Articolul de ieri a prezentat pe scurt incidentul în care a fost implicat boosterul B-1050 utilizat la lansarea CRS-16.
Lansarea a mers bine, treapta a doua a funcționat corespunzător, dar prima treaptă a ratat aterizarea.
Amerizarea
Pe scurt, suprafețele de control (o configurație numită în engleză grid fins) au rămas blocate din cauza unei pompe hidraulice care și-a întrerupt funcționarea. Cu mai multe cuvinte, suprafața de control a imprimat boosterului o mișcare de rotație în timpul coborârii, aceasta încetând doar în ultimele secunde, înainte de a atinge apa. Sistemul RCS și tracțiunea vectorială au reușit să stabilizeze coborârea. Boosterul a amerizat la câțiva kilometri distanță de punctul unde ar fi trebuit (pe sol, la Cape Canaveral) și la mai sute de metri de plajă (probabil peste 1 km). Aceasta a fost de fapt varianta de urgență, pentru a nu ajunge în zone populate. Elon Musk a tweetat că Engines stabilized rocket spin just in time, enabling an intact landing in water! Ships en route to rescue Falcon. Grid fin hydraulic pump stalled, so Falcon landed just out to sea. Appears to be undamaged & is transmitting data. Recovery ship dispatched. Pump is single string. Some landing systems are not redundant, as landing is considered ground safety critical, but not mission critical. Given this event, we will likely add a backup pump & lines. Hans Koenigsmann, vicepreședinte al SpaceX responsabil cu siguranța, a declarat: We have a safety function onboard to make sure the rocket avoids land if anything onboard goes wrong. As much as we are disappointed, it shows that the system knows how to recover from certain malfunctions.
Filmele de mai jos prezintă:
- coborârea boosterului rachetei Falcon-9 (imagini surprinse de camera de urmărire NASA – engl track-cam) și de camera de pe booster (sursa SpaceX și NASA);
- coborârea boosterului, așa cum a fost văzută de cameră (sursa SpaceX/Elon Musk);
- lansarea și coborârea, filmate prin telescop (sursa USLaunchReport).
Amerizare booster Falcon9/CRS-16
Profilul de zbor al Falcon 9 este prezentat în imaginea următoare. Așa cum se poate vedea, după lansare prima treaptă propulsează racheta până la oprirea motoarelor principale (MECO – engl Main Engine Cut Off). Are loc separarea treptei a doua de prima treaptă, motorul celei de-a doua trepte pornește, apoi sistemul de control al atitudinii primei trepte (RCS bazat pe gaz rece) orientează boosterul pentru aprinderea motoarelor, astfel încât să îi fie schimbată traiectoria pe care o va urma (în acest moment fiind vorba de o traiectorie balistică). Manevra, în cursul căreia se utilizează 3 motoare, se numește boostback sau boostback burn. Motoarele se vor mai aprinde o dată pentru a scădea viteza de coborâre la intrarea în atmosferă, manevra fiind numită reentry burn. La aterizare se aprinde un singur motor, aceasta fiind ultima ardere – numită landing burn. De asemenea, așa cum se poate vedea din aceeași imagine, implicit boosterul va ajunge într-o zonă sigură în cazul în care are orice gen de probleme. Doar dacă nu sunt probleme, pe ultima parte a coborârii se va deplasa către punctul unde va avea loc aterizarea. Declarațiile de pe interneț spun că sistemul este destul de inteligent șî își poate alege locul unde să coboare, știind ce proprietăți nu sunt private și unde posibilitatea de pagube e minimă.
Profil zbor booster Falcon 9 (sursa zlsadesign)
Așa cum spuneam mai sus, pompa hidraulică nu a mai funcționat, una sau două din suprafețele de control fiind orientate la un unghi care a determinat o mișcare de rotație a boosterului în momentul în care cobora pentru a ateriza. Suprafețele de control ale Falcon 9 sunt realizate dintr-un bloc de titan prelucrat apoi mecanic.
