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
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 , )