Ich verstehe, dass viele der Probleme bei der Bergung der beiden Teile der Falcon 9-Verkleidung mit den seltsamen aerodynamischen Mustern des Abstiegs zu tun haben. In zwei Hälften geteilt ist es keineswegs ein aerodynamisch einwandfreies Objekt und ist daher unvorhersehbaren Windverhältnissen ausgesetzt .
( Zusätzliche Lektüre und möglicherweise verwandte Fragen ... )
Meine Hauptfrage hier ist, könnte die Verkleidung getrennt und dann vor ihrem Abstieg zur Erde wieder verbunden werden?
Die wichtigsten Überlegungen, die ich ansprechen möchte, sind:
Ich möchte ignorieren: Potenzielle Kollisionen aufgrund von Wiederverbindung - nehmen Sie an, dass die Wiederverbindung lange nach dem Eingreifen der Rakete in die nächste Stufe erfolgt und dass die Halteleine (n) so konstruiert ist, dass sie eine Kollision mit der Nutzlast / der nächsten Stufe vermeidet.
Ich denke, wenn die Verkleidungen abgeworfen werden und es ein oder mehrere Halteseile zwischen den beiden Objekten gibt, die stark genug sind, um einem Brechen zu widerstehen, könnte es sich wieder verbinden, gibt es dann eine Lücke in meinem Denken? Könnten die beiden Teile auf einer suborbitalen Flugbahn wieder vereint werden und die Klemmen dann wieder einrasten, um die Verkleidung aerodynamischer und vorhersehbarer zu machen? Auf diese Weise müssen sie auch nur ein einziges Objekt erfassen – statt zwei.
Vereinfache ich das zu sehr? Wenn ich es nicht bin - scheint eine schwenkbare Verkleidung, die sich öffnet und tangential zur Nutzlast abwirft, ausreichen zu können (falls die Beibehaltung der ursprünglichen Form tatsächlich auch nur im entferntesten von Vorteil ist).
... gibt es eine Lücke in meinem Denken?
...angenommen, die Wiederverbindung erfolgt lange, nachdem die Rakete die nächste Stufe aktiviert hat ...
Ich denke, da ist die Lücke.
Die Nutzlastverkleidung wird typischerweise eingesetzt, während die zweite Stufe noch feuert. Sehen Sie sich dieses Beispiel während des ersten Falcon Heavy-Flugs an .
...und dass das/die Halteseil(e) so konstruiert ist/sind, dass es eine Kollision mit der Nutzlast/der nächsten Stufe vermeidet...
Es gibt eine beträchtliche Länge einer immer noch beschleunigenden Rakete, die durch die ausgefahrene Verkleidung passieren muss. Dies kann nicht per Hand weggewunken werden.
Hier ist ein SpaceX-Verkleidungstest in einer Vakuumkammer . Beachten Sie die Haltegurte, vermutlich nur für diesen Test. Die Verkleidung ist nicht viel breiter als die Rakete selbst. Die noch feuernde zweite Stufe der Rakete muss zwischen den Verkleidungshälften passieren. Es besteht die Gefahr, dass die Halteseile hängen bleiben. Scharniere riskieren, dass die Verkleidung nicht sauber getrennt wird und die zweite Stufe berührt. Beides gefährdet die Mission.
Mit welcher Kraft werden die beiden Verkleidungen auseinander geschleudert?
Ich weiß es nicht, aber ich weiß, es ist pneumatisch und es ist ein ziemlich leichter Stoß, um Stöße auf die Nutzlast zu reduzieren.
Die beiden Hälften der Verkleidung werden durch mechanische Riegel entlang der vertikalen Verkleidungsnaht befestigt. Zum Entfalten der Verkleidung löst ein Hochdruck-Heliumkreislauf die Verriegelungen, und vier pneumatische Drücker erleichtern das Entfalten der beiden Hälften mit positiver Kraft. Die Verwendung aller pneumatischen Abscheidesysteme sorgt für eine gutartige Stoßumgebung, ermöglicht die Abnahme und das Testen der eigentlichen Abscheidesystemhardware vor dem Flug und minimiert während des Abscheidevorgangs erzeugte Trümmer.
