Wiederverwendbare Raumfahrzeuge: Warum müssen sich die Verkleidungen immer noch lösen, anstatt sie zu öffnen / schließen?

Warum verwenden wiederverwendbare Raketen (z. B. SpaceX Falcon 9) immer noch abnehmbare Verkleidungen? SpaceX versucht aus offensichtlichen Gründen der Kosteneinsparung weiterhin, einen Weg zu finden, um die Verkleidungen im Wert von 6 Mio.

Der Präzedenzfall aus der Ära der Wegwerfraketen bestand darin, sie in den Ozean fallen zu lassen und verloren zu gehen - ist SpaceX/NASA zu konservativ, indem sie mit dem abnehmbaren Ansatz fortfahren, oder gibt es einen grundlegenden technischen Grund, warum dies nicht möglich ist?

Antworten (5)

Es wäre nur sinnvoll, die Verkleidung angebracht zu lassen, wenn die Bühne, an der sie befestigt war, geborgen werden sollte. Falcon und Falcon Heavy von SpaceX sind mehrstufige Raketen, nur die erste Stufe ist wiederverwendbar. Die Verkleidung wird abgeworfen, sobald der aerodynamische Druck niedrig genug ist und nicht mehr benötigt wird, bevor die Umlaufgeschwindigkeit erreicht wird. Da es nicht so schnell geht, ist die Verkleidung wiederherstellbar, der Rest der Rakete läuft weiter und ist nicht wiederherstellbar.

Guter Punkt, im Grunde kommt die zweite Stufe nicht zurück. Verwandte Frage: Was passiert mit der Falcon-Zweitstufe, die in den Ozean fällt? Ich denke, es verwendet einen Vakuummotor, weshalb es nicht sicher zur Erde zurückkehren kann, indem es den Motor erneut zündet.
Das wurde vielleicht schon irgendwann bei @ToolUsr diskutiert, aber wenn nicht, ist es eine gute Folgefrage, die Sie stellen sollten.
Du hast Recht, hier beantwortet
@ToolUsr Die Wiederherstellung der zweiten Stufe ist technisch viel schwieriger, da sie etwa dreimal schneller ist, was zu einem viel, viel heißeren Wiedereintritt führt. Das Problem des Landetriebwerks ist im Vergleich dazu relativ gering.
Es ist eine harte Nuss, @RussellBorogove zu knacken, Sie brauchen ein Wärmeschutzsystem, eine nachgeschaltete Erholung und genug Treibstoff, um die Bühne zu landen. Viel Gewicht
@GdD und das Hinzufügen von Scharnieren und Motoren zum Öffnen und Schließen einer wiederverwendbaren Verkleidung macht es noch schlimmer.
Wenn es genug Geschäft gibt, um es lohnenswert zu machen, wäre vielleicht eine permanent bemannte orbitale Bergungsplattform (um zweite Stufen zu bergen usw.) angebracht. Sammeln Sie eine Nutzlast aus Zweitstufen, Verkleidungen usw. und schicken Sie sie ab und zu mit einem Shuttle zur Erde zurück. Es müssten viele Details ausgearbeitet werden, aber diese Art von Plan würde Raketen zu 100 % wiederverwendbar machen.
Ich bin nicht überzeugt von diesem einen @whitebeard, Sie würden ein massives wiederverwendbares Raumschiff mit nur einem Zweck bauen, die Kosten dafür würden wahrscheinlich alle möglichen Einsparungen überwiegen. Es klingt viel einfacher, eine wiederverwendbare zweite Stufe zu entwerfen, die sich selbst zur Erde zurückbringen kann.
@jwenting Federn zum Öffnen und atmosphärischer Druck zum Schließen? Die Scharniere selbst sollten nicht zu schwer sein.
@JohnDvorak, der den Wiedereintritt so annimmt, dass der Luftstrom sie nicht abreißt oder das Wiedereintrittsplasma nicht eindringt und die Einbauten beschädigt.
@whitebeard es gibt jetzt keine Shuttles.

Die Verkleidungen sind abgenommen, um zu verhindern, dass ihre unnötige Masse in die Umlaufbahn getragen wird. Dies geschieht typischerweise während der Verbrennung der zweiten Stufe. Siehe diese Frage für Informationen zum Zeitpunkt des Verkleidungsabwurfs: Wie stark und "heiß" ist der Wind auf der Nutzlast, nachdem die Verkleidung bei ~ 110 km eingesetzt wurde?

Ein Bild, das die Verkleidungstrennung während des Brennens der zweiten Stufe zeigt: Geben Sie hier die Bildbeschreibung einQuelle: Diese Frage: Warum beschleunigt der SpaceX-Booster der ersten Stufe nach der Trennung nicht nur zurück?

Wenn die Trennung nicht erfolgt, bleibt genügend Masse zurück, sodass das Fahrzeug möglicherweise nicht in die Umlaufbahn gelangt.

Es gab auch einige Fehler, bei denen sich die Nutzlastverkleidung nicht richtig trennte und dies dazu führte, dass die Nutzlast entweder nicht getrennt werden konnte oder die Nutzlast aufgrund der zusätzlichen Masse der Verkleidung die Umlaufbahn nicht erreichte.

Quelle

Wenn ein Fahrzeug über genügend zusätzliche Leistung verfügt, um das zusätzliche Gewicht zu tragen, gibt es keinen grundsätzlichen Grund, warum die Verkleidungen nicht angebracht bleiben könnten. Aber "kein grundlegender Grund" und "das Engineering in der realen Welt zum Laufen zu bringen" sind nicht dasselbe.

