Los cohetes son pesados porque necesitan transportar tanto el combustible como el agente oxidante. Por ejemplo, el hidrógeno es el combustible y el oxígeno es el comburente. El problema es que hace que el cohete sea pesado.
¿Por qué no usar un avión-cohete aerodinámico para ir muy rápido a través de la atmósfera donde hay oxígeno y subir a través del espacio?
Esto se consideró muchas veces, por ejemplo: https://en.wikipedia.org/wiki/SABRE_(rocket_engine)
El principal problema siempre fue que la nave necesita un diseño muy especializado para alcanzar velocidades hipersónicas a una densidad atmosférica aún lo suficientemente considerable como para ayudar como masa de reacción. Así que hay alas y superficies de control, fuselaje reforzado... mucho más peso y complejidad en comparación con un cohete tubular.
E incluso las velocidades máximas prácticas en la atmósfera (digamos 5000 km/h) son pequeñas en comparación con la velocidad necesaria para orbitar la Tierra (alrededor de 28000 km/h)
Entonces, a menos que se diseñe con mucho cuidado y se use tecnología avanzada, el avión espacial fácilmente podría perder más de lo que gana... Pero es una posibilidad increíble, que puede convertirse en realidad en un día.
He votado para cerrar su pregunta porque creo que pertenecería más a Space Exploration Stack Exchange.
EDITAR: La elaboración completa de la ciencia dura de la idea está más allá de mí ya que el espacio de diseño es enorme, pero puedo presentar algunos datos de palabras reales para ilustrar las dificultades que mencioné:
Primero compare el transbordador espacial Orbiter (o Dream Chaser o cualquier otro vehículo diseñado para el lanzamiento de cohetes verticales y el reingreso y aterrizaje similar a un avión) con el SR-71 (o X-15 o cualquier vehículo diseñado para un vuelo hipersónico o supersónico atmosférico sostenido)
Notarás que los aviones más lentos son mucho más "puntiagudos" y "aerodinámicos" que los vehículos espaciales mucho más rápidos. La razón de esto es que la definición de "aerodinámicamente favorable" cambia con el régimen de vuelo . Básicamente, a velocidades hipersónicas, desea formas puntiagudas y tomas cuidadosamente colocadas y formadas para que las ondas de choque se reflejen de la manera correcta . Mientras que a velocidades de reentrada, la teoría del cuerpo romo nos dice que las formas romas funcionan mejor porque pueden desviar la mayor parte del aire/plasma caliente generado lejos del cuerpo de la nave.
Dado que probablemente querrá reutilizar su ingenioso avión espacial, tiene que volver a entrar después de haber entrado en órbita, pero es extremadamente difícil diseñar un fuselaje adecuado para ambos entornos .
El otro problema es la ventaja de la relación de masa de los cohetes convencionales. El peso máximo al despegue del X-15 es de 15.420 kg, mientras que su peso en vacío es de 6.620 kg. Incluso si la diferencia fuera totalmente combustible y comburente, su relación de masa es solo 2,46. Un cohete tubular contemporáneo, el misil Atlas tiene una masa vacía de 3.050 kg + 2.347 kg = 5.397 kg y una masa bruta de 119.000 kg, lo que da una relación de masa de 22 .
Dado que el interior del X-15-s está ocupado principalmente por combustible , es una suposición creíble que el venerable avión cohete se acerca a la relación de masa máxima que puede tener un vehículo de este tipo. Entonces, incluso si un avión espacial llegara al espacio con el combustible completo y a la velocidad máxima de X-15: 2020 m/s, y asumiríamos muy generosamente un Isp de 450 s, su deltaV restante después de dejar la atmósfera no sería más de 4100 EM. No es suficiente para hacer una órbita incluso teniendo en cuenta la rotación de la Tierra. Y esto se calculó sin ninguna carga útil y suponiendo que puede alcanzar la velocidad máxima de X-15-s sin usar combustible y solo con gas atmosférico como propulsor. (por ejemplo, con propulsión de energía por rayos)
.jpg){kind=link}
valerio pastore
Willk
jamesqf
La Ley del Cuadrado-Cubo
a4android