Посчитаем массу корабля Starship на НОО.
Поскольку Starship/Super Heavy это 2-ступенчатый носитель, для
каждой его ступени нужен отдельный расчёт.
Вот формула Циолковского:
V = I * ln(M/m)
Где:
V – Конечная скорость ракеты
I – Удельный импульс двигателя
M – Начальная масса ракеты с топливом
m – Конечная масса ракеты без топлива
Для нижней ступени решим уравнение:
V = 3,4 * ln [4900/(4900-3300+330)]
где:
3,4 км/сек – удельный импульс для пары метан/кислород
4900 т. – стартовая масса всей системы, т.е. сумма масс ступеней,
топлива у них в баках и ПН = 120 + 180 + 1200 + 3300 + 100 (т.)
3300 т. – масса топлива в баках ускорителя Super Heavy
330 т. – масса топлива для его возвращения к месту старта (10 %)
откуда:
V = 3,17 км/сек – конечная скорость ускорителя (она же начальная
скорость корабля Starship)
Для корабля Starship запишем формулу Циолковского в виде:
e^(V/I) = M/m
составим уравнение:
e^(6,23/3,68) = (1200+120+100)/х
где:
V = 9,4 – 3,17 = 6,23 км/сек – дельта V для Starship
9,4 км/сек – характеристическая скорость КА на НОО
3,68 км/сек – удельный импульс Раптор Вакуум
1200 т. – масса топлива в баках Starship
120 т. – сухая масса корабля Starship
100 т. – минимальная масса ПН (из Википедии)
x – масса корабля Starship на НОО
получим:
х = 261 т.
Вычитая из этой величины массу полезной нагрузки 100 т.,
а также сухую массу корабля Starship – 120 т. получим массу
топлива, оставшегося в баках корабля Starship – 41 т. (3,4%).
Хватит ли этих 3,4% для возвращения корабля на Землю?
Илон Маск заявлял массу ПН величиной 150 т. Не трудно
убедиться, что в этом случае ПН до НОО вообще не долетит.
Я публикую этот расчёт в надежде, что кто-то из читателей
найдёт в нём ошибки и вернёт нам надежду на успех этого
замечательного проекта.