¿Ha lanzado la humanidad un SSTO … alguna vez?

Si «has estado leyendo las noticias últimamente, probablemente hayas estado leyendo sobre Skylon y es etapa única para orbitar (SSTO).

He tenido una idea Hasta donde yo sé, la humanidad siempre ha utilizado cohetes de varias etapas. ¿Me equivoco? ¿Se ha lanzado alguna vez la humanidad a la órbita terrestre llevando la etapa inicial?

No estoy seguro de cuál es la definición técnica de una «etapa» es, pero entiendo que significa deshacerse de cualquier otra cosa que no sea el propulsor, por lo tanto, motores, tanques, etc.

Comentarios

  • De repente, yo puedo pensar en SCORE / Atlas 10B que orbitaba sin una etapa superior.
  • El Atlas-B dejó caer los motores de refuerzo (» stage-and-a-half » configuración), así que ‘ no estoy seguro de que califica.
  • @Brian Gracias, me había olvidado del impulso ers. Sin embargo, si mal no recuerdo, básicamente solo deja los motores y un par de metros de carenado, por lo que contaría como » llevando la etapa inicial » aunque no » etapa única a la órbita. »
  • Sí, creo que es básicamente el 99% SSTO, pero el término » stage-and-a-half » es una evaluación bastante justa; una verdadera solución de una sola etapa no ‘ t deseche cualquier parte. Sería interesante saber si el Atlas-B sería capaz de alcanzar una órbita decentemente estable manteniendo esas partes, incluso sin ninguna carga útil.
  • Por cierto, la falta de SSTO no se debe a que » podemos ‘ hacerlo «, pero porque no sería práctico: un costo significativamente mayor para una carga útil pequeña.

Respuesta

Sí, técnicamente los humanos se han lanzado a la órbita con una sola etapa: Los módulos de excursión lunar del Apolo se lanzaron desde la superficie de la Luna a la órbita lunar utilizando una sola etapa.

En cuanto a la órbita terrestre, no ha habido verdaderos lanzamientos de una sola etapa a la órbita ya que el vehículo no debería deshacerse de cualquier componente para que se considere un verdadero SSTO. Sin embargo, tanto el Atlas-B como el Transbordador espacial llevaron la primera etapa a la órbita en cierto sentido (a veces denominada configuración de «etapa y media»). El Atlas-B es definitivamente el más cercano a SSTO ya que solo j Motores de refuerzo ajustados (no etapas enteras ni propulsores de correa). El Space Shuttle Orbiter aporta sus motores principales a todo el vuelo, por lo que definitivamente se podría decir que es parte de la primera etapa y, por supuesto, llega a la órbita.

Nota: el Atlas-B fue señalado por 2012rcampion y Mark Adler, el transbordador espacial fue señalado por Organic Marble.

Comentarios

  • Técnicamente, ha respondido a la pregunta formulada. Pero me refiero a la Tierra … Obtienes un voto para una respuesta tan buena.
  • Pensé que ‘ es lo que querías decir, pero no pude ‘ No te resistas a mencionar el LEM. ¿No ‘ parece que ha habido vuelos SSTO verdaderos, pero pregunta si ‘ alguna vez lanzamos un vehículo que transportaba el primer el escenario en órbita y posiblemente el Atlas-B y el STS lo hacen a pesar de que los componentes también se desechan.
  • Incluso trabajando con esa definición extremadamente flexible, el Shuttle no estaba ‘ t un SSTO. Los motores principales solo se usaron hasta que se desechó el tanque externo, momento en el que el orbitador todavía estaba en un arco suborbital extremadamente largo. Los últimos 100 m / s de aceleración fueron aportados por las cápsulas OMS. El Transbordador llevaba componentes que contribuyeron al impulso en el despegue hasta la órbita, pero se convirtieron en un peso muerto de antemano. Los impulsores y el tanque externo podrían denominarse medias etapas, pero ‘ realmente no hay forma de decir lo mismo sobre los pods de OMS.
  • Pero lo hizo deje caer un componente grande y pesado de la primera etapa. A pesar de que se aferra a los otros motores, se volvieron inútiles. Evento de separación + transición del motor = puesta en escena. Atlas solo solucionó eso manteniendo el motor sustentador encendido, por lo que ‘ se considera una etapa media.
  • Curiosidad inactiva: si el Atlas-B no se hubiera caído los motores, y llevaban una carga útil puramente teórica (por ejemplo, un cono de nariz vacío para reducir la resistencia), ¿habría podido alcanzar la órbita? No ‘ habría tenido mucho sentido en esto, concedido, pero ‘ es un interesante experimento mental

Respuesta

Lo más cercano a la Tierra era el Atlas B, que yo llamaría una etapa de 1,25 a la órbita.Llegó a la órbita con un solo conjunto de tanques propulsores extremadamente ligeros. Se lanzó con tres motores alimentados por esos tanques y dejó caer dos de los motores en el camino hacia arriba. Varias misiones de Mercury estaban en el Atlas (Atlas D).

Yo llamaría al transbordador espacial una etapa 1.5 en órbita, donde fue hasta el final para orbitar en el mismo sistema de propulsión principal y tanques, pero cayó dos sistemas completos de propulsión de refuerzo en el camino hacia arriba, que eran una fracción significativa de la masa en el lanzamiento.

