Was ist der Hauptgrund für die Bewegung von SpaceX, Astronauten an Bord von Dragon zu lassen, bevor die Rakete betankt wird?

Nachrichtenartikel: Die NASA unterstützt den Plan von SpaceX, Raketen mit Astronauten an Bord zu betanken .

Der Schritt wird von vielen als unnötig gefährlich kritisiert.

Soweit ich weiß, sollte dies jedoch nicht erforderlich sein - Falcon 9 und Dragon 2 haben genügend Nutzlastkapazität und Delta-V, um die ISS mit nominaler Nutzlast mit nicht unterkühltem Sauerstoff zu erreichen. Dragon führt regelmäßig Nachschubfahrten mit Tonnen von Nutzlast zur ISS durch, die bei den bemannten Missionen nicht erforderlich wären. Tatsächlich sind die meisten Dragon-Missionen volumenbegrenzt und tragen nicht die maximal unterstützte Masse.

Versuchen sie trotzdem, mehrere Kilogramm zusätzliche Nutzlastkapazität aus dem Start herauszuholen? Entscheiden sie sich für ein „erprobtes und wahres“ Verfahren zum Auftanken direkt vor dem Start und widersetzen sich dem „Ausprobieren neuer Dinge“? Oder haben sie tatsächlich entschieden, dass es für die Besatzung sicherer ist, sie in eine mit LES ausgestattete Kapsel zu stecken, wenn noch nichts explodieren könnte, und den gesamten Vorgang mit einer Hand auf dem "Abbruch" -Knopf abzuwarten, anstatt das Ganze zu riskieren? Boarding-Prozedere, wenn die Rakete bereits aufgetankt ist und explodieren kann ? Noch etwas anderes?

Ein netter Punkt, um sicherer an Bord zu gehen, wenn kein Kraftstoff vorhanden ist, und mit der Hand auf dem Knopf zu bleiben, nachdem das Auftanken abgeschlossen ist. Bei ersterem sind Sie länger gefährdet, haben aber eine fertige Lösung (es sei denn, alles explodiert so schnell, dass LES nicht ausreicht?)
@BlueCoder Eh, wenn es eine potenzielle Explosion gibt, sollte das Startabbruchsystem automatisch schneller eingreifen, als ein Mensch reagieren kann. Ich bin mir nicht sicher, was es nützen würde, mit dem Finger über einen Knopf zu fahren.
@TylerH: Filmische Spannung erzeugen. Ich habe dies auf einer anderen Seite mit den Worten „Bequem sitzen, angeschnallt“ diskutiert und wurde kritisiert für „Komfort ist kein vorrangiges Anliegen für Astronauten!“

Antworten (3)

Die Merlin-1D-Motoren sind jetzt so eingestellt, dass sie den supergekühlten Kraftstoff und das Oxidationsmittel verwenden. Daher würden Sie die Motoren in einem nicht normalen Zustand betreiben, wenn Sie sie nicht wie alle anderen Starts mit wärmerem Treibmittel verwenden.

Es würde unterschiedliche Software implizieren, um die unterschiedlichen Leistungsniveaus zu handhaben.

Das Letzte, was Sie tun möchten, ist, die Dinge anders laufen zu lassen, wenn Sie es vermeiden können. Vor allem, wenn Menschen an Bord sind.

