KENNEDY SPACE CENTER, FL - Дръзката мечта на основателя на SpaceX Елон Мъск за рециклиране и използване на ракети с всеки изминал ден става все по-близка и реална. След спираща дъха серия от експериментални полетни тестове, насочени към безопасното кацане, фирмите прекараха Falcon 9 първи етапа на сушата и в морето през изминалата половин година, смелите усилия постигнаха още един важен момент, като просто завършиха първата тестова стрелба на пълна продължителност на един от тези кацнали бустери.
В четвъртък, 28 юли, инженерите на SpaceX успешно проведоха статично изпитване на статичен двигател с пълна продължителност на 156-футовия висок (47-метров) възстановен Falcon 9 усилвател от първа степен, докато бяха задържани на изпитателен стенд в тестовото съоръжение за разработка на ракети на компанията в Макгрегър, Тексас. Двигателите се запалиха за около две минути и половина.
Екипът на SpaceX усъвършенства техниките за кацане, възприемайки поуки след всеки опит за кацане.
Какви са поуките досега от кацанията на първия етап и особено от твърдите кацания? Има ли промени в структурата на усилвателя? Колко добре се изпълни сценарият за изгаряне при кацане?
По време на неотдавнашните брифинги за медийни кампании за стартиране на CRS-9 в Space Space Center на НАСА на 18 юли на НАСА помолих вицепрезидента на SpaceX Ханс Кьонигсман за малко поглед.
"Научихме много ... от приземяването", каза Ханс Коенисман, вицепрезидент на SpaceX за надеждност на полетите, каза за Space Magazine по време на последните медийни брифинги за пускането на багажа за космическа станция SpaceX CRS-9 на 18 юли.
„На първо място няма структурни промени.“
„Ключовото нещо е да се защитят двигателите“, уточни Koenigsmann, докато те са в полет и „по време на повторното влизане“.
Първият етап на SpaceX Falcon 9 е оборудван с четири крака за кацане в основата и четири решетки в горната част за провеждане на опитите за кацане.
„Като цяло мисля, че концепцията за кацане с краката, както и броя на изгарянията и начина, по който ги изпълняваме, изглежда да работи добре“, каза Koenigsmann пред Space Magazine.
След отделяне от втория етап при хиперзвукови скорости до около 4000 мили / ч, двигателите на първия етап се пренасочват към обратен ход и правят усилено връщане обратно към мястото за кацане и забавят ракетата надолу за меко кацане чрез свръхзвукова ретропулсия.
Правилната работа на двигателя е от решаващо значение за успешното приземяване.
„Ключовото нещо е да защитите двигателите - и да се уверите, че те се стартират добре [в космоса по време на повторната работа],“ обясни Koenigsmann. "И по-специално горещата траектория, така да се каже, като тези, които влизат след бърз полезен товар, като полезен товар за геопрехвърляне."
„Тези двигатели трябва да бъдат защитени, така че да стартират по правилния начин. Това е нещо, което научихме. "
Целта на Елон Мъск е да намали радикално разходите за изстрелване на ракети и достъп до космоса чрез повторно използване на ракети - по начин, който един ден ще доведе до визията му за „Град на Марс“.
SpaceX се надява да се възползва от някога излетял бустер по-късно тази година, някъде по време на падането, използвайки океана, приземен Falcon от мисията на космическата станция CRS-8 на НАСА, стартирана през април, казва Koenigsmann.
Но компанията първо трябва да докаже, че употребяваният автомобил може да преживее екстремните и неумолими натоварвания от жестоката среда на космическия полет, преди да успее да го рестартира отново.
Тестовата стрелба на 28 юли е част от това изпитване за дълготрайна издръжливост и включва запалване на всичките девет използвани първи двигатели Merlin 1D, разположени в основата на използвана кацана ракета.
Първият етап Falcon 9 генерира над 1,71 милиона паунда тяга, когато всичките девет двигателя на Merlin се запалват на изпитателния стенд за продължителност до три минути - същата като при действителното изстрелване.
