¿Por qué SpaceShipTwo de Virgin Galactic necesita un avión de transporte?

¿Por qué se usa un avión de transporte (White Knight Two) para lanzar la nave espacial de Virgin Galactic? ¿No es posible que la nave espacial despegue del suelo?

Respuestas (3)

El avión portador actúa como una primera etapa mínima. Al llevar el vehículo a 40,000 pies y a un par de cientos de millas por hora de velocidad, elimina la primera parte más difícil del vuelo.

Esto significa que el refuerzo está en una atmósfera más delgada y puede usar una salida más optimizada para una presión de aire más baja.

Todas estas cosas contribuyen a hacer un vehículo de pasajeros más ligero y económico.

¿Es más económico desarrollar el portaaviones que un refuerzo de primera etapa? ¿Tal vez? ¿Tal vez no?

Pero, ¿es más sencillo operar un avión, volar a un corredor aéreo reservado y luego despegar? Posiblemente.

Al planificar una cadencia de vuelo alta, esto puede marcar una gran diferencia que anula los posibles costos.

Pegasus es un vehículo comercial de lanzamiento espacial que se lanza desde un avión de transporte Lockheed L-1011. No es particularmente barato en comparación con las alternativas. Pero puede volar a muchos lugares para lanzarse a órbitas específicas.

Hay un 747 de Virgin Airlines que está lanzando LauncherOne, al igual que Pegasus, para lanzar pequeñas cargas útiles a la órbita.

Es una compensación. El diseño particular de SpaceShipTwo no es realmente para un vuelo basado en sustentación desde el suelo y hacia arriba, por lo que tendría que ser mucho más grande para volar desde el suelo y un rediseño total. Básicamente está diseñado para vuelos de reingreso.

Además, el avión de transporte está propulsado por motores a reacción. Eso significa que no tiene que usar cohetes para llegar a la altitud y velocidad de lanzamiento, por lo que no tiene que llevar oxidante (probablemente LOX), no tiene que tener tanques para ello, no tiene que lidiar con manipular y almacenar un líquido criogénico. También está utilizando motores que tienen quizás millones de horas de prueba en aviones comerciales, en lugar de gastar mucho dinero en desarrollar sus propios motores de primera etapa.
Estoy de acuerdo con lo anterior, solo agrego que técnicamente SS2 todavía lleva un oxidante (NOS) en.wikipedia.org/wiki/SpaceShipTwo
@jamesqf, la parte del motor a reacción es, en mi humilde opinión, un factor muy importante. Mucho más fácil de fabricar, mantener, reutilizar, mucho más eficiente y más barato en combustible.
El avión básicamente actúa como una primera etapa de refuerzo muy fácilmente reutilizable, haciendo así lo que hace SpaceX, pero con tecnologías baratas y probadas (los soviéticos ya experimentaron con el lanzamiento de su "Transbordador espacial" desde un Antonov), y los aviones son mucho más comunes. y conocido sobre los cohetes
Teniendo en cuenta cuánto tiempo hace que comenzó este esfuerzo, no teníamos mucha experiencia con la reutilización de cohetes en ese momento (sin contar los transbordadores espaciales, que son demasiado caros para esta actividad y no tenían una primera etapa reutilizable). Entonces, la única forma no experimental de hacer que algo reutilizable subiera era en avión.
Supongo que el avión también es mucho más seguro que una etapa de refuerzo y, además, tiende a fallar con más gracia.
"El diseño particular de SpaceShipTwo no es realmente para vuelo aerodinámico" ???? Esta respuesta no tiene sentido. Es un avión Mach 3.
@OrganicMarble Vuelve a entrar aerodinámicamente, pero en realidad no vuela aerodinámicamente. (Es decir, generar ascensor).
Ese comentario está completamente equivocado. Aerodinámica =/= sustentación.
@David Branddorf: quise decir que el avión de transporte de primera etapa no tiene que llevar oxidante, ya que usa motores a reacción que respiran aire. También pensé que el SS2 usaba un combustible sólido, aunque nunca me fijé en los detalles. ¿Quizás debería haber dicho oxidante SEPARADO?

Con algunas modificaciones técnicas, ciertamente es posible lanzar SpaceShipTwo sin un avión de transporte como se planeó con XCOR Lynx.

o verticalmente al lado de la torre de lanzamiento como se planeó con VentureStar SSTO o se puede ver ahora con F9 y BO New Shepard.

Pero necesitará motores más potentes con tanques más grandes y, en general, un avión espacial más grande con alas más grandes, para que pueda despegar y aterrizar 8 personas (2 pilotos + 6 pasajeros) sobre la línea Kármán sin necesidad de un avión de transporte, como VG siempre planeó.

