Dalam salah satu
tweet terbaru
, Ilona Mask secara harfiah adalah sebagai berikut:
Omong-omong, SpaceX tidak lagi berencana untuk meningkatkan tahap Falcon-9 kedua untuk memastikan penggunaan kembali. Sebaliknya, mempercepat pengembangan BFR. Desain baru sangat mengesankan! Dia benar-benar berlawanan dengan intuisi.
Sayangnya, belum ada detail teknis dari "desain baru yang radikal".
Sejak 2016, ini adalah revisi desain BFR keempat (sebelumnya ITS). Sebelum ini, diameter roket dan parameter Raptor menurun pada 2017 dan mengembangkan kemudi aerodinamik pada tahap kedua (alias BFS) muncul pada 2018. Apa yang bisa berubah sekarang? Dan apakah perubahan ini sangat berlawanan dengan intuisi? Upaya untuk menjawab pertanyaan pertama di bawah potongan, dan jawaban untuk pertanyaan kedua kita akan menemukan hanya setelah beberapa saat.
Moor telah melakukan pekerjaannya
Musk telah berulang kali menunjukkan bahwa teknologi apa pun, bahkan yang paling indah, baginya hanyalah sarana untuk mencapai tujuan (kemanusiaan multi-planet atau menangkap pasar peluncuran Amerika - putuskan sendiri). Faolcon-1 pergi di bawah pisau (tidak begitu menjanjikan, mengingat booming nanosatellites), pendaratan roket Dragon-2, transfer bahan bakar ke Falcon-Heavy, penyelamatan tahap Falcon kedua. Sekarang, sepertinya, saatnya untuk mengundurkan diri ke metode penyelamatan tahap pertama yang berhasil di Falcon-9.
Lebih tepatnya, pendaratan rudal yang sebenarnya pada mesinnya mungkin tetap ada. Namun pengereman sebelum memasuki atmosfer, tampaknya, akan tetap di masa lalu dengan Falcon. Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa Entry Burn adalah respons terhadap penghancuran tahap pertama saat memasuki atmosfer. Itu hanya untuk misi Mars, itu perlu untuk mulai mengembangkan tahap kedua yang mampu melakukan hambatan aerodinamis dari kecepatan hipersonik. Rupanya, pekerjaan di atasnya berkembang dengan sukses - tahun depan direncanakan untuk mulai melakukan uji coba tahap kedua, produksi struktur serat karbon telah diluncurkan. Tetapi hanya untuk tahap kedua, yang pertama juga diperlukan, dan itu sekitar empat kali lebih banyak, dan Jepang yang memesan bulan terbang di sekitar kemungkinan besar ingin cepat. Ya, dan SLS, paling tidak, hampir selesai, dan akan perlu untuk menyalipnya untuk meningkatkan kemungkinan penutupan SLS yang mendukung BFR.
Dan kemudian muncul pertanyaan mengapa langkah pertama? Prototipe BFR, yang seharusnya membawa misi bulan pribadi, dan sejauh ini dibangun di atas Raptor atmosfer (mereka tidak punya waktu untuk menyelesaikan yang vakum) dan memiliki delta Ve yang sangat baik sekitar 5-7 km / s. Jadi biarkan dia mengerjakan langkah pertama setidaknya untuk sementara! Penurunan berat awal dikompensasi oleh kurangnya pengereman sebelum memasuki atmosfer. Sekarang panggung bisa melambat di atmosfer dengan cadangan bahan bakar hanya untuk mendarat di tongkang. Atau bahkan pindah ke pendaratan pesawat. Tetapi tahap kedua di awal bahkan bisa menjadi tahap kedua Falcon-9 dengan Dragon-2.
Menurut presentasi tahun lalu, masker BFR tahap kedua (alias BFS) harus memiliki berat kering 85 ton dengan massa bahan bakar 1.100 ton. Rasio total massa kering adalah 13,9, yang cukup baik, meskipun tahap pertama Falcon-9 memiliki parameter ini untuk 20. Tapi Falcon-9 harus menghabiskan bahan bakar untuk pengereman sebelum memasuki atmosfer, dan BFS memiliki perlindungan termal. Menurut presentasi yang sama, BFS berbahan bakar penuh dengan 150 ton muatan di orbit dekat-Bumi akan memiliki delta 6 km / s. Kapal kami harus berakselerasi dari permukaan dengan mesin atmosfer, tetapi perhitungan ulang sesuai dengan rumus Tsiolkovsky memberikan 6,45 km / detik delta pada 120 ton muatan, tidak termasuk kerugian aerodinamik dan gravitasi. Untuk memperhitungkannya, kami kurangi 1,5 km / s.
