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1 | unkn. / guesstim. | |||||||||||||||||||
2 | Summary, Falcon 9 Reusable | Summary | ||||||||||||||||||
3 | Payload (300x1500 80°), kg | 816 | This is a simulation of the CASSIOPE launch with the purpose of figuring out if it would be possible to send the Falcon 9 Upper Stage (only) on a fly-by mission of Mars (no orbit). Result: It will not (using C3 number) | |||||||||||||||||
4 | Stage 1 RTLS delta-v, m/s | 3,635 | Reused | |||||||||||||||||
5 | Stage 2 RTLS delta-v, m/s | 1,980 | ||||||||||||||||||
6 | Payload TMI, kg | 0 | ||||||||||||||||||
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8 | Stack | Launch from Earth, Reusable Edition | http://www.silverbirdastronautics.com/LaunchMethodology.pdf | |||||||||||||||||
9 | Total mass, lbs | 1,115,200 | ||||||||||||||||||
10 | Thrust at liftoff | 1,323,000 | Acceleration @ MECO1, Gee | 4.09 | Lunch latitude, deg | 28 | ||||||||||||||
11 | Thrust / weight ratio | 1.22 | MECO1 time after launch, s | 163.00 | Orbital inclination, deg | 80 | Earth Mass | 5.97E+24 | ||||||||||||
12 | Mass, stage 1, lbs | 886,209 | Mass post MECO1, lbs | 323,175 | Orbital altitude, km | 300 | 1500 | Gravitational Const | 6.67E-11 | |||||||||||
13 | Mass, stage 2, lbs | 200,000 | Delta-v from stage1 burn | 3,357 | Ascent time, s | 532.0608347 | Approx | Earth Radius | 6371000 | |||||||||||
14 | Mass, payload, lbs | 1,800 | Tmix | 493.1486387 | Standard Gravity | 9.80665 | ||||||||||||||
15 | Total mass, check, lbs | 1,088,009 | Stage separation time, s | 14 | K3, eq 5 | 1020.66 | ISP | 282 | ||||||||||||
16 | Gravity loss, stage separation | -137 | K4, eq 5 | 2.03739 | Acceleration at launch | 11.92471565 | ||||||||||||||
17 | Vpen, eq 5 | 2025.396105 | ||||||||||||||||||
18 | Stage 1, including interstage | Acceleration @ MECO2, Gee | 10.90 | Vcirc | 7725.99837 | http://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_speed | ||||||||||||||
19 | Total thrust, 9x Merlin 1D, lbf | 1,323,000 | MECO2 time after launch, s | 532.06 | Vrot | 71.11720807 | ||||||||||||||
20 | Total thrust, 9x Merlin 1D, N | 5,884,997 | Mass post MECO2, lbs | 16,521 | ||||||||||||||||
21 | Average isp, sl | 282 | Delta-v from stage2 burn | 8,467 | Delta-V Required (eq 3) | 9,680 | ||||||||||||||
22 | Average isp, vac | 320 | ||||||||||||||||||
23 | Wet mass, lbs | 886,209 | Total delta-v | 11,687 | ||||||||||||||||
24 | Dry/wet ratio | 4.00% | Delta-v from 300x300 circ to 300x1500 | 312.45 | http://en.wikipedia.org/wiki/Hohmann_transfer_orbit | |||||||||||||||
25 | Dry mass, lbs | 35,448 | Delta-v margin | 1,694 | C3 energy trajectory | 16 | ||||||||||||||
26 | Fuel mass, lbs | 850,761 | 385836.9655 | Velocity needed in LEO at perigee, m/s | 11,635.38 | http://design.ae.utexas.edu/mission_planning/mission_resources/orbital_mechanics/DV_versus_C3_Writeup.pdf | ||||||||||||||
27 | Ratio residual (RTLS, ullage, etc) | 10.1% | Delta-v from 300x300 needed for hohmann TMI | 3,909 | ||||||||||||||||
28 | Fuel for RTLS, lbs | 85,927 | Margin for TMI / Earth departure | Additional delta-v needed for TMI | 3,597 | |||||||||||||||
29 | RTLS delta-v capacity, m/s | 3,635 | Mass of TMI stack, lbs | 25,843 | ||||||||||||||||
30 | Fuel for ascent, kg | 346,867 | Fuel for TMI, lbs | 6,521 | ||||||||||||||||
31 | Total fuel burn rate, kg/s | 2,128 | Residual fuel (not possible to use) | 1,918 | Delta-v from 300x300 circ to 300x1500 | 2,248.22 | http://en.wikipedia.org/wiki/Hohmann_transfer_orbit | |||||||||||||
32 | Burn time, s | 163.00 | Mass post MECO3, lbs | 10,502 | C3 energy trajectory for Mars, departure on September 9th, km2/s2 | 9 | ||||||||||||||
33 | Delta-v potential (until "depletion"), m/s | 3,047 | Velocity needed in LEO at perigee, m/s | 11,330.58 | http://design.ae.utexas.edu/mission_planning/mission_resources/orbital_mechanics/DV_versus_C3_Writeup.pdf | |||||||||||||||
34 | Delta-v from 300x300 needed for Earth Departure, C3 = 9 | 3,605 | ||||||||||||||||||
35 | Stage 2 | Delta-v margin for TMI, C3 = 53 | -550 | Additional delta-v needed for earth departure | 1,356 | |||||||||||||||
36 | Total thrust, 1x Merlin 1D Vac, lbf | 180000 | Delta-v margin for C3 = 9 | 1,690 | ||||||||||||||||
37 | Total thrust, 1x Merlin 1D Vac, N | 800,680 | ||||||||||||||||||
38 | Average isp, vac | 345 | ||||||||||||||||||
39 | Wet mass, lbs | 200,000 | ||||||||||||||||||
40 | Dry/wet ratio | 4.10% | ||||||||||||||||||
41 | Dry mass, lbs | 8,200 | ||||||||||||||||||
42 | Fuel mass, lbs | 191,800 | ||||||||||||||||||
43 | Ratio Fuel for extra mission (TMI?) | 3.4% | ||||||||||||||||||
44 | Fuel for extra mission (TMI?) | 6,521 | ||||||||||||||||||
45 | RTLS delta-v capacity, m/s | 1,980 | ||||||||||||||||||
46 | Fuel for ascent, kg | 84,028 | ||||||||||||||||||
47 | Total fuel burn rate, kg/s | 237 | ||||||||||||||||||
48 | Initial burn time, s | 355 | ||||||||||||||||||
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51 | Payload | |||||||||||||||||||
52 | Mass of payload, lbs | 1,800 | ||||||||||||||||||
53 | Mass of payload, kg | 816 | ||||||||||||||||||
54 | Mass of Mars Sattelite, kg | 0 | ||||||||||||||||||
55 | Mass of Mars Sattelite, lbs | 0 | ||||||||||||||||||
56 | Mass of mounting hw, kg | 174 | ||||||||||||||||||
57 | Mass of mounting hw, lbs | 384 | ||||||||||||||||||
58 | Constants | |||||||||||||||||||
59 | Standard Gravity | 9.81 | ||||||||||||||||||
60 | lbf/N | 4.4482216 | ||||||||||||||||||
61 | lbs/kg | 0.45352 | ||||||||||||||||||
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