Teniendo en cuenta que lo más difícil en el lanzamiento de un cohete es lograr la velocidad tangencial, el lanzamiento horizontal podría brindarnos una ventaja adicional para el requisito de delta V.
Esto no se puede hacer en la Tierra, ya que la atmósfera es espesa. Pero, dado que la atmósfera de Marte es delgada, ¿Spacex aprovechará la rotación de Marte y se lanzará horizontalmente?
¿Me estoy perdiendo otras consideraciones para un lanzamiento vertical?
En general, las pérdidas por gravedad son la clave. Mientras aceleras para salir de la atmósfera, antes de alcanzar la velocidad orbital o de escape, estás luchando contra la gravedad.
En la Tierra es peor que Marte debido a que es un planeta más grande/más denso y, por lo tanto, tiene mayor valor para la gravedad.
Esto es más obvio en el descenso para aterrizar. Cada segundo que pasas desacelerando, es un segundo en el que la gravedad de la Tierra te ha acelerado aún más hacia abajo a 9,8 m/s. Entonces, al aterrizar, SpaceX espera hasta el último segundo para reducir la velocidad (en una simplificación), por lo que la quema de tres motores es más eficiente en combustible para aterrizar que la quema de un solo motor. Se ralentiza más rápido, pasa menos tiempo siendo acelerado por la gravedad de la Tierra.
Para el lanzamiento, la misma idea. Quieres salir de la atmósfera (de acuerdo, peor en la Tierra que en Marte) y luego concentrarte en la velocidad para llegar a la órbita donde, aunque la Tierra todavía te está acelerando hacia abajo a través de la gravedad, ahora eres lo suficientemente rápido como para seguir extrañando la Tierra a medida que avanzas. caer y ya no tienes que luchar contra el tirón.
Un verdadero lanzamiento horizontal requiere una infraestructura (una pista) que aún no existe. Lo siguiente mejor es lanzar verticalmente y girar la nave espacial a un rumbo más horizontal poco después del lanzamiento (esto se llama giro por gravedad y también se usa en la Tierra).
Todas las representaciones del BFR tienen patas de aterrizaje en la parte inferior del escenario, para aterrizaje/despegue vertical.
Planean (o al menos planearon en 2017) un regreso directo a la Tierra sin entrar en la órbita de Marte. Vea la diapositiva titulada "Arquitectura de transporte de Marte" en esta presentación .
Originalmente escribí:
Dado eso, la única razón para no simplemente impulsar hacia arriba es la posible pequeña ventaja de la rotación de Marte.
Se me ha señalado que esto está mal. Me tomó un tiempo ver por qué. La clave es que desea que la gravedad actúe, en la medida de lo posible, perpendicular a su velocidad, no (anti-) paralela a ella. De esa manera cambia tu dirección pero no reduce tu energía cinética.
En el ecuador, la rotación es de aproximadamente 0,3 km/s, por lo que, en ausencia de atmósfera, el lanzamiento horizontal hacia el este en el momento adecuado del día ahorraría mucho. En latitudes más altas, la ganancia es menor. Se obtendría más o menos la misma ganancia lanzando hacia arriba hasta unos cientos de metros del suelo y luego girando hacia los lados, lo que evita la necesidad de un tren de aterrizaje diferente.
Por otro lado, aunque de baja densidad, la atmósfera de Marte se extiende bastante alto y ejerce un arrastre significativo a altas velocidades, por lo que pasar más tiempo en ella tendrá un costo de rendimiento. No tengo cifras para estar seguro, pero sospecho que, como en la Tierra, será necesario elegir una trayectoria que equilibre el deseo de explotar la rotación y evitar el arrastre de la gravedad con el deseo de eliminar gran parte de la atmósfera antes. acumulando demasiada velocidad.
UH oh