Es gibt derzeit da wohl keine Möglichkeit sowas durchzuführen, aber sowas könnte in Zukunft gehen, sogar relativ kostengünstig wenn das mit der SpaceX BFR mit voller Wiederverwendung klappt.
Lösung 1:
Nehmen wir erstmal eine Masse an die in einer Umlaufbahn um Pluto ankommen soll:
Treibstoff: LCH4/LOX auf Raptorbasis, ISP von 380s, ca. V0=3750m/s
MPluto=1000kg
Hier die Raketengleichung: Vx=Vs*LN(Mvoll/MNutzlast)
umgestellt nach Mvoll=ex(Vx/V0)*M0
Stufe 3
Mv=ex(6500/3750)*(1000kg+300kg)=7357kg (die 300kg als zusätzliche Masse wegen den vergrößerten Tanks)
Stufe 2
Mv=ex(6500/3750)*(7357kg*1,3)=54130kg (Als Lösung mit Zusatztanks zum Abtrennen)
Das wäre die Nutzlast die man Richtung Mars bringen müsste.
Abflug aus einer 300km*150.000km Bahn mit fast Fluchtgeschwindigkeit!, sagen wir V=10500m/s
Zum Pluto brauchen wir 18km/s ?, fehlt also 7,5km/s.
Stufe 1
Abflugmasse Mv=ex(7500/3750)*(54130kg*1,05)=420.000kg
Die Stufe 2+3 kann betankt sicher mit einer BFR Oberstufe auf diesen Orbit gebracht werden, unter der Voraussetzung,
dass die BFR Oberstufe den Fahrtüberschuss durch Luftbremsung vornimmt.
Die Stufe 1 wird nochmals 4-5 Starts der BFR benötigen.
Lösung 2:
Stufe 2+3 wie oben.
Anstatt bei Stufe 1 mit LCH4/LOX, wird diese mit SEP beschleunigt (50km/s). Hierzu bringt eine BFR alle Stufen auf ein LEO Orbit.
Der Treibstoff für 15km/s ist gerade mal 35% von der Nutzlast, selbst wenn das SEP-System 20t Masse hat, kommt man locker mit einem Start aus.
Nach dem Absetzen bringt der SEP-Antrieb die Rakete durch das innere Sonnensystem mit Venus Passage in Schwung.
Das hilft mit der höheren Sonneneinstrahlung diese zu nutzen um auf die nötige Geschwindigkeit zu kommen.
Selbst eine Wiedernutzung nach Abtrennung könnte möglich sein.