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En la mañana del 29 de septiembre de 2017, en el último día de la conferencia IAC en Adelaida, Australia, habrá un discurso del jefe de SpaceX, Elon Musk, en el que, aparentemente, anunciará un nuevo concepto de la nave para viajes espaciales de largo alcance, que probablemente sea una versión modificada del concepto. SU, presentado al público en septiembre pasado. Se supone que, como resultado de los cambios, el barco, en particular, se convertirá en casi la mitad, en cualquier caso, hay información de que se planea reducir a la mitad el número de motores de oxígeno y metano del Raptor en la primera etapa, de cuarenta y dos a veintiuno.
Por lo tanto, en anticipación de este anuncio, quiero, no como profesional, sino como amante de la astronáutica, dar mi evaluación del proyecto inicial.
Comenzaré cronometrando el colorido video que se mostró en la última conferencia.
Colorido video mostrado en la conferencia espacial internacional en septiembre de 2016Torre de servicio
Muchas críticas cayeron sobre la torre de servicio que se muestra en el video. Las principales quejas contra ella son el primitivismo estructural general, aparentemente hecho para mejorar sus características estéticas.
Mi opinión es, en primer lugar, que el aspecto de la torre de servicio en este video es exclusivamente visualmente conceptual, y si la situación llega a un proyecto real, será diferente, posiblemente más similar a lo que vemos hoy. Además, a medida que SpaceX mejora sus instalaciones de lanzamiento, generalmente se trata de un diseño cada vez más ordenado y visualmente minimalista, probablemente no específicamente, sino en el proceso de mejorar las tecnologías para reducir la cantidad de mantenimiento interstart de las instalaciones de lanzamiento.
Mástil de servicio Falcon 9 en LC 39A, Centro espacial KennedySistema de rescate de emergencia
Además, el algoritmo del sistema de rescate de emergencia durante el despegue no está claro. No puede ver ni la torre CAC, ni los motores integrados, como en Dragon V2 o Boeing Starliner. Existe la opción de usar motores de mitad de vuelo de la segunda etapa como CAC, pero ¿hay suficiente potencia y velocidad para encenderlo? ¿O tal vez habrá una cápsula desmontable especial en la que la tripulación estará al comienzo? ¿O el lanzamiento finalmente tendrá lugar sin una tripulación, que luego será entregada en órbita por otros barcos? También es posible una opción para la ausencia de CAC en la fase de vuelo temprano, como estaba en el Shuttle. En este caso, este es un signo negativo de este concepto.
Prueba del sistema de rescate de emergencia de la nave espacial Dragon V2Segunda etapa y nave espacial
El siguiente punto está relacionado en gran medida con el anterior: se criticó la idea de combinar la segunda etapa del vehículo de lanzamiento y la nave espacial tripulada. Además de las consecuencias, en la forma de la dificultad de crear un sistema CAC, se critica el concepto de combinar una nave espacial con un escenario: a veces incluso se dice que nadie lo planeó y no planificó, y SpaceX no experimentó que no fue aceptado. La misma parte de la crítica puede responderse por el hecho de que dicha arquitectura de nave espacial fue planeada y elaborada con bastante seriedad por la NASA y sus contratistas espaciales privados para su uso en los primeros conceptos del transbordador espacial [1]. Otro ejemplo es
Venture Star . Abandonaron tales arreglos más por razones políticas y financieras que por razones técnicas. Además, de hecho, se implementó con éxito un acuerdo similar en el bloque de aceleración
RM-81 Agen , que a menudo era inseparable de la carga útil. Entonces, SpaceX no fue inventado fundamentalmente nuevo aquí, y utilizamos la técnica ya desarrollada por desarrolladores experimentados. Al final, este aspecto es más considerado de lo que parece.
Bloque de aceleración RM-81 "Agen"Primera etapa de aterrizaje
Otro punto controvertido es el regreso de la primera etapa al sitio de lanzamiento y el aterrizaje directo en la plataforma de lanzamiento. La opción de regresar a tierra en lugar de aterrizar en una barcaza a lo largo de la ruta de vuelo requiere una reserva de combustible mucho mayor en la primera etapa y una ruta de lanzamiento mucho más empinada, lo que conduce a una reducción significativa en la masa de la carga puesta en órbita. Y aterrizar en la plataforma de lanzamiento en sí, aparentemente directamente en los brazos de sujeción del lanzamiento, requiere una precisión de aterrizaje muy alta, y en caso de falla está plagado de daños. Ambos problemas son graves, pero en general solucionables. Además, hay una cierta razón para aterrizar en la plataforma de lanzamiento: no es necesario buscar o construir desde cero una barcaza del tamaño adecuado, capaz de atrapar y transportar la enorme primera etapa del ITS, así como medios especiales para descargarla y transportar adicionalmente el escenario por tierra al lugar reiniciar Al final, como la torre de lanzamiento, este momento puede cambiar y / o ser solo el costo del video de presentación.
