KENNEDY SPACE CENTER, FL - Der gewagte Traum von SpaceX-Gründer Elon Musk von Raketenrecycling und Wiederverwendbarkeit rückt mit jedem Tag näher an die Realität. Nach einer atemberaubenden Reihe von experimentellen Flugtests zur sicheren Landung der Firmen, die im ersten halben Jahr die ersten Etappen von Falcon 9 an Land und auf See verbracht hatten, erreichten die mutigen Bemühungen einen weiteren wichtigen Meilenstein, indem sie gerade das erste Testfeuer eines der Landed Booster.
Am Donnerstag, dem 28. Juli, führten die SpaceX-Ingenieure erfolgreich einen statischen Triebwerkstest mit voller Dauer des 47 Meter langen, geborgenen Boosters der ersten Stufe von Falcon 9 durch, während er auf einem Prüfstand in der Raketenentwicklungs-Testanlage des Unternehmens in McGregor, Texas. Die Motoren gingen etwa zweieinhalb Minuten an.
Das SpaceX-Team hat die Landetechniken perfektioniert, indem es nach jedem Landekampagnenversuch Lehren gezogen hat.
Welche Lehren wurden bisher aus den Landungen der ersten Stufe und insbesondere aus den harten Landungen gezogen? Werden Änderungen an der Booster-Struktur vorgenommen? Wie gut hat sich das Landing Burn-Szenario entwickelt?
Während der jüngsten Medienbesprechungen der CRS-9-Startkampagne von SpaceX am 18. Juli im Kennedy Space Center der NASA bat ich SpaceX-Vizepräsident Hans Koenigsmann um einen Einblick.
"Wir haben viel gelernt ... aus den Landungen", sagte Hans Koenigsmann, SpaceX-Vizepräsident für Flugzuverlässigkeit, dem Space Magazine während der jüngsten Medienbesprechungen zum Start der Frachtversorgung der Raumstation CRX-9 am 18. Juli.
"Zunächst einmal gibt es keine strukturellen Veränderungen."
„Das Wichtigste ist, die Triebwerke zu schützen“, erläuterte Koenigsmann im Flug und „beim Wiedereintritt“.
Die erste Stufe des SpaceX Falcon 9 ist mit vier Landebeinen an der Basis und vier Gitterflossen an der Oberseite ausgestattet, um die Landeversuche durchzuführen.
"Im Allgemeinen denke ich, dass das Landekonzept mit den Beinen, die Anzahl der Verbrennungen und die Art und Weise, wie wir diese durchführen, in Ordnung zu sein scheint", sagte Koenigsmann gegenüber dem Space Magazine.
Nach dem Trennen von der zweiten Stufe bei Überschallgeschwindigkeiten von bis zu 4000 Meilen pro Stunde werden die Motoren der ersten Stufe wieder in Gang gesetzt, um den Kurs umzukehren und einen Rückbrand zum Landeplatz zu erzeugen und die Rakete für eine sanfte Landung durch Überschall-Retropulsion zu verlangsamen.
Die richtige Motorleistung ist entscheidend für ein erfolgreiches Aufsetzen.
„Das Wichtigste ist, die Motoren zu schützen - und sicherzustellen, dass sie [beim Wiedereintritt im Weltraum] gut starten“, erklärte Koenigsmann. "Und insbesondere die heiße Flugbahn, sozusagen die, die nach einer schnellen Nutzlast hereinkommt, wie die Geo-Transfer-Nutzlast im Grunde."
„Diese Motoren müssen geschützt werden, damit sie ordnungsgemäß starten. Das haben wir gelernt. "
Elon Musks Ziel ist es, die Kosten für den Start von Raketen und den Zugang zum Weltraum durch Raketenwiederverwendung radikal zu senken - auf eine Weise, die eines Tages zu seiner Vision einer "Stadt auf dem Mars" führen wird.
SpaceX hofft, später in diesem Jahr, irgendwann im Herbst, einen einmal geflogenen Booster mit dem im April von der NASA gestarteten CRS-8-Raumstationsmission der NASA erneut fliegen zu können, sagt Koenigsmann.
Das Unternehmen muss jedoch zunächst nachweisen, dass das Gebrauchtfahrzeug die extremen und unversöhnlichen Belastungen der gewalttätigen Raumfahrt überstehen kann, bevor es neu gestartet werden kann.
Das Testfeuer am 28. Juli ist Teil dieses Langlebigkeitstests und umfasste das Zünden aller neun gebrauchten Merlin 1D-Triebwerke der ersten Stufe, die an der Basis einer gebrauchten Landerakete untergebracht sind.
Die erste Stufe des Falcon 9 erzeugt über 1,71 Millionen Pfund Schub, wenn alle neun Merlin-Motoren für eine Dauer von bis zu drei Minuten auf dem Prüfstand zünden - genau wie bei einem tatsächlichen Start.
