¿Sería posible poner en órbita un refuerzo SprHvy modificado, luego enviar una pila completa con Starship en una configuración "estándar" y luego unirlos en órbita?

Un cohete tierra-órbita no es automáticamente una buena opción para vuelos interplanetarios.

El principal problema es que la relación empuje-peso tiene que ser superior a uno para despegar, pero a menudo las maniobras de salida son mejores si se quitan los motores y se añade combustible para la misma masa total, aunque existen límites.

Las boquillas normalmente están optimizadas para presiones atmosféricas, por lo que serían ineficientes.

La estructura estará clasificada para múltiples G y aterrizaje, mucho más pesada de lo que debe ser (por lo que hay menos combustible disponible).

Y es posible que las combinaciones de combustible, las tuberías y los sistemas de encendido no estén optimizados para cero G.

Aparte de todo eso, las respuestas a preguntas como esta se pueden visualizar con gráficos como este .

Se necesitan alrededor de 9400 metros por segundo de Delta V para llegar a LEO, por lo que podemos suponer que una combinación de Starship puede hacer eso con la carga útil estándar. A partir de ahí, la inserción de Júpiter es de alrededor de 7000, por lo que puede llegar allí, pero probablemente tenga que usar un aerofrenado o hacer asistencia de gravedad para llegar a las lunas internas, y Saturno está a otros 1000 ms de distancia, por lo que los márgenes son bastante estrechos allí. En ningún caso recuperas tu Super Heavy o Starship.

Entonces esa parte es posible, aunque probablemente no sea muy útil.

Dependiendo de los números que crea que es posible poner en órbita un súper pesado despojado sin carga útil , por lo que también puede ser posible.

Entonces, el problema es que tiene un súper pesado vacío en órbita que necesita en algún lugar al norte de 3000 toneladas de combustible, por lo que muchos vuelos ordinarios de cisternas de Starship, es una pregunta si podría lanzar las ~ 30 misiones de cisternas lo suficientemente rápido como para superar las pérdidas por evaporación. del Super Heavy mínimamente aislado (la logística del lado de tierra también sería un poco alucinante).

Un perfil de misión más probable sería diseñar una nave dedicada de peso ligero/ bajo empuje optimizada para la misión en cuestión y construir y/o alimentarla a través de Starship y utilizar los superpesados ​​disponibles en su función prevista.

Podría ser apenas factible, …

… dado una dosis generosa de handwavery y ilusiones.

SpaceX no puede molestarse en publicar documentos de diseño detallados, por lo que tendremos que recurrir a estimaciones aproximadas.

Según Wikipedia, el Super Heavy tiene una masa seca de 160 a 200 toneladas con 3600 toneladas de propulsores. Eso se traduce en una relación de masa (MR) de 19 a 23,5, o una fracción de masa propulsora de aproximadamente el 95 %.

Asumiendo que el impulso específico del nivel del mar de 330 s se mantiene constante a lo largo de su vuelo SSTO (esa es la madre de todas las suposiciones, ver más abajo) y conectándolo a la ecuación del cohete:

$\Delta v = I_{sp} g_0 \ln(MR)$

Obtenemos aproximadamente 9500 m/s de$\Delta v$, que es casi suficiente para entrar en LEO. Hurra…

… pero es probable que no sea una gran idea.

Su Super Heavy necesitará algunas modificaciones para lograr esto:

• La reutilización se va por la ventana. No hay absolutamente ninguna forma de que esta lata de refresco vacía sobreviva al reingreso desde la órbita, por lo que puede deshacerse del hardware correspondiente para reducir algo de peso (y en su lugar, colocar una nariz cónica). No va a ser mucho, ya que esas patas de aterrizaje, propulsores y protección térmica no son muy pesados ​​para empezar.
• Los motores son un problema.
  • Esos 33 Raptors tienen demasiado empuje una vez que el vehículo está casi vacío, por lo que tendrá que apagar la mayoría de ellos. (Fuera de KSP, los motores no se pueden reducir al 1 %).
  • Esas diminutas boquillas a nivel del mar se expandirán horriblemente hacia el final del lanzamiento, lo que afectará negativamente el impulso específico. Incluso podrían explotar por el estrés (suponiendo que estén construidos para soportar apenas las cargas de diseño, ya que esa es la norma en la industria aeroespacial).
  • Simplemente podría diseñar algunas boquillas de compromiso, reforzadas para soportar el vacío pero que aún funcionan en todo el rango. Si es factible, serán ineficientes, poniendo un signo de interrogación al lado del Isp asumido anteriormente.
  • O puede agregar un par de Raptors con esas grandes boquillas de vacío que hacen sonar la bocina. Todo el extremo de popa tendrá que ser rediseñado para que encajen. Así que ya no es un SSTO, sino un lanzador orbital ordinario de dos etapas. ¿Y esos 33 motores a nivel del mar? No los volverá a usar una vez que pase a la segunda etapa, por lo que también podría tirarlos. Excepto que no puedes, a menos que rediseñes todo al estilo Atlas. Así que te quedas con un montón de peso muerto para llevar a lo largo de tus viajes interplanetarios.
• Finalmente, si su gran lata de refresco vacía llega a LEO, tendrá que darse prisa con todas las misiones de apareamiento y reabastecimiento de combustible a GTFO antes de que la resistencia atmosférica lo haga volver a entrar. Una vez que comience a llenarse, tendrá que lidiar con tener un tanque de criogenia mínimamente aislado sentado allí cociéndose al sol.