Гледайте теста на двигателя в това видео от SpaceX:
Видео надпис: Falcon 9 първи етап от май 2016 г. Мисията JCSAT бе изпитана, пълна продължителност, в SpaceX's McGregor, Техас ракетно съоръжение на 28 юли 2016 г. Кредит: SpaceX
Използваният 15-етажен Falcon бустер успешно извърши непокътнато меко кацане на океанска платформа, след като пусна на пазара японски търговски телекомуникационен спътник само преди два месеца на 6 май тази година.
Само 10 минути след пускането на телекомуникационния спътник JCSAT-14 към геостационарна трансферна орбита (GTO), използваният първи етап отразява 1D двигател Merlin 1D.
Той проведе серия от три изгаряния за възстановяване, за да маневрира ракетата до определено място за кацане в морето или на сушата и бързо я забавя от свръхзвукови скорости за пропулсивно меко кацане, непокътнат и изправен, използвайки квартет крака за кацане, които се разгръщат в последните моменти преди забавяне на скоростта.
Въпреки че приземяването е изправено и непокътнато, това конкретно кацане също е класифицирано като "твърдо кацане", тъй като бустерът е кацал с по-голяма скорост, а двигателите от първия етап на Merlin 1D са нанесли тежки щети, както се вижда от близките снимки и признати от Мъск ,
„Най-скорошната ракета нанесе максимална повреда, поради висока скорост на влизане. Ще бъде нашият житейски лидер за наземните тестове, за да потвърди, че другите са добри “, туитва Мъск по това време.
Въпреки това всичко свърши ефектно и това беше първото, което се възстанови от много по-взискателната траектория с висока скорост, доставяща сателит към GTO.
Действително преди излитането, Мъск открито се съмняваше в успешен изход при кацане, тъй като този първи етап летеше по-бързо и на по-голяма надморска височина в момента на отделяне от втория етап и по този начин беше много по-трудно да се забави и да се маневрира обратно към океана базирана платформа в сравнение с мисии на МКС, например.
Така че, въпреки че този не може да бъде възстановен, той все още служи за още една чудесна цел за инженерите, които се стремят да определят дълголетието на усилвателя и различните му компоненти - както сега смело демонстрира при изстрелването на изпитателния стенд на двигателя на 28 юли.
„Научихме много дори в мисиите, при които нещата се разминават с кацането, всичко върви добре по основната мисия, разбира се“, каза Кьонигсман.
Като цяло SpaceX успешно приземява и възстановява пет от своите първи усилватели Falcon 9 непокътнати и изправени, тъй като историята, която прави първото кацане на земята, се е състояла само преди седем месеца през декември 2015 г. на военновъздушната станция Cape Canaveral във Флорида.
Най-новото изстрелване и кацане се случи миналата седмица на 18 юли 2016 г. по време на драматичния среднощен взрив на мисията за комерсиални доставки на SpaceX CRS-9 до Международната космическа станция (ISS) по договор за НАСА.
Вижте изумителните събития, които се развиват в близки снимки и видеоклипове тук.
След всеки опит за стартиране и кацане на Falcon 9, инженерите на SpaceX оценяват събраните обемисти и безценни данни, анализират резултата и приемат наученото.
CRS-9 отбелязва едва вторият път, когато SpaceX направи опит за приземяване на 15-ти етажния бустер на първия етап обратно на ВВС Cape Canaveral - на мястото, наречено Landing Zone 1 (LZ 1).
Гледайте това изящно подробно отблизо видео, показващо кацането на първия етап на CRS-9 на LZ 1, заснето от космическия колега Джеф Сейбърт от канала на ITL в CCAFS, което драматично завърши с множество шокиращо силни звукови стрели, ракети из Космическото крайбрежие и далеч отвъд и будни орди от траверси:
Видео надпис: Това беше второто сухоземно кацане на бустер на SpaceX Falcon 9 на 18 юли 2016 г. Току-що беше стартирало мисията Dragon CRS9 към МКС. Кацането се извърши в LZ1, известен преди като Pad 13, разположен на CCAFS и предизвика троен звуков бум, чут на 50 мили. Кредит: Джеф Сейбърт
Историята, която успешно правеше първото наземно кацане, се проведе в зона за приземяване 1 (LZ 1) на 22 декември 2015 г. като част от мисията ORBCOMM-2. Кацаща зона 1 е построена на бившия обект на Space Launch Complex 13, американска ракетна и ракетна изпитателна станция на ВВС на САЩ.
