¿Cuál es la carga útil de un solo objeto más grande que se haya llevado al espacio?

Dependiendo de sus definiciones, los contendientes parecen ser el transbordador espacial estadounidense, Buran, Apolo 17 o Skylab.

Apollo 17 + S-IVB translunar     143 t?
STS, maximum payload             115 t
Discovery STS-82                 106 t
STS, no payload                   90 t
Buran + payload                   87 t?
Polyus                            80 t?
Skylab                            77 t
Buran, no payload                 75 t? 
Apollo 17 CSM/LM                  47 t

Skylab pesaba 77 toneladas y se lanzó como una sola carga útil en una versión de dos etapas de un Saturn V (de hecho, la estación se convirtió a partir de una tercera etapa de Saturn V).

La pila Apollo CM/LM pesaba menos de 45 toneladas, pero para las misiones lunares, en órbita terrestre baja, permaneció unida a la tercera etapa S-IVB de Saturno, que proporcionó el combustible y el motor para la inyección translunar. El S-IVB quemó una pequeña cantidad de su combustible para entrar en LEO, pero eso dejó a la nave espacial translunar combinada con una masa de más de 115 toneladas.

Los Apolo aumentaron ligeramente de peso durante el transcurso del programa, ya que se mejoraron los motores de lanzamiento, se mejoró la confianza en los márgenes de seguridad y se trajeron más equipos. Apollo 16 y 17 fueron los más pesados, con 16 pesando un poco más en el lanzamiento y 17 un poco más en LEO (habiendo usado un poco menos de combustible para llegar allí). Sumar los pesos de lanzamiento de los componentes enumerados en Apollo By The Numbers , luego restar el LES y el combustible utilizado en la quema inicial de la tercera etapa sugiere una masa orbital de más de 140 toneladas.

El orbitador del transbordador espacial pesa más de 68 toneladas en seco y lleva una carga útil de hasta 25 toneladas; su peso máximo de despegue osciló hasta 115 toneladas. Encontré una fuente que da la masa orbital de Discovery como 106 toneladas para la misión STS-82. Al igual que con el S-IVB, el orbitador es ambiguamente parte lanzador y parte carga útil.

El propulsor soviético Energia fue segundo después del Saturno V en carga útil a LEO, con una capacidad de aproximadamente 100 toneladas. Voló dos veces: una vez con la carga útil de Polyus descrita en la respuesta de Puffin, una vez con el avión espacial Buran. Astronautix logra dar dos cifras de peso muy diferentes para Buran en una sola página. Es un poco más ligero o un poco más pesado que STS.

Siguiendo el tema de "dependiendo de sus definiciones", también se podría considerar la nave espacial Polyus lanzada en 1987. La masa de la nave espacial era de 80 toneladas.

Pensamientos sobre las definiciones:

• ligeramente más pesado que Skylab, menos que la pila SIVB/LM/CSM
• no llegó a una órbita estable, tal vez a 155 km .

El vehículo Energia funcionó correctamente y el Polyus se separó correctamente. Sin embargo, el plan de la misión requería que el Polyus completara la inserción orbital final, lo que no sucedió debido a una falla en el propio Polyus y volvió a entrar en el Pacífico Sur.

la imagen es de aqui

He interpretado esta pregunta con respecto a dos métricas: masa de carga útil utilizable en órbita y masa total inyectada en órbita, donde esta última incluye etapas inertes después del agotamiento.

La masa de carga útil utilizable más alta para la órbita terrestre baja corresponde al vehículo Saturn V SA-512 de tres etapas utilizado para el Apolo 17. El Proyecto Apolo: Explorando la Luna de Robert Godwin da la masa colocada en una órbita terrestre de 171,3 x 168,9 km como 311,151 lb o 141.136 kg. Ninguno de los vuelos lunares de Apolo elevó más masa a LEO, aunque el vehículo SA-511 del Apolo 16 impulsó una carga útil ligeramente mayor a TLI (48 617 kg frente a 48 609 kg, donde la carga útil incluye CSM, LM y SLA).

