¿No sería más fácil para SpaceX hacer que su primera etapa sea parcialmente reutilizable?

Hay varios problemas con su propuesta:

Necesita combustible para aterrizar la sección del motor, por lo que en su propuesta, el escenario necesitaría dos juegos de tanques de combustible: un juego desechable y un segundo juego más pequeño que se queda con el motor. Esto (más el mecanismo de separación) hace que la primera etapa sea mucho más compleja.

Sospecho que el tanque vacío también ayuda a la estabilidad: la primera etapa tiene la mayor parte de su peso en la parte inferior, que es la configuración más estable. La sección del motor tendría su centro de gravedad a la mitad, lo que hace que sea más probable que el escenario comience a tambalearse.

Los tanques de combustible son en su mayoría espacios vacíos, pero están hechos de aleaciones aptas para naves espaciales y están soldados en máquinas costosas. Esto no es una lata de coca cola que estás tirando. Si va a reutilizar la primera etapa, tiene sentido reutilizar la mayor cantidad posible.

Si quita los tanques, reduce el peso a la mitad como máximo, por lo que quitarlos no facilita mucho el aterrizaje. Tienen mucha potencia disponible para aterrizar el peso. La complejidad está en controlar el descenso para aterrizar exactamente en el lugar correcto. Al hacer que el escenario sea más estable, los tanques de combustible realmente ayudan a simplificar el aterrizaje.

Permítanme agregar algunos detalles que desgarran un poco más la justificación. Pero tendré que introducir algunas especulaciones sobre los motivos de reutilizar solo una parte de la primera etapa, luego puedo derribarlos:

1. Quizás el OP piense que será más fácil maniobrar sin el tanque superior, o al menos menos probable que se rompa
2. Quizás solo recuperar la parte inferior requerirá menos combustible o menos empuje, haciéndolo más viable.

Argumentaré que el efecto real de ambos es en realidad opuesto a la intención.

Una analogía es que equilibrar la primera etapa es como equilibrar un bate de béisbol en la parte superior de la mano. Pero creo que esto ignora varios factores aerodinámicos. El centro de gravedad es más alto con la parte superior del tanque adjunta, pero el centro de presión también se mueve en un modo de estabilización. Si dejas caer un tubo con un extremo pesado, entonces las fuerzas naturales tenderán a mantenerlo en posición vertical. Esto no cambia la necesidad de control activo una vez que enciende los motores, pero lo necesita de todos modos.

Además, con respecto al punto #2, considere lo siguiente:

http://cosmiclog.nbcnews.com/_news/2013/03/09/17251376-spacexs-elon-musk-shows-off-grasshopper-test-rockets-latest-hop?lite

"Grasshopper aterrizó con su mayor precisión hasta el momento en la parte más central de la plataforma de lanzamiento", dijo SpaceX. "En el momento del aterrizaje, la relación empuje-peso del vehículo fue superior a uno, lo que demuestra un algoritmo de aterrizaje clave para Falcon 9".

Cuando la primera etapa aterriza, su relación de empuje a peso es mayor que 1. Si eso te parece una locura, lo leíste bien. Como tal, en realidad sería más conveniente que el escenario pesara más cuando aterriza. Ahorrar masa en este punto no es un beneficio, es un detrimento. No puede acelerar el motor lo suficiente como para obtener un tipo de aterrizaje estacionario perfecto. Si arrojas más masa, tendrás que golpear el suelo con más fuerza y ​​con menos margen de error.

TANGENTE: Este esquema no tiene ningún sentido para la primera etapa, cierto. ¿Pero tal vez tenga sentido para la segunda o última etapa? Si este cohete alcanza la órbita, entonces tendrá un gran problema para regresar a través de la atmósfera y la reentrada propulsora será diezmada por el presupuesto de propulsión. Como tal, creo que hay una creciente aceptación de que la reutilización de la etapa final no puede ser como la primera etapa.

Hablando de manera extremadamente especulativa, una solución para esto podría ser volver a ingresar parte del hardware de la etapa final dentro de una cápsula y un escudo térmico enviado por separado. La idea es que desmontes el cohete en un taller orbital y priorices las partes más valiosas y fáciles de reutilizar. Si puede empacar esas partes de varios lanzamientos en una sola cápsula, entonces posiblemente podría tener sentido económico. Esta sería una forma de reutilización de los motores, pero no de los tanques.

No sé si es muy buena idea, pero podría ser coherente.