Sistema de Transporte Interplanetario (SpaceX)

MTKS SU

Lanzamiento desde la plataforma de lanzamiento LC-39A
(render)
Información general
País  EE.UU
Objetivo refuerzo
Desarrollador espaciox
Fabricante espaciox
Características principales
Numero de pasos 2
Longitud (con MS) 122 metros
Diámetro 12 metros
peso inicial 10 500 toneladas
Masa de carga útil
 • en  LEO 300.000 kg
 • a  Marte 420.000 kg (repostaje en LEO )
Historial de lanzamientos
Estado el desarrollo se detuvo a favor de Starship
Ubicaciones de lanzamiento cabo Cañaveral
Número de lanzamientos 0
Primera etapa
Peso en seco 275 toneladas
peso inicial 6 975 toneladas
motores de marcha 42× rapaz
empuje nivel del mar: 128 MN
vacío: 138 MN
Impulso específico nivel del mar: 334 s
Combustible metano liquido
oxidante oxígeno líquido
Segunda etapa - MTKK ITS
Peso en seco 150 toneladas
peso inicial 2 100 toneladas
motores de marcha 9 × rapaz
empuje vacío: 31 MN
Impulso específico vacío: 6 X 382 s , 3 X 361 s
Combustible metano liquido
oxidante oxígeno líquido
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El  Sistema de Transporte Interplanetario ( ITS ) es un proyecto de la empresa privada estadounidense SpaceX , que consiste en la creación de un transporte espacial reutilizable para llevar personas a Marte , con el objetivo de crear allí una colonia autosuficiente en el futuro .

Los detalles del proyecto son presentados por el fundador de SpaceX, Elon Musk , el 27 de septiembre de 2016 en el 67º Congreso Astronáutico Internacional en Guadalajara , México.

Los principales componentes estructurales del sistema serán un vehículo de lanzamiento retornable para el lanzamiento desde la Tierra, la nave espacial interplanetaria ITS real para el transporte de carga y personas, así como su modificación de cisterna para reabastecer la nave espacial en órbita después del lanzamiento desde la Tierra o después del lanzamiento desde la superficie de otros grandes cuerpos celestes en los sistemas solares .

La línea de tiempo más optimista asume el primer vuelo a Marte en 2022 (entrega de carga), el primer vuelo tripulado se esperaba en 2024, con la llegada a Marte en 2025 [1] .

El 29 de septiembre de 2017, como parte del 68º Congreso Astronáutico Internacional anual, I. Musk anunció planes para desarrollar un sistema de transporte interplanetario optimizado, cuyo nombre en código es BFR , que está previsto que reemplace todos los cohetes y naves espaciales existentes de SpaceX en el futuro [2] .

Elementos clave del sistema

Descripción

La altura total del transporte es de 122 m , el peso de lanzamiento es de 10.500 toneladas y el empuje de lanzamiento es de 128 MN . La masa de la carga útil puesta en órbita terrestre baja es de 550 toneladas en una versión única y de 300 toneladas cuando el propulsor regresa a la plataforma de lanzamiento. Se planeó que todas las piezas principales estuvieran hechas de fibra de carbono [3] .

Vehículo de lanzamiento

Externamente, es una versión significativamente ampliada de la primera etapa del vehículo de lanzamiento operativo Falcon 9 .

La altura del acelerador es de 77,5 m, el diámetro es de 12 my el peso seco es de 275 toneladas [3] .

La masa del combustible contenido es de 6700 toneladas, alrededor del 7% de la cantidad total se utilizará para regresar y aterrizar directamente en el sitio de lanzamiento. El uso de tres timones de celosía garantizará la máxima precisión de aterrizaje.

Se planeó que el cohete estuviera equipado con 42 motores de cohete líquido Raptor , ubicados en tres círculos alrededor del motor central (1-6-14-21). Siete motores de la sección central pueden desviarse del eje central, proporcionando control de vector de empuje, los motores restantes se quedarán fijos sin movimiento. Cada motor tendrá una capacidad de 3050 kN de empuje al nivel del mar, con un impulso específico de 334 s . El empuje total de los motores al nivel del mar es de 128 000 kN, en el vacío - 138 000 kN [3] .

Se planeó que el cohete pudiera reutilizarse hasta 1000 veces.

Nave espacial interplanetaria

El barco está dividido en secciones separadas: los motores y los tanques de combustible están ubicados en la parte inferior, un compartimento para carga está ubicado encima de ellos y los pasajeros se ubican en la parte superior del barco. En la superficie exterior, en compartimentos sobresalientes separados, hay mecanismos para extender las patas de aterrizaje, que se utilizarán durante el aterrizaje tanto en Marte como en la Tierra.

La altura del barco es de 49,5 m, el diámetro máximo es de 17 metros, el peso en seco es de 150 toneladas, la masa de combustible es de 1950 toneladas [3] .

Se planeó instalar 9 motores Raptor en el barco :

La fuente de alimentación es proporcionada por 2 alas plegables de baterías solares, con una capacidad total de hasta 200 kW.

Se suponía que el recubrimiento de barrera térmica ablativo PICA de tercera generación podía soportar altas temperaturas durante la entrada a la atmósfera marciana, así como a la atmósfera terrestre en el camino de regreso [3] .

Se suponía que la nave entregaría hasta 300 toneladas de carga a LEO y hasta 450 toneladas de carga útil a Marte (sujeto a recarga en órbita). En el futuro, se suponía que la nave podría acomodar a 100 o más pasajeros para un vuelo a Marte [3] .

