SpaceX testete eine effizientere, schnellere Landetechnik. Der Test lieferte nützliche Telemetriedaten. Siehe Musks Tweet und Foto.

Normalerweise endet die Endphase der Landung der ersten Stufe von Falcon 9 mit einem einzigen Triebwerkszünden. Dieser Versuch verwendete drei Triebwerke für die Landung.

Durch das Zünden von drei Motoren anstelle von einem kann die endgültige Verzögerung der Etappe über einen kürzeren Zeitraum durchgeführt werden, was zu einer Nettokraftstoffeinsparung führt, da die Schwerkraft weniger Zeit hat, auf die Etappe einzuwirken. Weniger Kraftstoffverbrauch = mehr verfügbares Massenbudget für die Nutzlast.

In diesem Modus geht jedoch alles schneller und die Bühne hat weniger Zeit, um Flugbahnfehler zu korrigieren. SpaceX wollte für diesen Test keinen Lastkahn darunter stellen, da die Gefahr einer harten Landung besteht, die den Lastkahn beschädigen würde; sie haben nur Of Course I Still Love You im Atlantik und planen, den zentralen Kern der Falcon Heavy darauf im Testflug zu landen, der für den 6. Februar geplant ist – was, wenn ich darüber nachdenke, wahrscheinlich zu kurz ist a Zeitrahmen, um die Landebühne zurückzubringen, aufzuräumen und wieder hinauszugehen, um die Falcon Heavy zu fangen, auch wenn es keinen Schaden gab.

Vorwort: Auf vielfachen Wunsch Umwandlung meines Kommentars in eine Antwort. Als professioneller SpaceX-Nerd muss dies eine mehrphasige Antwort sein, da ich nicht die Ressourcen habe, alles in einer Sitzung auszufüllen.

Die meisten wissen nicht, dass SpaceX tatsächlich experimentelle Tests nach der Trennung durchgeführt hat, um die Machbarkeit und später den akzeptablen Wiederherstellungsbereich für jedes Falcon 9-Fahrzeug zu bestimmen , mit Ausnahme von Falcon 9 Flight 5 ^† .

Dies gilt auch dann, wenn SpaceX den Rückantrieb nicht als Mittel zur Bergung von Falcon verfolgte oder als es sogar für unmöglich gehalten wurde; und SpaceX tun es bis heute. Sogar Missionen, die öffentlich als "entbehrlich" gekennzeichnet sind, haben experimentelle Tests nach der Mission durchgeführt, wobei der verbleibende Treibstoff verfügbar ist und die aktuelle Richtung des Wiederherstellungsprogramms darüber informiert, welche Tests durchgeführt werden können.

Das übergeordnete Ziel ist es, den Bereich für die Wiederherstellung zunehmend zu erweitern und neue Techniken zu testen, die die Marge, die Wiederherstellbarkeit oder eine Vielzahl anderer Faktoren verbessern. und GovSat ist nur ein einziges Beispiel dafür.

Lars Blackmore, Principal Rocket Landing Engineer bei SpaceX, wäre offensichtlich eine der maßgeblichsten Quellen zu diesem Thema. Zu unserem Glück hielt er kürzlich am 12. Januar 2018 in Stanford einen Vortrag über die Wiederherstellung von Falcon. Hier eine umschriebene Aussage, die er während dieses Vortrags machte:

Wir mussten der Rakete zusätzliche Komponenten hinzufügen, um diese [Wiederherstellung] zu ermöglichen, einschließlich Gitterflossen, Landebeine, Upgrades der Abschirmung; sowie die Entwicklung neuer, ungetesteter Techniken, Umdrehen, retropropuvlsive Verbrennungen, aerodynamische Führung und mehr.

Es gibt keine Möglichkeit, dies alles in einer Mission zu erledigen. Es wird iterativ über Dutzende von Missionen entwickelt, um herauszufinden, was funktioniert hat und was nicht, und von dort aus überarbeitet.

Beispiele

Da SpaceX mehr über ihr Fahrzeug und seine Leistung bei der Rückkehr zur Erde erfahren hat, gibt es einige ziemlich unterschiedliche Phasen im gesamten Programm, die offensichtlich werden. Ich werde zuerst über GovSat berichten und mich dann chronologisch durch das Wiederherstellungsprogramm von Falcon 9 arbeiten, um es vorzustellen.