Suprafețe de control Falcon 9 (sursa 1 – imgur; 2 – pinterest; 3 – Twitter; 4 – teslarati)
Ordinea evenimentelor de la amerizare, așa cum se poate vedea în filme, este:
- se poate remarca faptul că direcția căderii nu a coincis cu axa longitudinală a boosterului;
- aprindere motor pentru landing burn;
- stabilizare și încetare rotire;
- deschidere picioare aterizare;
- coborâre pe apă și oprire motor;
- depresurizare rezervor (a se vedea focul după apariția vaporilor de gaze) în timpul căderii corpului către orizontală;
- segmentul de separare al treptelor (engl interstage) atinge apa.
În imagini, experiența amerizării este redată mai jos.
CRS-16, Falcon 9 cu numărul B-1050 (sursa 1 – [1]; 2 – teslarati; 3 – Twitter)
Recuperare booster
Imaginile următoare prezintă dimensiunea reală a ‘problemei’. Au exista câteva temeri referitoare la imposibilitatea de a recupera boosterul (dacă încă avea rezervoarele sub presiune) deoarece SPaceX a mai renunțat la un booster din această cauză. De asemenea a existat și întrebarea de ce nu s-a autodistrus/a fost distrus în zbor când a apărut problema, răspunsul fiind că chiar dacă o făcea nu exista nici un beneficiu real.
Booster B-1046, recuperare, 2018 (sursa teslarati/Tom Cross)
Booster B-1050 CRS-16 [2]
Hală SpaceX (sursa SpaceX)
Au fost trimise navele pentru a recupera boosterul, ceea ce au făcut cu succes. Așa cum se poate vedea, secțiunea dintre trepte nu se simte prea bine în urma contactului cu apa.
Booster B-1050 [2]
Booster B-1050 (sursa 1 – americaspace; 2 – teslarati)
John Kraus este un licean american care fotografiază rachete. Ale lui sunt imaginile de mai jos cu boosterul la apă.
Recuperare booster B-1050 [3]
Măruntaiele Falcon 9
Secțiunea de care ne vom ocupa este cea de culoare neagră aflată între prima și a doua treaptă a rachetei Falcon 9, numită interstage. Este realizată din materiale compozite și nu este vopsită. În primul rând, în 2010 această secțiune arăta complet diferit.
Interstage, circa 2010 (sursa reddit)
Dar iată că ajungem și la imaginile care ne interesează.
(sursa 1 – SpaceX; 2 – [3]; 3 – interneț)
Se pot vedea în aceste imagini:
- sistemul de acționare al suprafețelor de control – cele patru trunchiuri de con perpendiculare;
- actuatoare hidraulice – cilindrii de culoare albastră;
- buteliile de heliu (COPV – engl Composite Overwrapped Pressure Vessel) – verzui în prima imagine, care alimentează sistemul pneumatic;
- circuitele hidraulice, care merg la fiecare cilindru;
- circuitul de distribuție hidraulică – țevile de inox care formează un pătrat – aflat în centru;
- conductele sistemului pneumatic, din inox pe perete aproape de marginea interstage, care alimentează conectorii care eliberează treapta a doua;
- elementul central al interstage este mecanismul de împingere al treptei a doua, acționat pneumatic;
- Gwynne Shotwell.
PS: capsula Dragon care a fost lansată cu boosterul nărăvaș B-1050 a ajuns la ISS fără probleme. Filmul de mai jos prezintă andocarea care a avut loc ieri.
Iulian
(Nu există încă evaluări)
Încarc...
Surse:
1. SpaceX Flies Dragon CRS-16 to ISS, Lands Falcon Offshore After Grid-Fin Anomaly ( https://www.americaspace.com/2018/12/05/spacex-flies-dragon-crs-16-to-iss-lands-falcon-offshore-after-grid-fin-anomaly/ , )
2. SpaceX’s first Falcon 9 Block 5 booster casualty battered but still intact in aerial photos ( https://www.teslarati.com/spacex-first-falcon-9-block-5-booster-casualty-battered-but-intact/ , )
3. John Kraus (@johnkrausphotos) ( https://twitter.com/johnkrausphotos , )
Se mai intampla pana la maturizarea tehnologiei…
Intr-un astfel de caz singurul lucru care conteaza este sa mearga mai departe.
exista vreun bilant economic prin care sa vedem cit se economiseste cu recuperarea si invers cu cit se scumpeste facind aceasta recuperare?
nu de alta dar mi se pare constructia simpla, mai ales fara recuperare, daca s-ar fabrica in China, sau in Ro ar costa doi bani.