Sehen Sie sich den Motortest in diesem SpaceX-Video an:
Videounterschrift: Die erste Stufe von Falcon 9 ab Mai 2016 Die JCSAT-Mission wurde am 28. Juli 2016 in der Raketenentwicklungsanlage McGregor, Texas von SpaceX in voller Dauer getestet. Bildnachweis: SpaceX
Der gebrauchte 15-stöckige Falcon-Booster hatte nach dem Start eines japanischen kommerziellen Telekommunikationssatelliten vor nur zwei Monaten am 6. Mai dieses Jahres erfolgreich eine intakte weiche Landung auf einer Hochseeplattform durchgeführt.
Nur 10 Minuten nach dem Start des Telekommunikationssatelliten JCSAT-14 auf einen geostationären Transferorbit (GTO) setzt die verwendete erste Stufe einen Merlin 1D-Motor der ersten Stufe ein.
Es führte eine Reihe von drei Wiederherstellungsverbrennungen durch, um die Rakete zu einem bestimmten Landeplatz auf See oder an Land zu manövrieren und sie schnell von Überschallgeschwindigkeiten für eine treibende weiche Landung abzubremsen, intakt und aufrecht, wobei ein Quartett von Landebeinen verwendet wurde, die sich in den letzten Augenblicken entfalten vor einem langsamen Aufsetzen.
Obwohl die Landung aufrecht und intakt war, wurde diese spezielle Landung auch als "harte Landung" eingestuft, da der Booster mit einer höheren Geschwindigkeit landete und die Motoren der ersten Stufe von Merlin 1D schwere Schäden erlitten, wie auf Nahaufnahmen zu sehen und von Musk anerkannt .
„Die letzte Rakete hat aufgrund der hohen Eintrittsgeschwindigkeit maximalen Schaden erlitten. Wird unser Lebensführer für Bodentests sein, um zu bestätigen, dass andere gut sind “, twitterte Musk zu der Zeit.
Trotzdem hat alles spektakulär geklappt und dies war das erste, das von der viel anspruchsvolleren Hochgeschwindigkeitstrajektorie, die einen Satelliten an GTO lieferte, geborgen wurde.
Tatsächlich hatte Musk vor dem Start offen an einem erfolgreichen Landergebnis gezweifelt, da diese erste Stufe zum Zeitpunkt der Trennung von der zweiten Stufe schneller und in größerer Höhe flog und daher viel schwieriger zu verlangsamen und zurück zum Ozean zu manövrieren war basierte Plattform im Vergleich zu ISS-Missionen zum Beispiel.
Obwohl dieser nicht wieder geflogen werden kann, dient er dennoch einem weiteren wichtigen Zweck für Ingenieure, die die Langlebigkeit des Boosters und seiner verschiedenen Komponenten bestimmen möchten - wie dies jetzt durch das Abfeuern des Motorteststandes am 28. Juli kühn demonstriert wird.
„Wir haben viel gelernt, auch bei Missionen, bei denen bei der Landung etwas schief geht. Bei der Hauptmission läuft natürlich alles gut“, sagte Koenigsmann.
Insgesamt hat SpaceX erfolgreich fünf seiner Falcon 9-Booster der ersten Stufe intakt und aufrecht gelandet und geborgen, seit die Geschichte der ersten Landlandung vor nur sieben Monaten im Dezember 2015 in der Cape Canaveral Air Force Station in Florida stattgefunden hat.
Der letzte Start und die letzte Landung erfolgten letzte Woche am 18. Juli 2016 während des dramatischen Mitternachtssprenges der kommerziellen Frachtversorgungsmission SpaceX CRS-9 zur Internationalen Raumstation (ISS) im Auftrag der NASA.
Sehen Sie sich die erstaunlichen Ereignisse in hautnahen Fotos und Videos an.
Nach jedem Start- und Landeversuch von Falcon 9 bewerten die SpaceX-Ingenieure die gesammelten umfangreichen und unbezahlbaren Daten, analysieren das Ergebnis und übernehmen die gewonnenen Erkenntnisse.
CRS-9 ist erst das zweite Mal, dass SpaceX versucht hat, den 15-stöckigen Booster der ersten Stufe auf der Cape Canaveral Air Force Station zu landen - an dem Ort namens Landing Zone 1 (LZ 1).
Sehen Sie sich dieses exquisit detaillierte Video aus nächster Nähe an, das die Landung der ersten Stufe des CRS-9 in LZ 1 zeigt, wie sie vom Weltraumkollegen Jeff Seibert vom ITL-Damm bei CCAFS aufgenommen wurde. Dies endete dramatisch mit mehreren schockierend lauten Überschallknallen, die über die Weltraumküste und weit darüber hinaus rasten und Horden von Schläfern wecken:
Videotitel: Dies war die zweite Landung eines SpaceX Falcon 9-Boosters am 18. Juli 2016. Es hatte gerade die CRS9 Dragon-Mission in Richtung ISS gestartet. Die Landung fand in LZ1, früher bekannt als Pad 13, auf CCAFS statt und verursachte einen dreifachen Schallknall, der 50 Meilen entfernt zu hören war. Bildnachweis: Jeff Seibert
Die Geschichte der ersten erfolgreichen Bodenlandung fand am 22. Dezember 2015 im Rahmen der ORBCOMM-2-Mission in der Landezone 1 (LZ 1) statt. Die Landezone 1 wurde auf dem ehemaligen Gelände des Space Launch Complex 13 errichtet, einer Raketen- und Raketenteststrecke der US-Luftwaffe.
