In zwei Worten: Präzisionslandungen.

Allen Entscheidungen von SpaceX liegt der Wunsch zugrunde, zu anderen Planeten zu gelangen, insbesondere zum Mars. Für die Erforschung des Sonnensystems hält Elon Musk Präzisionslandungen für äußerst wichtig. Die Präzisionslandeanforderung bedeutet, dass Sie das Raumschiff verlangsamen möchten, bevor Sie die Oberfläche erreichen, die auf Flügel oder Raketen zeigt. Leider hat nicht jeder Mond / Planet im Sonnensystem eine Atmosphäre, die den Flug (oder zumindest den Flug schwerer Flugzeuge mit angemessenen Geschwindigkeiten) unterstützen kann, was Raketen zu einer attraktiveren Option macht.

Moschus hören Besprechen Sie dies in seinen eigenen Worten und sehen Sie sich seinen Vortrag auf dem MIT AeroAstro Centennial Symposium im Oktober 2014 an. Er bespricht Flügel gegen Raketen um 4:37 und SpaceX gegen Boeing (Raketen gegen Airbags) bei 48:15:

Es ist nicht notwendig, etwas anderes als die Raketen zu verwenden. Aus dem gleichen Grund landet ein Hubschrauber mit Motor und Rotor. Es wäre ein bisschen lächerlich, einen Hubschrauber mit Fallschirmen und Airbags zu landen, nicht wahr?

Boeing CST-100 wird Fallschirme und Airbags zum Landen verwenden, und Elon Musk machte sich in einem Interview darüber lustig. Die Landung des Falltests sah nach einem Absturz aus und es ist nicht der Weg, ein Raumschiff im 21. Jahrhundert zu landen:

SpaceX hat versucht, Fallschirme für die Landung der ersten Stufe zu verwenden, war jedoch mit den Ergebnissen nicht zufrieden.
Eine Landung mit Airbags ist komplizierter: Sie müssen mindestens Fallschirme anbringen zwei Orte (oben und unten auf der Bühne). Sie haben immer noch keine genaue Kontrolle über den Landeplatz. Sie müssen auf einem Lastkahn landen, um zu verhindern, dass die Bühne in Meerwasser eingeweicht wird (was viel Verarbeitungszeit für die Reinigung der Bühne bedeuten würde). Eine Landung auf einem Lastkahn erfordert eine genaue Kontrolle.
Horizontale Landung bedeutet auch, dass Sie mehr Platz für die Landung benötigen: Bei einer vertikalen Landung beträgt die Grundfläche das Zweifache der Länge der Landebeine, bei einer horizontalen Landung benötigen Sie eine Fläche, die mindestens so lang ist wie die Bühne.
Airbags wurden noch nie für Landungen dieser Größe verwendet: Die größten Airbags, die ich kenne, waren für die Marsrover Spirit and Opportunity. Für Curiosity wechselte die NASA zu einer Landung mit Motorantrieb, weil sie nicht glaubten, dass Airbags funktionieren könnten. Die erste Stufe des Falcon 9 ist mindestens 10x schwerer als Curiosity.

Zu den Vorteilen, die andere erwähnt haben ...

Vor langer Zeit bemerkte der Leiter des inzwischen längst nicht mehr existierenden ROTRON-Projekts, dass "Flügel die teuerste Form der Wiederherstellung sind" - und erklärte dies dann durch Mit einem "raketengetriebenen Hubschrauber" für den atmosphärischen Teil des Aufstiegs lieferten sie effektiv einen Satz Flügel in die Umlaufbahn ohne Nettoenergiekosten, damit sie sie für den Abstieg verwenden konnten. Wenn Ihre Flügel "mitfahren", ohne "ihren Weg zu bezahlen", wie es ROTRON getan hat, stellen sie eine Nettokosten für das Massenbudget dar. Die Wiederherstellung der ersten Stufe erfordert nicht, dass Sie Ihren Abstiegsmechanismus in die Umlaufbahn bringen, ist jedoch immer noch ein Kostenfaktor für die umlaufende Nutzlast. Angesichts der Tatsache, dass die umlaufende Nutzlast in% der Startmasse normalerweise im Bereich von 1% bis 5% liegt, hilft jedes eingesparte kg. (Jedes eingesparte Pfund hilft auch :-)).

Die Kosten für die Verwendung von Kraftstoff anstelle von Tragflächen, Fallschirmen, Airbags usw. sind etwas höher, die erforderliche Kraftstoffmasse und möglicherweise die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Motors.
Diejenigen, die diesen Weg eingeschlagen haben, haben Ich habe immer behauptet, dass die Gewinne die Kosten überwiegen.
Aber dann würden sie :-).

Die Gewinne sind prozentuale Nutzlast plus alle Dinge, die andere aufgelistet haben.

Raketen, die durch eine Reihe von Retro-Verbrennungen vertikal zurück landen, sind ein kritischer Punkt im SpaceX-Wiederverwendbarkeitsprogramm. Darüber hinaus basiert ihr Programm zur bemannten Raumfahrt auf einem Konzept, das punktgenau und anständig ist. Eine Reihe anderer Unternehmen arbeitet an einer treibenden atmosphärischen Rückkehr. Alles, was sie für den Terminalabstieg verwenden, sind die gleichen Steuerelemente, die beim Aufstieg verwendet werden - normalerweise von einem kardanischen Motor. Dieses Arrangement war in den alten Sci-Fi-Filmen sehr beliebt - die Landung erfolgt einfach in Rückwärtsbewegung.

Der praktische Grund, einer solchen intuitiven Idee zu folgen, ist die attraktive Möglichkeit, die vorhandenen Raketen mit minimalen Modifikationen wiederherzustellen.

Die SpaceX-Führung war zuversichtlich, dass die zuverlässige Wiederherstellung der Raketen-Booster nur noch einen Schritt entfernt ist Demonstration des steuerbaren Schwebens und Abstiegs. In der Praxis hat es sich als schwieriger erwiesen. Die Testflüge des wiederverwendbaren Boosters in einer realistischeren Umgebung - das Wiedereintreten von der suborbitalen Flugbahn - zeigten eine Reihe von Problemen. Es wurden wesentliche Änderungen am ursprünglichen Konzept vorgenommen, aber der Erfolg bleibt schwer fassbar.

von Defa 1960 Sci-Fi Move

Zeitgemäße Trägerraketen sind streng auf axiale Beanspruchung beim vertikalen Start optimiert. Obwohl jeder Versuch, ein für einen bestimmten Zweck entwickeltes und verfeinertes System (vertikaler Aufstieg) für ein völlig anderes (vertikaler Abstieg) zu verwenden, sicherlich erneut mit den grundlegenden Problemen konfrontiert wird, die bereits während der Entwicklung des primären Gebrauchs gelöst wurden. Um eine punktgenaue vertikale Landung zu ermöglichen, müssen die Raketen, die gegen das Ziel fliegen oder ein Raumschiff starten sollen, die Grundprobleme des Antriebsfluges überdenken und möglicherweise neu lösen, um die neu auftretenden Anforderungen zu erfüllen.

Der Streit zwischen horizontaler und vertikaler Landung für wiederverwendbare Fahrzeuge wurde zwischen dem bekannten Weltraumhistoriker Henry Spencer und Mitchell Burnside Clapp geführt, die sowohl an den Programmen DC-X als auch X-33 arbeiteten:

http : //yarchive.net/space/launchers/horizontal_vs_vertical_landing.html

Wahrscheinlich stimmt Musk den Vorteilen der vertikalen Landung zu, da nur minimale zusätzliche Änderungen an der Rakete erforderlich sind.