¿Qué puede hacer la ISS que una SpaceX Starship no pueda?

Se espera que SpaceX Starship (versión lunar y/o con clasificación de tripulación, solo etapa superior) tenga un volumen más habitable que la Estación Espacial Internacional. Por otro lado, la ISS ronda las 400 toneladas, mientras que la masa seca de la Starship ronda las 100 toneladas (redondeando a un dígito significativo en ambos casos). Ahora, parte de esa masa adicional probablemente se deba al hecho de que los cilindros cortos y gordos tienen una mejor relación volumen/área de superficie que los cilindros largos y delgados. Pero también me parece plausible que gran parte de la masa de la ISS se dedique a funciones más allá del espacio habitable y la propulsión, las dos cosas que una Starship orbital haría extremadamente bien. (Un posible ejemplo: atracar muchos barcos a la vez).

De ahí mi pregunta:

Si ponemos en órbita una nave espacial clasificada para humanos y tratamos de usarla como estación espacial, ¿qué capacidades de ingeniería significativas le faltarían a la ISS actualmente (y aprovecha)? Considere también si las capacidades podrían cumplirse de otra manera: por ejemplo, una estación Starship no necesitaría la capacidad de ejecutar hardware de computadora con décadas de antigüedad.

A modo de analogía: si la pregunta fuera "¿Qué puede hacer un centro de datos de Google que no pueda hacer un almacén?", una buena respuesta podría mencionar la necesidad de grandes cantidades de agua y electricidad, así como ventilación y cualquier requisito estructural que pueda ser necesario. para soportar racks de procesadores. Esencialmente, ¿qué buscaría Google si estuviera considerando alquilar un edificio para albergar su centro de datos? De la misma manera, ¿qué buscaría un gobierno si estuviera considerando contratar una nave espacial orbital para albergar a su gente y experimentos a largo plazo, y cuáles de estos requisitos carecería una nave espacial lunar o marciana lista para usar sin una modificación significativa?

Esta es una pregunta muy extraña. Es como preguntar qué puede hacer un LearJet que no puede hacer un camión de cemento de 10 toneladas. Aparte de tener aproximadamente la misma masa, los dos no tienen mucho en común.
Tenga en cuenta que este fue el caso del transbordador espacial frente a un nuevo Skylab.
@JDługosz El orbitador del transbordador espacial no podía servir como una estación espacial a largo plazo porque tenía recursos limitados; específicamente, las celdas de combustible solo podían funcionar durante un máximo de 40 días más o menos. Esto surge a menudo cuando las personas discuten posibles misiones de rescate para Columbia.
@PcMan A veces, las personas (en este sitio y en otros lugares) sugieren que uno podría reemplazar la ISS con una sola etapa superior de Starship. Estoy buscando los mejores argumentos que pueda encontrar de que este reemplazo no funcionaría, o al menos no es tan simple como parece.
El mejor argumento es que es simple. como en estúpido. todo lo que Starship tiene en común con la ISS es una medida aproximada de masa y volumen total. La analogía del Learjet y el camión de cemento no es sarcástica, es una muy buena analogía de la diferencia entre los dos objetos. O puede comparar un centro de datos de Google con un almacén. Mismo tamaño. Ambos son edificios. Nada más en común.
@PcMan ¿Cuál es exactamente el propósito de la ISS? Una respuesta ingenua es que el propósito de la ISS es proporcionar un lugar para que los humanos vivan en el espacio. Si esa es su creencia, entonces el volumen habitable (junto con todo lo necesario para hacerlo habitable, que necesariamente tendrá el HLS) parecería ser precisamente la respuesta correcta. Por lo tanto, debe argumentar que la ISS tiene un propósito más amplio o que el HLS no se puede usar fácilmente para una habitación a largo plazo. Basado en su analogía del centro de datos, ¿supongo que toma el primer enfoque?
@CharlesStaats La ISS es principalmente un laboratorio . Las personas que viven allí son tanto trabajadores de laboratorio como sujetos de experimentación. Además de los requisitos previos básicos para la supervivencia, tiene cientos, si no miles, de experimentos en ejecución, almacenados en espera de ser realizados, almacenados en espera de regresar a la Tierra, almacenados en espera de nuevas ideas para ejecutarlos de manera diferente o realizando un "servicio extendido" después de que se confirmó la tesis básica. para probar simultáneamente su fiabilidad/robustez y ayudar a los astronautas.
¿El divertido robonauta? Es un experimento. ¿El proceso de conversión de CO2 Sabatier a oxígeno? Experimento. ¿La caja con lechuga? Experimento. ¿La nueva iluminación LED de color ajustable? Experimento. Hay relativamente pocas cosas a bordo que no sean simultáneamente experimentos de laboratorio. La mayoría de las cosas que son necesidades directas para los astronautas se califican como "experimento de viabilidad del uso de x como uso regular en condiciones espaciales".
@PcMan Gracias por la discusión. Avíseme si la pregunta editada aclara más lo que estoy preguntando.

Respuestas (2)

  • La ISS tiene muchas construcciones de armazones para conectar equipos, como plantas de energía o aparatos científicos. Starship los necesitaría también.

  • ISS tiene muchos muelles para visitar naves espaciales. Starship, posiblemente también pueda, pero tendría que estar diseñado para esto.

  • ISS tiene un diseño modular que permite agregar y desorbitar módulos especializados para diversas tareas. Starship necesitaría reequiparse en la Tierra o agregar módulos adicionales como una estación espacial.

  • La ISS podría 1 realizar experimentos sensibles de microgravedad separando temporalmente un módulo del resto de la estación espacial.

