Machen wieder eintretende Kapseln immer einen (n) weltbewegenden Ka-Boom und sehen nachts wie ein Feuerball aus? Zeit & Epizentrum vorhersehbar mit öffentlichen Informationen?

SpaceX genießt die Presse.

Die unerwarteten Ereignisse, die in den Nachrichten auftauchen, sind also gut für sie.

26. März 2021:

2. Oktober 2021:

Fragen:

  1. Machen wieder eintretende Kapseln immer einen (n) weltbewegenden Ka-Boom ...
  2. ...und sehen sie immer wie ein Feuerball aus, wenn sie nachts wieder eintreten?
  3. Können Zeitpunkt und Epizentrum mit öffentlich zugänglichen Informationen vorhergesagt werden?

Für Nr. 3, basierend auf ISS TLEs, verschiedenen See- und Flugverkehrswarnungen und anderen veröffentlichten Daten, könnte eine vernünftige Vorhersage dieser Ereignisse gemacht werden, so dass die Leute danach suchen und/oder hören könnten?

Ist Frage 2 eine ernsthafte Frage?
@OrganicMarble ja, das ist eine ernsthafte Frage. Sie sind sicherlich lokal hell (zB beim Blick aus dem Kapselfenster), aber ich weiß nicht, ob sie immer so hell erscheinen, dass sie einem Beobachter am Boden "feuerballartig" erscheinen würden. Ich weiß einfach nicht genug über Wiedereintritte und Hitzeschilde und Lichterzeugung, um sicher zu sein, dass alle Ecken der Hülle von der Erde aus "feuerballhell" sind. Ich komme hier in Space SE auf 2,5-Kilo-Fragen. Gibt es Beweise dafür, dass ich eine nicht ernst gemeinte Frage gestellt habe?
Nun, das gibt es jetzt.
@OrganicMarble nein, gibt es nicht, und ich habe gerade erklärt, warum. Der Frageposten ist ernst gemeint. Ich bin die Person, die das bestimmen kann. Ich schätze, du denkst, dass die Antwort offensichtlich ist? Wenn ja, können Sie eine Antwort darauf unterstützen?
@uhoh - Ich denke, es gibt eine sehr reale Frage in Punkt zwei, aber ich bin mir nicht sicher, was den aktuellen Wortlaut betrifft. Ich würde irgendwie erwarten, dass das Hitzeschilddesign hier eine Rolle spielt. Ablative Hitzeschilde / vollständige Verbrennungen würden eine andere Spur heißer fester Partikel erzeugen als ein Wiedereintritt im Space-Shuttle-Stil, der theoretisch nur eine heiße Atmosphäre hinter sich herzieht. Eine SpaceX-Rückkehr ist also möglicherweise sichtbarer als das Space Shuttle. Ich bin mir jedoch nicht sicher, wie ich das für eine StackX-Frage formulieren soll, da beide Typen einen „Feuerball“ erzeugen und ähnlich aussehen würden, wenn Leute unterschiedliche Zooms verwenden, um nach einer ansprechenden Komposition zu suchen.
@GremlinWranger okay, großartig. Für die Zwecke dieser Frage zur Vorhersage von Überschallknallen und Feuerbällen könnte die Antwort einfach lauten: "Es wird variabel sein und abhängen von ...". Das Ziel ist festzustellen, ob eine solche Vorhersage möglich ist und wenn ja, welche Variablen dies tun müssten gehe hinein. Vielleicht ist das eine bessere Formulierung. Ich werde darüber nachdenken, vielleicht kann die ganze Frage umformuliert werden. Fühlen Sie sich frei zu bearbeiten, wenn Sie einige Gedanken dazu haben. Übergeordnetes Ziel ist wie immer, ein Vehikel für die Generierung von Antworten bereitzustellen.
@uhoh - einige Bild- und Videosuchen scheinen darauf hinzudeuten, dass sowohl das Space Shuttle als auch der Crew-Drache ähnlich aussehen - sich stetig bewegender stabiler heller Punkt, der eine lange Spur hinterlässt, die den größten Teil des Himmels bedeckt, nur die Wiedereintritte der zweiten Stufe erzeugen das, was ich als a bezeichnen würde 'Feuerball' mit mehreren hellen Flecken, Flackern und eindeutig 'nicht in Ordnung'. Eine mögliche Antwort hier ist also, dass "weder der Besatzungsdrache noch das Space Shuttle (bei korrektem Betrieb) einen Feuerball erzeugen". Sehr viel Sematik, obwohl es nützlich sein kann, den Abbrand der zweiten Stufe vom Wiedereintritt zu trennen.
Bei Objekten von der Größe aktueller künstlicher Objekte wird die Gesamtlichtleistung im Wesentlichen linear zur Masse sein, unabhängig von der Art des Objekts. Ein Objekt, das explodiert, weil der Luftstrom es auseinandergerissen hat, erzeugt das Licht jedoch viel schneller (und ist daher vorübergehend viel heller) als ein Objekt, das für den Wiedereintritt konstruiert wurde und seine Energie über eine viel größere Entfernung abgibt.

Antworten (1)

Teilantwort zu Q3 für SpaceX Dragon2-Missionen. Umfassende Hebelwirkung meiner Antwort auf das Dragon-Wiedereintrittsflugprofil? & meine Antwort auf Was ist das Hitzeschild-Überholungsverfahren für eine Crew-Dragon-Kapsel? .

Es gibt 7 normale Spritzwasserstellen, die sich alle in der Nähe von Nordflorida für bemannte Flüge befinden:

Splashdown-Sehenswürdigkeiten

Sie sind nicht merklich weit genug voneinander entfernt, um eine Unterscheidung zu rechtfertigen, wenn man die relativ geringe Genauigkeit meiner "Sessel" -Modellierung berücksichtigt.

