En uno de los
tweets recientes
, Ilona Mask fue literalmente el siguiente:
Por cierto, SpaceX ya no planea actualizar la segunda etapa Falcon-9 para garantizar la reutilización. En cambio, aceleró el desarrollo de BFR. ¡El nuevo diseño es impresionante! Él es realmente contradictorio.
Desafortunadamente, todavía no hay detalles técnicos de un "diseño radicalmente nuevo".
Desde 2016, esta es la cuarta revisión de diseño de BFR (anteriormente ITS). Antes de esto, el diámetro del cohete y los parámetros del Raptor disminuyeron en 2017 y desarrollaron timones aerodinámicos en la segunda etapa (también conocido como BFS) apareció en 2018. ¿Qué puede cambiar ahora? ¿Y son estos cambios tan contraintuitivos? Un intento de responder la primera pregunta debajo del corte, y la respuesta a la segunda la descubriremos solo después de un tiempo.
Moor ha hecho su trabajo
Musk ha demostrado repetidamente que cualquier tecnología, incluso la más hermosa, para él es solo un medio para un fin (humanidad multiplanetaria o capturar el mercado de lanzamiento estadounidense: decídalo usted mismo). Faolcon-1 pasó por debajo del cuchillo (no tan poco prometedor, dado el auge de los nano-satélites), aterrizaje de cohetes Dragon-2, transferencia de combustible a Falcon-Heavy, rescate de la segunda etapa de Falcon. Ahora, al parecer, es hora de renunciar al método de rescate de primera etapa elaborado en Falcon-9.
Más precisamente, el misil real aterrizando en sus motores bien puede permanecer. Pero parece que el frenado antes de entrar en la atmósfera permanecerá en el pasado con el Halcón. Permíteme recordarte que Entry Burn fue una respuesta a la destrucción de la primera etapa al entrar en la atmósfera. Eso fue solo para la misión marciana, era necesario comenzar a desarrollar una segunda etapa capaz de arrastrar aerodinámicamente a partir de la velocidad hipersónica. Aparentemente, el trabajo en él se está desarrollando con éxito: el próximo año está previsto comenzar las pruebas de salto de la segunda etapa, la producción de estructuras de fibra de carbono ya se ha lanzado. Pero solo para la segunda etapa, también se necesita la primera, y es aproximadamente cuatro veces más, y los japoneses que ordenaron el vuelo de la luna probablemente quieran hacerlo rápidamente. Sí, y SLS, como mínimo, está a punto de completarse, y sería necesario adelantarlo para aumentar las posibilidades de cerrar ese SLS a favor del BFR.
Y luego surge la pregunta ¿por qué hacer el primer paso? El prototipo BFR, que se suponía debía llevar una misión lunar privada, y hasta ahora está construido sobre Raptors atmosféricos (no tienen tiempo para terminar los de vacío) y tiene un muy buen Ve delta de aproximadamente 5-7 km / s. ¡Así que déjelo trabajar el primer paso al menos temporalmente! La disminución en el peso inicial se compensa con la falta de frenado antes de ingresar a la atmósfera. Ahora el escenario puede reducir la velocidad de la atmósfera con una reserva de combustible solo para aterrizar en una barcaza. O incluso mudarse a un aterrizaje de avión. Pero la segunda etapa al principio puede ser incluso la segunda etapa de Falcon-9 con Dragon-2.
Según la presentación del año pasado, la máscara BFR de la segunda etapa (también conocida como BFS) debería tener un peso en seco de 85 toneladas con una masa de combustible de 1100 toneladas. La relación de masa total a seca es 13.9, lo cual es bastante bueno, aunque la primera etapa de Falcon-9 tiene este parámetro para 20. Pero Falcon-9 tiene que gastar combustible para frenar antes de ingresar a la atmósfera, y BFS tiene protección térmica. Según la misma presentación, un BFS totalmente alimentado con 150 toneladas de cargas útiles en órbita cercana a la Tierra tendrá un delta de 6 km / s. Nuestro barco tendrá que acelerar desde la superficie con motores atmosféricos, pero el recálculo de acuerdo con la fórmula de Tsiolkovsky da 6,45 km / s delta a 120 toneladas de carga útil, excluyendo las pérdidas aerodinámicas y gravitacionales. Para tenerlos en cuenta, restamos 1.5 km / s.
