¿Por qué Estados Unidos no usa cohetes estructuralmente más fuertes para los lanzamientos más importantes?

Rusia utiliza el vehículo de lanzamiento Soyuz derivado de ICBM R-7 para la mayoría de sus lanzamientos espaciales. La ventaja de esto es que no hay preocupación por el clima el día del lanzamiento y los lanzamientos de Soyuz casi nunca se posponen debido al clima. Los únicos misiles balísticos intercontinentales que EE. UU. utilizó para vuelos tripulados fueron el Atlas para varias misiones Mercury y el Titan II para el programa Gemini. El Saturno V también debe haber sido bastante fuerte, obviamente, incluso lanzaron el Apolo 12 con muy mal tiempo.

Muchos cohetes actuales de la NASA son bastante débiles y los lanzamientos se posponen debido a vientos no muy fuertes. ¿Por qué EE. UU. no utiliza misiles balísticos intercontinentales para vuelos tripulados y otros vuelos más importantes? Su objetivo era lanzar el Dream Chaser planeado en el Atlas V, pero los planes para el Dream Chaser tripulado quedaron en suspenso por alguna razón.

Atlas V nunca fue un ICBM (es un cohete completamente diferente del Atlas original), y es dudoso que ICBM versus no ICBM tenga relación con el problema del clima.
Hacer un vehículo de lanzamiento para todo clima es bastante costoso, así que ¿por qué tanta prisa? Casi no hay instancias en las que su ventana de lanzamiento sea tan corta que no pueda esperar, excepto las misiones ICBM reales. Las misiones más importantes son importantes en el sentido de que las fallas son costosas, no las demoras.
El clima en el desierto continental es fundamentalmente diferente de la costa del Océano Atlántico cerca de los trópicos.
Los misiles balísticos intercontinentales @RussellBorogove están construidos para que puedan lanzarse en cualquier clima. En tiempos de guerra, no debe negarse a lanzar uno debido a las 'malas condiciones climáticas'.
@A.Rumlin El R-7 Soyuz también se lanza desde Kourou, Vostochny y Plesetsk.
Nunca hay necesidad de lanzar un solo misil balístico intercontinental en cualquier clima. Si llega una orden de lanzamiento, eso significa que se lanzarán al menos un par de docenas de misiles, y puede permitirse perder o no lanzar algunos debido al mal tiempo.
El aumento de la resistencia estructural para el mal tiempo aumenta el peso del cohete y disminuye el peso de la carga útil. No obtienes nada gratis.
@Uwe Lo dudo. Y dado que los rusos usan un ICBM para sus vuelos tripulados y la mayoría de sus vuelos no tripulados, los estadounidenses seguramente también pueden hacerlo.
"Incluso lanzaron el Apolo 12 con muy mal tiempo". Y nunca más lo volvió a hacer, porque que un rayo caiga sobre su cohete resulta no ser bueno.
El transbordador nunca se pospuso durante meses debido al viento. Esa es una declaración ridícula.
@OrganicMarble Escribí Shuttle y Falcon. En 2011 no hubo lanzamiento de Falcon Dragon porque lo pospusieron hasta 2012 a pesar de tener tanto éxito. Tienes razón, eso es ridículo.
No sé nada sobre Falcon, pero su comentario afirma que los lanzamientos de transbordadores se pospusieron durante meses debido al viento y eso es completamente incorrecto. Trabajé en DOLILU, que tenía que ver con los lanzamientos de transbordadores y el viento.
@OrganicMarble No, dice "Shuttle and Falcon". Debe haber un error SE si el comentario completo es invisible para usted. La razón por la que los lanzamientos de la ISS a veces se posponen tanto es que la ISS debe estar en una posición determinada para una ventana de lanzamiento; de lo contrario, debe esperar mucho hasta que la ISS esté en otra buena posición.
@ use30007 seguramente entiende que si afirma que "A y B" son verdaderos, ¿entonces tanto A como B deben ser verdaderos?
@OrganicMarble Allí se encuentra "hasta varios meses", por lo que establece un registro. Si pospone un lanzamiento debido al clima con demasiada frecuencia, la ISS se sale de la ventana de lanzamiento. Simplemente entienda mi pregunta de por qué Estados Unidos no tiene cohetes tan fuertes como Rusia, que casi nunca pospone sus lanzamientos debido al clima.
Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Alguien quizás debería hacer la pregunta inversa: "¿Por qué Rusia no ha construido más cohetes para propósitos especiales para lanzarlos al espacio, en lugar de usar el equivalente de misiles balísticos intercontinentales?"
@ usuario30007, cambió la pregunta para decir "esto ha sido respondido", eliminando la pregunta original. Por favor, no hagas esto, deja la pregunta como estaba para que las respuestas tengan sentido.
@ user30007 Solo quería secundar lo que dijo GdD. No hagas eso.