La nave interplanetaria se puede utilizar para vuelos repetidos hasta 12 veces.

Petrolero

Repite el esquema de diseño general con una nave interplanetaria para reducir el costo de desarrollo y construcción. Se suponía que las secciones de carga y pasajeros serían reemplazadas por tanques de combustible para repostar la nave principal en órbita durante varios relanzamientos.

La ausencia de equipo adicional reduce el peso seco del petrolero a 90 toneladas, la capacidad de combustible aumentará a 2500 toneladas y, en un momento, el barco podrá entregar hasta 380 toneladas de combustible para repostar [3] .

Se esperaba que el camión cisterna se reutilizara hasta 100 veces.

Combustible

Uno de los elementos clave del sistema es la elección del combustible, debido a la necesidad de producirlo utilizando los recursos de Marte. Esto, sumado a otros factores (el tamaño de los tanques de combustible, el costo del combustible, su facilidad de almacenamiento, el impacto en la reutilización de los equipos) determinaron la elección de un combustible criogénico par de metano líquido ( combustible ) y líquido oxígeno ( oxidante ) tanto para el propulsor como para la nave espacial. Ambos componentes se pueden extraer en Marte a partir de dióxido de carbono y agua mediante la reacción de Sabatier [3] . Además, la posibilidad de usar metano gaseoso para crear y mantener alta presión en los tanques de combustible y para accionamientos neumáticos de varios sistemas de cohetes permitirá abandonar el uso de helio comprimido. Además, el metano comprimido se utilizará en el sistema de orientación como gas de trabajo para un conjunto de boquillas de gas, lo que eliminará el uso de nitrógeno comprimido [4] .

Zona de lanzamiento/aterrizaje

El plan original contempla la construcción de un complejo de lanzamiento y aterrizaje en el marco del complejo LC-39A que actualmente utiliza SpaceX en el Centro Espacial Kennedy en Cabo Cañaveral . En el futuro, puede ser necesario construir otros complejos [4] .

Patrón de vuelo planificado

El vehículo de lanzamiento acelera la nave espacial unida a él a una velocidad de 8650 km/h , y después de desacoplarse regresa a la Tierra. Tras desacoplarse del vehículo de lanzamiento, la nave, actuando como segunda etapa y utilizando los 9 motores, continúa volando hasta alcanzar la órbita de estacionamiento y, habiendo consumido casi todo el combustible, espera a la nave cisterna. Con la ayuda de una grúa en la plataforma de lanzamiento, el barco cisterna se instala en el vehículo de lanzamiento devuelto y se lanza para atracar con el barco principal y reabastecerlo. El petrolero luego regresa a la plataforma de lanzamiento para repetir el proceso. En total, se requieren hasta 5 repostajes. Una nave interplanetaria completamente cargada de combustible pulsa propulsores de vacío a 6 km/s para entrar en una trayectoria semielíptica rápida[ especificar ] a Marte, seguido de un vuelo de una duración media de 115 días. Al llegar a Marte (velocidad de aproximación 8,5 km/s ), la nave aprovecha al máximo la atmósfera del planeta para frenar, después de lo cual, con la ayuda de 3 motores centrales, extinguirá la velocidad residual de 1-1,5 km/s y verticalmente aterrizar en la superficie. La sobrecarga máxima experimentada por los pasajeros será de 4-6 g . Después de llenar los tanques con combustible producido en Marte, la nave puede lanzarse a la Tierra usando solo sus propios motores, sin un vehículo de lanzamiento, debido a la velocidad de escape relativamente baja de este planeta [3] .

Costo

Acelerador petrolero Barco
Costo de producción (en millones de $) 230 130 200
Reutilizar (veces) 1000 100 12
Lanzamientos en una misión 6 5 una
Costo promedio de mantenimiento por lanzamiento (en $ millones) 0.2 0.5 diez
Costo total por misión (en millones de dólares) once ocho 43

Costo de combustible: $168 por tonelada
Complejo de lanzamiento: $200 000 por lanzamiento
Costo total de la misión: $62 millones
Carga entregada: 450 toneladas
Costo de entregar una tonelada de carga a Marte: <$140 000 [3] (diapositiva 41) .

Otras misiones

Según los desarrolladores, la nave puede realizar un aterrizaje autónomo en cualquier superficie sólida dentro del sistema solar. Durante la presentación, se presentó la posibilidad de realizar misiones de naves espaciales a las lunas de Júpiter y Saturno , a los objetos del cinturón de Kuiper y la nube de Oort , sujeto a la creación de depósitos adicionales de combustible en el espacio [4] .

Notas

  1. ↑ Elon Musk de SpaceX anuncia una visión para colonizar Marte  . Vuelo espacial ahora (27 de septiembre de 2016). Consultado el 28 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 3 de febrero de 2021.
  2. ↑ Convertirse en una  especie multiplanetaria . EspacioX . YouTube (29 de septiembre de 2017). Consultado el 16 de enero de 2018. Archivado desde el original el 9 de marzo de 2018.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Presentación del Sistema de Transporte Interplanetario  (inglés)  (enlace inaccesible) . EspacioX . Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2016.
  4. ↑ 1 2 3 SpaceX revela el cambio de juego de ITS Mars a través del  plan de colonización . Vuelo espacial de la NASA (27 de septiembre de 2016). Consultado el 28 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2016.
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