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Una teoría unificada de atraque y reabastecimiento de combustible suborbital

Una teoría unificada de atraque y reabastecimiento de combustible suborbital

La combinación de los conceptos propuestos para el Black Horse (arriba) con otro avión espacial propuesto proporciona información sobre el acoplamiento y el reabastecimiento de combustible suborbital. (Crédito: Fuerza Aérea de EE. UU.)

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En 1994, Mitchell Burnside Clapp consideró brevemente que el reabastecimiento de combustible suborbital era parte del desarrollo del caballo oscuro, Lo describió como un “pensamiento contemplativo”. en 2004 Y 2005Alan Goff escribió dos artículos relacionados con el acoplamiento suborbital, proponiendo FLOC para el vehículo de lanzamiento orbital de la flota.

Lo sorprendente es que Gough y Clapp exploraron por separado dos lados del mismo concepto. Llamémoslo la “maniobra suborbital” y es una opción innovadora para resolver los misterios del RLV y SSTO. Lo que faltaba era una teoría unificada.

Ahora es posible hacer una comparación equitativa entre el reabastecimiento de combustible y el acoplamiento suborbital con el mismo avión cohete. Y los resultados son nada menos que sorprendentes.

Mi objetivo, basado en mi interés en el tema (ver “Reabastecimiento de combustible suborbital: un camino no tomado”, The Space Review, 3 de febrero de 2020), era crear una hoja de cálculo de Excel donde se pudieran comparar los dos, uno detrás del otro. De hecho, la principal dificultad es que los compuestos mencionados en los artículos anteriores son radicalmente diferentes: Black Horse y FLOC son similares a Laurel & Hardy. Imagínese si, en cambio, fuera posible conectar el mismo avión cohete idéntico a una hoja de cálculo unificada de acoplamiento y reabastecimiento de combustible. Esto permitiría una comparación directa entre el atraque suborbital y el reabastecimiento de combustible suborbital.

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Pero para hacer esto, me di cuenta de que tenía que poder recalcular (volver a probar) los números en los dos artículos y validarlos en fórmulas de hojas de cálculo de Excel. No porque dude de los perros y los tontos, sino que se trata de autosuficiencia. Para mí, esto es como tallar las dos teorías separadas en granito. Bueno, pude hacer eso en Hoja de cálculo vinculada.

En aras de la honestidad, he incluido capturas de pantalla de las cuentas tal como aparecen en esas hojas. He recalculado los ejemplos FLOC de Clapp y Goff en hojas de cálculo individuales. Se puede ver que las fórmulas de la hoja de cálculo de Excel (arriba) arrojan exactamente los mismos resultados que en las capturas de pantalla de sus hojas. En cuanto al cuarto artículo: es la teoría unificada.

Ahora es posible hacer una comparación igualitaria entre Clapp y Jov: reabastecimiento de combustible suborbital y acoplamiento suborbital, con el mismo avión cohete. Y los resultados son nada menos que sorprendentes.

El vehículo se llama MUST: Transporte Espacial Multipropósito. El concepto de operaciones (CONOPS) será el siguiente:

  • El avión cohete MUST cuenta con queroseno en las alas y oxígeno líquido (LOX) e hidrógeno líquido en el fuselaje.
  • Funciona con turbinas convencionales y queroseno, excepto hidrógeno, que se vierte en los escapes para aumentar el empuje en un 400%. De esta manera el vehículo MUST acelera, primero a Mach 2, luego a Mach 3. La parte del vuelo en la que se respira aire elimina 2.000 metros por segundo de 9.300 metros por segundo. Los misiles viajan sólo a 7.300 metros por segundo.
  • Había llegado el momento de encender el cohete de tres propulsores, que inicialmente funcionaba únicamente con queroseno. El avión espacial ahora asciende con un ángulo de ataque de 30 grados, con el avión en pérdida.
  • A medida que DEBE asciende, convierte gradualmente el combustible del cohete de queroseno a hidrógeno, los cuales queman el oxidante LOX.
  • Sin embargo, fue necesario un último truco para alcanzar la órbita: un avión cohete gemelo siguió al primero en su trayectoria de ascenso. Ahora, a una velocidad de 6.000 metros por segundo, los dos vehículos transfieren oxígeno líquido entre ellos: suficiente para entrar en órbita. En cuanto al camión cisterna, se desliza hacia atrás y aterriza en el fondo. Allí, necesitan algo de queroseno para arrancar sus motores de hélice y llegar a casa.
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Estos son los conceptos básicos de MUST: dos vehículos y un repostador. Este es el desarrollo final del concepto Clapp. Luego está la idea del propio Alan Goff: múltiples acoplamientos. No funciona con dos o incluso tres vehículos. Pero los “escuadrones” cuatro, seis y ocho ponen en órbita cantidades asombrosas de carga útil.

En última instancia, la alianza de los conceptos de Clapp y Joffe en torno al mismo gran avión cohete de tres propulsores realmente abriría las fronteras del espacio. Con dos operaciones de reabastecimiento de combustible adicionales: la órbita terrestre y el punto L-1 de Lagrange entre la Tierra y la Luna, el mismo avión cohete podría aterrizar en la Luna. Basta pensarlo: de la superficie de la Tierra a la superficie de la Luna con un solo vehículo y tres operaciones de repostaje.


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