Respuestas (3)

Creo que te equivocaste: los lanzamientos de R-7 a veces también se posponen debido al clima. Solo por nombrar algunos ejemplos: 18 de diciembre de 2018, 9 de marzo de 2018, 22 de abril de 2016 - Kouru; 22 de marzo de 2016 - Baikonur, 2 de octubre de 2011 - Plesetsk. Estos son solo algunos ejemplos de lanzamientos de Soyuz retrasados ​​​​debido a las condiciones climáticas. R-7 en realidad no es especialmente fuerte estructuralmente, es un mal misil balístico intercontinental en casi todos los aspectos, incluido este. Además, la fuerza bruta no es la única preocupación; Apolo-12 estuvo a punto de perderse cuando fue alcanzado por un rayo durante el despegue.

Volviendo a su pregunta, todo se reduce a un razonamiento económico. Hacer un cohete que pueda viajar en condiciones climáticas adversas cuesta una cantidad significativa de dinero adicional y, a cambio, no obtiene prácticamente ninguna ganancia práctica. Casi todos los lanzamientos (a excepción de algunas misiones en el espacio profundo) se pueden posponer unos días sin perder casi nada y hay muchas más razones posibles para los retrasos que no están relacionados con el clima.

Cambié mi declaración a "casi nunca".
Sí, allí se posponen por el mal tiempo. spacedaily.com/reports/…
@OrganicMarble Ah, sí, es la fuente de su respuesta.
@ user30007 "con menos frecuencia", tal vez. "Casi nunca": una gran exageración, especialmente cuando observa los puertos espaciales ubicados en un clima comparable (Kouru vs Florida).
@user30007 A juzgar por la cantidad de respuestas argumentativas que ha dado a cada respuesta y comentarista, simplemente porque han "desafiado el marco" y no le han dicho lo que quiere escuchar, parece que nada menos que decir "por qué sí, usted tienen razón, Estados Unidos siempre lo ha hecho mal", será suficiente. Estados Unidos lo ha hecho diferente, no mal.
@CGCampbell No, es una pregunta por curiosidad. Me encanta Estados Unidos y sus programas espaciales y tecnología de cohetes.
"Casi todos los lanzamientos (excepto algunas misiones en el espacio profundo) pueden posponerse unos días": pensé que las asistencias por gravedad eran bastante limitadas. ¿Qué tipo de ventana hay para esos (digamos, el tipo de camino que tomaron los Voyagers)?
Siempre puede negociar algunos días con alguna pérdida delta-v. En el caso de la Voyager, la ventana se abrió el 20 de agosto y se cerró el 20 de septiembre. Se lanzaron dos naves espaciales durante esa ventana, con la Voyager-2 en la primera fecha posible y la Voyager-1 cerca de la fecha óptima 16 días después. Gracias al lanzamiento en una mejor fecha, la Voyager-1 superó rápidamente a la Voyager-2, pero ambas encajaron en la ventana de oportunidad. Esto parece típico para las misiones planetarias, pero supongo que visitar algunos cometas y asteroides puede requerir ventanas de lanzamiento más ajustadas.

Esta pregunta se basa en varios conceptos erróneos graves.

  • Los lanzamientos de R-7 nunca se posponen debido al clima.

En realidad, lo hacen. "El lanzamiento del cohete portador modernizado Soyuz 2-1A, programado para el miércoles por la noche, se pospuso nuevamente, esta vez debido a las malas condiciones climáticas a una altitud de más de 11 kilómetros", dijo la fuente .

  • Los únicos misiles balísticos intercontinentales que EE. UU. utilizó para vuelos tripulados fueron el Atlas para varias misiones Mercury y el Titan II para el programa Gemini.

En realidad, había otro. El Redstone era un misil balístico intercontinental (bueno, un IRBM).

  • El único cohete derivado de ICBM que la NASA está utilizando actualmente para vuelos espaciales (sin tripulación) es el Atlas V, afaik.

