Warum verbrachte der Tesla Roadster Zeit im Van-Allen-Gürtel?

Nach dem Start der Falcon Heavy verbrachte die Nutzlast der zweiten Stufe + Roadster mehrere Stunden damit, durch den Van-Allen-Gürtel zu „driften“, bevor sie die Verbrennung durchführte, um sie in ihre aktuelle Umlaufbahn zu bringen.

Elon Musk über Twitter:

Nomineller Neustart der Oberstufe, Apogäum auf 7000 km angehoben. Wird 5 Stunden damit verbringen, in Van-Allen-Gürtel gezapt zu werden und dann den letzten Brandversuch für den Mars zu unternehmen.

Angesichts der Tatsache, dass die Zeit dort das Raumfahrzeug mehr Strahlung aussetzte, als es empfangen würde, wenn es seine Fluchtverbrennung vor dem Passieren des Gürtels durchgeführt hätte, und diese Strahlung eine potenzielle Risikoquelle darstellte, die das Fahrzeug hätte funktionsunfähig machen können, was war der Grund dafür diese langsame Durchquerung?

Es wurde an anderer Stelle erwähnt, dass dies zeigen sollte, dass dies getan werden könnte, um das Verteidigungsministerium zufrieden zu stellen (z. B. dieser Kommentar ), aber warum sollten sie ein Raumschiff länger der zusätzlichen Strahlung aussetzen wollen, die in den Gürteln angetroffen wird?

Musste Sicherheitsgurtanforderungen erfüllen.

Antworten (1)

Bis zu diesem Flug von Falcon Heavy konnte SpaceX offiziell keinen Satelliten vollständig in eine [fast kreisförmige] GEO (geosynchrone Erdumlaufbahn) bringen, sondern nur in eine [hoch elliptische] GTO (geosynchrone Transferbahn), die erwartet, dass die Nutzlast seine Kreisform einnimmt eigene Umlaufbahn einmal in der entsprechenden Höhe.

Dies verbraucht Treibstoff, und Treibstoff für die Stationshaltung ist einer der Hauptfaktoren für die Lebensdauer von Satelliten. Zeit ist Geld, daher kostet der Kraftstoff, der benötigt wird, um von GTO zu GEO zu gelangen, selbst Geld.

Jetzt sind viele GEO-Betreiber mit diesen zusätzlichen Kosten einverstanden, wenn sie insgesamt geringere Startkosten erhalten, aber es ist ein realer Faktor.

Das Verteidigungsministerium (DoD) verfügt über 8 Referenzumlaufbahnen, von denen die direkte Einfügung zu GEO eine davon ist, und um mit der Delta 4 Heavy bei solchen Starts konkurrieren zu können, muss SpaceX zeigen, dass sie eine Nutzlast in diese Umlaufbahn bringen können .

Um direkt zu GEO zu gelangen, ist nach dem anfänglichen Einsetzen in die Umlaufbahn eine Küstenphase erforderlich (wie ich in dieser Antwort ausführlicher besprochen habe ). Das heißt, die erste und die zweite Stufe liefern die Nutzlast in die Umlaufbahn, und einige Stunden später wird eine zweite Zündung eingeleitet, die die GEO-Umlaufbahn abschließt. Eines der Probleme mit der Küstenphase ist die Strahlung, ein anderes ist die Kälte und das Einfrieren der Leitungen (was zuvor bei einem Falcon 9-Oberstufentest passiert ist).

Der erste Falcon Heavy-Flug war ein Demonstrationsflug, der viele Aspekte testete. Dies ist am Verlust des Mittelkerns aufgrund eines Mangels an TEA-TEB-Zündflüssigkeit zu erkennen. Sie wussten, wie viel es braucht, um die benötigten Motoren neu zu zünden, und drängten eindeutig an das untere Ende des erforderlichen und geschätzten Zünders.

Somit war dies nur eine weitere Möglichkeit, einen gewissen Wert aus einem Testflug zu ziehen. Die Nutzlast war ein Medienspektakel und urkomisch. Die Mission war ein Erfolg. Die zweite Stufe war in der Lage, das Einfügen von GEO in die Umlaufbahn zu testen. Der zentrale Kerntest war nicht erfolgreich, aber er setzt ein niedrigeres Niveau und jetzt haben sie mehr Informationen, die sie vorher nicht hatten.

Also tl; dr: Es soll zeigen, dass der zentrale Kern problemlos selbst geostationär werden kann, anstatt dass irgendetwas für einen längeren Zeitraum / eine Umlaufbahn innerhalb der Gürtel in die Gürtel gelegt wird. Danke.
@Baldrickk Oberstufe, nicht Mittelkern. Center Core versucht zu landen. Seitenbooster sind die erste Stufe. Mittlerer Kern ist Stufe 1,5? Normale zweite Stufe ist immer noch zweite Stufe, dritte Stufe oder einfach nur obere Stufe? Wie auch immer. PS: Baldrick von Black Adder?
Ah, ja, das wäre ein Tippfehler. Ich wusste, was ich meinte, aber ich habe das Falsche eingegeben (doh). Baldrick ist eigentlich der Ursprung meines richtigen Namens, der bis ins Jahr 1066 zurückverfolgt werden kann – obwohl ich Tony Robinson selbst gefragt und den Ursprung von Baldrick herausgefunden habe . Die Wiederholung des „k“ ist nur darauf zurückzuführen, dass der Name online so beliebt ist, dass das Original normalerweise jemand anderem gehört.
Ausgezeichnete Antwort. Es könnte eine Verbesserung sein, sich auf die Orbitalmechanik zu beziehen, da sie nicht wie die alltägliche Mechanik ist. Um eine kreisförmige Umlaufbahn zu erhalten, müssen Sie 2 Verbrennungen durchführen. Zuerst, um das Apogäum (den entferntesten Punkt der Ellipse) auf der rechten Umlaufbahn zu bekommen, dann, um das Perigäum (den Schlusspunkt der Ellipse) auf der rechten Umlaufbahn zu bekommen. Eine kreisförmige Umlaufbahn ist, wenn Periapsis ~= Apoapsis ist. Am effizientesten ist eine Verbrennung am Apogäum (erhöht die Periapsis), dann warten Sie, bis das Perigäum brennt und die Apoapsis anhebt. Zwischen den beiden Verbrennungen liegt normalerweise eine Nachlaufzeit. youtu.be/jCPHAkg4EWw?t=1097
Ich versuche zu verstehen, verstehe aber nicht ganz, worum es in jeder Phase geht. Gibt es irgendwo ein Bild, das die mehreren Punkte, die Sie hier beschrieben haben, auf einen Blick beschreibt?
@Baldrickk Übrigens, Benutzernamen auf Stack Exchange müssen nicht eindeutig sein
@Baldr ... warte eine Sekunde ... das weiß ich. Dies ist jedoch eine Einschränkung anderer Dienste, und auf diese Weise halte ich meinen Benutzernamen zwischen den Websites konsistent.