Was passiert mit der zweiten Stufe von Falcon 9 nach der Nutzlasttrennung?

Es gibt tatsächlich ein paar Ergebnisse der zweiten Stufe, die eintreten können (und einige interessante Geschichten dazu), aber wie geoffc erwähnt hat, ist die Wiederverwendung der zweiten Stufe für Falcon nicht mehr geplant, da Musk der Meinung ist, dass die Ressourcen für ihre Entwicklung besser angelegt sind woanders . Es ist keine unüberwindbare technische Herausforderung.

Absichtliche Deorbitierung

Dies geschieht für Missionen, bei denen die Oberstufe über genügend verbleibende Treibstoffreserven verfügt, um sicherzustellen, dass ein absichtlicher Zerfall sicher erfolgen kann. Dies wurde bei jeder LEO -Mission seit CRS-3 (einschließlich Orbcomm OG2) durchgeführt und führt normalerweise dazu, dass die Stufe südsüdwestlich von Australien im Indischen Ozean (in der Nähe des Gebiets, in dem MH370 verloren ging) deorbitiert wird. Wir wissen das, weil SpaceX gelegentlich ein NOTAM veröffentlicht, das die Zone für eine bestimmte Zeit als unsicher erklärt. Hier ist zum Beispiel das CRS-3 NOTAM:

In GTO dem Verfall überlassen

Bisher war dies das Standardverfahren für alle 4 Falcon 9-Oberstufen, die Kommunikationssatelliten an GTO geliefert haben . Zu diesem Zeitpunkt verbleiben keine im Orbit, da die Periapsis von jedem so niedrig ist (~200-300 km), dass sie innerhalb von 2-6 Monaten zerfallen. Es wurde kein Deorbit-Profil versucht, da es SpaceX haftbar macht, wenn die Stufe explodiert und Trümmer in GTO verstreut (zusätzlich, wenn nicht genug Treibstoff übrig ist, können sie auch nicht sicher deorbitieren).

Die Standard-Apoapsis für GTO beträgt etwa 35.000 km, aber für die ersten beiden GTO-Missionen (SES-8 und Thaicom 6) wurden sie in einen sogenannten „supersynchronen Orbit“ mit einer Apoapsis jenseits von 35.000 km injiziert. Bei letzterem waren es über 90.000 km. Es wurde am 6. Januar gestartet und zerfiel am 28. Mai .

Sie würden auch erwarten, dass sich die Bühne beim Wiedereintritt auflöst, nicht wahr? Nicht immer! Die Oberstufe von AsiaSat 6 trat über Brasilien wieder ein und Teile davon wurden verstreut auf offenem Feld gefunden . Es machte jedoch ein ziemliches Feuerwerk beim Wiedereintritt:

Einige der größten Gegenstände, die intakt gefunden wurden, waren die Composite Overwrapped Pressure Vessels (COPVs), in denen Helium gelagert wurde.

In LEO dem Verfall überlassen

Dies war der Fall bei den Falcon 1-Flügen 4 und 5, die sich bis heute in einem nahezu äquatorialen LEO befinden, sowie bei den ersten 5 Falcon 9-Flügen, bei denen COTS1 einen unangekündigten Neustart der Oberstufe durchführte , der sie auf eine Umlaufbahn von 290 x 10.700 km beförderte & CASSIOPE, die einen "seitlichen" Neustart der Oberstufe versuchten, der fehlschlug und sie in einer 900 km langen polaren Umlaufbahn strandete.

Solar (Heliozentrische Umlaufbahn)

Dies ist noch nicht geschehen, aber bei der nächsten Mission, dem Start von DSCOVR (derzeit geplant für den 29. Januar, wahrscheinlich mit Verzögerung), wird die Oberstufe die 570 kg schwere Nutzlast in Erde-Sonne L1 platzieren, bevor sie in eine Sonnenumlaufbahn einfährt und die erste wird Stück SpaceX-Hardware, um die Erdumlaufbahn zu verlassen.

Es hängt von der Flugbahn ab.

Eine Mission zu LEO verlässt die zweite Stufe offensichtlich in einer ganz anderen Umlaufbahn als eine GEO-Mission, wo sie vielleicht auf eine ungerade Umlaufbahn von 80.000 MX 250 M hochgefahren ist, wo der Satellitenbus die Umlaufbahn korrigiert, nachdem er mit der zweiten Stufe fertig ist.

SpaceX würde gerne die geplante zweite Stufe wiederherstellen. Aber es hört sich so an, als hätten sie das aufgegeben.

Transkript – Elon Musk beim MIT Aero/Astro Centennial (Teil 1 von 6)

[Was ist mit der zweiten Stufe?] Die Fahrzeuge der nächsten Generation nach der Falcon-Architektur werden für eine vollständige Wiederverwendbarkeit ausgelegt sein. Ich erwarte nicht, dass die Falcon 9 eine wiederverwendbare Oberstufe hat, nur weil bei einem kerosinbasierten System der spezifische Impuls dafür nicht wirklich hoch genug ist, und viele der Missionen, die wir für kommerzielle Satelliten durchführen Einsatz sind geostationäre Missionen. Wir gehen also wirklich sehr weit hinaus. Dies sind Missionen mit hoher Delta-Geschwindigkeit, also ist es wirklich schwierig zu versuchen, etwas davon zurückzubekommen.

Die Realität hat sie härter gebissen als erwartet, und sie konzentrieren sich auf den nächsten Booster (BFR - Big F-ing Rocket, mit Raptor-Motoren) und seine zweite Stufe zur Wiederverwendung.

Eine zweite Stufe, die im LEO-Orbit verbleibt, ist sehr leicht zu deorbitieren und würde es höchstwahrscheinlich ziemlich schnell von selbst tun.

Eine zweite Stufe in GTO (GEO Transfer Orbit) ist ein anderer Fischkessel. Wenn es in einer stark elliptischen Transferbahn belassen wird, hat es normalerweise ein ziemlich niedriges Perigäum, was bedeutet, dass geringfügige Änderungen am Tiefpunkt einen Wiedereintritt erzwingen können.

Es gibt eine Reddit-Seite, die den aktuellen Standort der verschiedenen zweiten Stufen verfolgt, die von GTO-Starts im Orbit zurückgelassen wurden. Tabelle der zweiten Stufen

Die zweiten Stufen von SpaceX erreichen wahrscheinlich immer eine Umlaufbahn. Normalerweise brennen sie nach dem Einsatz, um die Bühne zu deorbitieren, obwohl sie das nicht immer tun. Ich weiß, dass die meisten/alle LEO-Missionen auf diese Weise durchgeführt werden, bei GEO-Missionen bin ich mir nicht sicher. Grundsätzlich, wenn sie es absichtlich deorbitieren können, werden sie es tun.