¿El cohete más pequeño posible para llegar a LEO? [cerrado]

2

Me preguntaba cuál es el cohete más pequeño posible para llegar a LEO. Sé que el combustible para cohetes representa el 90% de la masa total del cohete. Digamos que tengo 500 g de carga útil y mi cohete está hecho de una carcasa de aluminio. ¿Cuánto combustible necesitaría para llegar a LEO y qué tan alto y ancho debería ser el cohete?

aerospace-engineering Jack
fuente
1
Por lo poco que sé sobre el diseño real de cohetes, es mucho más complicado que X kg de combustible (de cierto tipo) ocupa un volumen Y m3. Su mejor opción sería buscar detalles de los cohetes actuales (y los cohetes que suenan) y utilizarlos como características generales.
Hazzey
Como esto está en espera, no puedo responder, a pesar de que es útil responder. Realicé muchos de estos cálculos hace algunas décadas. Como se señaló, hay muchas variables y suposiciones, pero puede hacerse una idea de ello. Hay un punto vital que hacer: dices "TO LEO" no "To LEO orbit". Tocar LEO y retroceder es mucho, mucho, mucho (mucho ...) más fácil que alcanzar la órbita. Asumiré que te refieres a alcanzar la órbita. Algo del orden de 3 o 4 metros de altura con 2 o 3 etapas puede ser capaz de orbitar y una carga útil EXTREMADAMENTE baja: 500 g es demasiado pesado para un sistema mínimo. Si tienes toda la tecnología ...
Russell McMahon
... quieres que no sea demasiado difícil. El Atlas lo hizo en 1.5 etapas con dos motores de refuerzo pesados ​​cayendo y un sustentador más tanques yendo a órbita. Esto requiere combustibles criogénicos e Isp de más de 300. Cryo Hydrogen puede proporcionarle ISP de más de 400 pero eso es de muy alta tecnología. Las pequeñas bombas turbo que se adaptan a esto no están realmente disponibles, pero un sistema de bomba sin pistón (inventado por mí hace mucho tiempo y Lockheed Martin hace mucho tiempo desconocido para mí :-)) puede hacer esto mucho más fácil a esta escala. El | El peróxido de hidrógeno a una concentración aterradora impulsó el cohete británico Black Arrow 3 - 43 pies de altura y 135 lb
Russell McMahon
... satélite. A pesar de la adecuada relación de ancho: ancho, aspecto similar a la imagen y la falta de los accesorios de lanzamiento habituales, esta es una foto genuina del único lanzamiento exitoso de satélite BA. - Despegue de la flecha negra - en camino a la órbita . Probablemente un sistema HTP (peróxido) totalmente líquido de 3 etapas O un 3er líquido + sólido de 3 etapas sería viable. PERO hacer una versión digna de 20 pies probablemente sería más fácil y nada más caro. El | Mucho más se podría decir. :-)
Russell McMahon
discusiones relacionadas en Space SE: ¿Cuál es / fue el sistema de lanzamiento orbital más pequeño, en masa total? así como ¿Por qué no hay un cohete para lanzar un solo cubo? y también Si "no habrá" cohetes para lanzar cubesats individuales, ¿por qué JAXA construyó exactamente eso? (SS-520-xx)
uhoh

Respuestas:

2

Tenga en cuenta que la mayor parte del combustible se usa para elevar el combustible, no la carga útil. La cantidad de combustible requerida para levantar una carga útil dada es una relación complicada que involucra muchos factores.

Un aspecto que limita cuán pequeño puede ser un cohete es la relación cubo-cuadrado entre la masa de combustible y el arrastre: a medida que las dimensiones lineales del cohete disminuyen, la cantidad de combustible disminuye con el cubo del factor de escala, pero el arrastre solo disminuye con El cuadrado de la misma. Finalmente, llega a un punto en el que no puede transportar suficiente combustible para incluso salir de la atmósfera.

Dave Tweed
fuente