Aus den Flugbahndiagrammen geht hervor, dass die Verkleidungen nach der Stufentrennung und nach der Verbrennung der zweiten Stufe freigegeben werden, wenn dies zutrifft, dann wird Kraftstoff verwendet, um die Umlaufbahn zu erreichen. Außerdem befindet sich die zweite Stufe zu diesem Zeitpunkt in einer Mikrogravitation, sodass das zusätzliche Gewicht vermutlich kein so großes Problem darstellt. Andernfalls, wie @GdD betonte, kommt die zweite Stufe trotzdem nicht sicher zurück und kann es nicht, weil sie einen Vakuummotor hat.
@ToolUsr "Mikrogravitation" hat nichts damit zu tun. Und die Verkleidungen werden normalerweise abgeworfen, lange bevor die 2. Stufe durchbrennt. Die Triebwerke der 2. Stufe müssen die Masse der 2. Stufe beschleunigen. Dazu gehört auch die Verkleidung, wenn sie nicht abgeworfen wird. "Gewicht" in "Masse" geändert.
Fairer Punkt, aber nach den Quellen, die ich sehe, scheint es immer noch so zu sein, dass sie die 2. Stufe mit den Verkleidungen verbrennen, was sie strittig macht. Und wieder kommt diese zweite Stufe trotzdem nicht zurück, also gibt es einen grundlegenden Grund, warum sie abnehmbar ist, da Sie sie nur so wiederherstellen können.
Die Verkleidung schützt die Nutzlast bis zu einem bestimmten Punkt und wird danach abgeworfen, siehe meine Bearbeitung. Die 2. Stufe brennt dann noch. Sie haben Recht damit, dass die 2. Stufe nicht wiederhergestellt wird, aber SpaceX hat irgendwann darüber gesprochen, dies zu tun. Sie wollten immer noch die Verkleidung über Bord werfen.
Ich finde es trotzdem eine interessante Idee; Wenn für die Wiederherstellung der 2. Stufe ein Hitzeschild erforderlich wäre, scheint es sich zu lohnen, den bereits vorhandenen (die Verkleidung) zu verbessern, anstatt einen weiteren hinzuzufügen
@Puffin Sicher, wenn Sie sich die Aufführung leisten können, ist das eine großartige Idee. Lassen Sie uns zusammen mit der zu öffnenden Verkleidung und dem Hitzeschild einen Roboterarm, Flügel, eine Mannschaftskabine hinzufügen ... nee, das ist Science-Fiction.
@OrganicMarble Nun, sie haben in Falcon Heavy bereits eine riesige Menge an Leistung weggeworfen, im Grunde verwenden sie drei erste Stufen, um die einzelne F9-Leistung zu erhalten und dennoch die Hardware zu behalten.
@puffin Ich denke, das, was übersehen wird, ist, dass die Verkleidungen nicht wirklich einen vollständigen Wiedereintritts-Hitzeschild darstellen. Und die Seiten des Körpertanks auch nicht.

Abgesehen von der Massenstrafe für das Tragen der Verkleidung während des gesamten Fluges, die Organic Marble erwähnte, wäre eine klappbare Verkleidung und der Mechanismus zum Öffnen und Schließen viel teurer, massiver und unzuverlässiger als die einfachen Feder- oder Sprengstoffauswerfer, die bei aktuellen Raketen verwendet werden . Sie möchten die Oberstufe nicht ganz in die Umlaufbahn bringen und dann die Verkleidungstüren blockieren.

Fügen Sie einfach etwas WD40 und einen Hammer hinzu, um sie zu öffnen :)
und vielleicht ein Roboter, der mit dem WD40 und dem Hammer herumhuscht und fluchend "D@mm1t, mach auf, du verdammte Verkleidung!!" :D
Der Sprengstoff ist auch nicht so einfach. Leider habe ich nur dieses Video von Scott Manley darüber, warum die Taurus-Verkleidungen aufgrund von Herstellungsfehlern ausgefallen sind: youtube.com/watch?v=drSv1biVJZQ

Warum lassen sie sich nicht einfach öffnen, die Nutzlast auswerfen und dann über einen Scharniermechanismus wieder schließen?

Denn NICHTS ist IMMER einfach, wenn:

  1. Beschleunigung auf 17.000 mph,
  2. vibriert wie verrückt, und
  3. einen komplizierten Tanz zwischen Hunderten – oder sogar Tausenden – von beweglichen Teilen aufzuführen.

KÜSSE und blase ab, was abgeblasen werden kann.

Ich vermute, dass der Hauptgrund folgender ist:

Oberste Priorität hat die Bereitstellung der Nutzlast. Alles andere ist diesem Imperativ untergeordnet.

Das Anbringen von Scharnieren und Türen an der Verkleidung fügt eine Ebene der Komplexität hinzu – was ist, wenn sich die Türen nicht öffnen lassen? Sie haben die Nutzlast verloren. Viel besser, die Verkleidung zu verlieren! Das sind nur 6 Millionen Dollar!

Sie versuchen also, die Verkleidung zu bergen, aber erst, nachdem sie ihre Aufgabe erfüllt hat, und nicht auf die Gefahr hin, die Hauptmission zu gefährden.

Wiederverwendbare Raumfahrzeuge: Warum müssen sich die Verkleidungen immer noch lösen, anstatt sie zu öffnen / schließen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v