¿Existe alguna limitación fundamental que impida que los cohetes a vapor lleguen al espacio?

Según Discovery Channel (ver el artículo de CNN a continuación), el último intento de usar propulsión de vapor comprimido para llegar a 5000 pies terminó en tragedia. Aún no está claro la altitud que alcanzó, los lanzamientos anteriores alcanzaron los 1.374 y 1.875 pies .

El artículo también dice que el canal Discovery dice que el objetivo final era la línea Karman.

Pregunta: ¿Podría esta tecnología haber llegado a la línea Karman si hubiera sido financiada adecuadamente? No estoy preguntando si es una alternativa útil en este momento, pero me gustaría saber si hubo alguna limitación fundamental clara que hubiera impedido que esto eventualmente alcanzara los 330,000 pies.

De Daredevil de CNN 'Mad Mike' Hughes muere al intentar lanzar un cohete casero :

“Nuestros pensamientos y oraciones están con la familia y los amigos de Mike Hughes durante este momento difícil. Siempre fue su sueño hacer este lanzamiento, y Science Channel estuvo allí para narrar su viaje”, dijo Science Channel en un comunicado.

Hughes tenía programado lanzar su cohete casero para una nueva serie de Science Channel llamada "Homemade Astronauts", según el sitio web de Discovery Channel.

Hughes y Waldo Stakes construyeron un cohete a vapor con la intención de lanzar a Hughes 5,000 pies en el aire, dijo el sitio web.

Eventualmente esperaba desarrollar un cohete que lo lanzaría 62 millas en el aire donde la atmósfera de la Tierra se encuentra con el espacio exterior, según Discovery Channel.

RIP "Mad Mike" Hughes

Antes de que se publiquen comentarios sobre los terraplanistas, considere que eso parece haber sido algo bastante reciente, para ayudar a publicitar/financiar este temerario proyecto, Mike Hughes aparece como un "temerario" en ese artículo y esa actividad se remonta mucho más atrás. a tiempo.
El último silbido de Arca Space es un cohete a vapor.

Respuestas (1)

No hay una limitación física fundamental, pero ciertamente hay una práctica. La ecuación del cohete es Δ V = V mi X h a tu s t en ⁡ ( METRO T o t a yo / METRO D r y ) . La velocidad de escape de un cohete químico típico es de alrededor de 2500 m/s a 4500 m/s, la velocidad de escape de un cohete de vapor es de solo 500 m/s aproximadamente.

Necesitas un delta-v de alrededor de 2 km/s para llegar a la línea Karman. Con, digamos, un generador de gas Merlin 1D que quema queroseno, necesita una relación de masa de aproximadamente 2.1... un poco más de la mitad de su masa de despegue necesita ser propulsor. Con un cohete de vapor, necesitas una proporción de alrededor de 60.

La etapa superior del Falcon 9 tiene una relación de masa de alrededor de 30, que es excelente y en gran parte se debe a que usa un combustible denso, mientras que tiene la construcción de tanque liviano de un cohete de combustible líquido alimentado por turbobomba típico. Un cohete de vapor tendría tanques muy pesados ​​debido a la necesidad de contener agua sobrecalentada a altas presiones. Necesitaría muchas etapas, lo que le permitiría descartar esa masa lo antes posible, y el vehículo sería enorme para su carga útil, incluso para los estándares de los vehículos de lanzamiento orbital.

Ya veo, es porque el diseño actual tiene un recipiente de presión fuerte y, por lo tanto, pesado y toda la presión se almacena. Como se mencionó en este comentario, tal vez una fuente a bordo de alta presión y temperatura generadora de calor durante el vuelo podría abordar esto si no fuera también tan pesado.
Eso ya no sería un "cohete a vapor". Un cohete nuclear-térmico puede usar agua como propulsor y obtener un rendimiento hacia el extremo inferior del rango del cohete químico, ya que el escape es el mismo que el de un cohete hidrolox con una proporción de propulsor subóptima (estequiométrica en lugar de rica en combustible), mientras que tiene una temperatura más baja . La "bombilla nuclear" mencionada requiere hidrógeno criogénico para evitar que la "bombilla" se derrita. Puede hacer que funcione con agua, pero tendrá temperaturas de escape más bajas.
No soy un científico espacial ni juego uno en la televisión. Entonces, ¿sería un "cohete impulsado por vapor" solo un cohete precargado con vapor? Quiero decir, también puede ser nuclear-térmico o lo que sea, pero ¿eso significa que ya no se puede llamar "impulsado por vapor" aunque la masa de reacción sea vapor? Simplemente estoy fuera de mi alcance aquí y probablemente me estoy perdiendo algo que es obvio para todos los demás...
@uhoh, creo que la mayoría de la gente se refiere a una "máquina de vapor" solo cuando es la expansión de la fase líquida a gaseosa lo que produce la fuerza. Si este tipo estaba usando vapor como propulsor, estaba haciendo las cosas estúpidamente (bueno, eso es un hecho). Usar vapor para impulsar algún otro propulsor es casi lo mismo que cualquier cohete de plástico para niños en el que se usa agua como propulsor y aire comprimido como fuerza motriz.
@CarlWitthoft No estoy seguro de que esté describiendo la situación correctamente. Pensé que la masa de reacción era vapor, no agua. ¿Puedes citar algo que demuestre que la masa de reacción era de hecho líquida? ¿Puedes también abstenerte de llamar "estúpidos" a las personas que han muerto recientemente en el proceso de intentar ganarse la vida? ¡Gracias!
@CarlWitthoft Internet está repleto de lugares donde la gente puede ir y escribir cosas malas sobre otras personas. Afortunadamente, Space SE no es uno de ellos el 99% del tiempo. se destaca aquí como un pulgar dolorido y se ve torpe.
El clásico “cohete a vapor” en realidad está cargado con agua líquida a alta temperatura y alta presión. Cuando se libera la presión en el lanzamiento, el líquido se convierte en vapor que se expulsa como una corriente densa (y en comparación con los cohetes de combustión, lenta).
¿Existe alguna limitación fundamental que impida que los cohetes a vapor lleguen al espacio?
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