evidencia de que SpaceX haya hecho que la reutilización sea económicamente más viable. Sus finanzas no son públicas, y lo que se ha filtrado está en márgenes muy estrechos que la explosión de un cohete significa que no obtienen ganancias.
Pasar de una pérdida masiva al borde de una ganancia es un muy buen aumento en la viabilidad económica, y esa ni siquiera fue la afirmación hecha, que es solo que los reutilizables anteriores no lo eran y F9 / Dragon sí.
@RobRose: invierten todo el excedente en I+D. Serían bastante rentables si simplemente decidieran realizar lanzamientos comerciales de lo que tienen y recortar los fondos para la investigación de nuevos cohetes.
¿Las naves espaciales son de un solo uso?
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