KENNEDY SPACE CENTER, FL - основатель SpaceX Элон Маск, смелая мечта об утилизации и повторном использовании ракет, с каждым днем становится все ближе и ближе к реальности. После захватывающей серии экспериментальных летных испытаний, направленных на безопасную посадку, фирмы провели первые этапы Falcon 9 на суше и в море за последние полгода, смелые усилия достигли еще одного важного рубежа, просто завершив первый полномасштабный тестовый обстрел одного из приземлившихся бустеры.
В четверг, 28 июля, инженеры SpaceX успешно провели полномасштабное статическое испытание двигателя на восстановленном бустере первой ступени Falcon 9 высотой 156 футов (47 метров), пока его держали на испытательном стенде на испытательном стенде компании по разработке ракет в МакГрегор, Техас. Двигатели загорелись около двух с половиной минут.
Команда SpaceX совершенствовала методы посадки, применяя уроки, извлеченные после каждой попытки посадки.
Какие уроки были извлечены так далеко от приземлений на первом этапе и особенно тяжелых посадок? Есть ли какие-либо изменения в структуре бустера? Насколько хорошо сработал сценарий посадки?
Во время недавних брифингов для СМИ, посвященных запуску новой космической космической ракеты CRS-9, в космическом центре НАСА им. Кеннеди 18 июля я обратился к вице-президенту SpaceX Хансу Кенигсманну за информацией.
«Мы многому научились… на приземлениях», - сказал Ханс Кенигсманн, вице-президент SpaceX по надежности полетов, в интервью журналу Space Magazine во время недавних информационных брифингов, посвященных запуску грузовых поставок космической станции SpaceX CRS-9 18 июля.
«Прежде всего, нет никаких структурных изменений».
«Главное - защитить двигатели», - уточнил Кенигсманн, пока они находятся в полете и «во время повторного входа».
Первая ступень SpaceX Falcon 9 оснащена четырьмя посадочными опорами у основания и четырьмя ребрами сетки сверху, чтобы проводить попытки посадки.
«В целом, я думаю, что концепция посадки с ногами, количество ожогов и то, как мы их выполняем, работают нормально», - сказал Кенигсманн журналу Space Magazine.
После отделения от второй ступени на гиперзвуковых скоростях примерно до 4000 миль в час двигатели первой ступени вновь разрабатываются для изменения курса и ускорения обратного хода до места посадки и замедления ракеты для мягкой посадки с помощью сверхзвуковой ретропульсии.
Надлежащая работа двигателя имеет решающее значение для успешного приземления.
«Главное - защитить двигатели и убедиться, что они хорошо запускаются [в космосе во время повторного входа]», - пояснил Кенигсманн. «И, в частности, горячая траектория, так сказать, такая, которая появляется после быстрой полезной нагрузки, например, геоперенос».
«Эти двигатели должны быть защищены таким образом, чтобы они запускались надлежащим образом. Это то, что мы узнали ».
Цель Элона Маск состоит в том, чтобы радикально сократить расходы на запуск ракет и доступ к космосу посредством повторного использования ракет - таким образом, что однажды это приведет к его видению «Города на Марсе».
По словам Кенигсманна, SpaceX надеется, что в этом году, когда-то осенью, когда-нибудь осенью, будет запущен ракета-носитель, использующий «Сокол», сброшенный в океан, с космической станции НАСА CRS-8.
Но сначала компания должна доказать, что подержанный автомобиль может выдержать экстремальные и неумолимые стрессы в условиях сильного космического полета, прежде чем он сможет запустить его заново.
Испытательный запуск 28 июля является частью этого испытания на долговечность с длительным сроком службы и включает в себя зажигание всех девяти использованных двигателей первой ступени Merlin 1D, размещенных у основания использованной ракеты с землей.
Первая ступень Falcon 9 генерирует более 1,71 миллиона фунтов тяги, когда все девять двигателей Merlin запускаются на испытательном стенде в течение трех минут - так же, как и при реальном запуске.