No veo la razón por la que no debería ser técnicamente posible para un vuelo suborbital con solo 8 personas. Las razones por las que VG decidió desarrollar un sistema de lanzamiento con SS2 y un avión de transporte (White Knight Two) pueden ser un menor costo de desarrollo, un tiempo de desarrollo más rápido y una mayor seguridad de los pasajeros cuando se usa SS2 solo para la segunda parte del vuelo. A diferencia del BO, New Shepard SS2 no tiene un sistema de escape de lanzamiento, por lo que la seguridad de los pasajeros podría ser un factor importante en la decisión de desarrollar este sistema de lanzamiento.

Alas mucho más grandes. El SS2 actual no puede levantarse solo de una pista con una carga completa de combustible. Así que alas más grandes para levantarlo. Esto es más masa y arrastre, por lo que se necesita más combustible. Así que alas más grandes aún para transportar ese combustible. Ahora un tren de rodaje más grande para soportar este peso. Ahora más combustible para levantar el tren de aterrizaje más pesado, entonces... etc, etc, etc. No es imposible, pero requeriría un vehículo 2-3 veces más grande para los mismos pasajeros, y sería mucho menos económico. Y probablemente menos seguro.
¿Por qué no lanzarlo verticalmente como se planeó con Lockheed Martin X-33? Fue diseñado para despegue vertical y aterrizaje horizontal. Seguirás necesitando motores más potentes para el despegue y tanques más grandes para alcanzar la altura prevista, pero no alas mucho más grandes para el aterrizaje.
@DavidCage Gracias por el comentario. ¿Por qué usar SS2 para la segunda parte es más seguro?
White Knight 1,2 es muy similar a un avión comercial estándar y tiene motores a reacción regulares, que hasta ahora han demostrado ser mucho más confiables y seguros que cualquier motor de cohete. Para alcanzar la altura deseada con 8 pasajeros sin el avión de transporte, VG necesitaría un avión espacial más grande con tanques más grandes, alas más grandes para aterrizar y motores de cohetes más potentes. El desarrollo de Spaceship 1 comenzó a principios de 2000 y el uso del sistema de lanzamiento con un avión de transporte y Spaceship 1 se consideró como una opción VG más segura que desarrollar un solo avión espacial más grande propulsado por motores de cohetes más potentes (y más riesgosos).
Eso no significa que Spaceship 2 con White Knight 2 sea la mejor/la opción más barata posible para el vuelo suborbital. La etapa única X-33 reducida con lanzamiento vertical y aterrizaje horizontal con motores más potentes aún podría ser la opción más barata en general. Pero entiendo que a principios de 2000, parecía una opción más segura para VG desarrollar un sistema de lanzamiento con un avión de transporte y una nave espacial 1, que tratar de desarrollar un avión espacial mucho más grande con motores de cohetes más potentes.

Mi voto es la seguridad.

Sugeriría que el perfil de vuelo de SS2 es inherentemente más seguro que cualquier cosa que pueda ser lanzada desde el suelo. Para viajar por encima del techo de un avión comercial, necesita un motor de cohete.

Lanzar un avión cohete desde tierra tiene más desafíos de seguridad que lanzar un planeador desde un avión, por ejemplo:

  • el planeador puede aterrizar (ya que ya tiene altitud y velocidad), pero un avión cohete que despegue verticalmente tendría que alcanzar una cierta altitud mínima para aterrizar o para que los paracaídas sean efectivos.
  • El avión de transporte utiliza motores a reacción seguros y probados que son menos energéticos que un motor de cohete, lo que requiere un combustible menos exótico y menos denso en energía.

Si desea acercarse al espacio desde un punto de partida en tierra usando un motor de reacción (motor de cohete) y sin alas, necesita una enorme cantidad de energía (= combustible para cohetes, potencialmente explosivo, etc.). Si agrega alas y motores a reacción, la situación mejora, pero como han dicho otros, ahora tiene un desafío de potencia: peso que significa que necesita alas grandes y necesita llevar combustible en su avión. Si quita las alas grandes y agrega un motor de cohete híbrido, básicamente solo tiene que llevar un oxidante (óxido nitroso en este caso). Esta es una configuración de densidad de energía bastante alta, por lo que no necesita grandes tanques de combustible líquido, aunque obviamente todavía tiene un oxidante presurizado dando vueltas, así que eso es todo.

El enfoque de la mitigación de peligros aquí me suena como la solución "primero, eliminar el peligro". Esto tiene sentido para mí considerando que quieren comercializar estos vuelos; este no es solo un viaje único.

En cuanto al "combustible exótico menos denso en energía", muchos cohetes usan RP-1, que es básicamente el mismo queroseno derivado del petróleo que se usa en los aviones a reacción. en.wikipedia.org/wiki/RP-1 Y no es tan diferente del diesel automotriz.
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