¿Límites prácticos para reiniciar un motor de cohete principal en órbita? [duplicar]

Con las tecnologías actuales, ¿existen límites prácticos en la cantidad de veces que se puede reiniciar un motor de cohete mientras permanece en órbita? Con suficiente combustible, ¿podría diseñarse hoy un motor que pudiera hacer 1000 quemaduras orbitales cortas? ¿Qué hay de 100 quemaduras, cada una de las cuales no dura más de dos minutos más o menos?

Para mis propósitos, puede excluir los motores que salen de órbita y luego vuelven a subir. Solo me interesan los cohetes de alto empuje, ya sean convencionales, híbridos o de otro tipo; Estoy pensando en algo que podría mover razonablemente un gran tonelaje.

También estaría interesado en los diseños actuales que tienen récords en términos de cuántas veces se han vuelto a disparar con éxito en una sola misión. También se agradecería un análisis razonable de qué subsistema probablemente fallaría primero.

Podría valer la pena buscar propulsores de actitud, ya que esos diseños pueden ser escalables y se pueden usar miles de veces.
@FraserOfSmeg AFAIK, la mayoría de esos diseños son demasiado ineficientes para ser considerados seriamente para la propulsión, sin importar el tamaño.
¿Qué te hace pensar que los propulsores de actitud son ineficientes?
Chorros de gas frio? . . .Si otros tipos pudieran funcionar, házmelo saber.
¿Monopropulsor de peróxido de hidrógeno?
@User58220 Ningún monopropulsor puede competir con los bipropulsores. No quiero sacrificar demasiado en términos de cantidad de propelente requerido.
@FraserOfSmeg impresionantes impulsos específicos en esos. Me pregunto si la alimentación a presión se puede escalar realmente para competir con las turbobombas en términos de empuje.
@FraserOfSmeg esta mañana veo un par de diseños alimentados a presión, por ejemplo, AJ-10 y Kestrel .
@NathanTuggy, esa pregunta no es un duplicado exacto, estaba pensando en un escenario que requiere muchos reinicios en la misma misión. La respuesta de Russell Borogrove se aplica, sin duda, pero aún me gustaría saber el récord de número de reinicios de motor de alto empuje
En cuanto a los registros de reinicio en misiones reales, RL-10 ha realizado al menos 7 arranques (hidrolox); Apolo 9 SPS también 7 (hipergólico). Creo que la mayoría de los Apollo dispararon SPS 5-7 veces, incluidas las correcciones a mitad de camino. (Google Apollo _ línea de tiempo para más detalles).
La Fuerza Aérea quería probar un Transtage Titan IIIC (motor AJ-10, hipergólico) a través de 10 encendidos en una misión a fines del 65 (colocando algunos satélites en diferentes órbitas con los primeros, y luego alardeando), pero el lanzamiento falló. y no sé si volvieron a intentar una prueba de 10 quemaduras. Los Titan IIIC colocaron 8 satélites en un lanzamiento, presumiblemente necesitando muchas quemaduras para hacerlo, en tres ocasiones distintas en el '66, '67 y 1968.

Respuestas (1)

A los efectos de su pregunta, subdividiré los diseños de motores de cohetes en dos categorías y algunas subcategorías

  1. Diseños que utilizan propulsores hipergólicos
  2. Diseños que utilizan propulsores no hipergólicos
    1. Diseños que usan un encendedor de antorcha o algo similar
    2. Diseños que utilizan mecanismos de encendido no reutilizables (por ejemplo, babosas hipergólicas, encendedores de combustible sólido, probablemente otros en los que no haya pensado)

Los diseños de tipo 1 se pueden reiniciar cualquier número de veces. Los propulsores hipergólicos se encienden al contacto entre sí, lo que significa que no es necesario un mecanismo de encendido por separado. Por esta razón, los ve utilizados en los sistemas de control de reacción (RCS) en el transbordador espacial, el Dragon de SpaceX y otros vehículos.

Los diseños de tipo 2.1 también se pueden reiniciar cualquier cantidad de veces, teóricamente, pero se basan en un mecanismo de encendido que tiene partes móviles (es decir, válvulas) que pueden fallar, por lo que el límite superior de la cantidad de veces que se puede reiniciar dependería de la fiabilidad de los componentes mecánicos.

Los diseños de tipo 2.2 solo se pueden reiniciar un número fijo de veces, en algunos casos no se pueden reiniciar en absoluto. Los diseños que utilizan 'babosas' hipergólicas colocan una 'babosa' de propulsor hipergólico frente al propulsor 'normal', de modo que las babosas se encienden y proporcionan el calor para encender el resto del propulsor. Aquí, estás limitado a la cantidad de slugs que llevas contigo. Por lo general, será un número de un solo dígito. Creo que este es el método que usa SpaceX para sus motores de etapa superior cuando necesitan llevar satélites a órbitas más altas. Y como señaló Rikki-Tikki-Tavi, otros motores usan mecanismos de combustible sólido para encender su combustible y, en ese caso, está limitado a la cantidad de encendedores de combustible sólido que lleva consigo.

@Nickolai Hypergolic (su n. ° 1) aún tendría partes móviles (válvulas), solo menos que otros diseños.
¿Qué es un encendedor de antorcha? ¿Qué hay de los encendedores eléctricos (efectivamente, bujías)? Sin partes móviles, sin consumibles que no sean electricidad.
Un encendedor de antorcha, si no recuerdo mal, usa cantidades más pequeñas de combustible y oxidante y las enciende con algo así como una bujía para crear una llama más grande que tiene suficiente calor para encender los propulsores que van a la cámara de combustión principal. @AnthonyX señala correctamente que incluso los diseños hipergólicos están limitados por la confiabilidad de su válvula y cosas por el estilo. Los encendedores de antorcha necesitarán más válvulas ya que hay más líneas de propulsor, por lo que presumiblemente son menos confiables, pero supongo que eventualmente se reduce a cómo diseña el sistema, es decir, qué partes elige, etc.
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