  • La ISS dispone de giroscopios para la estabilización espacial de la estación sin gastar combustible. (También se pueden agregar a Starship, pero requeriría espacio y peso).

  • Starship tiene grandes tanques de combustible y motores, que tienen un peso adicional y necesitan gastar combustible adicional para mantener la órbita.

1 por comentario :

Actualmente, la ISS tiene un módulo comercial de esclusa de aire Bishop que se puede separar, pero no en vuelo libre. Todavía lo mantiene Canadarm, y el propósito es principalmente experimentar en el vacío, no en una mejor microgravedad (mejor que en la ISS). Se consideraron módulos desmontables de vuelo libre para la ISS, pero no hay planes sólidos para crear ninguno.

+1, pero un par de solicitudes de aclaración. ¿Puede dar más detalles sobre instancias reales en las que los módulos de la ISS hayan sido desorbitados o separados temporalmente? Supongo que por giroscopios te refieres a giroscopios de control de momento ; buena alternativa a las ruedas de reacción! No me gusta la redacción del último punto: parece que realmente estás argumentando que si engañas a una Starship para que haga todo lo que la ISS puede hacer, la estación Starship terminaría siendo aún más masiva. Eso requiere un análisis más cuidadoso.
@CharlesStaats Creo que el último punto podría tener que cambiarse a "más área de sección transversal" o "más arrastre atmosférico", porque el peso en sí no afecta la cantidad de combustible que se necesita para mantener la órbita.
El "módulo que se separa temporalmente" puede ser algo mediocre. Actualmente, la ISS tiene un módulo comercial de esclusa de aire Bishop que se puede separar, pero no en vuelo libre. Todavía lo mantiene Canadarm, y el propósito es principalmente experimentar en el vacío, no en una mejor microgravedad (mejor que en la ISS). Se consideraron módulos desmontables de vuelo libre para la ISS, pero no hay planes sólidos para crear ninguno.
@CharlesStaats dada la edad de la ISS (en promedio y/o por módulo), no me sorprendería en absoluto si una re-hacer con la tecnología moderna pudiera reducir significativamente el peso/tamaño, pero no sin una cantidad masiva de ingeniería adicional
@jpa Creo que tienes razón. Una nave de mayor masa con la misma resistencia atmosférica requerirá más combustible para el mismo delta v, pero también requerirá menos delta v para mantenerse en posición porque la misma resistencia produce menos aceleración. Y estos deberían cancelarse exactamente (ignorando los posibles efectos debido a la frecuencia de las maniobras o la extensión del cambio de órbita entre maniobras).
@Anixx: ¿Consideraría abordar los puntos que se han planteado? En particular, la masa no parece ser una consideración importante fuera de los costos de lanzamiento, y la ISS no tiene ningún módulo desmontable de vuelo libre como usted insinúa.
@Charles Staats Estoy seguro de que he leído sobre algo así como un módulo de estación espacial que se separa para los experimentos de microgravedad. Creo que se trataba de la ISS, pero podría ser Mir. Posiblemente, aunque fue la nave espacial Soyuz la que se separó, no un módulo especial.

La ISS tiene un conjunto muy grande de paneles solares (8 en los EE. UU., múltiplos en el lado ruso). Tal como se diseñó, Starship no parece tener paneles solares. (Todavía puede aparecer para las misiones Lunar y Mars, pero no hay señales en este momento).

Las misiones de reabastecimiento de carga de 2021 traerán nuevos arreglos para superponerse sobre los arreglos actuales ( iROSA ). Los conjuntos iniciales proporcionaron 160 kilovatios de potencia, y las nuevas 6 superposiciones proporcionarán 120 kilovatios. El Starship lunar no tendrá tanto poder, solo debido al espacio disponible. El armazón de la ISS está diseñado para dar cabida a los grandes conjuntos. El lado ruso, con matrices más análogas a Starship, todavía necesita cambiar el poder del lado estadounidense.

La ISS tiene un gran conjunto de radiadores para deshacerse del exceso de calor, que Starship aún no parece tener.

El volumen puro, aunque útil, no es realmente la métrica crítica.

La nave espacial lunar propuesta para HLS es realmente lo que estoy pensando aquí, y definitivamente tiene paneles solares. (Y presumiblemente radiadores también). Votaré a favor de esta respuesta si agrega una explicación de por qué usar la nave estelar como estación espacial LEO requeriría mucha más electricidad (y generaría mucho más calor) que usar la versión HLS de la nave estelar de la manera planificada .
Un conjunto desplegable de "alas" de paneles solares sería bastante fácil de incluir en la carga.
@CarlWitthoft No es el tamaño o el poder de la ISS. Se podría hacer, pero no fácilmente. Podrían incluir un reactor nuclear. Pero no fácilmente.
Todavía estoy buscando alguna explicación de por qué la ISS necesita mucha más energía que el HLS. Si es para ventilación o computadoras con décadas de antigüedad, es posible que una estación Starship no necesite tanto. Si se trata de experimentos científicos y máquinas de ejercicio, las necesidades de la estación Starship probablemente serían similares. En particular, si puede citar fuentes que muestren que el uso de energía es un cuello de botella importante al diseñar experimentos para la ISS, sería un argumento sólido. (Las superposiciones podrían estar allí para compensar la descomposición en lugar de proporcionar energía más allá de las especificaciones originales).
El poder de @CharlesStaats Mir estaba disminuyendo. Las superposiciones de la ISS son para gestionar el declive. Pero los rusos necesitan cambiar el poder de los EE. UU. La energía y el calor son los límites básicos de cuánto puede hacer en el espacio. El volumen es útil y necesario, pero sin administración de energía/calor no se puede.
¿Qué puede hacer la ISS que una SpaceX Starship no pueda?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v