Посмотрите тест двигателя в этом видео SpaceX:
Подпись к видео: первый этап Falcon 9 с мая 2016 г. Миссия JCSAT была запущена в полном объеме на испытательном полигоне SpaceX в Макгрегоре, штат Техас, 28 июля 2016 г. Фото: SpaceX
Использованный 15-этажный ракета-носитель Falcon успешно осуществила мягкую посадку на океанской платформе после запуска японского коммерческого телекоммуникационного спутника только два месяца назад 6 мая этого года.
Всего через 10 минут после запуска телекоммуникационного спутника JCSAT-14 на геостационарную орбиту передачи (GTO) на первой ступени используется двигатель первой ступени Merlin 1D.
Он провел серию из трех восстановительных ожогов, чтобы маневрировать ракетой в назначенном месте приземления в море или на суше и быстро снизить ее со сверхзвуковых скоростей для движущейся мягкой посадки, в целости и сохранности, используя четверку посадочных мест, которые развертываются в последние моменты до приземления на медленной скорости.
Однако, хотя посадка была вертикальной и неповрежденной, эта конкретная посадка также классифицировалась как «жесткая посадка», потому что ракета-носитель приземлилась с более высокой скоростью, и двигатели первой ступени Merlin 1D действительно получили серьезные повреждения, как видно на близких фотографиях и признано Маском ,
«Самая последняя ракета получила максимальный урон из-за высокой скорости входа. Будет нашим жизненным лидером для наземных испытаний, чтобы подтвердить, что другие хороши », - написал Маск в то время.
Тем не менее, все это сработало впечатляюще, и это было первое, что удалось восстановить после гораздо более сложной, высокоскоростной траектории, доставляющей спутник в GTO.
Действительно, до старта Маск открыто сомневался в успешном исходе посадки, поскольку эта первая ступень летала быстрее и на большей высоте во время отделения от второй ступени и, таким образом, было намного сложнее замедлиться и маневрировать обратно в океан. основанная на платформе по сравнению с миссиями МКС, например.
Таким образом, несмотря на то, что этот элемент нельзя перезаправить, он по-прежнему служит еще одной важной цели для инженеров, стремящихся определить долговечность усилителя и его различных компонентов - как теперь смело продемонстрировали стрельбы на испытательном стенде двигателя 28 июля.
«Мы многому научились даже в миссиях, где с посадкой дела идут плохо, конечно же, в основной миссии все идет хорошо», - сказал Кенигсманн.
В целом SpaceX успешно осуществил мягкую посадку и восстановил пять своих бустеров первой стадии Falcon 9 в целости и сохранности, поскольку первая в истории наземная посадка произошла всего семь месяцев назад в декабре 2015 года на станции ВВС на мысе Канаверал во Флориде.
Самый последний запуск и посадка произошли на прошлой неделе 18 июля 2016 года во время драматического полуночного взрыва коммерческой миссии по доставке грузов SpaceX CRS-9 на Международную космическую станцию (МКС) по контракту с НАСА.
Смотрите грандиозные события, разворачивающиеся в близких фотографиях и видео здесь.
После каждой попытки запуска и посадки Falcon 9 инженеры SpaceX оценивают объемные и бесценные собранные данные, анализируют результаты и применяют полученные уроки.
CRS-9 отмечается только во второй раз, когда SpaceX предпринял попытку приземления 15-этажного бустера первой ступени высотой назад на станции ВВС на мысе Канаверал - в месте, называемом зоной посадки 1 (LZ 1).
Посмотрите это изящно детализированное близкое видео, демонстрирующее посадку на первую ступень CRS-9 на LZ 1, снятую космическим коллегой Джеффом Зайбертом с мощеной дороги ITL в CCAFS, которая резко завершилась множеством потрясающе громких звуковых ударов, разлетающихся по Космическому побережью и далеко за его пределами. и бодрствующие полчища шпал
Подпись к видео: это была вторая наземная посадка ракеты-носителя SpaceX Falcon 9 18 июля 2016 года. Она только что запустила миссию Dragon CRS9 в направлении МКС. Посадка произошла на LZ1, ранее известном как Pad 13, расположенном на CCAFS, и вызвала тройной звуковой удар, услышанный за 50 миль. Предоставлено: Джефф Сейбер
Первая в истории наземная посадка была успешно проведена в зоне приземления 1 (LZ 1) 22 декабря 2015 года в рамках миссии ORBCOMM-2. Зона посадки 1 построена на месте бывшего комплекса космического пуска 13, полигона для испытаний ракет и ракет ВВС США.
