स्पेसएक्स बीएफआर परियोजना के चौथे पुनरावृत्ति की भविष्यवाणी करने का प्रयास

हाल ही में किए गए एक ट्वीट में इलोना मास्क सचमुच में निम्नलिखित थे:

वैसे, स्पेसएक्स अब पुन: प्रयोज्य सुनिश्चित करने के लिए दूसरे फाल्कन -9 चरण को अपग्रेड करने की योजना नहीं बनाता है। इसके बजाय, बीएफआर के विकास को गति दी। नया डिजाइन प्रभावशाली है! वह वास्तव में प्रतिवादी है।

दुर्भाग्य से, अभी तक "मौलिक रूप से नए डिजाइन" का कोई तकनीकी विवरण नहीं है।

2016 के बाद से, यह चौथा बीएफआर डिजाइन संशोधन (पूर्व में ITS) है। इससे पहले, रॉकेट का व्यास और रैप्टर का पैरामीटर 2017 में घटा और 2018 में दूसरे चरण (उर्फ बीएफएस) में वायुगतिकीय पतवार विकसित हुआ। अब क्या बदल सकता है? और क्या ये परिवर्तन इतने प्रतिशोधी हैं? कट के तहत पहले प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास, और दूसरे का उत्तर हम थोड़ी देर के बाद ही पता लगाएंगे।

मूर ने अपना काम किया है

मस्क ने बार-बार यह प्रदर्शित किया है कि कोई भी, यहां तक ​​कि सबसे सुंदर, उसके लिए प्रौद्योगिकी केवल एक अंत (बहु-ग्रहों की मानवता या अमेरिकी लॉन्च बाजार पर कब्जा करने का एक साधन है - खुद के लिए तय करें)। फॉल्कन -1 चाकू के नीचे चला गया (इतना अप्रभावी नहीं है, जिसे नैनोसेटैटाइट्स का उछाल दिया गया), ड्रैगन -2 रॉकेट लैंडिंग, फाल्कन-हेवी को ईंधन हस्तांतरण, दूसरा फाल्कन चरण का बचाव। अब, ऐसा लगता है, फाल्कन -9 पर काम किए गए पहले चरण के बचाव के तरीके से इस्तीफा देने का समय आ गया है।


अधिक सटीक रूप से, इसके इंजनों पर वास्तविक मिसाइल लैंडिंग अच्छी तरह से रह सकती है। लेकिन वातावरण में प्रवेश करने से पहले ब्रेक लगाना, ऐसा लगता है कि फाल्कन के साथ अतीत में रहेगा। आपको याद दिला दूं कि एंट्री बर्न वातावरण में प्रवेश करते समय पहले चरण के विनाश की प्रतिक्रिया थी। यह सिर्फ मंगल ग्रह के मिशन के लिए हाइपरसोनिक गति से वायुगतिकीय खींचने में सक्षम एक दूसरे चरण को विकसित करने के लिए शुरू करना आवश्यक था। जाहिरा तौर पर, इस पर काम सफलतापूर्वक विकसित हो रहा है - अगले साल यह बहुत दूसरे चरण के परीक्षणों को रोकना शुरू करने की योजना है, कार्बन फाइबर संरचनाओं का उत्पादन पहले ही शुरू किया जा चुका है। लेकिन केवल दूसरे चरण के लिए, पहले वाले को भी आवश्यक है, और यह लगभग चार गुना अधिक है, और जापानी जो सबसे अधिक संभावना के आसपास चंद्रमा की उड़ान का आदेश देते हैं, वे जल्दी से चाहते हैं। हां, और एसएलएस, कम से कम, पूरा होने वाला है, और बीएफआर के पक्ष में एसएलएस को बंद करने की संभावना को बढ़ाने के लिए इसे ओवरटेक करना आवश्यक होगा।



