¿Son los misiles balísticos intercontinentales y los lanzadores orbitales lo suficientemente similares como para desarrollarse conjuntamente en la actualidad?

No son los hipergólicos per se los que son súper deseables para los misiles balísticos intercontinentales, sino los combustibles almacenables a temperatura ambiente.

Los misiles balísticos intercontinentales tienen que estar listos durante largos períodos de tiempo y lanzarse con poca antelación, lo que significa que tienen que estar alimentados más o menos constantemente. En la práctica, eso significa combustibles sólidos o algo en la familia UDMH/NTO. Un misil balístico intercontinental de combustible criogénico necesitaría horas de tiempo de preparación antes de un lanzamiento.

Los combustibles sólidos son menos peligrosos de almacenar (¿y posiblemente menos tóxicos de lanzar?) que los líquidos hipergólicos; esta puede ser la razón por la que EE. UU. prefiere los sólidos, aunque los combustibles líquidos producen un mayor impulso específico.

Creo que el desarrollo de ICBM vs lanzador orbital generalmente tenderá a ser divergente. Los misiles balísticos intercontinentales tienen un límite superior de carga útil práctica requerida (como un puñado de ojivas de menos de una tonelada cada una) y sus cargas útiles no necesitan alcanzar la velocidad orbital, por lo que las restricciones de diseño son muy diferentes.

Además de lo que ya dicen las respuestas anteriores, me gustaría señalar que los desarrollos recientes han sido casi todos sólidos, incluso en el lado ruso y chino. Si observa el DF-31, el Topol-M o Yars, verá por qué les gustan a los líderes militares: son dispositivos del fin del mundo en el verdadero sentido de la palabra. Se pueden desplegar en cualquier lugar, incluso en terrenos accidentados, se pueden mantener allí durante años y luego se disparan en 10 minutos con solo presionar un botón.

El propulsor no solo no representa un peligro inmediato para el entorno, sino que tampoco necesita tuberías elaboradas para enrutar los propulsores, lo que elimina los problemas conocidos de las soluciones a base de hidracina, como la tendencia de los materiales de las juntas a absorber la hidracina (o derivados). ) y por lo tanto ganar volumen y perder resistencia a la tracción. Esto podría causar que un cohete comience a perder propulsor letal de repente después de permanecer en silencio en algún lugar durante años.

En cuanto a la sinergia, diría que tiene razón. Francia ha luchado durante mucho tiempo para reemplazar el motor principal del vehículo de lanzamiento Ariane 6 con un motor de cohete sólido. Esto fue con la esperanza de que pudieran cortar uno de los dos programas de desarrollo de motores que financian. Verá, por las mismas razones que los ICBM discutidos anteriormente, Francia necesita los combustibles sólidos para su arsenal SLBM .

Para las primeras etapas, esto tiene sentido. El problema de impulso específico del que habló jxexk aparece principalmente en la etapa final de un cohete. En las etapas inferiores, generar mucho empuje es clave, y los sólidos son buenos en eso.

Sin embargo, son costosos de fabricar y los proveedores de satélites están nerviosos por las vibraciones adicionales que introducen y dañan sus preciados dispositivos.

Los motores LOX/LH2 pueden alcanzar un impulso específico mayor que los motores hipergólicos. De acuerdo con la página de propulsor de cohetes líquidos en wikipedia, teóricamente LOX/LH2 tiene una ventaja de 111 segundos sobre UDMH/NTO. Esto puede no parecer mucho, pero los cambios en el impulso específico afectan significativamente el delta-v del cohete de acuerdo con la ecuación del cohete , por lo que cualquier ganancia es un gran problema.

Sin embargo, LOX/LH2 no se usa en ICBM porque los combustibles criogénicos son difíciles de almacenar y deben cargarse directamente antes del lanzamiento. Dado que los misiles balísticos intercontinentales no necesitan alcanzar la velocidad orbital y transportar una carga útil fija, se puede sacrificar la eficiencia por robustez y capacidad de almacenamiento.

Para los lanzadores orbitales pesados, la eficiencia es muy importante. Por lo tanto, los diseñadores tenderán hacia sistemas de propulsión más eficientes. Esto significa que los diseños de los lanzadores orbitales se diferenciarán de los misiles balísticos intercontinentales.

Hay, al menos, dos preocupaciones para la elección entre propulsor sólido y propulsor líquido. 1) aceleración y 2) lanzamiento de peso.

Aunque los propulsores líquidos potencialmente tienen un impulso específico más alto que los propulsores sólidos, la energía real de un propulsor líquido está limitada por la rapidez con la que las turbobombas pueden mover el propulsor hacia la cámara de combustión. Un misil balístico intercontinental puede quemar miles de libras de propelente cada segundo, por lo que las bombas turbo tienen que trabajar muy duro. Para mover propulsores tan rápido se requiere una bomba turbo que, a su vez, es impulsada por un motor de cohete con su escape chocando contra una turbina. Actualmente, las bombas turbo más poderosas no pueden mover los propulsores líquidos lo suficientemente rápido para obtener el máximo potencial de los motores de cohetes. Para un misil de propulsor sólido, todo el propulsor se almacena en la cámara de combustión, por lo que no es necesario mover nada. Todo el propelente está inmediatamente disponible para quemar. Como resultado, el misil balístico intercontinental de propulsante sólido tendrá un empuje y una aceleración significativamente mayores en el lanzamiento. Por ejemplo, los propulsores de cohetes sólidos del transbordador espacial estadounidense produjeron 2,8 millones de libras de empuje cada uno. Los motores de cohetes de propulsante líquido en el transbordador espacial produjeron 470,000 libras de empuje cada uno. Como tal, un solo "refuerzo" de cohete sólido produjo casi el doble de empuje que los tres motores de propulsante líquido combinados. Los propulsores de cohetes sólidos produjeron el 83% de la energía para poner en órbita el transbordador espacial.

La otra consideración es la capacidad de carga útil. Todos los caminos, rieles, puentes y túneles entre la fábrica de misiles y el lugar de lanzamiento deben ser capaces de soportar el peso del misil. Un misil balístico intercontinental de propulsante sólido se envía completamente lleno de combustible. Como tal, es muy pesado. Los misiles balísticos intercontinentales de propulsante sólido generalmente no pesan mucho más de 100 toneladas porque el camino entre la fábrica y el sitio de lanzamiento no los soportaría. Los misiles balísticos intercontinentales de propulsante líquido no reciben combustible hasta que llegan al sitio de lanzamiento. Los fuselajes son muy livianos, por lo que puede construir un misil balístico intercontinental de propulsante líquido significativamente más grande que puede transportarse fácilmente a su sitio de lanzamiento y reabastecerse de combustible en el lugar. Esto permite misiles significativamente más grandes con capacidades de carga útil significativamente más altas. No se podría construir un ICBM de propulsor sólido capaz de elevar 20 MIRV.