Imaginea de mai jos prezinta o estimare a costurilor. Dar este doar estimare pentru ca nu se cunoaste exact, SpaceX fiind companie privata.
Considerind corect costul de 27 mil USD si faptul ca ULA a declarat ca motoarele sint 65% din costul primei trepte, un motor Merlin ar costa 1.95 mil USD.
Fairings costa ~6 mil USD.
Costul combustibilului este de doar 0.3%.
Rachetele sint destul de simple. Cunostintele necesare constructiei unei rachete functionale sint scumpe.
@neamtu tiganu
bilantul economic real e probabil ascuns cu grija de nea’ Elonie. Totusi, faptul ca reuseste sa propuna preturi de dumping pt. lansare sugereaza ca are cu ce. Pe mine in schimb nu prea ma conving eforturile de a recupera coiful din varful rachetei.
@GeorgeGMT, Musk a „ciripit” ca au si hotarat deja sa dubleze sistemele pt. „grid fins” si ca pt. ele nu aveau redundanta pana acum pt. ca nu erau considerate critice pt misiunea principala. Misiunea de recuperare fiind intotdeauna secundara, cea principala fiind plasarea incarcaturii pe orbita.
tehnic vorbind recuperarea e f spectaculoasa, se potriveste stilului Musk, maestru al inscenarilor.
Dar asta costa ceva, mai ales daca incepe si cu redundanta.
Exista multi ingineri care fac ceva misto fara sa fie nevoie de acel ceva ci doar pt a demonstra ca pot.
Problema recuperarii , mai ales in cazul spatial, are doua componente:
– ferul
– munca necesara pentru a lansa din nou
Naveta spatiala a fost ingropata de al doilea punct. SSME au fost proiectate pentru 50 de folosiri. Dar activitatea necesara pentru refolosire era costisitoare.
Interesant este ca mie personal mi se pare ca Space Shuttle ar avea sansa de a fi ceva economic viabil cu tehnologiile si conceptele din zilele noastre. Conceptul de baza e bun dar a fost inaintea vremurilor ei. Doua din chestiile care-mi vin in minte ar fi
– arhitectura deschisa (sau in orice caz standardizata) pt. sisteme pt. a putea fi modernizata continuu si sa nu fie dependenta de mentenanta din ce in ce mai scumpa si greu accesibila din cauza sistemelor „obsolete”
– cred ca s-ar reusi poate aterizarea boosterelor pe sol in loc de apa sarata (care practic aproape le distruge) printr-o combinatie de parasute (siste existent deja pe ele) cu retrorachete pt decelerare finala(sist. in uz pe blindatele de desant sovietice si aterizari pe corpuri fara atmosfera) totul coordonat de calculatoare de bord de mare putere (disponibile recent). Din pacate nu cred ca ar fi posibila folosirea de boostere cu combustibil solid din cauza lipsei de tractiune, o eventuala alternativa ar fi ori utilizarea a 4 boostere (pe model Energhia+Buran) care ar fi f scumpe, ori o naveta mult mai usoara, eventual doar pt. transportul a 5-10 oameni in spatiu.
Cred ca punctul forte al navetei a fost dat de accesibilizarea spatiului pt. mai multi oameni, atat prin capacitatea de transport persoane cat si prin acceleratiile mai putin intense in special la reintrare in atmosfera. S-ar putea sa gresesc dar capacitatea de readucere de echipamente de pe orbita nu prea si-a folosit-o. In orice caz nu pt. sarcini de 20 de tone pt. care a fost proiectata.