SpaceX hat in diesem Jahr auch dreimal hintereinander die ersten Etappen auf See auf einem hochseetauglichen Drohnenschiff mit dem OCISLY Autonomous Spaceport Drone Ship (ASDS) des Unternehmens am 8. April, 6. Mai und 27. Mai erfolgreich geborgen.
OCISLY ist in der Regel etwa 650 Kilometer vor der Küste und östlich von Cape Canaveral, Florida, im Atlantik stationiert. Die Barke kommt einige Tage nach der Landung wieder im Hafen von Port Canaveral an, abhängig von vielen Faktoren wie Wetter, Hafengenehmigung und dem Zustand der Rakete.
Beim Versuch, die Touchdown-Serie während des letzten Landeversuchs eines Drohnenschiffs nach dem Start der Eutelsat-Telekommunikation auf GTO am 15. Juni auf 4 in Folge zu verlängern, stürzte der Booster jedoch ab, weil er aufgrund des unzureichenden Schubes der Merlin-Abstiegsmotoren zu schnell abfiel.
Der Rakete ging in den letzten Augenblicken vor dem Aufsetzen offenbar der flüssige Sauerstoff aus, sie traf hart, kippte um und pfannkuchen auf das Deck.
"Es sieht so aus, als hätte ein früher Sauerstoffmangel den Motor direkt über Deck zum Stillstand gebracht", erklärte Musk damals über Twitter.
„Es sieht so aus, als ob der Schub bei einem von drei Landemotoren gering war. Hohe Landungen sind empfindlich gegenüber allen Motoren, die mit max.
„Wir haben auch auf der Mission viel gelernt, bei der bei der Landung etwas schief geht“, erklärte Koenigsmann. "Auf der Hauptmission läuft natürlich alles gut."
"Das ist eigentlich etwas, wo Sie erfolgreich eingesetzt haben und die Landung nicht ganz funktioniert - und dennoch ist es die Landung, die die ganze Aufmerksamkeit auf sich zieht."
„Aber auch auf diesen Landungen haben wir viel gelernt. Insbesondere bei der letzten Landung [vom Start von Eutelsat] haben wir viel gelernt. “
"Wir glauben, dass wir einen Weg gefunden haben, diese Motoren betrieblich zu schützen und das Starten sicherer zu machen - und den vollen Schub zu erreichen und den vollen Schub zu halten."
Was genau bedeutet "Schutz der Triebwerke" "im Flug"?
"Ja, ich meine, die Motoren beim Wiedereintritt zu schützen", sagte mir Koenigsmann.
"Dann werden die Motoren heiß. Wir treten mit den Motoren in Richtung des Flusses ein. Es sind also im Grunde die Motoren, die direkt dem heißen Strom ausgesetzt sind. Und dann müssen Sie die Motoren sowie die Gase und Flüssigkeiten in den Motoren schützen. Um sicherzustellen, dass nichts kocht und lustige Dinge tut. “
"Alles in allem war diese Serie von Drohnenschifflandungen äußerst erfolgreich, auch wenn wir nicht alle ersten Stufen [vollständig intakt] wiederhergestellt haben."
Achten Sie auf Kens fortgesetzte Berichterstattung über SpaceX- und CRS-9-Missionen, bei der er direkt vom Kennedy Space Center und der Cape Canaveral Air Force Station in Florida vor Ort berichtete.
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Sehen Sie sich mein Launchpad-Video des CRS-9-Starts an:
Videotitel: SpaceX Falcon 9 startet am 18. Juli 2016 um 00:45 Uhr EDT vom Space Launch Complex 40 der Cape Canaveral Air Force Station, Florida, mit dem Nachschubschiff Dragon CRS-9 zur Internationalen Raumstation Nahaufnahmevideo von der Mobius-Fernbedienungskamera auf dem Pad. Bildnachweis: Ken Kremer / kenkremer.com
Sehen Sie sich diese CRS-9-Video-Zusammenstellung von Weltraumkollege Mike Wagner an:
Videotitel: SpaceX CRS-9-Kompilierung für Start und Landung am 18.07.2016. Lokale Zeitungen berichteten von 911 Anrufen für eine laute Explosion in einer Entfernung von bis zu 75 Meilen. Dieser Überschallknall schien lauter zu sein als die erste Landung am Kap im Dezember 2015. Bildnachweis: USLaunchReport
