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つまり、それだけ軽い材料が開発できたとしても、それで多段式のロケットを作った方がうんと効率が良く、割安になるってことだ。
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目玉の数さえ十分あれば、どんなバグも深刻ではない -- Eric Raymond
捨てれるものは捨てれ (スコア:1, すばらしい洞察)
なんで一切合財軌道上まで持っていこうとするのかな。
Re:捨てれるものは捨てれ (スコア:2, 興味深い)
いずれ往還機が主流になる時代はやってきます。
この手の技術は宇宙を開拓すべき新天地として扱うべく発展すべきものです。
そのためには、いちいち部品を使い捨てにするような贅沢はいつまでも続けら
Re:捨てれるものは捨てれ (スコア:0)
機体重量(ペイロード、本体、推進剤込み)、推進機構(推力)、推進剤(比推力)、etc.
それぞれこういう条件なら、軌道速度を出せるという数字。
いくら技術が進歩しても物理法則は変化しないから、この手の数字は現在でも求まるはず。
東大がマイクロ波ロケットの打ち上げ実験に成功 [srad.jp]みたいな、外部推進機構との
コンバインドシステムなら、まだ、実現性が高いと思うのだけれど。
Re:捨てれるものは捨てれ (スコア:2, すばらしい洞察)
・総重量の90%弱が推進剤
・10%弱がエンジンとか構造材とか
・で、衛星が2~3%ぐらい
です。ブースター使うともう少し改善しますが。SSTOの話ですから無視します。
SSTOはこの衛星の部分にエンジンと構造材と帰りの燃料を詰めるわけです。
まあ、仮にすんごい軽い構造材料や全域引っ張れる軽いエンジンがミラクルサイエンスにより開発されたとしましょう。
そんで超うまくいったとして全体の6%が軌道に上げられるようになったとしましょう。奮発して現状の倍ね。
現状と同じペイロードを上げるのならば、さしひき3%に「行きの推進剤とペイロード」以外のものを詰め込まなくてはいけません。
まあそれもうまくいったとしましょう。
で、推進剤とペイロードを積みなおすだけで何度でもぽんぽん打ち上げられるロケットの誕生です。おめでとう。ぱちぱちぱち。
しかしそううまい話ばかりではないですな。この話がうまく回るには
・一回の打ち上げ全体に占めるロケットエンジン&構造材のコストが大きい(推進剤とか運用のコストが低い)
・メンテナンスが超確実かつ簡単(ロケットエンジンの再利用はたいへん)
・ミラクルサイエンスが結実する(実際には現状よりペイロードの比率は減るとおもう)
Re:捨てれるものは捨てれ (スコア:3, 参考になる)
・fuel :打ち上げあたりの運用&推進剤コスト
・costN :普通のロケットの製造コスト
・costS :SSTOの製造コスト
・lifeS :SSTOの耐久回数
・maintenance :SSTOの打ち上げあたりのメンテナンスコスト
・ratioSN :普通のロケットに対するSSTOのペイロード投射能力比
とすると、
costN + fuel > (costS / lifeS + maintenance + fuel ) / ratioSN
の場合にはじめてSSTOが有利になるわけです。
仮に前述のすごいSSTOのようにratio=1だったとすると
(costN - maintenance) lifeS > costS
でなくてはいけません。
耐久力とメンテナンス費用がものすごく重要であることがわかりますね。
で、スペースシャトルはメンテナンスの手間がすんごいかかって苦労しているわけです。
幻想のSSTO (スコア:2, 興味深い)
>機体重量(ペイロード、本体、推進剤込み)、推進機構(推力)、推進剤(比推力)、etc.
>それぞれこういう条件なら、軌道速度を出せるという数字。
>いくら技術が進歩しても物理法則は変化しないから、この手の数字は現在でも求まるはず。
燃料込みのロケット全体の質量/燃料抜きの質量=質量比、といいます。
エンジンの比推力と重力加速度、達成したい増速度によって質量比は計算できるのですが、
きわめて効率の良いロケットエンジンであるスペースシャトルのメインエンジン(SSME)の場合は
質量比が9.4になります。
だからエンジンと構造材の重さが全体の10%になれば、なんとか単段式のまま軌道までは行けます。
・・・荷物はなんにも積めないけどね。
これじゃ本当に「行くだけ」のドンガラです。
参考:マツドサイエンティスト研究所 [infoweb.ne.jp]
人類がロケットを作る目的は宇宙に何かを運びたいからであり、ただ宇宙に
たどり着ければいいというわけではないのですから、こりゃ意味無いです。
エンジンの高効率化・・・には限界があるし(もう理論限界にちかい)
構造材の軽量化もそうでしょう。
ものすごく無理すればなんとかなるかもしれませんが、
それだけのカネとリソースをかけてまで得るようなものでしょうか?再利用って。
部分再利用機の話ですが、荒っぽく比較すると
・スペースシャトル打ち上げ時の全質量は2000t。うちオービターは100t。(うち貨物は30t)
・H-IIAロケットは、全質量250tで10tの荷物を軌道に運べます。
こんなこともいえるかもしれません。
再利用は安くとは限らないんです。
鹿野司氏が『幻想のSSTO』 [so-net.ne.jp]って文を書いてます。
「安く宇宙に行くのが目的だったのに、いつのまにか
いくらかかってもいいから再利用機で宇宙に行くことが
目的になってしまっている」といったことを言ってます。
『悪魔の辞典』風に言えばSSTOとは
「わざわざ高いカネをかけて、捨てれば楽になるものを持ったまま無理やり軌道に上がる技術システム」
といえるのかもしれません。
Re:幻想のSSTO (スコア:1)
鹿野氏の文章で、私はこの一節が真理をついているように思えました。
計算はしてませんが、4tのペイロードを何とか打ち上げられるSSTOを実現できるなら、
軽々と100tのペイロードを打ち上げられる多段式ロケットが出来そうですものね。
Re:幻想のSSTO (スコア:1)
自分の中に詰め込んだものを化学反応で膨張させて打ち出す反動で飛ぶって限り、もう使い捨てロケットのほうが御得ってことなのかなあ。現実は厳しい。
外から運動エネルギーを与えるよーなのじゃないと劇的に省エネ・安価にはならない?
なんというか某SF作家が高高度にマスドライバー設置する小説書いたのもわかる気がする。
Re:捨てれるものは捨てれ (スコア:1)
液水液酸を使用する限り、ラムジェットで液体酸素の搭載量を減らすとか、新素材とかの小手先の改良では使い捨てに負けます。
反物質なら推進剤(噴射剤)は数トンで充分だったり…
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