En realidad, el Atlas V no es un misil balístico intercontinental sino un lanzador espacial especialmente diseñado.

  • Para abordar "¿Por qué (sic) los EE. UU. no usan misiles balísticos intercontinentales para vuelos tripulados y otros vuelos más importantes?":

Estados Unidos dejó de usar misiles balísticos intercontinentales de combustible líquido en 1987. Todos los misiles balísticos intercontinentales estadounidenses actuales son de combustible sólido. Se han realizado intentos para utilizar derivados de estos misiles balísticos intercontinentales como lanzadores espaciales, pero no tuvieron un éxito notable.

Una declaración general sobre los vientos y el lanzamiento es

Usted elige las condiciones del viento para diseñar su sistema en función de un estudio estadístico de las condiciones del viento en el sitio de lanzamiento, su tolerancia a la depuración en función de los vientos y su presupuesto. Luego, el día del lanzamiento, mide los vientos del día para asegurarse de que no se excedan los criterios de diseño.

Fuente

No se podría diseñar ningún sistema económico para lanzar en todas las condiciones climáticas.

Podría agregar que la "resistencia estructural" es insuficiente para garantizar un lanzamiento seguro en condiciones de viento. Probablemente necesite "propulsores laterales" masivos para compensar la cizalladura del viento
La resistencia estructural es parte de "Usted elige las condiciones de viento para diseñar su sistema" Todos los vehículos de lanzamiento pueden tolerar cierta cantidad de cizalladura del viento.
El Atlas V es de la familia de cohetes Atlas. Por lo tanto, escribí ICBM derivado, no ICBM (de hecho, edité mi pregunta debido a la declaración de Russell Borogrove). ¿Qué tiene que ver el combustible con la pregunta?
Cambié la declaración a "casi nunca".
@OrganicMarble Estaba pensando más en un cohete girado sobre su centro de percusión (centro angular de impulso) por el viento, lo que involucra la forma más que la fuerza del cohete
@OrganicMarble: la cizalladura del viento parece ser un problema de control más que uno de la fuerza del vehículo. Al menos en el caso del Atlas V y parece probable que otros vehículos sean similares. nasa.gov/pdf/605813main_Atlas-V_MSL_Weather_Criteria.pdf
@ChristopherJamesHuff podrías tener razón, no estás familiarizado con eso. Trabajé en el transbordador y hubo un problema con las alas y la cola vertical, por lo que no se aplica a la mayoría de los vehículos. "El efecto de cuerpo dinámico/flexible estructural se incluye como un incremento basado en una ráfaga discreta de parte superior plana con cizalladura del viento que se agrega (RSS con otras dispersiones) a la carga determinista" - notas personales
@OrganicMarble: Eso también podría ser relevante para la variante Dream Chaser tripulada (que no se puede encerrar en un carenado, para permitir el escape si las cosas salen mal).
@ user30007 Creo que los cohetes de combustible sólido "no son buenos para una tripulación" porque traquetean bastante y también son difíciles de escalar al sistema de apoyo humano + (ver: Transbordador). Una vez que sus misiles balísticos intercontinentales se hayan convertido en combustible sólido, ni siquiera pensará más en "Usar misiles balísticos intercontinentales para llevar astronautas en el aire".

La fuerza estructural no es el único factor en los cohetes que se enfrentan al clima, ya están diseñados para soportar muchos G de aceleración transportando toneladas de combustible explosivo. Volar a través de una nube no les hará daño. Aunque hay retrasos debido a los vientos, los lanzamientos se posponen debido al clima por varias otras razones, que incluyen:

  • Viento: Los fuertes vientos podrían hacer volar una nave espacial contra su torre de lanzamiento
  • Estado del mar: un aborto de una nave espacial tripulada desde Florida poco después del despegue significa un amerizaje de la nave espacial, el mar embravecido complicará el rescate y pondrá en peligro vidas
  • Visibilidad: la mayoría de las autoridades de lanzamiento quieren poder rastrear visualmente su nave espacial usando cámaras, las nubes evitan ese tipo de rastreo.
  • Potencial de relámpagos: los relámpagos pueden interrumpir la electrónica de la nave espacial y potencialmente causar un aborto. Esto casi sucedió en el Apolo 12, fue solo el pensamiento rápido de un controlador que salvó la misión.

