Использование обогащенного окислителем ракетного топливо⁠⁠

Предположим что у нас есть ракета с сухой массой 100 тонн, нагруженная грузом массой 100 тонн и мы хотим запустить ее на низкую окололунную орбиту с поверхности луны, посредством кислород водородного топлива полученного из "лунной" воды.

Простой расчет покажет что при удельном импульсе 4.650 км/с и орбитальной скорости 1.679 км/с, нам понадобиться 287.0 тонн топлива, для производства которого нам так же понадобиться 287.0 тонн воды.

Представим теперь что мы решили заправить в ракет в 2 (два) раза больше кислорода чем нужно для полного сжигания водорода, то есть "обогатить" смесь кислородом. Теперь для того чтобы достигнуть орбиты нам понадобиться больше топлива уже 328.6 тонн, но вот водорода в нем будет содержаться уже эквивалентно всего 173.9 тоннам воды, то есть для производства такого топлива нам потребуется гораздо меньше воды, а недостающий кислород легко получить из грунта при добыче металлов.

Если продолжить изменять соотношение компонентов в сторону кислорода то доля воды будет продолжать падать а доля простого кислорода расти, как впрочем и масса топлива, что делает довольно сложным выбор какое же соотношение компонентов все таки лучше.

Сделать выбор нам поможет приведенная плотность топлива, ведь по мере уменьшения доли водорода и роста доли кислорода, приведенная плотность начинает стремиться к плотности кислорода и при коэффициенте обогащения кислородом равным 6-7 дает минимальный объем топлива.

Итоги расчетов можно посмотреть на диаграмме, величина скорость указана в масштабе 1:10: