Bolygóközi közlekedési rendszer (SpaceX)

MTKS ITS

Indítás az LC-39A indítóállványról
(renderelés)
Általános információ
Ország  USA
Célja gyorsító
Fejlesztő SpaceX
Gyártó SpaceX
Főbb jellemzők
Lépések száma 2
Hossz (MS-vel) 122 m
Átmérő 12 m
kezdősúly 10 500 t
A rakomány súlya
 • a  LEO -nál 300.000 kg
 • a  Marsra 420 000 kg (tankolás LEO -ba )
Indítási előzmények
Állapot a fejlesztés megállt a Starship javára
Indítási helyek cape canaveral
Indítások száma 0
Első fázis
Száraz tömeg 275 t
kezdősúly 6 975 t
Menetelő motorok 42× Raptor
tolóerő tengerszint: 128 MN
vákuum: 138 MN
Specifikus impulzus tengerszint: 334 s
Üzemanyag folyékony metán
Oxidálószer folyékony oxigén
Második szakasz - MTKK ITS
Száraz tömeg 150 t
kezdősúly 2 100 t
Menetelő motorok 9 × Raptor
tolóerő vákuum: 31 MN
Specifikus impulzus vákuum: 6 X 382 s , 3 X 361 s
Üzemanyag folyékony metán
Oxidálószer folyékony oxigén
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Az  Interplanetary Transport System ( ITS ) a SpaceX amerikai magáncég projektje , amely egy újrafelhasználható űrhajó létrehozását foglalja magában , hogy embereket szállítson a Marsra , azzal a céllal, hogy ott a jövőben önfenntartó kolóniát hozzanak létre .

A projekt részleteit a SpaceX alapítója, Elon Musk ismertette 2016. szeptember 27-én a 67. Nemzetközi Asztronautikai Kongresszuson a mexikói Guadalajarában .

A rendszer fő szerkezeti elemei a Földről indítható visszaváltható hordozórakéta , a rakomány és emberek szállítására szolgáló tényleges ITS bolygóközi űrjármű , valamint annak tanker -módosítása az űrrepülőgép üzemanyag-feltöltéséhez a Földről való kilövés után, illetve az órától indulást követően. a Naprendszerek többi nagy égitestének felszíne .

A legoptimistább idővonal az első Mars-repülést 2022-ben feltételezi (teherszállítás), az első személyzettel 2024-ben, a Marsra érkezés 2025-ben [1] .

2017. szeptember 29-én, a 68. éves Nemzetközi Asztronautikai Kongresszus keretében I. Musk bejelentette, hogy tervezi kifejleszteni a BFR kódnevű optimalizált bolygóközi szállítórendszert , amely a tervek szerint a jövőben az összes meglévő SpaceX rakétát és űrhajót lecseréli [2] .

A rendszer kulcselemei

Leírás

A szállítmány teljes magassága 122 m , kilövési tömege 10 500 tonna , kilövési tolóereje 128 MN . Az alacsony föld körüli pályára állított rakomány tömege egyszeri változatban 550 tonna , az indítóállásra visszatérve pedig 300 tonna. Az összes elsődleges alkatrészt szénszálból tervezték [3] .

Indítójármű

Külsőleg a működő Falcon 9 hordozórakéta első szakaszának jelentősen felnagyított változata .

A gyorsító magassága 77,5 m, átmérője 12 m, száraz tömege 275 tonna [3] .

A benne lévő üzemanyag tömege 6700 tonna, a teljes mennyiség mintegy 7%-át közvetlenül az indítóhelyen történő visszatérésre és leszállásra fordítják. A három rácsos kormány használata biztosítja a maximális leszállási pontosságot.

A rakétát a tervek szerint 42 Raptor folyékony rakétahajtóművel szerelték fel, három körben a központi hajtómű körül (1-6-14-21). A középső rész hét motorja eltérhet a központi tengelytől, biztosítva a tolóerővektor vezérlést, a többi motort mozdulatlanul rögzítik. Mindegyik motor 3050 kN tolóerőre lesz képes tengerszinten, 334 s fajlagos impulzussal . A hajtóművek teljes tolóereje tengerszinten 128 000 kN, vákuumban - 138 000 kN [3] .

A tervek szerint a rakétát akár 1000 alkalommal is újra fel lehetne használni.

Bolygóközi űrhajó

A hajó külön részekre van osztva: a motorok és az üzemanyagtartályok az alsó részen helyezkednek el, a rakományrekesz felettük, az utasok pedig a hajó felső részében helyezkednek el. A külső felületen, különálló kiálló rekeszekben találhatók a leszálló lábak meghosszabbítására szolgáló mechanizmusok, amelyeket a Marson és a Földön történő leszállás során is használnak.

A hajó magassága 49,5 m, maximális átmérője 17 méter, száraz tömege 150 tonna, az üzemanyag tömege 1950 tonna [3] .

A tervek szerint 9 Raptor motort telepítenek a hajóra :

Az áramellátásról 2 db összecsukható napelem szárny gondoskodik, melyek összteljesítménye akár 200 kW.

A harmadik generációs ablatív PICA hőszigetelő bevonatnak a marsi légkörbe való belépéskor, valamint a visszaút során a Föld légkörébe való belépéskor magas hőmérsékletnek kellett ellenállnia [3] .

A hajónak legfeljebb 300 tonna rakományt kellett volna szállítania a LEO-nak, és legfeljebb 450 tonna hasznos terhet a Marsra (a pályán történő újrarakodás függvényében). A jövőben a hajó állítólag 100 vagy több utas befogadására lesz alkalmas a Marsra tartó repüléshez [3] .

A bolygóközi hajó akár 12 alkalommal is használható ismételt repülésekre.