GovSat (2018)

Wie von Russell erwähnt, bestand der spezifische Test nach der Mission für diesen Flug darin, einen dreimotorigen Landebrand zu testen, um die Schwerkraftverluste beim Anflug zu reduzieren – Schwerkraftverluste beziehen sich auf das Δv, das aufgewendet werden muss, um die Schwerkraft zu bekämpfen. Normalerweise wird dies im Zusammenhang mit einer bergauf in die Umlaufbahn fliegenden Rakete gelehrt, als Beispiel dafür, warum Ihre Flugbahn so horizontal wie möglich sein sollte, aber es gilt auch für Falcon 9, der zur Landung kommt.

Der Landing Burn ist der längste der drei Wiederherstellungs-Burns, die Falcon 9 durchführt, und jede Sekunde, die er andauert, werden effektiv fast 9,81 ms⁻¹ von Δv aus Ihrem Leistungsbudget eliminiert. Ein Beispiel für einen Landebrand ist das des Orbcomm OG2-2-Landeprofils, bei dem 32 Sekunden damit verbracht wurden, die Bühne von Unterschallgeschwindigkeit auf null Meter zu verlangsamen. Wenn Sie diese 32 Sekunden auf 16 Sekunden halbieren können, haben Sie effektiv 160 ms⁻¹ von Δv allein durch Schwerkraftverluste eingespart.

Dieses zusätzliche Δv – effektiv zusätzliches Treibmittel – kann ausgegeben werden, um entweder die Nutzlast in den Orbit zu verbessern, eine feste Nutzlast weiter zu liefern, an anderer Stelle im Wiederherstellungsprofil wie gewünscht ausgegeben zu werden oder bei Bedarf das Hinzufügen schwererer Hardware zu rechtfertigen.

SpaceX hat bereits zuvor dreimotorige Landeverbrennungen durchgeführt, insbesondere bei GTO-Missionen, bei denen dies praktisch eine Voraussetzung ist. Basierend auf dem, was @elonmusk auf Twitter notiert hat, gehe ich davon aus, dass dies eine dreimotorige Landung bis hinunter zum Lastkahn war – frühere dreimotorige Landungen führten in den letzten Sekunden zum Abschalten des Außenbordmotors.

Falcon 9 Frühe Tage (2008–2011)

Ursprünglich war geplant, wie bei Falcon 1 (der in dieser Hinsicht ebenfalls nicht erfolgreich war), eine Reihe großer Rutschen zu verwenden, um das Fahrzeug zu verlangsamen und ein "sanftes" Aufspritzen im Ozean unter Überdachung zu gewährleisten.

Bei den ersten Flügen manifestierte sich dies in vier Fallschirmen in der Zwischenstufe der ersten Stufe:

Es ist erwähnenswert, dass dies nie funktioniert hat; Die Bühne löste sich immer auf, bevor die Fallschirme eingesetzt werden konnten. Mit freundlicher Genehmigung von Gwynne Shotwell:

Auf der Space Access-Konferenz im April gab Gwynne Shotwell, Präsidentin von SpaceX, zu: „Wir haben Teile der ersten Stufe geborgen.“ Die ersten Stufen kamen noch nicht einmal so weit, ihre Fallschirme einzusetzen – sie brachen während des Wiedereintritts in die Atmosphäre auseinander.

[Quelle]

Bis zum letzten Flug von Falcon 9v1.0 war die raketenbetriebene Wiederverwendbarkeit der Modus Operandi von SpaceX, und als solcher wurde kein Wiederherstellungsversuch oder Manövrieren nach der Phase unternommen. Dies bleibt bis heute die einzige SpaceX-Mission, bei der keine Tests nach der Trennung durchgeführt wurden. Falcon 9v1.0 war zu verschieden von seinen größeren Nachfolgern, um in dieser Hinsicht von Nutzen zu sein.

Herausfinden, ob ein Rückantrieb möglich war (2012–2013)

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Ermöglichung der Präzisionslandung (2013–2015)

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Erweiterung des Wiedereintrittsbereichs (seit 2014)

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Effizienz beim Zurückverstärken (seit 2016)

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Reduzierung von Schwerkraftverlusten (2016– heute)

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^{† Zu diesem Zeitpunkt war es Elon und Co. klar. dass ihre früheren Pläne für Falcon 9v1.0, unter Fallschirmen im Wasser zu landen, ein hartnäckiges Problem waren, das den Zielen von SpaceX nicht gut diente. Ein Teil des Upgrades von Falcon 9 v1.0 auf v1.1 bestand darin, Hyperschall-Rückantrieb und Antriebslandung zu ermöglichen, was somit ein unschätzbarer Erfolg war.}