¿Cuál es el cohete más avanzado del mundo? ¿Cuál es la más eficiente? ¿Cuál tiene más poder? ¿Cuál tiene el menor impacto ambiental?

Es difícil cuantificar qué es lo más avanzado, pero un cohete me viene a la mente a pesar de que era una gran ventaja.
El n1

La gente generalmente le da a este cohete una mala reputación, pero en realidad fue uno de los cohetes más avanzados jamás construidos y volados, déjame explicarte.
Ir a la luna no es nada fácil, de hecho es bastante difícil. Requiere mucho delta V, o cambio en la velocidad. Los estadounidenses utilizaron hidrógeno líquido en el Saturn V para ayudar a mitigar esto, que era el mejor combustible químico disponible en el momento en términos de eficiencia.
Los soviéticos no tenían experiencia con el hidrógeno líquido y comenzaron su programa lunar años después del programa estadounidense. No tenían tiempo para desarrollar la tecnología, por lo que tenían que confiar en el buen keroseno, que era mucho menos eficiente en general que el hidrógeno.

¿Que hicieron? Ellos desarrollaron esto:

El NK-33 fue un motor de queroseno de combustión por etapas que fue y sigue siendo uno de los motores de cohetes más eficientes y avanzados de la historia. Tenía una relación de empuje a peso un 50% más alta que la de los motores F-1 de la primera etapa del Saturn V y era un 15% más eficiente en el despegue, que es MUCHO en cohetes. Los ingenieros estadounidenses dijeron que este tipo de motor era casi imposible, y se sorprendieron en los años 90 cuando descubrieron que era una tecnología de 30 años en la Unión Soviética.

El N1 fue diseñado para ser lo más aerodinámico posible para disminuir la resistencia del aire. Usó aletas de rejilla que son mucho más eficientes en términos de arrastre y masa que las aletas simples.
Los tanques de combustible eran esféricos porque las esferas tienen el área de superficie más baja por unidad de volumen. Los tanques del N1 serían más livianos que los de Saturn V si tuvieran el mismo volumen. El combustible de queroseno también se enfrió en exceso cuando se llenó para aumentar su densidad hasta alrededor de 1000 kg / m3 (el RP-1 normal es de alrededor de 850 kg / m3).

¿Puedes notar cómo los 6 motores interiores están ligeramente abultados?

No creo que alguna vez se haya implementado completamente, pero la idea era que la protuberancia convertiría toda la primera etapa en un gran motor de aerospike. Los Aerospikes pueden expandirse óptimamente a su entorno de presión dada, al menos en teoría, por lo que esto aumentaría aún más la eficiencia del combustible. También se tuvo la idea de dejar que el aire fluyera a través de la primera etapa y quemarlo con el escape del cohete como forma de control. Los respiraderos se cerrarían en un lado del escenario y el desequilibrio en este sistema tipo “posquemador” causaría que el cohete se incline.

A pesar de que explotó muchas veces, no se puede negar que este cohete debía ser lo más eficiente posible, tenía que serlo si los soviéticos querían ir a la Luna quemando puramente queroseno.

Creo que es el Sistema de Transporte Espacial, también conocido como transbordador espacial. Todo sobre este cohete es audaz, diferente, nuevo y avanzado. Es una nave espacial de cohetes reutilizable de 7 asientos en forma de avión con tanque de combustible desechable. Es básicamente un cohete de una sola etapa con 3 motores de combustión por etapas LH / LOX y gigantescos reforzadores de combustible sólido segmentados que se lanzan verticalmente, vuelan como un planeador en sus alas después de volver a entrar, y aterrizan sobre sus ruedas en las pistas; con un brazo robótico capaz de arrastrar satélites en órbita para repararlos en el espacio o devolverlos a la Tierra. Todas estas características fueron nuevas, muy avanzadas y las primeras en probar. Fue la realización de la fantasía americana en el espacio.
En su primer vuelo espacial el 12 de abril de 1981, dos valientes y experimentados astronautas, John Young y Bob Crippen, arriesgaron sus vidas confiando en simulaciones de computadora … nadie había vuelto a entrar en un cohete monstruoso con forma de avión desde el espacio antes. Nunca se probó, pero funcionó perfectamente la primera vez.

