¿Podría SpaceX Super Heavy (Starship) Booster alcanzar la órbita terrestre sin una nave estelar en la parte superior?

Estoy pensando en los tanques de combustible orbitales para la órbita terrestre baja, e incluso en la órbita de Marte en caso de que las granjas de combustible en Marte tarden más de lo previsto en construirse.

Dicho esto, ¿SpaceX puede poner un ojiva en su Super Heavy Booster en lugar de una Starship en el propulsor?

Algunos pensamientos:

  • Un Booster completo en órbita podría ser una gran unidad de almacenamiento orbital porque es más grande que Starship.
  • No necesita escudos térmicos ni aletas de rejilla porque no volverá a entrar en la atmósfera.
  • Probablemente necesitará algunos motores de vacío Raptor, pero ¿hay suficiente espacio?

Si un propulsor se puede usar como tanque de combustible espacial, ¿se puede mover a la órbita de Marte o la Luna para futuras misiones de retorno?

¿O tiene más sentido hacer un Starship un poco más grande sin escudos térmicos, aletas y solo motores rapaces de vacío?

No estoy seguro de cuán útil sería un tanque orbital de este tipo. Una Starship estándar podría usarse como un depósito de propulsor mucho más fácilmente.
Sí puede. No, es una idea horrible.
Hubo muchas ideas sobre el uso de tanques vacíos como bloques de construcción durante las primeras etapas de las estaciones espaciales estadounidenses, también conocidas como "estación de trabajo húmeda". En este caso, la opción más práctica debería ser poner en órbita el escenario central de un vehículo de 1,5 etapas (un escenario central más 2 o 4 propulsores), como el CZ-5B, en lugar del escenario inferior de un vehículo de 2 etapas.
Los esquemas de talleres húmedos siempre tratan el volumen presurizado como un recurso precioso que es terriblemente costoso en órbita e ignoran los muchos otros componentes y sistemas necesarios para convertir un casco hermético en un volumen habitable. Parece más productivo observar la capacidad de masa y volumen de la carga útil de una nave espacial y comenzar a pensar en lo que necesitaría para tomar las técnicas de construcción que SpaceX está ejecutando en un pantano costero de Texas y reproducirlas en vacío y caída libre.

Respuestas (2)

No he intentado calcularlo, pero algunas primeras etapas de cohetes pueden hacer órbita solo. La dificultad es que tienen una carga útil de cero cuando lo hacen, porque están llevando toda la masa del tanque vacío y los motores innecesarios hasta la órbita como una sola etapa . Volcar masa en el camino hacia arriba mejora la fracción de masa de las partes que quedan tratando de hacer la órbita.

Esta es la razón por la cual todos los cohetes que actualmente vuelan tienen múltiples etapas .

Como observa, existe una situación hipotética si quisiera un tanque de almacenamiento vacío realmente grande, que un cuerpo de primera etapa sería una opción para hacerlo descargando motores en el camino hacia arriba a medida que el combustible se quema para hacer un cohete de una etapa cinco .

Esto, por supuesto, todavía supone que un cuerpo de metal grande contaminado con propulsores es útil para el propósito final (observando que en LEO se requiere un refuerzo, por lo que las cosas pesadas aún no son 'gratis'). En muchos casos, puede ser más fácil y económico a largo plazo usar el cohete de manera convencional para levantar una estructura de globo diseñada específicamente .

Ciertamente, tratar de mover una estructura de tanque lo suficientemente fuerte como para pararse sola en la plataforma a la Luna o Marte no es la opción más eficiente, ya que será mucho más fuerte de lo necesario para el trabajo, lo que obligará a quemar más combustible para moverlo. una solución especialmente diseñada lo haría. La otra carga útil que esto enviaría a la órbita serían muchos motores, pero es difícil visualizar un uso para muchos motores metalox a nivel del mar, donde en su lugar podría usar ese mismo superpesado de forma reutilizable para lanzar naves estelares y sacar los motores de vacío. tres a la vez antes de enviarlos a casa para obtener un resultado más útil.

+1 Buena discusión de por qué esto no es una buena idea.

Creo que teóricamente podría. Superheavy tiene por sí mismo un delta V de ~9,9 km/s, que corresponde aproximadamente a ~10,8 km/s para el SH apilado con Ship, que obviamente está diseñado para alcanzar la órbita.

Así es como se me ocurrieron esos números:

Fórmula para delta V:

Fórmula Delta V de Wikipedia

y así dado:

v_escape_sl v_exhaust_vac carga útil
3.300 m/s 3.800 m/s 100.000 kg

yo obtengo

Como vehículos independientes, sin carga útil Apilado con carga útil
SS SS
m_seco 120.000 kg 220.000 kg
m_mojado 1.320.000 kg 1.420.000 kg
Δv 9.112 m/s 7.086 m/s
SH SH + SS
m_seco 180.000 kg 1.600.000 kg
m_mojado 3.580.000 kg 5.000.000 kg
Δv 9.868 m/s 3.760 m/s

(SS = Etapa superior de Starship, SH = Superpesado)

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