Die Tests des SpaceX Grasshopper -Fahrzeugs (ehemals ein VTVL-Fahrzeug) haben die Höhe erhöht, auf die ihre Tests klettern können, bevor sie die vertikale Landung durchführen. Während all dieser Tests bleibt es aufrecht.
Aber in der Praxis wird dieses Fahrzeug, das als Raketenstufe fungiert, aus einer beträchtlichen Höhe fallen. Würde es beim Fallen vertikal bleiben, bevor es sich dem Boden nähert, oder würde es taumeln oder horizontal ausgerichtet fallen?
Wie das ursprünglich veröffentlichte Konzeptvideo zeigt, wird das Grasshopper-System in der Lage sein, sich selbst zu stabilisieren und vertikal zu landen. Zweifellos wird es an manchen Stellen zu einem gewissen Verlust der vollständigen Kontrolle kommen, aber am Ende muss das Raumschiff kontrolliert werden und wird vertikal landen. Siehe das YouTube-Video unten:
Das macht aus vielen Gründen Sinn. Der Hauptgrund ist, dass die Rakete in einer vertikalen Konfiguration stabiler ist als in einer horizontalen, was eine genauere Steuerung ermöglicht. Zweifellos wird es zu einer gewissen Neuausrichtung kommen, aber insgesamt wird das System besser funktionieren, wenn es in einer vertikalen Konfiguration betrieben wird.
Das ist nicht frech gemeint, aber wenn ich deine Frage richtig verstehe, dann scheint die Antwort im Namen des Fahrzeugs enthalten zu sein.
VTVL: Vertikaler Start Vertikale Landung .
Ich denke, selbst wenn der Grasshopper keine aktive Flugsteuerung hätte, würde ein großes Gyroskop ausreichen, um ihn während des gesamten Fluges vertikal zu halten, aber der Artikel macht deutlich, dass er über eine aktive Flugsteuerung verfügt. Der Wikipedia-Artikel erwähnte Folgendes:
Kurz gesagt, ich denke, die Antwort auf Ihre Frage lautet: "vertikal".
Das vollständige Flugprofil eines VTVL Grasshopper-ähnlichen Fahrzeugs wurde von SpaceX nicht geteilt, aber es wird sicherlich nicht während des gesamten Fluges „vertikal bleiben“ – vorausgesetzt, dass die Vertikale als 90° Flugbahnwinkel definiert ist.
Bodenstartraketen starten typischerweise damit, dass sie mehr oder weniger gerade nach oben fliegen. Da sie einen geringen Anstellwinkel haben, bleiben die seitlichen aerodynamischen Kräfte beherrschbar und die Rakete wird so schnell wie möglich aus der dicken unteren Atmosphäre herausgeholt. Aber so bald wie möglich (wo genau hängt von allen möglichen Parametern ab, aber über 100.000 Fuß wäre eine Höhe von einer Größenordnung) beginnen sie mit einer sogenannten Gravitationswende. Die Flugbahn beginnt sich zu drehen und der Flugbahnwinkel nimmt ab.
Es ist also wahrscheinlich, dass das Fahrzeug durch die Bereitstellung begonnen hat sich zu überschlagen und somit nicht mehr senkrecht steht.
Unter der Annahme, dass das Fahrzeug ballistisch abstürzt, bevor die Hauptmotoren für die Landung neu gestartet werden, gibt es wirklich nur zwei Optionen auf hoher Ebene:
Was am besten zu wählen wäre, wäre ein Handel, der in den Details des Raketen- und Flugbahndesigns vergraben ist und auf den wir die Antwort erst kennen, wenn SpaceX beschließt, ihn zu teilen.
In jedem Fall muss das Fahrzeug für die Motorzündung richtig neu ausgerichtet werden, bevor es zu tief in die Atmosphäre gelangt. Abhängig von der aerodynamischen Stabilität des Fahrzeugs könnte dies teilweise passiv oder mit (oder ergänzender) aktiver Steuerung erfolgen. Da es sich nur um eine erste Stufe handelt, wird es nur einige Mach fahren und daher wahrscheinlich kein so schweres, komplexes oder teures Wärmeschutzsystem benötigen wie das, was für Shuttle oder sogar die Wiedereintrittsfahrzeuge Dragon oder Apollo verwendet wurde.
Der Booster ist wahrscheinlich ohne kontrollierten Schub stabil, sobald die Landebeine ausgefahren sind. Die spaceX-Beschreibung besagt, dass die Triebwerke nach der Trennung dreimal gezündet werden.
Der Booster dreht sich nur während der Verzögerungs- und Landephase rückwärts in Flugrichtung. Es wird den aerodynamischen Widerstand nutzen, um den größten Teil seiner Geschwindigkeit zu reduzieren, und keinen zusätzlichen Kraftstoff verbrauchen.
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