El aumento de la resistencia estructural no resolverá ninguno de estos.

Un cohete más pesado no volaría tan fácilmente hacia su torre de lanzamiento y en cuanto al tercer punto Visibilidad, hay cámaras a bordo en muchos cohetes (e incluso en sus etapas separadas) en la actualidad.
¿Cuánto peso extra está imaginando @user30007? Un Atlas V tiene un peso típico de lanzamiento de 730 000 lb con una carga útil máxima de 40 000 lb hasta LEO. No puede simplemente agregarle peso, el máximo que puede ser es 730k lbs. ¿Hacerlo el doble de pesado y 10 veces más caro para que pueda lanzarse en un día ventoso? ¿Por qué demonios harías eso cuando solo puedes esperar?
Además, su premisa de que un cohete más pesado no volaría hacia la torre tan fácilmente no es correcta @ user30007. Un objeto más denso tendría más inercia y se movería menos con el viento, pero un cohete más pesado tendría prácticamente la misma densidad que uno más liviano y se movería de manera similar.
@GdD Un cohete más pesado es más denso si permanece del mismo tamaño que el más liviano.
¿Cómo lograrás dicho cohete más denso @user30007? materiales mas pesados? Haces eso y reduce la carga útil a la órbita, lo que anula el propósito. Ya son una masa compacta de combustible, oxidante, bombas y estructura para mantenerlo unido, es difícil ver cómo podría hacerlos más densos.
@user30007 un abrigo más pesado también me protegería de las balas, pero en lugar de usar algo que pese 25 kg por si acaso, evito que me alcancen las balas.
@Tim Un cohete no puede evitarlo. Cuando es golpeado por el viento, el lanzamiento puede posponerse.
@ user30007 eso lo está evitando. Al igual que cuando hay balas volando afuera, pospongo las compras.
@ user30007: google nasa light weight: está proponiendo que todo ese esfuerzo dedicado a ahorrar masa de lanzamiento fue una idea equivocada y deberíamos haber estado buscando formas de hacer que nuestros cohetes sean más densos. Retroceda y mire el panorama general de cuánto cuesta poner en órbita un gramo adicional de carga útil, luego piense en sus argumentos a favor de cohetes más densos. (Aunque ya aceptó una respuesta, probablemente ya se haya dado cuenta de esto). La ecuación del cohete es brutal; con la densidad de energía de los propulsores actuales, no podríamos ponernos en órbita en primer lugar con cohetes mucho más densos.
@PeterCordes No existe tal propuesta en la búsqueda de Google. Estaba pidiendo cohetes tan fuertes como los que tiene Rusia (derivados de misiles balísticos intercontinentales) cuyos lanzamientos casi nunca se posponen.
@user30007: Me refiero a mirar todos los éxitos sobre personas que intentan hacer las cosas más livianas para llegar al espacio de manera más eficiente, para recordar que las cosas livianas son un gran problema en el panorama general de los vuelos espaciales. Su "propuesta" a la que me refería era este comentario : un cohete más pesado es más denso si permanece del mismo tamaño que el más liviano . ¿Quieres hacer cohetes de acero en lugar de aluminio por el viento?
@ user30007: su propuesta inicial de cohetes fuertes no es obviamente una locura. (Aunque hacer algo más fuerte suele costar en masa). Pero luego la gente señaló que perder el rumbo es un problema diferente de la fuerza, y creo que perdiste de vista el importante en.wikipedia.org/wiki/Propellant_mass_fraction que está en el rango de 80 a 90% cuando propusiste hacer cohetes más denso para evitar este problema también. Los cohetes no tienen mucho espacio vacío para compactar. Para ser justos, un cohete más grande de la misma densidad tendría una menor relación área/volumen y se vería algo menos afectado por el viento.
@PeterCordes No fue realmente una propuesta sino una respuesta a la declaración de GdD. Mi pregunta se refiere al hecho de que Rusia usa cohetes derivados de ICBM que, por lo tanto, pueden volar en más condiciones climáticas que algunos estadounidenses más ligeros y el transbordador espacial. Eso no es una crítica a las naves espaciales estadounidenses, me encantan los programas espaciales de la NASA y de las empresas privadas (excepto por el hecho de que la NASA dejó de volar a la Luna).
¿Por qué Estados Unidos no usa cohetes estructuralmente más fuertes para los lanzamientos más importantes?
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