¿Por qué los vehículos de lanzamiento no tripulados no incluyen un sistema de escape de lanzamiento para la carga útil?

La nave espacial rusa propuesta, para misiones de remolcadores orbitales, lunares o de Marte que habrían utilizado un reactor nuclear, proporcionó una funcionalidad similar a la de una torre de escape para el reactor.

Pero el problema es que toda la pila de carga útil suele ser demasiado grande para guardarla con una torre de escape (y aún queda carga útil para ir a la órbita, debido al peso del sistema de escape). En el caso de la tripulación, generalmente se descarta todo MENOS el mínimo para salvar a las personas. De manera similar, en el caso del reactor, salvaría el reactor, pero no el resto de la carga útil.

Otra forma de verlo es que los sistemas de escape de lanzamiento se usan típicamente, cuando los sistemas de terminación de vuelo no son realmente buenas opciones.

Si terminas un vuelo con gente en él, eso realmente apestaría.

Si terminas un vuelo con un reactor nuclear en él, mientras vuela sobre la tierra, eso también apestaría.

En esos casos, puede valer la pena tener un sistema de escape, para evitar esas consecuencias.

@Philipp ha dado en el clavo en su respuesta en mi opinión, y, en cierto sentido, también hemos discutido la viabilidad económica de tales sistemas de escape de carga útil versus el costo del seguro en nuestra sala de chat principal. Sin embargo, los estudios de viabilidad técnica y económica de tales sistemas de escape de carga útil se han realizado antes, un buen ejemplo es la tesis de Fred E. Wagner sobre ANÁLISIS DEL VALOR ESPERADO PARA UN SISTEMA DE ESCAPE DE CARGA ÚTIL DE VEHÍCULO DE LANZAMIENTO NO TRIPULADO (PDF).

La verdad del asunto es que si el costo de lanzar la masa adicional de un sistema de escape de carga útil de este tipo es al menos cercano o incluso mayor que el seguro para toda su carga útil (pueden ser muchos satélites, eso sí), simplemente no vale la pena. . Y eso ni siquiera tiene en cuenta el costo de diseñar, fabricar y probar dicho sistema. Así que nunca se intentó realmente.

La NASA dirige un Grupo de trabajo de seguridad de la carga útil (PSWG) a través de su Oficina de seguridad y garantía de la misión , que se dedica principalmente a preparar procedimientos para garantizar la seguridad de la carga útil y su tripulación de manejo durante el transporte, la integración de la carga útil, etc., y los publica en Documentación del Programa de seguridad de carga útil de vehículos de lanzamiento prescindibles (PDF). Aquí hay un gráfico genial del proceso de revisión de seguridad (Fuente: presentación de Powerpoint de la NASA sobre el Programa de seguridad de carga útil de vehículos de lanzamiento desechables , preparado por Cal Staubus):

Pero que yo sepa, ningún sistema de lanzamiento ofrece a sus clientes un sistema de escape de la carga útil que se montaría en el carenado de la carga útil y aterrizaría toda la carga útil de manera segura en caso de falla del lanzamiento en vuelo.

Por supuesto, esto no excluye que algunas cargas útiles individuales puedan diseñarse para su recuperación posterior al final de la misión para la que fueron diseñadas, o que puedan activar algún sistema personalizado de escape y aterrizaje de lanzamiento en caso de lanzamiento fallido. Sin embargo, no tengo conocimiento de ninguno que esté diseñado para eso, o si es técnicamente factible deshacerse de la carga útil del carenado de carga útil durante un lanzamiento fallido, incluso si lo conecta al sistema de seguridad de rango y recibiría comando de lanzamiento antes de la activación del mecanismo de autodestrucción del lanzador. En tales escenarios, simplemente no hay tiempo que perder. Estás tratando de salvar vidas humanas primero, luego te preocupas por algún dispositivo elegante que quería ir al espacio.

El peso es un factor importante... cada elemento del vehículo debe tener una buena razón para estar allí. En lugar de tratar de ahorrar una carga útil costosa en caso de una falla en el lanzamiento, puede ser más simple/más barato maximizar la confiabilidad del sistema de lanzamiento y aceptar el costo de perder todo el vehículo y la carga útil en el caso (presumiblemente raro) de falla.

Incluso en el caso tripulado, todavía existe la posibilidad de una falla para la cual no es viable escapar. Se convierte en un riesgo calculado... minimizando pero nunca eliminando completamente la posibilidad de perder tripulantes/pasajeros por algún tipo de falla catastrófica.

Además de las razones mencionadas por otros, los humanos son más duraderos contra el estrés de tipo "impacto" que las cargas útiles orbitales habituales. Los satélites están calculados para resistir los varios g sostenidos de aceleración del cohete, pero ni un solo golpe de ~80 g al golpear el suelo. Eso significa que su sistema de emergencia tendría que ser mucho más avanzado (proporcionar una caída mucho más suave) que el que está destinado a salvar a los humanos, o los propios satélites tendrían que diseñarse teniendo en cuenta la durabilidad de los impactos, lo que aumenta su peso y complejidad en una forma que es muy poco probable que alguna vez sea de alguna utilidad.

Es economía simple.

Las cargas útiles no tripuladas pueden y generalmente están aseguradas contra pérdidas debido a complicaciones en el lanzamiento.

El seguro cuesta menos que el costo adicional de instalar un sistema de escape de lanzamiento.

Otra diferencia entre los vuelos espaciales tripulados y los lanzadores no tripulados que no se menciona en las otras respuestas:

Las cápsulas para vuelos espaciales tripulados se utilizan tanto para el ascenso como para el regreso, por lo que están diseñadas para aterrizar de forma segura con personas en ellas. Eso significa que tienen paracaídas, estructuras aplastables para absorber el impacto de golpear el suelo o el mar y dispositivos de flotación para garantizar que no se hundan mientras esperan la recuperación.

El trabajo de un sistema de escape de lanzamiento es alejar la cápsula de la tripulación de un lanzador que funciona mal y lo suficientemente alto como para que el sistema de descenso y aterrizaje existente tenga tiempo de funcionar antes de que la cápsula toque el suelo. La masa adicional del sistema de escape de lanzamiento es básicamente solo el cohete de separación.

Para el lanzamiento de un satélite, debido a que se supone que la carga útil no debe regresar, carece de todas estas cosas. La masa adicional necesaria para incluirlos sería considerablemente mayor que solo el sistema de separación.