Jadi, kami memiliki 120 ton, tersebar hingga 5,95 km / s. Dengan dorongan khusus dari vakum "Merlin" dan 100 ton bahan bakar, kami memiliki peningkatan 6,09 km / s. Dengan massa kering tahap kedua Falcon dalam 5 ton, kami memiliki lebih dari 15 ton di Dragon-2 dan cadangan hampir 1 km / detik. Faktanya, kami mendapatkan kapasitas muat yang sedikit lebih tinggi daripada Falcon-Heavy versi satu kali tetapi dengan keselamatan tingkat pertama. Menurut saya, langkah logis.
Apa selanjutnya
Tentu saja, solusi yang dijelaskan di atas pada umumnya bersifat paliatif dan dirancang untuk mencapai tujuan tertentu (terbang oleh bulan) dengan biaya minimal sambil mempertahankan kemungkinan modernisasi untuk mencapai Mars yang sama. Anda masih dapat membangun tahap pertama dengan pendaratan SpaceX yang sudah tradisional dengan impuls rem. Anda dapat menggunakan proyek Triamic Twins lama yang
diusulkan oleh General Dynamics sebagai konsep untuk Shuttle masa depan. Tetapi opsi yang paling menarik adalah menggunakan prestasi "sumpah teman" dari ULA pada ekonomi cislane.
Dalam proyek aslinya, Mask seharusnya mengisi bahan bakar dengan tanker yang diluncurkan dari Bumi. Tetapi Bulan dalam arti sumur gravitasi jauh lebih mudah diakses dan ada air di atasnya dari mana hidrogen dan oksigen dapat diproduksi. Memutakhirkan Raptor menjadi hidrogen, atau membuat atom hidrogen dari awal bukannya metana, tampaknya tidak fantastis. Pada akhirnya, BlueO berhasil mengatasi tugas kedua. Apalagi air di Mars juga tersedia.
Hasil yang menarik dari transisi dari pendaratan roket penuh dari tahap pertama ke tahap aerodinamis adalah penurunan peningkatan kecepatan tahap kedua yang diperlukan untuk memasuki orbit Bumi yang rendah. Jadi, dalam contoh di atas, kenaikan ini sedikit lebih dari 2 kilometer per detik. Pada saat yang sama, konsep Sistem Transportasi Antarplanet awalnya didasarkan pada kenyataan bahwa ketika menyelamatkan tahap pertama, mesin perlu memiliki delta 6 hingga 7 km / s, yang memungkinkan tahap untuk dimuat kembali dalam orbit dan terbang ke Mars di sepanjang lintasan yang cepat. Tetapi dengan kecepatan pemisahan yang lebih tinggi dari tahap pertama dan kedua, Anda harus mengurangi kenaikan maksimum yang mungkin dari kecepatan kapal, atau pergi ke IEO dengan tank yang tidak sepenuhnya dikembangkan, yang selanjutnya membawa BFR lebih dekat ke proyek ULA.
Sebuah kapal antar planet hidrogen dengan massa total 120 ton, disebarkan oleh tahap pertama ke 5,95 km / s yang sama, hanya akan menghabiskan 45 ton bahan bakar untuk mencapai NOU. Setelah mengisi kembali yang dihabiskan, ia akan dapat menambahkan 3,85 km / s dengan massa akhir 50 ton. Ini bukan 85 + 150 ton pada kecepatan +6 km / s yang dijanjikan Ilon, tetapi massa awal sistem ketika mulai dari Bumi hanya 1.305 ton, terhadap ~ 5.000 ton BFR "lama". Sayangnya, mulai dari Mars ke Bumi hanya akan berhasil dengan massa akhir sekitar 35 ton. Total kita memiliki 20 ton PN, yang kita tinggalkan di Mars sebelum meninggalkan rumah. Jadi, PN hampir 8 kali lebih sedikit, roket kurang dari 5 kali. Keuntungannya tidak terlihat. Tanpa disadari sampai kita memperhitungkan tanker akun. BFR membutuhkan 6 buah, tetapi roket "tidak terlalu besar" kami hanya membutuhkan 1. Karena kami beralih ke hidrogen dan mengorbankan kecepatan penerbangan ke Mars.
Saya ulangi, di atas hanya skenario hipotetis untuk pengembangan proyek Sistem Transportasi Antarplanet. Apa yang sebenarnya akan menghasilkan waktu SpaceX akan kirim.