Tanker

Megismétli az általános tervezési sémát egy bolygóközi hajóval, hogy csökkentse a fejlesztési és építési költségeket. A rakomány- és az utasrészeket üzemanyagtartályokra kellett volna cserélni a keringő főhajó tankolására a többszöri újraindítás során.

A kiegészítő berendezések hiánya a tartályhajó száraz tömegét 90 tonnára csökkenti, az üzemanyag-kapacitás 2500 tonnára nő.A hajó egyszerre akár 380 tonna üzemanyagot is tud majd szállítani a tankoláshoz [3] .

A tartályhajót várhatóan 100 alkalommal fogják újra felhasználni.

Üzemanyag

A rendszer egyik kulcseleme az üzemanyag megválasztása, mivel azt a Mars erőforrásainak felhasználásával kell előállítani. Ez az egyéb tényezők (az üzemanyagtartályok mérete, az üzemanyag ára, a tárolás egyszerűsége, a berendezések újrahasználatára gyakorolt ​​hatása) mellett meghatározta a folyékony metán ( üzemanyag ) és folyadék kriogén üzemanyagpár kiválasztását. oxigén ( oxidálószer ) mind a booster, mind az űrhajó számára. Mindkét komponens kibányászható a Marson szén-dioxidból és vízből a Sabatier-reakció segítségével [3] . Ezenkívül a gáznemű metán felhasználásának lehetősége magas nyomás létrehozására és fenntartására az üzemanyagtartályokban és a különféle rakétarendszerek pneumatikus hajtásaiban lehetővé teszi a sűrített hélium használatának elhagyását. Ezenkívül sűrített metánt használnak majd az orientációs rendszerben a gázfúvókák munkagázaként, ami kiküszöböli a sűrített nitrogén használatát [4] .

Indítási/leszállási terület

Az eredeti terv szerint a Canaveral-fok - i Kennedy Űrközpontban a SpaceX által jelenleg használt LC-39A komplexum keretein belül egy kilövő-leszállási komplexumot építenek fel . A jövőben más komplexumok építésére is szükség lehet [4] .

Tervezett repülési minta

A hordozórakéta 8650 km/h -s sebességre gyorsítja fel a hozzá csatlakoztatott űreszközt , majd kioldás után visszatér a Földre. A hordozórakétáról való leszállás után a második fokozatként működő, mind a 9 hajtóművet használó hajó tovább repül, amíg el nem éri a parkolópályát, és szinte az összes üzemanyagot elhasználva várja a tartályhajót. Az indítóálláson lévő daru segítségével a tartályhajót a visszavitt hordozórakétára szerelik, és vízre bocsátják, hogy a főhajóval dokkoljanak, és tankolják azt. A tartályhajó ezután visszatér az indítóállásra, hogy megismételje a folyamatot. Összesen legfeljebb 5 tankolás szükséges. Egy teljesen üzemanyaggal működő bolygóközi jármű 6 km/s sebességgel vákuumtokozókat sugároz, hogy egy gyors, félig elliptikus pályára lépjen[ adja meg ] a Marsra, majd egy átlagosan 115 napig tartó repülés következik. A Marsra érve (közelítési sebesség 8,5 km/s ) a hajó maximálisan kihasználja a bolygó légkörét fékezésre, ami után 3 központi hajtómű segítségével kioltják az 1-1,5 km/s-os maradék sebességet és függőlegesen. földet ér a felszínen. Az utasok maximális túlterhelése 4-6 g lehet . A tartályok Marson termelt üzemanyaggal való feltöltése után a hajó csak saját hajtóművei segítségével, hordozórakéta nélkül indulhat el a Földre, a bolygó viszonylag alacsony szökési sebessége miatt [3] .

Költség

Gyorsító tartályhajó Hajó
Gyártási költség (millió dollárban) 230 130 200
Újrahasználat (szer) 1000 100 12
Egy küldetésben indul 6 5 egy
Átlagos karbantartási költség indításonként (millió dollárban) 0.2 0.5 tíz
Küldetésenkénti összköltség (millió dollárban) tizenegy nyolc 43

Üzemanyagköltség - 168 dollár tonnánként
Kilövési komplexum - 200 000 dollár indításonként
A küldetés teljes költsége - 62 millió dollár
Szállított rakomány - 450 tonna
Egy tonna rakomány Marsra szállításának költsége: <140 000 dollár [3] (41. dia) .

Egyéb küldetések

A fejlesztők szerint a hajó a Naprendszeren belül bármilyen szilárd felületen képes autonóm leszállásra. Az előadás során bemutatták a Jupiter és a Szaturnusz holdjaira, a Kuiper-öv objektumaira és az Oort-felhőre irányuló űrszonda - küldetések végrehajtásának lehetőségét , további üzemanyag-raktárak létrehozásának függvényében az űrben [4] .

Jegyzetek

  1. ↑ A SpaceX cég Elon Muskja bejelenti a Mars kolonizálásának elképzelését  . Spaceflight Now (2016. szeptember 27.). Letöltve: 2016. szeptember 28. Az eredetiből archiválva : 2021. február 3..
  2. Többbolygós fajtá  válás . SpaceX . YouTube (2017. szeptember 29.). Hozzáférés dátuma: 2018. január 16. Az eredetiből archiválva : 2018. március 9.
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A bolygóközi közlekedési rendszer bemutatása  (angolul)  (hozzáférhetetlen link) . SpaceX . Archiválva az eredetiből 2016. szeptember 28-án.
  4. 1 2 3 A SpaceX kolonizációs terven keresztül bemutatja az ITS Mars játékváltóját  . NASA űrrepülés (2016. szeptember 27.). Letöltve: 2016. szeptember 28. Az eredetiből archiválva : 2016. szeptember 28..