Das Größenverhältnis zwischen Kraftstoff- und Oxidationsmitteltank ist ebenfalls unterschiedlich, nicht wahr?
@jkavalik Ich denke, mein Punkt zu unterschiedlicher Software könnte dies abdecken, da sie mit den unterschiedlichen Durchflussraten umgehen müsste.
Ich wäre wirklich enttäuscht, wenn die konvergierende Führung 20% ​​Schubunterschied nicht bewältigen könnte.
Was ich meinte, ist, dass es zwischen v1.1 und v1.2 ein unterschiedliches Verhältnis der Tankgrößen gibt (hoffe, ich habe sie richtig). Wenn Sie also versuchen, v1.2 mit nicht unterkühltem Sauerstoff und Kerosin zu betreiben, müssen Sie dies entweder tun Lassen Sie einen Tank teilweise leer (Eigengewicht des Tanks und weniger Delta-V), erhalten Sie nach Erschöpfung des anderen Kraftstoff- oder Oxidationsmittelreste (ein weiteres Eigengewicht) oder verwenden Sie ein nicht optimales Verhältnis im Motor (wenn ich mich nicht irre, bedeutet das Verlust von Schub und ISP?) oder Sie müssen das v1.2-Special bauen, um auch andere Tanks zu haben, was wiederum bedeutet, dass die Dinge anders laufen, als Sie bereits gesagt haben.
@Joshua Ich bin mir sicher, dass es das kann. Aber das ist ein großer Unterschied. Einer der Vorteile der Verwendung eines vorhandenen (nicht für diese Mission angepassten) Boosters besteht darin, dass dies bei der vorherigen Verwendung des Boosters üblich ist. Je mehr Sie sich ändern, desto weniger ist es üblich und desto weniger bedeutet das Flugerbe etwas.
@jkavalik Ich denke, das ist eine ausgezeichnete eigenständige Frage. Frag das vielleicht. Vielleicht weiß jemand die Antwort!
@jkavalik Nicht optimale Kraftstoff- / Oxidationsmittelmischungen können den Schub tatsächlich erhöhen, auf Kosten des ISP. Betrachten Sie das ideale Gasgesetz (unvollkommen, aber dennoch nützlich) mit einem Hydrolox-Motor. Optimieren für P (um die Abgasgeschwindigkeit zu maximieren), erhalten Sie P = nRT / V. R ist konstant, ebenso wie V für einen bestimmten Motor, sodass Sie P proportional zu nT erhalten. Sie können T maximieren, indem Sie die Verhältnisse von H2 und O2 optimieren, aber Sie können n erhöhen, indem Sie zusätzliches H2 fließen lassen (weniger effizient nach Masse und damit ISP). In der Praxis laufen manche Triebwerke absichtlich fett, weil sie durch die perfekte Übersetzung beim gewünschten Schub zu heiß werden.

Abgesehen davon, dass nichts für bemannte Starts geändert werden soll (wie geoffc erwähnt), ist das Hinzufügen von Besatzung zu einem betankten Fahrzeug ein ernsthaft gefährlicher Schachzug.

Wenn Sie sich den AMOS-6-Fehler ansehen, werden Sie sehen, dass das Startabbruchsystem wahrscheinlich jede Besatzung gerettet hätte, die bereits an Bord war. Wenn die Crew jedoch aktiv geladen würde, hätten wir nicht nur die Astronauten, sondern auch die gesamte Pad-Crew verloren – ein höheres Risiko für mehr Menschen.

Das Problem besteht nicht darin, einem betankten Fahrzeug Besatzung hinzuzufügen, sondern einem betankten Fahrzeug . Wenn sie keinen unterkühlten Treibstoff verwenden würden (der so spät wie möglich geladen werden muss), könnten sie die Rakete einfach vorher betanken und die Besatzung danach beladen. Das Laden der Besatzung auf eine bereits betankte Rakete ist die Standardpraxis der NASA und wurde daher wahrscheinlich als sicherer angesehen als das, was SpaceX tut. Siehe: spacenews.com/…
Aus dem Artikel: <<Bei allen früheren bemannten NASA-Missionen war es die Richtlinie, die Rakete zu betanken, wenn das Pad von Personal befreit wurde. „Erst nachdem der Booster vollständig betankt und stabilisiert ist, dürfen die wenigen wichtigen Personen in seine Nähe“>> Ich denke, die NASA vertraute der Lademannschaft einem voll betankten und stabilisierten Booster mehr an, als sich auf LES zu verlassen, wenn ein Booster betankt wird :)
Ich mag deinen Punkt! Tatsächlich ist es wahrscheinlich eine viel sicherere Option, die Austranauten auf dem Crew Dragon festgeschnallt und bereit zum Abbruch zu haben, als sie in die Kapsel gehen zu lassen, während der Tank gefüllt wird.

Was ist der Hauptgrund für die Bewegung von SpaceX, Astronauten an Bord von Dragon zu lassen, bevor die Rakete betankt wird?

Soweit ich weiß, sollte dies jedoch nicht erforderlich sein - Falcon 9 und Dragon 2 haben genügend Nutzlastkapazität und Delta-V, um die ISS mit nominaler Nutzlast mit nicht unterkühltem Sauerstoff zu erreichen.

Für eine bessere Leistung wechseln sie zu unterkühltem Kraftstoff. Um seine Temperatur zu halten, muss es so spät wie möglich geladen werden, während die Vorflugkontrolle erfordert, dass die Besatzung lange vor dem Start an Bord ist. Anstatt zu riskieren, sie ohne sichere Fluchtmöglichkeit zu beladen, beladen sie die Besatzung vor der Betankung mit Oxidationsmittel. Wenn es ein Problem gibt, ist es einfacher, von der Spitze der Rakete zu entkommen, als aus dem Aufzug oder dem Zugangsarm der Besatzung zu entkommen . Installationsfotos unter: „ Crew Access Arm Installed for Starliner Missions .