Regreso de la primera etapa del sistema de transporte interplanetario a la plataforma de lanzamiento después del lanzamientoCombustible utilizado
El siguiente punto controvertido es el uso de combustible criogénico en un largo vuelo interplanetario. El problema aquí es que los componentes de combustible planeados para su uso: el metano líquido y el oxígeno líquido se encuentran en un estado licuado solo a temperaturas mucho más bajas que la temperatura ambiente y durante un largo vuelo pueden calentarse y hervir. Por esta razón, la hidrazina tóxica y, por ejemplo, el amilo, que puede almacenarse en forma líquida y a temperatura ambiente, o en motores eléctricos en general, generalmente se usan como combustible en satélites y AMS. Sin embargo, la hidrazina, además de la toxicidad, tiene varias desventajas serias antes del combustible criogénico. En particular, su impulso específico, un parámetro crítico para el vuelo espacial, deja mucho que desear en comparación con la criogenia. Además, según los planes de SpaceX, después de aterrizar en Marte, planean producir combustible para el vuelo de regreso a partir de "materias primas" locales, que es factible para el metano y el oxígeno. Y finalmente, en su deseo de reducir el costo del vuelo unificando nodos, SpaceX quiere usar el mismo motor en la primera y segunda etapa, así como para maniobras orbitales, aterrizaje y despegue desde Marte. Esta idea es criticada por el hecho de que generalmente nadie almacenó combustible criogénico en órbita y en la superficie de otro planeta durante mucho tiempo. Aquí estamos hablando de meses o años. Sin embargo, como en el párrafo anterior, esta crítica se puede responder en respuesta al hecho de que aquí SpaceX no inventó una bicicleta, sino que está siguiendo en gran medida la pista de los desarrollos de la NASA. La NASA planeó el almacenamiento a largo plazo de hidrógeno líquido, que es más difícil de hacer que el enfriamiento de metano y oxígeno líquidos en vista del requisito de una temperatura de almacenamiento más baja y permeabilidad y volatilidad significativamente más altas, para crear remolcadores nucleares en el marco de su programa espacial propuesto después de Apollo en 60-70 años. [1] y como parte del programa
Constellation (Constellation) a principios del siglo XXI.
Space Tug de la NASA del programa de los 70 a la izquierda y del programa Zero Constellation a la derechaMatiz de gestión
Otro punto controvertido es tal matiz. De acuerdo con el concepto SpaceX, cuando aterriza en Marte o regresa a la Tierra, la nave ingresa a la atmósfera de lado con protección térmica, dándose cuenta, de hecho, del diseño aerodinámico del planeador sin alas, que se planeó usar, por ejemplo, en los programas Spiral y
Clipper . Al mismo tiempo, en los enormes tanques casi vacíos del barco, el combustible que queda después de la aceleración para el vuelo interplanetario y las posibles correcciones de órbita, necesarias para el aterrizaje vertical en la etapa final, puede salpicar mucho, lo que complica enormemente el control del barco. La respuesta a esta crítica son los tanques interiores redondos ubicados dentro de los tanques principales de la segunda etapa del ITS. Es en ellos que el combustible restante para el aterrizaje debe ser para no salpicar durante el proceso de aterrizaje.
Diapositiva dedicada a la etapa superior / nave espacial ITS, que muestra tanques de combustible adicionales integrados en el principalEn realidad, lo anterior: este es el análisis del proyecto y, al menos, parte de su crítica más común.
Otros
Se puede agregar a los lugares controvertidos del proyecto la necesidad de crear un sistema de soporte vital a largo plazo confiable y poderoso, especialmente si se hacen planes para 100 pasajeros por vuelo, el posible impacto de la radiación espacial es un tema extremadamente controvertido incluso entre científicos e ingenieros reales, que en su vuelo está planeado para debilitarse por la orientación del barco con motores y tanques en el Sol, además de reducir el tiempo de vuelo y, en consecuencia, la dosis recibida, gastando combustible adicional para acelerar a una velocidad mayor.
Muchos críticos más, prestando atención a los aspectos antes mencionados, no mencionaron el siguiente hecho interesante: con un aumento en la potencia y el impulso específico del vehículo de lanzamiento, la carga acústica en su estructura aumenta significativamente. Según la NASA, por ejemplo, - la carga acústica es de 5 grados de impulso específico. [2] A partir de esto, la NASA llegó a la conclusión de que existe un cohete de capacidad de carga máxima, después de lo cual un aumento adicional en el empuje y el impulso específico requiere tal fortalecimiento del diseño del cohete para proteger contra cargas acústicas que esta ganancia de masa compensa el aumento en el rendimiento del cohete y, como resultado, , no permite aumentar la carga útil que se pone en órbita.
Resumen
En resumen, puedo decir que desde mi punto de vista personal, el concepto en su conjunto parece bastante factible desde el punto de vista técnico del problema. Y mucho más difícil de superar, en mi opinión, es el problema de la financiación, incluso a pesar de todos los intentos de reducir el costo de diseñar y construir un sistema de este tipo mediante la unificación y la reutilización. En la presentación, Elon Musk mismo llama a números asombrosos, según los cuales todo el proyecto se puede exprimir en solo mil millones de dólares, lo que se ve muy fantástico e intrigante.
Fuentes:
[1] Una breve historia de la creación del Transbordador espacial - Cyril B:
vakhnenko.livejournal.com/239619.html[2] Burdakov V.P., Danilov Yu.I. Futuros cohetes 1980
[3] Wikipedia: wikipedia.org/