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  • Vaya, eso es muy interesante . El sistema de designación es muy confuso, pero supongo que te refieres a esto (» Redirigido desde atlas B «) en.wikipedia.org/wiki/SM-65_Atlas . Bastante impresionante, especialmente porque se alimentaba con RP-1, no con hidrógeno. Un buen ejemplo de cómo conseguir ese empuje temprano, lo que ayuda a evitar desperdiciar dV.
  • ¿No ha ‘ t alguna prueba de misiles antisatélite lanzada desde el aire ha superado eso? Si cuenta como » orbitar » para golpear un satélite en órbita, (o más bien simularlo en una prueba).
  • @LocalFluff un misil antisatélite solo tiene que alcanzar la altura orbital, pero no la velocidad orbital, para interceptar un satélite.
  • El misil ASAT lanzado por el F-15, ASM-135 era un diseño de tres etapas de todos modos, además de ser (creo) suborbital.
  • La aeronave también cuenta como un escenario.

Respuesta

No, la humanidad nunca antes se había lanzado a la órbita terrestre con una sola etapa.

Es prácticamente imposible alcanzar el dV requerido si llevas todo el oxígeno contigo. Skylon es propulsado por hidrógeno-oxígeno. En este sistema propulsor el oxígeno pesa 8 veces más que el hidrógeno (con un mezcla químicamente balanceada), si lo llevas todo contigo (los motores de cohete tienden a funcionar un poco ricos en combustible y pobres en oxígeno, pero de todos modos, esa es una gran diferencia).

Respirando aire en la primera parte del ascenso, uno puede ganar velocidad y altura significativas antes de cambiar al oxígeno del tanque. Así es como Skylon hace teóricamente posible el concepto de una sola etapa a la órbita.

Por lo tanto, el concepto del motor es fundamental para el éxito del vehículo y hay muy pocas organizaciones en el mundo con experiencia con dichos motores.

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Se podría decir que Shuttle era una sola etapa en órbita … ¡aunque con impulsores de correa muy grandes! El concepto que conocíamos como Shuttle se llamaba originalmente TAOS para Thrust Augmented Orbital Shuttle. Esto se generó después de que los conceptos originales completamente reutilizables resultaran inasequibles.

Pero cumple con su criterio de «lanzamiento a órbita llevando la etapa inicial». Solo no las correas.

Pero … una nave que se lanza desde la Tierra y llega a la órbita sin desprenderse de ninguna estructura, solo consumiendo propulsor …. no. Eso nunca se ha hecho.

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  • El Shuttle también dejó caer el tanque de combustible principal y usó un conjunto de motores totalmente separado para obtener el último ~ 1% del camino a la órbita. Ciertamente fue capaz de llegar hasta la órbita sin hacer ninguna de las dos cosas, pero nunca se intentó.
  • El número y tipo de tipos de motores usados es irrelevante para si era SSTO o no; de lo contrario, estoy de acuerdo contigo.
  • Eso ‘ no es la parte distintiva. Mi punto es que ninguna de la » primera » se usó para hacer el último impulso a la órbita. Si el Shuttle había retenido el tanque externo y todavía usaba el OMS I ‘ d lo aprobaba, pero eso nunca sucedió.

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No, pero el X-33 casi lo logra. Sus 120 toneladas de peso inicial contenían alrededor de 95 toneladas de combustible …

Lockheed X-33

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  • La creación de Powerpoint no cuenta.
  • ¡85% construido no equivale a 85% listo!
  • @peterh, leer el artículo de Wikipedia indica que hay ‘ no » casi » sobre el X-33: incluso si no se hubiera ‘ t cancelado, » el X-33 nunca destinado a volar a más de 100 km de altitud, ni a más de la mitad de la velocidad orbital «. Un prototipo incompleto de un vehículo suborbital no califica ni remotamente como SSTO.
  • @Mark Lea también el material de referencia en la publicación wiki, eran solo los planos de las primeras pruebas. Debido a que el proyecto X-33 fue cancelado, no había ‘ t otros planes. La wiki no es ‘ realmente justa en este caso.Lea más aquí :
  • Para ser precisos, el X-33 iba a ser un demostrador de tecnología suborbital de subescala para validar el concepto de vehículo orbital a gran escala, el Venturestar. El X-33, incluso si se hubiera construido alguna vez, era una nave suborbital. Y yo ‘ estoy bastante seguro de que el desarrollo del motor aerospike lineal no se completó ( astronautix.com/engines/rs2200.htm) para que el 85% complete lo que mencionas … bueno, el 80% del esfuerzo está en el 20% final de un proyecto.

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No nos hemos lanzado a LEO con un SSTO debido a la ecuación del cohete; básicamente, por cada onza de combustible, tenemos que tener combustible para levantar ese combustible más el cohete completo. «No soy lo suficientemente bueno como para calcular la masa máxima de un planeta para un SSTO, pero estoy seguro de que alguien con conocimientos de física y ciencia espacial puede resolverlo

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  • Para calcular que necesitarías restringirte a un diseño de cohete dado, me refiero a un impulso específico dado y una fracción de masa vacía. Tiene más sentido darle la vuelta y observar la eficiencia del combustible (impulso específico) que se necesitaría para los diseños actuales de cohetes, o la masa vacía f ración necesaria con los combustibles actuales. Por ejemplo, si asume un Delta-V de 9500 m / sy un Isp de 250 s, necesitaría una fracción de masa vacía de alrededor del 2% (incluida la carga útil). Por otro lado, si tuviera una fracción de masa vacía del 15%, necesitaría un combustible con una Isp de 510 s.

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¿Qué pasa con el cohete Pegasus de Ciencias Orbitales? Era una sola etapa que requería una carga útil (ciertamente, pequeña) en órbita. Sin embargo, se lanzó desde un B-52 a unos 40.000 pies, no se lanzó desde el suelo.

Comentarios

  • wouldn ‘ ¿El B-52 cuenta como la primera etapa?
  • Pegasus era un diseño de múltiples etapas sin siquiera contar el B-52. Tenía un mínimo de 3 etapas con una cuarta opcional. Ni siquiera remotamente calificado para SSTO. en.wikipedia.org/wiki/Pegasus_%28rocket%29

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