Warum hat die indische PSLV-Rakete winzige Booster?
Mir ist aufgefallen, dass an der indischen Rakete PSLV an den Seiten unten winzige Anschnallverstärker angebracht sind. Warum sollten diese verwendet werden, anstatt nur eine größere erste Stufe zu verwenden? Warum gibt es vorne einen noch kleineren Booster?
Antworten
Warum sollten diese verwendet werden, anstatt nur eine größere erste Stufe zu verwenden?
Das Anschnallen von Boostern unterschiedlicher Größe ermöglicht eine Variation der Nutzlastmasse ohne Neugestaltung der ersten Stufe. Der PSLV ist ohne (PSLV-CA), kleine (PSLV-G) oder große (PSLV-XL) solide Booster geflogen.
- PSLV-CA (keine Booster) - kann eine sonnensynchrone Umlaufbahn von 1100 kg bis 622 km liefern
- PSLV-G (kleine Booster) - kann eine sonnensynchrone Umlaufbahn von 1678 kg bis 622 km liefern
- PSLV-XL (große Booster) - kann eine sonnensynchrone Umlaufbahn von 1800 kg bis 622 km liefern
Quelle: Wikipedia
Bild von Ohsin per Kommentar geliefert , vielen Dank.
Warum gibt es vorne einen noch kleineren Booster?
Der "noch kleinere Booster vorne" ist kein Booster. Es ist ein Tank, der Flüssigkeit enthält, die in dem Schubvektor-Steuersystem verwendet wird, das auf einem RCS-Modul (Reaction Control System) sitzt.
Referenz: Die PSLV-C2-Mission
Es enthält Strontiumpercholorat. Das System heißt Secondary Injection Thrust Vector Control (SITVC). Lesen Sie hier mehr darüber . Dieses Bild zeigt die Verbindungsstelle zwischen dem Tank und dem RCS-Modul.
Dies ist die SITVC-Systemleitung um die Motordüse der ersten Stufe.
Einige Varianten des US Titan Launcher verwendeten ein ähnliches TVC-System bis hinunter zu den seitlich montierten Panzern, wie in dieser Antwort erläutert .
Die bereits veröffentlichte Antwort ist ausgezeichnet. Alles, was ich hinzufügen möchte, ist eine Folgefrage, die Sie möglicherweise stellen möchten, und meine Antwort darauf.
F: OK, insbesondere diese sind keine Booster. Aber würde es jemals Sinn machen, viele winzige Booster anstelle eines großen zu verwenden?
A: Ja, aus zwei Hauptgründen.
Eine davon sind die extremen Kosten für alles, was mit Raumfahrt zu tun hat, und das enorme Risiko, etwas Neues zu entwickeln. Wenn Sie eine Menge Dinge haben, die Sie in der Vergangenheit oft benutzt haben, ist es schneller, billiger und sicherer, einige der bewährten alten Sachen zusammenzuschnallen, als zu versuchen, einen neuen Motor zu entwerfen und zu hoffen, dass er nicht explodiert auf seinem ersten Flug. Eine ähnliche Logik gilt für den Grad des Versagens. Wenn Sie einen Motor haben und dieser nicht startet, werden Sie heute nicht ins All gehen. Aber wenn Sie acht haben und einer nicht startet, können Sie immer noch auf dem Weg sein.
Zwei ist die Funktionsweise von Feststoffraketenmotoren. Mit einer Flüssigkeitsrakete können Sie den Schub während des Flugs steuern, indem Sie die Geschwindigkeit und Mischung ändern, mit der Sie Treibmittel verbrennen, und Sie können ihn jederzeit ausschalten (obwohl einige Designs nicht wieder eingeschaltet werden können), aber das macht sie viel komplizierter als ein Feststoff. Eine feste Rakete verbrennt jedoch alles darin und kann nicht verändert oder gestoppt werden. Es kann eine Vielzahl von Schubprofilen aufweisen, dh die Form der Schubkurve gegenüber der Zeit, die in der Fabrik eingebaut sind, indem die Form der brennenden Oberfläche gewählt wird . Aber sobald der Kraftstoff geformt ist, ist dies das einzige Schubprofil, das er jemals haben wird. Wenn Sie sich Ihre Auswahl an verfügbaren Boostern ansehen, werden Sie möglicherweise feststellen, dass der große seinen Schub zum falschen Zeitpunkt ausgibt, während die kleineren besser zu Ihrem Plan passen, wie schwer es ist, wann zu drücken.
Sie müssen auch bedenken, dass eine Umlaufbahn keine feste Position ist; Es beschleunigt und bewegt sich kontinuierlich sehr schnell (7 oder 8 km / s in niedrigen Umlaufbahnen oder „nur“ 3 km / s in geosynchronen Umlaufbahnen) und fällt und fällt für immer auf einem sehr sorgfältig ausgewählten Pfad, der ohne Auftanken beibehalten werden muss . Um die gewünschte Umlaufbahn zu erreichen, müssen Sie nicht nur an den richtigen Ort gelangen, sondern mit der richtigen Geschwindigkeit in Größe und Richtung dorthin gelangen. Andernfalls schlägt Ihre Mission fehl. Wenn Sie an der richtigen Stelle ankommen, aber zu langsam oder zu vertikal fahren, können Sie wieder abstürzen. Wenn Sie zu schnell fahren, können Sie möglicherweise nicht für einen weiteren Pass zurückkehren (die Fluchtgeschwindigkeit von der Erde beträgt 11 km / s). Dies ist ein wesentlicher Grund dafür, warum Feststoffe oft als Booster angesehen werden und warum obere Stufen meist flüssig sein müssen. Wenn Sie nur feste Raketen haben und die Masse des zu startenden Objekts oder die Umlaufbahn, in der es endet, variieren möchten, müssen Sie eine bestimmte Art von ineffizienter Flugbahn fliegen, die absichtlich genau das Richtige verbrennt Menge an zusätzlichem Kraftstoff in selbstlöschenden Manövern, die nur dann sinnvoll sind, wenn Sie verstehen, dass Feststoffe nicht gestoppt werden können, sodass Sie überschüssiges Delta-V irgendwo ablassen müssen. Niedrigere Stufen sind kontinuierlich hoher Schub mit grober Kontrolle, nur um Sie vom Boden in den Weltraum zu bringen. Die oberen Stufen sind intermittierende niedrige Schubkräfte mit Feinsteuerung, um Sie von überall in die richtige Umlaufbahn zu bringen, die Sie tatsächlich wollen. Anstatt einen zu großen Motor zu verwenden und ein Überschießen zu riskieren, kann eine Gruppe kleinerer Motoren Sie möglicherweise näher an die richtige Antwort bringen, ohne am Ende herumzuspielen.