Angesichts der 51,6°-Neigung der ISS gibt es zwei mögliche Spuren, die ein zurückkehrender Crew Dragon nehmen könnte, Norden (L) und Süden (R):

Nordspur Südspur

(Persönliche Arbeit)

Die bevorzugte Bahn für eine gegebene Splashdown-Zeit kann abgeleitet werden, indem ISS TLEs verwendet werden, um ein Bodentrack-Plot der "vollständigen Umlaufbahn" in der Splashdown-Epoche zu erstellen (kein SGP4 erforderlich, mittlere Elemente genügen!). Dann sehen Sie einfach, in welcher Richtung die Bodenspur Nordflorida durchquert:

CRS-23 ISS "Bodenspur"(Eigene Arbeit, CRS-23-Beispiel)

Ich weiß, dass die Demo-2-Mission die südliche Spur verwendet hat , und einige grobe TLE-Arbeiten (wie oben) zeigen, dass sowohl Crew-1 als auch Crew-2 die südliche Spur verwendet haben, während CRS-23 (das Beispiel vom 2. Oktober in der Frage) die verwendet hat nördliche Spur wie oben gezeigt. Beachten Sie, dass selbst nach 5 Tagen leicht zu erkennen ist, welche Spur verwendet wird .

Ich denke, man kann mit Sicherheit davon ausgehen, dass die Kapsel umso leuchtender am Himmel erscheint, je höher die sofortige Wiedereintrittserwärmung ist (zumindest ist dies eine gute Annäherung). Hier ist die Eingangsbahn, in der die Heizrate als Farbe mit der "heißen" Farbkarte von MATLAB ausgedrückt wird (heller = heißer, lineare Skala):

Norden heiß Süden heiß

(Persönliche Arbeit, Heizung von hier geschätzt )

Dies sieht vielversprechend aus, wenn man die in der Frage angegebenen Nachrichtenberichte aus Alabama und Georgia und die über diesen Staaten auftretende Spitzenhelligkeit berücksichtigt. Hier ist ein Diagramm der Heiz-VS-Höhe, je höher die Kapsel ist, desto weiter entfernt sollte sie sichtbar sein:

Hitze vs. Alt(Persönliche Arbeit)

Die Zeit von der Eintrittsschnittstelle bis zum Auslösen des Fallschirms beträgt etwa 12 Minuten und die voraussichtlichen Spritzzeiten werden normalerweise bekannt gegeben .

SpaceX führt auch Splashdowns an der Westküste einiger CRS-Missionen in der Nähe von Los Angeles durch (iirc):

West Nord Süd-West

(Persönliche Arbeit)

Menschen, die sich glücklicherweise in der Nähe dieser Spuren befinden, sollten in der Lage sein, Wiedereintritte von SpaceX-Kapseln zuverlässig vorherzusagen und zu sehen.

Ich habe KML-Dateien ( Google Earth Pro, es ist kostenlos! ) für die 4 Trajektorien erstellt , die auf Github zu finden sind . Dies ist leistungsstark für die Beobachtungsplanung. Hier ist zum Beispiel die Ansicht vom US Space and Rocket Center in Huntsville, AL, für eine Florida North Track-Trajektorie (bewegt sich von rechts nach links):

Ansicht der UdSSR(Persönliche Arbeit)

Dies ist auch in der Nähe des Höhepunkts der Erwärmung, daher würde es ein sehr cooles Foto / Video ergeben (leider nicht mehr beim HSV, sonst würde ich das versuchen!)

Zukünftige Arbeiten: KML-Dateien mit Wärmefarbdarstellung ergänzen
Das ist natürlich wunderbar und ich verstehe, dass es aus anderen Arbeiten stammt, woher kommt die tatsächliche Flugbahn (Höhe und Geschwindigkeit vs. Zeit) in Ihrer Simulation? Ist es das Ergebnis von Tracking oder einer Optimierung oder etwas anderem?
@uhoh Ich habe die Eintrittsflugbahn mit verfügbaren / abgeleiteten Spezifikationen der Kapsel simuliert (Low Fidelity, 3D). Ich denke, die Bestimmung der endgültigen Umlaufbahn (also der Anfangsbedingungen für den Eintritt) könnte als "Tracking" bezeichnet werden, obwohl ich nicht so mutig wäre (ich habe gerade den Demo-2-Splashdown-Livestream für Höhenanrufe b4-Eintrag gesehen und angehört). Es gibt eine gewisse "Optimierung" des Arguments der Periapsis und des RAAN der endgültigen Umlaufbahn, damit es nahe der richtigen Stelle auf der Erdoberfläche landet, aber nichts allzu Ernstes.
Wiedereintrittsbahnen sind viel flexibler, wenn sie sich in einem Computer befinden und nicht verbrennen können. Ich bin nur neugierig, ob Sie versucht haben, eine echte Wiedereintrittsbahn zu finden, die für minimalen Abbrand optimiert ist, oder einfach in die Atmosphäre getaucht sind, um auf den Boden zu treffen. Zum Beispiel hatte ich große Freude daran, diese Typen zu rösten , aber in diesem Szenario gab es kein anderes mögliches Ergebnis.
@uhoh Ja, nicht an Mindestwärme angepasst, aber bestimmte Parameter an bekannte Werte angepasst. Die einzigen "freien Variablen" in meiner Simulation sind der Nasenradius und L / D . Siehe hier ( L / D -> maxG) & hier ( R N -> Maximaltemperatur) .
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