और फिर सवाल उठता है कि पहला कदम क्यों? बीएफआर प्रोटोटाइप, जो एक निजी चंद्र मिशन को ले जाने वाला था, और अब तक यह वायुमंडलीय रैप्टर पर बनाया गया है (उनके पास वैक्यूम खत्म करने का कोई समय नहीं है) और लगभग 5-7 किमी / सेकंड का एक बहुत अच्छा Ve डेल्टा है। इसलिए उसे कम से कम अस्थायी रूप से पहला कदम काम करने दें! शुरुआती वजन में कमी की भरपाई वायुमंडल में प्रवेश करने से पहले ब्रेकिंग की कमी से की जाती है। अब मंच केवल एक बजरे पर उतरने के लिए ईंधन के भंडार के साथ वायुमंडल को धीमा कर सकता है। या यहां तक ​​कि एक हवाई जहाज लैंडिंग के लिए आगे बढ़ रहा है। लेकिन शुरुआत में दूसरा चरण ड्रैगन -2 के साथ फाल्कन -9 का दूसरा चरण भी हो सकता है।



पिछले साल की प्रस्तुति के अनुसार, दूसरे चरण के बीएफआर मास्क (उर्फ बीएफएस) में 1100 टन ईंधन द्रव्यमान के साथ 85 टन का सूखा वजन होना चाहिए। शुष्क द्रव्यमान का कुल अनुपात 13.9 है, जो काफी अच्छा है, हालांकि फाल्कन -9 के पहले चरण में 20 के लिए यह पैरामीटर है। लेकिन फाल्कन -9 को वायुमंडल में प्रवेश करने से पहले ब्रेक लगाने के लिए ईंधन खर्च करना पड़ता है, और बीएफएस में थर्मल सुरक्षा होती है। उसी प्रस्तुति के अनुसार, निकट-पृथ्वी की कक्षा में 150 टन पेलोड के साथ एक पूरी तरह से ईंधन वाले बीएफएस में 6 किमी / सेकंड का डेल्टा होगा। हमारे जहाज को वायुमंडलीय इंजनों के साथ सतह से तेज करना होगा, लेकिन Tsiolkovsky सूत्र के अनुसार पुनर्गणना वायुगतिकीय और गुरुत्वाकर्षण घाटे को छोड़कर, 120 टन पेलोड पर 6.45 किमी / एस डेल्टा देता है। उन्हें ध्यान में रखने के लिए, हम 1.5 किमी / सेकंड घटाते हैं।



और इसलिए, हमारे पास 120 टन हैं, जो 5.95 किमी / सेकंड तक फैला है। वैक्यूम "मर्लिन" और 100 टन ईंधन के एक विशिष्ट आवेग के साथ, हमारे पास 6.09 किमी / सेकंड की वृद्धि है। 5 टन के भीतर फाल्कन के दूसरे चरण के शुष्क द्रव्यमान के साथ, हमारे पास ड्रैगन -2 में 15 टन और रिजर्व में लगभग 1 किमी / सेकंड है। वास्तव में, हमें फाल्कन-हेवी के एक बार के संस्करण की तुलना में थोड़ी अधिक भार क्षमता मिलती है लेकिन पहली डिग्री के उद्धार के साथ। मेरी राय में, एक तार्किक कदम।

आगे क्या है?

बेशक, ऊपर वर्णित समाधान है और बड़े उपशामक हैं और एक ही मंगल को प्राप्त करने के लिए आधुनिकीकरण की संभावना को बनाए रखते हुए न्यूनतम लागत के साथ एक विशिष्ट लक्ष्य (चंद्रमा द्वारा फ्लाई) प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आप अभी भी पहले चरण का निर्माण कर सकते हैं जिसमें पहले से ही पारंपरिक SpaceX ब्रेक इंपल्स के साथ उतर रहा है। आप भविष्य की शटल के लिए एक अवधारणा के रूप में जनरल डायनेमिक्स द्वारा प्रस्तावित पुराने ट्राइमिक ट्विन्स प्रोजेक्ट का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन सबसे दिलचस्प विकल्प उस्ता से "शपथ दोस्तों" की उपलब्धियों का उपयोग करना है।