Y así, tenemos 120 toneladas, dispersas a 5.95 km / s. Con un impulso específico del vacío "Merlin" y 100 toneladas de combustible, tenemos un incremento de 6.09 km / s. Con la masa seca de la segunda etapa del Halcón en 5 toneladas, tenemos más de 15 toneladas en Dragon-2 y casi 1 km / s en reserva. De hecho, obtenemos una capacidad de carga ligeramente superior a la versión de un solo uso del Falcon-Heavy pero con la salvación del primer grado. En mi opinión, un paso lógico.
Que sigue
Por supuesto, la solución descrita anteriormente es en general paliativa y está diseñada para lograr un objetivo específico (volar por la luna) con costos mínimos mientras se mantiene la posibilidad de modernización para alcanzar el mismo Marte. Todavía puede construir la primera etapa con el ya tradicional aterrizaje de SpaceX con un impulso de freno. Puede utilizar el antiguo proyecto Triamic Twins
propuesto por General Dynamics como concepto para el futuro Shuttle. Pero la opción más interesante es utilizar los logros de los "amigos jurados" de la ULA en la economía de la legislatura.
En el proyecto original, se suponía que Mask debía repostar con camiones cisterna lanzados desde la Tierra. Pero la Luna, en el sentido de un pozo gravitacional, es mucho más accesible y hay agua sobre ella a partir de la cual se puede producir hidrógeno y oxígeno. Actualizar el Raptor a hidrógeno, o crear un átomo de hidrógeno desde cero en lugar de metano, no parece fantástico. Al final, BlueO hizo frente con éxito a la segunda tarea. Además, el agua en Marte también está disponible.
Un resultado interesante de la transición de un aterrizaje de cohete completo de la primera etapa a la aerodinámica es una disminución en el incremento de velocidad de la segunda etapa necesaria para ingresar a una órbita terrestre baja. Entonces, en el ejemplo considerado anteriormente, este incremento fue un poco más de 2 kilómetros por segundo. Al mismo tiempo, el concepto del Sistema de Transporte Interplanetario se basó originalmente en el hecho de que la segunda etapa, al guardar la primera en los motores, requería un delta de 6 a 7 km / s, lo que permitió que la etapa se rellenara en órbita y volara a Marte a lo largo de una trayectoria rápida. Pero con una velocidad de separación más alta de la primera y segunda etapa, tendrá que reducir el incremento máximo posible de la velocidad del barco o ir al IEO con tanques que no están completamente desarrollados, lo que acerca aún más el BFR al proyecto ULA.
Un barco interplanetario de hidrógeno con una masa total de 120 toneladas, dispersado en la primera etapa a los mismos 5,95 km / s, solo gastará 45 toneladas de combustible para llegar al NOU. Después de reponer lo gastado, podrá agregar 3.85 km / s con una masa final de 50 toneladas. Esto no es 85 + 150 toneladas a la velocidad de +6 km / s que Ilon prometió, pero la masa inicial del sistema al comenzar desde la Tierra es de solo 1305 toneladas, frente a ~ 5000 toneladas del "viejo" BFR. Desafortunadamente, comenzar desde Marte hasta la Tierra tendrá éxito solo con una masa final de aproximadamente 35 toneladas. En total tenemos 20 toneladas de PN, que dejamos en Marte antes de salir de casa. Y así, el PN es casi 8 veces menos, el cohete es menos de 5 veces. La ganancia no es notable. Inadvertido hasta que tengamos en cuenta los petroleros. BFR necesitaba 6 piezas, pero nuestro cohete "no demasiado grande" solo necesitaba 1. Porque cambiamos a hidrógeno y sacrificamos la velocidad del vuelo a Marte.
Repito, lo anterior fue solo un escenario hipotético para el desarrollo del proyecto del Sistema de Transporte Interplanetario. Lo que exactamente dará como resultado el tiempo SpaceX lo dirá.