La combinación de propulsores de combustible sólido y los motores principales del transbordador espacial fue básicamente un sistema de elevación pesada que produjo una confianza de 30,250 kN al nivel del mar, y colocó hasta 93,000 kg en LEO (vs Energía rusa: 100,000 kg, American Saturn V V: 118,000 kg).
Mientras que el transbordador espacial proporcionó a los EE. UU. Capacidades espaciales únicas, debido a la gran masa orbital (68,500 kg), la carga útil real a LEO se redujo a 24,400 kg solamente, lo que causó vuelos muy costosos (elevaciones pesadas) para llevar cargas moderadas a LEO. ¡Este cohete muy avanzado efectivamente puso a tierra (limitado a LEO) el programa espacial tripulado de EE. UU. Durante décadas!

Compara el transbordador espacial con la nave espacial Soyuz a continuación. Todas las naves espaciales, incluidos los motores principales e incluso los refuerzos sólidos, fueron reutilizables en el transbordador espacial (la única parte desechable fue el tanque externo).

Puede que ya no sea el oficio más moderno en el campo de la ciencia de los cohetes y podría ser superado en términos de empuje total una vez que saltamos a Marte, pero siempre será el único y único oficio han tenido la audacia absoluta de lanzar un módulo tripulado al espacio y sentar las bases para las décadas de buena voluntad del hombre para aterrizar en la luna.

Es el SATURN V , el Big Daddy de los cohetes.

El vehículo de lanzamiento de combustible líquido de tres etapas se desarrolló para respaldar el programa Apollo para la exploración humana de la luna , y luego se usó para lanzar Skylab , la primera estación espacial estadounidense. El Saturn V se lanzó 13 veces desde el Centro Espacial Kennedy en Florida sin pérdida de tripulación o carga útil. Ese es un récord incomparable en comparación con la mayoría de los otros vehículos.

Sigue siendo el cohete más alto, más pesado y más poderoso que jamás se haya llevado al estado operativo, y mantiene los registros de la carga útil más pesada lanzada y la mayor capacidad de carga útil a la órbita baja de la Tierra (LEO) de 140,000 kg, que incluye la tercera etapa y el propelente sin quemar necesario. para enviar el módulo de comando / servicio de Apolo y el módulo lunar a la Luna.

Hasta la fecha, el Saturno V sigue siendo el único vehículo de lanzamiento capaz de levantar naves lo suficientemente grandes para llevar a los humanos más allá de la órbita terrestre baja.

Al ritmo que la ciencia ha avanzado desde su retiro, sus sucesores ya son tecnológicamente superiores y más eficientes, y lo serán más en un futuro cercano. Pero cuando hablas de cohetes, incluso después de más o menos cien años, debes recordar al Big Daddy de ellos, el que mostró el camino y nos hizo creer que no importa lo insano que sea el objetivo, es posible hacerlo.

Es una cosa de belleza. Una obra maestra de la ciencia.

Aquí está la secuencia de lanzamiento de la misión Apollo 8. ¡Siente el empuje!

Fuente: Saturno V

Esta es una pregunta subjetiva y solo puede producir una respuesta subjetiva. Los cohetes son la parte más visible de un sistema de vehículo de lanzamiento, cuya arquitectura ha sido diseñada para cumplir con cualquiera de los requisitos. Si los requisitos son suficientemente vanguardistas, se avanzará el LVS. A veces, la arquitectura puede cambiar de una manera que permita utilizar una tecnología más antigua de una manera nueva. Por ejemplo, se podría argumentar que la capacidad de recuperación del propulsor Falcon 9 lo hace más avanzado que otros cohetes, ya que permite la reutilización potencial, que es algo que ningún otro LVS ofrece.

VASIMR, es el cohete propulsado por plasma que está diseñado para el viaje en Marte, utiliza argón líquido que es calentador con dos antenas de radio que crean plasma.

Creo que Falcon 9 Heavy produce más sustentación que cualquier otro cohete anterior. También es muy probable que tenga el sistema de aviónica más moderno.