मूल परियोजना में, मास्क पृथ्वी से लॉन्च किए गए टैंकरों के साथ ईंधन भरने वाला था। लेकिन गुरुत्वाकर्षण कुएं के अर्थ में चंद्रमा अधिक सुलभ है और उस पर पानी है जिससे हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का उत्पादन किया जा सकता है। राप्टोर को हाइड्रोजन में अपग्रेड करना, या मिथेन के बजाय खरोंच से हाइड्रोजन परमाणु बनाना, शानदार नहीं लगता है। अंत में, ब्लूओ ने दूसरे कार्य के साथ सफलतापूर्वक मुकाबला किया। इसके अलावा, मंगल पर पानी भी उपलब्ध है।


पहले चरण के एक पूर्ण-रॉकेट लैंडिंग से वायुगतिकीय तक के संक्रमण का एक दिलचस्प परिणाम एक कम पृथ्वी की कक्षा में प्रवेश करने के लिए आवश्यक दूसरे चरण की गति वृद्धि में कमी है। इसलिए ऊपर दिए गए उदाहरण में, यह वेतन वृद्धि 2 किलोमीटर प्रति सेकंड से थोड़ी अधिक थी। इसी समय, इंटरप्लेनेटरी ट्रांसपोर्ट सिस्टम की अवधारणा मूल रूप से इस तथ्य पर आधारित थी कि पहले चरण को बचाते समय, इंजनों को 6 से 7 किमी / सेकंड के डेल्टा की आवश्यकता होती थी, जिससे स्टेज को कक्षा में पुनः लोड किया जा सकता था और एक तेज प्रक्षेपवक्र के साथ मंगल पर उड़ान भर सकता था। लेकिन पहले और दूसरे चरण की उच्च पृथक्करण गति के साथ, आपको या तो जहाज की गति की अधिकतम संभावित वृद्धि में कटौती करनी होगी, या IEO में उन टैंकों के साथ जाना होगा जो पूरी तरह से विकसित नहीं हैं, जो बीएफआर को उल्फा परियोजना के करीब लाता है।

120 टन के कुल द्रव्यमान वाला एक हाइड्रोजन इंटरप्लेनेटरी जहाज, जो पहले चरण में समान 5.95 किमी / सेकंड तक फैला हुआ है, एनओयू तक पहुंचने के लिए केवल 45 टन ईंधन खर्च करेगा। खर्च को फिर से भरने के बाद, वह 50 टन के अंतिम द्रव्यमान के साथ 3.85 किमी / सेकंड जोड़ने में सक्षम होगा। यह +6 किमी / सेकंड की गति पर 85 + 150 टन नहीं है जो इलोन ने वादा किया था, लेकिन पृथ्वी से शुरू होने पर प्रणाली का प्रारंभिक द्रव्यमान केवल "पुराने" बीएफआर के 5000 टन के मुकाबले 1305 टन है। दुर्भाग्य से, मंगल से पृथ्वी तक की शुरुआत लगभग 35 टन के अंतिम द्रव्यमान के साथ ही होगी। कुल हमारे पास 20 टन पीएन है, जिसे हम घर छोड़ने से पहले मंगल पर छोड़ते हैं। और इसलिए, पीएन लगभग 8 गुना कम है, रॉकेट 5 गुना से कम है। लाभ ध्यान देने योग्य नहीं है। जब तक हम टैंकरों को खाते में नहीं लेते तब तक किसी का ध्यान नहीं है। बीएफआर को 6 टुकड़ों की आवश्यकता थी, लेकिन हमारे "बहुत बड़े नहीं" रॉकेट को केवल 1 की आवश्यकता थी। क्योंकि हमने हाइड्रोजन पर स्विच किया और मंगल पर उड़ान की गति का त्याग किया।

मैं दोहराता हूं, उपरोक्त केवल इंटरप्लेनेटरी ट्रांसपोर्ट सिस्टम परियोजना के विकास के लिए एक काल्पनिक परिदृश्य था। स्पेसएक्स समय में क्या परिणाम देगा यह बताएगा।