El propulsor lunar Saturno V es un caso extraño cuando se trata de la carga útil LEO. En particular, la carga útil LEO es la misma que la masa total inyectada. Sin embargo, la tercera etapa califica como parte de la carga útil ya que es absolutamente necesaria para su misión de impulsar a los humanos y sus naves espaciales a la luna.

Por lo tanto, un Saturn V de tres etapas no es un vehículo optimizado para LEO, pero sí lo es una variante de dos etapas. El Saturn V SA-513 utilizado para lanzar el Skylab OWS muestra una masa inyectada total aún mayor:

http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=12519.20 Proporciona las masas esperadas.

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19730025115.pdf Proporciona las masas esperadas y reales del vuelo.

• Skylab OWS = 88.497 kg
• S-II/OWS entre etapas = 3453 kg
• Etapa seca S-II = 36.654 kg
• Residuos de LOX = 8.324 kg
• Residuos de LH2 = 2.790 kg
• S-II otros = 2.827 kg
• Interetapa S-IC/S-II = 4986 kg

La masa total en una órbita de 434 x 442 km con una inclinación de 50 grados es de 147 531 kg. Tenga en cuenta que la etapa intermedia S-IC/S-II no se separó después de ser dañada por los escombros que cayeron del OWS durante la quema del S-IC y, sin embargo, aún se llevó hasta la órbita. El Informe de evaluación de vuelo de MSFC para SA-513 de agosto de 1973 enumera la masa inyectada total calculada óptima como 319,129 lb (144,755 kg), pero esto no tuvo en cuenta que el S-II entre etapas no se separó o, curiosamente, superó el rendimiento del S- Etapa IC que resultó en un impulso 3.9% mayor al esperado de la primera etapa.

Descontando la masa seca S-II, el propulsor y todos los demás accesorios de la etapa, las dos etapas del vehículo SA-513 entregaron 91.950 kg en forma de Skylab, su carenado y su estructura de soporte. Incluyendo la interetapa S-IC/S-II que se arrastró innecesariamente a la órbita, esto aumentaría a 96.936 kg, pero por lo demás es irrelevante.

Por lo tanto, el récord de la mayor masa total inyectada a la órbita terrestre baja por un solo vehículo de lanzamiento es de 147 531 kg y pertenece al Skylab-1 Saturn V SA-513 de dos etapas. Esta masa se colocó en una órbita de 434 x 442 km con una inclinación de 50 grados. De esto, 91.950 kg constituían la carga útil real, mientras que la masa restante constituía la segunda etapa inerte, el propulsor residual y otros accesorios.

El récord de la mayor masa de carga útil funcional a la órbita terrestre baja por un solo vehículo de lanzamiento es de 141.136 kg y pertenece al Apollo 17 Saturn V SA-512 de tres etapas. Esta masa se colocó en una órbita de 171,3 x 168,9 km con una inclinación de 28,5 grados. De esto, 48.609 kg constituyeron la carga útil de la nave espacial lunar, mientras que la masa restante constituyó la etapa de transferencia parcialmente alimentada requerida para la misión lunar.

Si consideramos que el más grande significa la dimensión lineal más larga y solo contamos las estructuras rígidas (no las ataduras), entonces el satélite DSX es el elemento individual más grande jamás lanzado a 80 metros de punta a punta del brazo más grande de la nave espacial, un VLF. antena diseñada para permitir la experimentación entre la nave espacial y la población local de electrones atrapados. Esta barrera se diseñó originalmente para tener 54 metros, pero luego se aumentó a 80 metros una vez que se seleccionó al proveedor final. https://spacenews.com/air-force-experimental-satellite-billed-as-the-largest-unmanned-structure-in-space/

DSX se lanzó el 25 de junio de 2019 ( https://space.skyrocket.de/doc_sdat/dsx.htm ) y el boom WPX se implementó el 12 de julio.