Spectaculoase imaginile cu reintrarea si cu amerizarea .Ce conteaza e ca sistemele de siguranta au functionat suficient cat sa aduca boosterul in zona de siguranta si sa-i asigure o amerizare fortata dar reusita .Pana la urma poate fi privita si ca un semi-succes toata tarasenia
În Noiembrie 2017 am realizat o analiză financiară detaliată a companiei.
Așteptările erau că trebuie să dea cu virgulă de la un capăt la altul: tehnologie, planificare, siguranța zborului, sustenabilitatea dezvoltării și costurile R&D, profitabilitate cash-flow etc.
Imaginați-vă șocul avut când am realizat că înafară de fluxul de numerar din exploatare negativ – impactat de pierderile toatale datorate accidentelor și prăbușirilor – restul se leagă bine.
Concluzia era că, dacă reduc rata misiunilor rezultate în eșec după lansare, Space X e perfect sustenabil. În comparație, ca randament tehnico-economic, NASA pare un mastodont industrial comunist…
Ca idee, pe termen lung Space X e o companie net superioară Tesla, care e aproape de a se plasa pe orbita de a ajunge cel mai mare producător auto american.
Flogger, ai avut acces la date financiare sau erau estimari?
Am avut acces la Rapoartele Anuale 2013-2016, plus H1 2017.
Sunt tare curios ce va zice Raportul Anual 2018.
Flogger, in 2018 e posibil sa se fi indreptat lucrurile – Falcon 9 Block 5 pare a fi un produs stabil. Interesant ceea ce ai gasit.
Ma intreb daca vor reusi combinatia BFR + StarLink, pentru ca e extrem riscanta daca ceva – orice – merge gresit.
Apoi mai e si imprumutul obrinut…
Cred ca este vorba despre combinatia Starship + Starlink 🙂
O data BFR, mereu BFR. 🙂
Pentru ce mi-ati sters comentariul? Vroiam sa vad daca s-au mai auzit niste lucruri despre alte subiecte, ca eu n-am gasit nimic cand am cautat.
Ti-am sters comentariul pt ca l-ai postat unde nu trebuie. Nu s-a mai auzit nimic. „Permiteti sa raportez” este locul indicat pt comentarii in afara subiectului articolului de baza.
Multumim Iulian!
In opinia mea S-X are mai multe laturi interesante:
– prima este cea tehnica, a platformei F, care este bineinteles fascinanta, si care concureaza realizarile NASA, ESA etc.
– cea de a 2-a este cea de PR unde S-X exceleaza. Dincolo de faptul ca si aici S-X a adus o evolutie clara si a schimbat „regulile” (atat prin cantitatea de informatii, usurinta accesarii, nivelul de detaliere in trepte etc), cred ca deja concureaza NASA ca vector de imagine publica si chiar indraznesc sa spun ca i-a furat acesteia rolul de promotor al stiintei spatiului pentru public, de etalon al tehnologiilor de varf, de reper pentru raportarea activitatilor in domeniu.
Practic eu avansez ideea ca la ora actuala S-X este pentru generatiile de acum noua NASA, adica tinta admiratiei si mare adunatoare de capital de simpatie, prima care vine in minte atunci cand cineva spune „spatiu”, si de departe cea mai mare generatoare de interes, si asta in conditiile in care misiunile, dimensiunea organizatiei sau nivelul tehnologic nu sustin aceasta imagine superioara daca ne raportam realist la NASA.
Da, de acord cu al doilea punct. De remarcat insa ceea ce spunea si Flogger: eficienta economica. Sint foarte eficienti economic. Se pare ca uneori exista o reteta a succesului: overworked engineers. Am vazut studiile care spun ca eficienta a 60 de ore muncite saptaminal e mai mica decit cea rezultata din 40 de ore, deci trebuie sa existe o combinatie de factori (partial o stiu).
In legatura cu primul punct, da. Fara constringeri birocratice, au facut schimbat ce au dorit cind au dorit. Eficient si nebirocratic.
#occupymars