Leute ihr unterligt da einen Irrtum, der Sinn von mehreren Stufen ist es möglichst wenig Masse mitzubeschleunigen.
Wie ihr wohl alle wisst ist die erreichbare Geschwindigkeit=Visp*LN(Mstart/MBrennschluss) ab.
Eine mehrere Stufen machen deswegen Sinn um möglist wenig tot Masse mit zu beschleunigen.
Dies wirkt sich um so mehr aus, je schlechter das Verhältniss Betankte- zur Leermasse ist.
Stellt euch nur mal folgenden Gedankenexpiriment vor: Die Leermasse eine Rakete ginge gegen NULL. In dem Fall wäre es vollkommen klar das die erreichbare Geschwindigkeit nurnoch vom Verhältniss LN(Startmasse/Nutzlast)* höhenabhängigen Ausströmgeschwindigkeit und dem Luftwiederstand ab.
Da dies natürlich nicht geht, ist zumindest eine Zweistufenrakete notwendig.
In der vergangen hat man deswegen drei oder vier Stufen benötigt weil die einfach ein viel schlechteres Verhältniss von Betankter- zur Leermasse aufgewiesen hatten.
Wo man bei so leichten Konstruktionen wie der F9 noch dran drehen kann ist eigendlich nur noch der maximale Startschub um die Gravitationsverluste möglichst klein zu halten, aber selbst da gibt es Grenzen, weil die Rakete dann sehr schnell in Bereiche reinkommt wo der Luftdruck einen Teil der eingesparten Verluste, durch die Luftreibung wieder verliert.
Etwas wo SpaceX zumindest drüber nachdenkt, ist die maximale Beschleunigung so zu begrenzen, damit die Stufen nicht zu schwer werden müssen (leichte Konstruktion), um eine höhere Beschleunigung auszuhalten.
Ich bin mir ziemlich sicher das eine F9H zumindest die ersten 30sec mit allen Triebwerken feuern wird, schon um gerade in der Zeit viel Geschwindigkeit an die Erdanziehung zu verlieren.
Interessieren würde mich es, ob sie mit ihrer Beschleunigung in der unteren Luftschicht heruntergehen um den verlust durch den Luftwiederstand und vielleicht auch die Belastungen auf die Konstruktion zu begrenzen.
Einen weiteren Freiheitsgrad gäbe es noch, einen Startplatz in den hohen Anden, z.B. auf 5000müNN, das würde auf einen Schlag wohl die Verluste durch Luftreibung um fast 50% verringern. Aber ich vermute mal das die politisch und logistisch vielleicht mehr kostet als es derzeit bringen könnte.
Ich hab mir das mir dem Crossfeed schon mal durchgerechnet mit verschiedenen Möglichkeiten. Meiner Meinung macht das für SpaceX mit deren Konstruktionen keinen Sinn.
Was SpaceX aber wohl machen wird wenn man sich sicher ist dass das Merlin 1D das aus hält ist den Schub beim Start von 85% der Auslegung auf vielleicht 95% zu steigern, dies bringt selbst dann viel wenn man die Stufen nicht verlängern kann/will. Damit würde die Startbeschleunigung von 1,18G auf 1,32G steigen.
Das einzige was mir leider immer noch fehlt ist ein gutes Verständniss wie der Luftwiederstandsbeiwert (cw) ist,
vielleicht weis hier jemand ja was näheres dazu, ich nehme da einfach mal Werte zwischen 0,05 und 0,15 an.
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