SpaceX также успешно восстановил первые этапы трижды подряд в море в этом году на беспилотном корабле-барже, работающем в океане с использованием беспилотного корабля OCISLY компании ASDS 8 апреля, 6 мая и 27 мая.
OCISLY обычно расположены примерно в 400 милях (650 км) от берега и к востоку от мыса Канаверал, штат Флорида, в Атлантическом океане. Баржа возвращается в порт в порту Канаверал через несколько дней после приземления, в зависимости от многих факторов, таких как погода, разрешение порта и состояние ракеты.
Однако, пытаясь расширить полосу приземления до 4-х подряд во время последней попытки приземления корабля-дрона после запуска телеканала Eutelsat 15 июня в GTO, ракета-носитель в основном потерпела крах, потому что спускалась слишком быстро из-за недостаточной тяги от двигателей спуска Merlin.
Ракета, видимо, исчерпала жидкое кислородное топливо в последние минуты перед приземлением, сильно ударилась, опрокинулась и застыла на палубе.
«Похоже, раннее истощение жидкого кислорода вызвало остановку двигателя прямо над палубой», - объяснил Маск в твиттере того времени.
«Похоже, тяга была низкой на 1 из 3 посадочных двигателей. Высокие приземления v чувствительны ко всем двигателям, работающим на макс.
«Мы многому научились даже на миссии, где с посадкой что-то идет не так, - пояснил Кенигсманн. «Конечно, все идет хорошо по основной миссии».
«На самом деле это то, что вы успешно развернули, и приземление не вполне работает, и все же именно посадка привлекает все внимание».
«Но даже на этих посадках мы многому научились. В частности, на последней посадке [от запуска Eutelsat] мы многому научились ».
«Мы считаем, что нашли способ оперативно защитить эти двигатели и сделать так, чтобы им было безопаснее запускаться - и достигать полной тяги и оставаться на полной тяге».
Что именно означает «защита двигателей» означает «в полете»?
«Да, я имею в виду защиту двигателей во время повторного входа», - сказал мне Кенигсманн.
«Это когда двигатели нагреваются. Мы входим с двигателями, обращенными к потоку. Так что в основном это двигатели, которые напрямую подвергаются воздействию горячего потока. И именно тогда вам нужно защитить двигатели и газы и жидкости, которые находятся в двигателях. Чтобы быть уверенным, что ничто не испарится и не сделает смешных вещей ».
«Таким образом, все эти серии посадок дронов были чрезвычайно успешными, даже когда мы не восстановили все первые этапы [полностью нетронутыми]».
Следите за постоянным освещением Кеном космических миссий SpaceX и CRS-9, о которых он сообщил непосредственно из Космического центра Кеннеди и военно-воздушной станции Кейп-Канаверал во Флориде.
Следите за новостями Кена о новостях о Земле и планетах, а также о новостях о космическом полете.
Посмотрите видео с моей стартовой площадки о запуске CRS-9:
Подпись к видео: SpaceX Falcon 9 взлетает с корабля снабжения Dragon CRS-9, направляющегося на Международную космическую станцию 18 июля 2016 года в 12:45 по восточному поясному времени с космического стартового комплекса 40 на станции ВВС Кейп-Канаверал, штат Флорида, как видно на этом закрыть видео с удаленной камеры Mobius, расположенной на площадке. Кредит: Кен Кремер / kenkremer.com
Посмотрите видео-компиляцию запуска и посадки CRS-9 от космического коллеги Майка Вагнера:
Подпись к видео: компиляция SpaceX CRS-9 «Запуск и посадка» от 18.07.2016. Местные газеты сообщают о 911 звонках с громким взрывом на расстоянии до 75 миль. Этот звуковой бум казался громче, чем первая посадка на мысе в декабре 2015 года. Кредит: USLaunchReport
