An examination of the characteristics of propulsion systems for interorbital transfer
- Paper ID
IAF-61-04
- author
- company
The Astronautics Group of Hawker Siddeley Aviation Ltd.
- country
England
- year
1961
- abstract
An Examination of the Characteristics of Propulsion Systems for Interorbital Transfer. This paper discusses the inter-relationships among a number of factors influencing the establishment of a “stationary” satellite by powered orbital transfer. A vehicle of 9000 lb mass is assumed to have been established in a 300 mile circular orbit (the capability of Atlas-Centaur). Following a brief discussion of appropriate transfer orbits, design cases of ten typical propulsion systems covering a range of specific impulses are considered. These include solar powered, open cycle nuclear, closed cycle nuclear and chemical systems. Optimization of relative masses of propulsion unit and propellant are made to maximize payload for each type of system. The factors of orbital inclination and journey time may be determined by the tolerance of electronic components to radiation in the Van Allen belts. The journey time may be limited by the urgency of the need to replace a satellite (e.g., communications package) which has failed. Untersuchung der Eigenschaften von Antriebssystemen fur den Ubergang zwi- schen Umlaufbahnen. Die vorliegende Arbeit diskutiert die gegenseitigen Beziehun- gen zwischen einer Anzahl von Faktoren, die die Schaffung eines “stationaren” Sa- telliten dutch Uberfiihrung aus einer Umlaufbahn mittels eines Antriebssystems be- einflussen. Es wird angenommen, dass ein Flugkorper von 9000 lb Masse in eine 300 Meilen-Kreisbahn gebracht wird (Leistungsfahigkeit der Atlas-Centaur-Rakete). Nach einer kurzen Erorterung geeigneter TJbergangsbahnen werden mogliche Falle fur zehn typische Antriebssysteme, die ein en weiten Bereich spezifischer Antriebe umfassen, untersucht. Diese schliessen Sonnenenergiesysteme, Kernenergiesysteme mit offenem und geschlossenen Zyklus, und chemische Système ein. Es wird das optimale Verhaltnis der Massen von Antriebssystem und Treibstoff errechnet, urn eine maximale Nutzlast fur jeden Systemtyp zu erhalten. Die Faktoren der Bahnneigung und Laufzeit konnen mittels der Toleranz der elektronischen Gerate gegenüber der Strahlung in den Van-Allen-Gürteln bestimint werden. Die Laufzeit kann herabgesetzt werden, wenn es notwendig ist, einen schadhaft gewordenen Satelliten (z.B. einen Nachrichtensatelliten) dringend zu er- setzen. Un examen des caractéristiques des systèmes de propulsion pour transfert entre orbites. Cet exposé examine les relations existant entre un certain nombre de facteurs influençant l’établissement d’un satellite “stationnaire” par transfert d’orbite au moyen d’un système de propulsion. Un véhicule d’une masse de 9,000 Ibs est supposé avoir été établi sur une orbite circulaire de 300 miles (la possibilité de l’Atlas-Centaur). Suite à une brève discussion sur les orbites de transfert appropriées, des cas d’avant projet de dix systèmes typiques de propulsion couvrant une gamme d’impulsions spécifiques sont pris en considération. Sont inclus des systèmes propulsés par énergie solaire, par cycle nucléaire ouvert ou fermé et par réaction chimique. L’optimisation des masses relatives du système de propulsion et du propergol est réalisée pour maximiser la charge utile de chaque type de système. Les paramètres inclinaison de l’orbite et temps de révolution peuvent être déterminés par la tolérance des ensembles électroniques aux radiations dans les ceintures de Van Allen. Le temps de révolution peut être limité par l’urgence du besoin de remplacer un satellite (par exemple un ensemble de communication) qui serait devenu défectueux.