¿Por qué SpaceX intenta recuperar en el mar el núcleo central de Falcon Heavy en lugar de permanecer en altitud y realizar una recuperación en tierra en un sitio diferente?
Por accidentes de la geografía y de la historia.
Los dos principales sitios de lanzamiento de los EE. UU. están donde están porque los cohetes chocan ocasionalmente y, para los vehículos de carga pesada con combustible completo, los impactos en el peor de los casos tienen rendimientos que se acercan a los de las detonaciones nucleares.
Por lo tanto, se ubicaron para disparar sobre el océano durante las distancias más largas posibles para minimizar las posibles bajas.
SpaceX continúa lanzando desde estos sitios, lo que significa que, para llegar a tierra, atravesaría todo el Atlántico para aterrizar en África o Europa, o cruzaría el Pacífico hacia la Isla de Pascua o la Antártida.
Sin duda, sería posible diseñar un cohete que volara este tipo de distancias , pero la energía necesaria es más que normalmente proporcionada por una primera etapa y menos que la segunda, y estaría descendiendo a velocidades en las que el calentamiento atmosférico comienza a disminuir. requieren peso adicional en los sistemas de protección.
Entonces terminas con una primera etapa que debe ser casi un SSTO Y capaz de reingresar. Hasta ahora, parece que las matemáticas funcionan mejor al dividir la primera y la segunda etapa en el punto en que el calentamiento de reentrada es más manejable y acepta el aterrizaje en medio del océano.
También sería posible cambiar el sitio de lanzamiento, por ejemplo, lanzar desde el medio oeste de EE. UU. y recuperarlo en Florida. Esto requeriría que alguien aceptara los riesgos de una etapa estrellada. China hace justamente esto, pero lo hace como gobierno. SpaceX es una empresa privada en los EE. UU., por lo que necesitaría una combinación compleja de seguros y certificación y probablemente aún enfrentará demandas que retrasen los lanzamientos individuales.
Una pequeña ventaja del aterrizaje de barcazas es que hace que sea más fácil llevar el escenario de regreso al sitio de lanzamiento. Para un lanzamiento a campo traviesa, debe diseñar para el transporte por carretera/ferrocarril o descubrir cómo volarlos. Algunas discusiones hipotéticas sobre SpaceX han incluido el reabastecimiento de combustible y el servicio de etapas aterrizadas y simplemente llevarlos de regreso al sitio de lanzamiento por sus propios medios. Esto requiere una gran confianza en la fiabilidad del cohete y reduce a la mitad el número de lanzamientos de pago por motor.
Por lo tanto, tendría mucho sentido recuperar las etapas en tierra, pero requeriría la combinación correcta de sitio de lanzamiento con un buen soporte industrial, espacio despejado para el lanzamiento, un sitio de aterrizaje correctamente ubicado al final de ese espacio despejado y un método para recuperar las etapas. Y para SpaceX (pero no necesariamente competidores) también es un lugar donde una compañía estadounidense de cohetes puede operar legalmente .
Es puramente por la trayectoria. Los núcleos laterales se separan relativamente pronto después del lanzamiento. Esto significa que no son tan altos ni viajan tan rápido hacia el este. Por lo tanto, queda suficiente combustible en los propulsores laterales para permitir el "retroquemado" que les permite cambiar de dirección y volver al lugar de aterrizaje original.
El núcleo central se separa de la segunda etapa mucho más tarde. En este punto, está mucho más lejos en el mar, más alto y viajando más rápido hacia el este. En Falcon Heavy, está lanzando una carga útil pesada, por lo que es importante que maximicen el uso del combustible en el núcleo central. Esto significa que no tiene suficiente combustible para cambiar su dirección y velocidad de modo que regrese al Cabo. En cambio, lo dejan en una trayectoria balística para que, naturalmente, termine muy cerca de la nave no tripulada. Por lo tanto, pueden aterrizarlo con muy poco requerimiento de combustible adicional.
Sería posible que el núcleo central regresara al Cabo... pero solo si ahorran mucho combustible en él. Eso significa una carga útil mucho más pequeña y una órbita más baja.
Por lo tanto, la trayectoria balística hacia la nave no tripulada les da una carga útil más grande, una órbita más alta y una buena oportunidad de reutilizar el núcleo central...
Falcon se lanza sobre el mar, en parte por razones de seguridad (para evitar que las etapas de los cohetes caigan sobre las casas de las personas, lo que sucede en China). La primera etapa está en una trayectoria balística y simplemente no tiene el alcance para llegar a tierra firme antes de volver a caer a la Tierra. Solo la segunda etapa alcanza la velocidad orbital, lo que irónicamente significa que no se puede recuperar en absoluto, ya que viaja tan rápido (velocidad orbital) que se destruye al volver a entrar.
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