Zugangsarm für die Besatzung

Siehe: „ Brief wirft Fragen zu SpaceX-Betankungsplänen und Ausschussrollen auf “ (8. November 2016), von Jeff Foust:

„Der Präzedenzfall ist aufgrund von Änderungen an der Falcon 9 erforderlich . Die aktualisierte Version der Rakete, die weniger als zwei Wochen nach Staffords ursprünglichem Schreiben eingeführt wurde, verwendet „unterkühlten“ flüssigen Sauerstoff, der dichter ist und eine größere Leistung bietet . Diese niedrigen Temperaturen beibehalten erfordert, dass die Rakete viel näher an der geplanten Startzeit betankt wird, als dies bei anderen Fahrzeugen der Fall ist, was bedeutet, dass Astronauten bei bemannten Missionen die Rakete vor dem Betanken besteigen müssten, anstatt nachdem sie abgeschlossen ist.

Tweet von Elon Musk und Video, das ein erfolgreiches Abtreibungsverfahren zeigt .

Brief ( .PDF ) von Generalleutnant Tom Stafford (ret.) an Bill Gerstenmaier, Leiter der bemannten Raumfahrt der NASA:

9. Dezember 2015

Herr William Gerstenmaier Associate Administrator for Human Exploration and Operations National Aeronautics 8nd Space Administration 300 E Street SW Washington, DC 20546

Sehr geehrter Herr Gerstenmaier,

Wir haben das Briefing über das Commercial Crew Program von Kathy Lueders und Bill Jordan für unsere US-Komiteemitglieder aufrichtig geschätzt. Vielen Dank, dass Sie das Briefing dem Ausschuss zur Verfügung gestellt haben. Wie es üblich ist, wenn der Ausschuss mit der Überprüfung eines Themas beginnt, warf das Briefing so viele Fragen auf, wie es beantwortete. Ich werde nicht alle Themen auflisten, die wir weiterhin verfolgen werden, aber es gibt ein wichtiges Thema, das meiner Meinung nach Ihre sorgfältige Aufmerksamkeit verdient.

Das Komitee ist sich einig und stark der Meinung, dass die Planung der Besatzung an Bord des Dragon-Raumfahrzeugs vor dem Laden des Oxidationsmittels in die Rakete den seit über 50 Jahren geltenden Sicherheitskriterien für Booster widerspricht, sowohl in diesem Land und international. In der Vergangenheit durfte weder die Besatzung noch irgendein anderes Personal während des Betankens den Booster betreten oder sich ihm nähern. Erst nachdem der Booster vollständig betankt und stabilisiert ist, dürfen die wenigen wichtigen Personen in seine Nähe.

Darüber hinaus besteht neben dem Personalrisiko das Risiko, die Motoren außerhalb ihrer Auslegungseingangsbedingungen zu betreiben. Als erfahrener „Prop“-Typ kennst du das Problem hier so gut wie niemand. Von Pumpen gespeiste chemische Motoren erfordern einen ausreichenden und konstanten Eingangsdruck, um die Wahrscheinlichkeit von Kavitation oder instationären Strömungsvorgängen zu verringern. Wir befürchten, dass der Tank und die Rohrleitungen mit dem derzeit geplanten Befüllungsszenario des Oxidationsmittels unzureichend vorgekühlt werden und dass es ohne Rezirkulation zu einer Schichtung der Oxidationsmitteltemperatur kommen kann, die zu einer Variation der Eingangsbedingungen für die Oxidationsmittelpumpe führen wird.

Zusammenfassend sind wir zutiefst besorgt über die Einführung der Praxis des Betankens mit der Besatzung an Bord und über das Fehlen von sogar einer Umwälzpumpe für die Oxidationsmittelkonditionierung auf Falcon 9.

Mit freundlichen Grüßen Thomas P. Stafford Generalleutnant, USAF (ret.) Vorsitzender des NASA International Space Station Advisory Committee

Unterkühlt. "Unterkühlt" bedeutet nicht nur "sehr kalt", sondern eine Flüssigkeit, die unter ihren Schmelzpunkt abgekühlt wurde, ohne sich zu verfestigen. SpaceX unterkühlt sein LOX auf eine Temperatur weit unter seinem Siedepunkt, aber immer noch über seinem Schmelzpunkt. Es ist auch keine Änderung, die sie irgendwann vornehmen möchten: Sie verwenden jetzt seit fast 3 Jahren unterkühltes LOX und etwa 2/3 ihrer bisherigen Produkteinführungen haben es verwendet.