¿Podría ser útil un ensamblaje Falcon Heavy o algo similar para misiones en el espacio profundo? [duplicar]

Un Falcon Heavy en la plataforma de lanzamiento pesa alrededor de 1400 toneladas. Su carga útil en órbita baja es de aproximadamente 64 toneladas (totalmente prescindible) (ambas cifras de wikipedia ). Por lo tanto, se necesitarían, no 2, sino alrededor de 22 Falcon Heavy de alguna manera atados juntos para levantar uno completamente alimentado y ponerlo en órbita.

De alguna manera, está describiendo en principio, pero no específicamente, el enfoque que SpaceX pretende usar con el Big Falcon Rocket (BFR).

Los motores Raptor de la etapa de refuerzo (31!!!) a veces llamados BFR, impulsan la etapa superior (7 Raptors, 3 nivel del mar, 4 optimizados al vacío) a veces llamado BFS (Big Falcon Ship) para orbitar con hasta 150,000 libras de carga útil.

Luego, para las misiones lunares, al menos dos vuelos de reabastecimiento de combustible en versiones cisterna del BFS entregan combustible y oxidante. Para vuelos a Marte, entregan 6 cargas de combustible y oxidante.

Al final del ejercicio de reabastecimiento de combustible, termina básicamente con una etapa superior completamente alimentada en órbita con objetos optimizados para vacío. La carga útil a Marte entonces es la misma de 150,000 libras a la órbita de Marte.

Entonces, un Falcon Heavy específicamente es una mala elección, pero una etapa superior completamente alimentada puede ser muy útil.

Raptor Vacuum es un motor mucho mejor que los Merlins a nivel del mar.

Si "emparedar uno entre otros dos estilo KSP" significa horizontalmente , de modo que un FH tiene dos FH más a cada lado formando nueve primeras etapas paralelas, entonces esa es una pregunta interesante y, hasta donde yo sé, no se ha hecho. Lo más parecido serían preguntas sobre un "Falcon Quad"; un cuerpo central con cuatro más dispuestos en cuadrilátero o en cruz. Para eso, vea las respuestas a la comparación de Ballpark de un Falcon 'Quad' Heavy hipotético con alimentaciones cruzadas .

Sin embargo, si "emparedar uno entre otros dos estilo KSP" significa verticalmente , entonces esto no funcionará. Un Falcon Heavy con combustible completo, sin encender y de peso muerto sería un Falcon Too-Heavy como carga útil para otro Falcon Heavy si estuviera sentado en la plataforma de lanzamiento. Sin embargo, sí, lanzado al espacio, un FH ciertamente podría actuar como "primera etapa" para otro FH, pero presumiblemente eso no es lo que quieres decir. Creo que su sándwich se refiere a llevar un FH al espacio lanzándolo encima de otro FH, y eso simplemente no funcionará.

Otro problema , como señala @Jack , es que las boquillas en casi cualquier primera etapa de cualquier tipo son mucho más pequeñas en diámetro máximo de lo que sería ideal para la operación espacial. Las boquillas deben expandir el escape para que la presión caiga a algo más o menos similar a la presión ambiental. No puede empaquetar nueve boquillas del tamaño de una aspiradora en una configuración F9. Tendrían que estar mucho más separados.

Vea una comparación de boquillas atmosféricas y una boquilla de vacío en la excelente respuesta de @RusselBorogove a ¿Cuáles son las diferencias entre un motor Merlin estándar y el motor de vacío Merlin? , así como la pregunta ¿Por qué la boquilla Merlin 1D Vacuum es más grande que la boquilla Merlin 1D? y respuesta (s) allí.

Es posible que pueda salirse con la suya usando boquillas atmosféricas en el vacío, creo. Esto no es necesariamente tan peligroso como usar una boquilla de vacío en la atmósfera, pero la eficiencia se vería comprometida.

Resumen: Sí, si tienes un FH en el espacio por arte de magia y completamente lleno de combustible, sería útil. Sin embargo, no puede hacerlo colocándolo encima de otro FH.

La relación empuje-peso de un cohete es muy importante en el despegue porque el cohete tiene que luchar contra la gravedad solo para salir de la plataforma de lanzamiento. Además, cada segundo gastado luchando contra la gravedad incurre en pérdida de gravedad.

Un cohete que ya está en órbita no necesita un TWR especialmente alto y ciertamente no necesita ser> 1. Entonces, si pudiera poner en órbita la masa de un FH con combustible completo, estaría mejor sin todos los motores adicionales. del refuerzo lateral. Probablemente un solo Merlín sería adecuado para la mayoría de las misiones. Solo deja que el núcleo central se queme un poco más.

Recuerde que los motores de iones son útiles para viajes interplanetarios (e incluso para entrar en órbita geosincrónica) y su empuje es muy pequeño en comparación con un solo Merlín.