Quelle: Falcon 9 Launch Vehicle Payload User's Guide Rev. 2 Abschnitt 2.3
Welches Gewicht haben die einzelnen Verkleidungsteile?
Ich weiß es nicht, aber ich kenne seine Abmessungen und woraus es besteht .
Die Verkleidung ist 13,1 Meter (43 Fuß) hoch und 5,2 Meter (17 Fuß) breit. Es besteht aus einem Aluminium-Wabenkern mit Kohlefaser-Deckschichten, die in zwei Halbschalen gefertigt sind.
Im Benutzerhandbuch für die Nutzlast des Falcon 9-Trägerraketen heißt es ...
Die SpaceX-Verkleidung hat einen Außendurchmesser von 5,2 m (17,2 ft) und eine Gesamthöhe von 13,2 m (43,5 ft). Verkleidungsstrukturen und -dynamik ergeben eine dynamische Hülle der Nutzlast mit einem maximalen Durchmesser von 4,6 m (15,1 ft) und einer maximalen Höhe von 11 m (36,1 ft).
Ich denke, wenn die Verkleidungen abgeworfen werden und es ein oder mehrere Halteseile zwischen den beiden Objekten gibt, die stark genug sind, um einem Brechen zu widerstehen, könnte es sich wieder verbinden ...
Eine Nutzlastverkleidung ist so leicht wie möglich ausgelegt. Jedes Gewicht, das Sie von der Verkleidung abtragen können, ist zusätzliche Nutzlast, die Sie tragen können. Es ist auch darauf ausgelegt, so zuverlässig wie möglich zu sein, wenn die Verkleidung nicht aufgeht oder die Nutzlast trifft, ist die Mission ein Reinfall. Die Verkleidung so einfach wie möglich zu gestalten hilft sowohl beim Gewicht als auch bei der Zuverlässigkeit.
Wenn das gelöst würde, würden die Haltegurte selbst Gewicht hinzufügen. Die Haltegurte müssten zurückgespult werden, was einen Wickelmechanismus erfordert, was Gewicht und Komplexität hinzufügt. Der Mechanismus würde eine unabhängige Energiequelle erfordern, die Gewicht und Komplexität hinzufügt. Sie müssten die Riegel zuverlässig neu ausrichten und sicher verriegeln, was Gewicht und Komplexität erhöht. Wenn Sie die Ausrichtung verpassen, riskieren Sie, dies nicht korrigieren zu können.
Wenn Sie an den Halteseilen ziehen, entweder absichtlich oder einfach, weil die Verkleidungen zu weit wegdriften, gibt es in der Atmosphäre einen Luftwiderstand, der sie verlangsamt. Im Beinahe-Vakuum, wenn sie sich getrennt haben, gibt es nichts, was sie daran hindern könnte, möglicherweise ineinander zu krachen.
Es wäre schwierig, sie sicher und zuverlässig wiederzuvereinen.
Stattdessen verwendet SpaceX Triebwerke zur Lagekontrolle und einen lenkbaren Fallschirm. Die Triebwerke sind wahrscheinlich aus Gründen der Einfachheit und Zuverlässigkeit Kaltgas- oder Monotreibstoff . Das Triebwerk hilft, die Ausrichtung der Verkleidung beim Wiedereintritt beizubehalten. Der lenkbare Fallschirm bremst ihn ab und hält ihn auf Landekurs.
Gewicht und Komplexität sind der Grund, warum SpaceX keine Raketen mit Fallschirmen landet . Es verwendet sie jedoch auf der Verkleidung. Vermutlich erfordert die viel leichtere Verkleidung einen viel leichteren Fallschirm.
SF.
Organischer Marmor
Schwern
Hobbes