SpaceX също успешно възстанови първите етапи три пъти подред в морето тази година на баржа на безпилотни кораби с океан, използвайки OCISLY Autonomous Spaceport Drone Ship (ASDS) на компанията на 8 април, 6 май и 27 май.
OCISLY обикновено е разположен на около 400 мили (650 километра) от брега и източно от нос Канаверал, Флорида в Атлантическия океан. Шлепата пристига обратно в пристанището в Порт Канаверал няколко дни след кацането, в зависимост от много фактори като времето, разрешението на пристанището и състоянието на ракетата.
Въпреки че, докато се опитвате да удължите ивицата с докосване до 4 поред по време на последния опит за кацане на безпилотен кораб след старта на телекомуникационния апарат Eutelsat от 15 юни до GTO, бустерът в основата си се разби, защото се спусна твърде бързо поради недостатъчна тяга от двигателите на спускането на Merlin.
Ракетата очевидно е изчерпала течното кислородно гориво в последните мигове преди приземяването, удари се силно, преобърна се и падна на палубата.
"Изглежда, че ранното изчерпване на течния кислород е причинило спирането на двигателя точно над палубата", обясни Мъск през туитър.
„Изглежда, че тягата е ниска при 1 от 3 двигателя за кацане. Кацания с висок g v, чувствителни към всички двигатели, работещи при макс. “
„Научихме много дори по време на мисията, при която нещата се объркват с кацането“, обясни Кьонигсман. "Всичко върви добре в основната мисия, разбира се."
„Всъщност това е нещо, при което сте успели да разгърнете и приземяването не работи много добре и въпреки това приземяването привлича цялото внимание.“
„Но дори и на тези кацания научихме много. По-специално при последното кацане [от старта на Eutelsat] научихме много. “
„Вярваме, че намерихме начин да защитим оперативно тези двигатели и да направим по-безопасно пускането им - и да стигнем до пълна тяга и да останем с пълна тяга.“
Какво точно означава „защита на двигателите“ в полет? “
„Да, имам предвид защитата на двигателите по време на повторно напускане“, каза ми Koenigsmann.
„Точно тогава двигателите се нагряват. Влизаме с двигателите, обърнати към потока. Така че в основата си двигателите са директно изложени на горещия поток. И тогава е необходимо да защитите двигателите и газовете и течностите, които са в двигателите. За да сте сигурни, че нищо не се разваля и не прави забавни неща. "
„Така че всички тези серии приземявания на дронове бяха изключително успешни, дори когато не възстановихме всички първи етапи [напълно непокътнати].“
Наблюдавайте за продължаващото покритие на мисията на SpaceX и CRS-9 на Кен, където той докладва на място директно от космическия център Кенеди и военновъздушната станция Кейп Канаверал, Флорида.
Останете тук за новините на Кен за Земята и планетата и за космическите новини за космическите полети.
Гледайте моето видео за стартиране на CRS-9:
Надпис за видео: SpaceX Falcon 9 се издига с кораб Dragon CRS-9, доставен за Международната космическа станция на 18 юли 2016 г. в 12:45 ч. EDT от Space Launch Complex 40 във военновъздушната станция Cape Canaveral, Fl, както се вижда от това отблизо видео от дистанционната камера на Mobius, разположена в подложката. Кредит: Кен Кремер / kenkremer.com
Гледайте тази компилация от CRS-9 за стартиране и кацане на видео от колегата Майк Вагнер:
Надпис за видео: SpaceX CRS-9 Launch and Landing компилация на 18.07.2016. Местните документи съобщават за 911 призиви за силна експлозия на разстояние до 75 мили. Този звуков бум изглеждаше по-силен от първото кацане на нос през декември 2015 г. Кредит: USLaunchReport
