Esta es una continuación de una pregunta anterior publicada hace unos meses. Si consideramos que un vehículo SSTO se lanza desde un planeta con atmósfera, ¿sería óptimo como combustible tener un período de empuje reducido mientras atraviesa la parte más espesa de la atmósfera (incluso si ignoramos las restricciones de presión dinámica), para minimizar el mayores pérdidas por arrastre? Si es así, ¿un perfil de empuje de combustible óptimo para un ascenso a la órbita consistiría en un período inicial de empuje máximo, un segundo período de empuje reducido, un tercer período de empuje máximo, un cuarto período de empuje cero (fase costera) y un quinto y último período de empuje máximo para circularizar la órbita?
Esencialmente, sí. Siempre que pueda generar suficiente empuje y la atmósfera sea tan densa que sus pérdidas de arrastre atmosférico durante ese período relativamente corto superarían las pérdidas de arrastre gravitacional durante todo el ascenso.
En la Tierra, con el tipo de propulsión que tenemos, este no es el caso: MaxQ es principalmente una preocupación de durabilidad estructural, la presión del aire cae rápidamente durante los primeros kilómetros, la resistencia del aire se vuelve mucho menos un problema rápidamente y la resistencia gravitacional se traga. casi 1000 m/s de delta-V, no importa que la presión más alta reduzca el rendimiento de los motores, lo que dificulta lograr una aceleración tan rápida.
Entonces, esencialmente, en nuestro planeta, con los motores como son y los cohetes tan duraderos contra la presión dinámica como son, la restricción de "reducir el empuje para reducir la resistencia atmosférica" nunca se encuentra. Podría convertirse en un problema con los lanzamientos asistidos desde tierra (por ejemplo, un "cañón espacial" que le da al cohete los primeros 2 km/s al nivel del suelo) o si intenta lanzar desde Venus o algo así. Sin embargo, no con las propulsiones actuales.
No estaría completamente seguro acerca del "quinto y último período de empuje máximo para circularizar la órbita". Necesita muy poco delta-V para circular, opera con un TWR muy alto (motor que actúa con el máximo empuje de vacío, ¡los tanques de combustible están casi vacíos sin sobrecargarlo!) y desea alcanzar su órbita con una precisión decente. Por lo tanto, reducir la velocidad puede ser deseable por motivos prácticos/de seguridad (completamente aparte de la optimización del combustible).
SF.