Что решает, должен ли запуск быть выполнен мгновенно или в течение окна?

В случае запуска Falcon 9 / Orbcomm OG2 с SLC-40, базы ВВС на мысе Канаверал, Флорида, который теперь запланирован на 20 декабря в 20:29 по восточному стандартному времени (01:29 по всемирному координированному времени), согласно Spaceflight Now :

Источники сообщили, что в воскресенье доступна только возможность мгновенного запуска из-за ограничений, наложенных Федеральным авиационным управлением, которое может не решиться перенаправить воздушное движение в праздничные дни вокруг стартовой базы на мысе Канаверал на несколько часов в случае задержки запуска.

Так что в данном случае это диапазон наложенных ограничений. В дополнение к другим ответам в этой теме, вот некоторые другие, которые связаны:

• Короткое окно запуска миссий EFT-1
• Почему у миссии к Солнцу-Земле L1 должно быть мгновенное окно запуска?
• Дневные и ночные запуски

Итак, резюмируя и добавляя несколько моментов к тому, что уже обсуждалось ранее, возможные ограничения могут быть следующими:

• Диапазон : время запуска необходимо согласовывать с другими местными, а иногда и международными воздушными и морскими властями, чтобы перенаправить движение по маршруту, по которому будет двигаться ракета-носитель, и должна быть огорожена запретная зона безопасности для обломков и возвращающихся ступеней вдоль ее наземного пути. Это требует большой координации и скремблирования оборудования, которое должно произойти до запуска и в течение его окна запуска, а затем до тех пор, пока диапазон не будет очищен после последней возможности запуска.
• Отслеживание : необходимо выделить время для средств слежения на месте и в дальнем диапазоне, а также необходимо получить временные разрешения на использование частот, используемых для телеметрии и других трансляций. Поскольку это общие ресурсы, операторы и органы власти могут выделять только короткие временные интервалы для поддержки потребностей вашей работы. Это также может зависеть от наличия и доступности орбитальных средств, таких как TDRS .
• Цель : часто запущенный космический корабль либо преследует другой аппарат на орбите для встречи, и орбитальные фазы обоих аппаратов должны выровняться над стартовой площадкой, либо аппарат нацеливается на конкретную локальную зависящую от времени орбиту, такую ​​как SSO , или конкретную орбитальную плоскость на межпланетной траектории. так как Земля вращается вокруг своей оси. Суборбитальные запуски также могут быть нацелены на определенные явления, такие как полярные сияния, по мере их возникновения.
• Погода : на некоторых стартовых площадках (и особенно во Флориде) погодные циклы предсказуемы, и для запуска может быть выбрано определенное время дня или ночи, чтобы максимизировать вероятность того, что погода будет способствовать и соответствовать критериям запуска. В зависимости от времени года также может быть только ограниченный период времени, когда ограничения окружающей среды (такие как температура, влажность) остаются в пределах безопасного порога.
• Полезная нагрузка : некоторые полезные нагрузки (например, небольшие живые грузы) могут поддерживаться на площадке только в течение ограниченного периода времени, особенно те, которые каким-либо образом зависят от ограниченных средств жизнеобеспечения или внутреннего питания и по какой-либо причине не могут быть подключены к шлангокабелям извне. для питания и снабжения, или обтекатель, достаточно вентилируемый, чтобы предотвратить опасность утечки топлива, и тому подобное.
• Оборудование для запуска : некоторые объекты и сама ракета-носитель могут быть способны только к непрерывной поддержке на стартовой площадке и однократной заправке топливом в течение очень ограниченного периода времени, например, насосы высокого давления, криогенное хранилище, возможность продувки слитого топлива, конденсация льда на криогенные поверхности и так далее.
• Предотвращение столкновений : Запущенный объект будет пересекать воздушное и орбитальное пространство других самолетов, спутников и орбитального мусора, поэтому во избежание этого необходимо будет выполнить процедуры оценки сближения (CA), предотвращения столкновений (COLA) и вероятного предотвращения столкновений при запуске (LCOLA). . Поскольку для этого требуется информация о траекториях полета, действиях и орбитах секретных объектов, это делается (в США) по запросу через Объединенный центр космических операций , входящий в состав Объединенного командования функционального компонента по космосу Стратегического командования США. См. AFI91-217 (PDF) для получения дополнительной информации. Эти анализы могут давать рекомендации и ограничения в отношении окна запуска и предполагаемой траектории, но они не будут указывать причины для них, поэтому вы можете не знать, почему ваше окно запуска может быть ограничено.мгновенно , даже если в противном случае вы были бы готовы к запуску в течение более длительного окна запуска.
• Другое : В конце концов, люди захотят вернуться домой и вернуться к своим семьям, а сидеть в постоянной готовности часами напролет непросто. Возможно, было бы более разумно разделить возможности запуска на более мелкие части продолжительностью до некоторого количества часов в день, чем увеличивать риск человеческого фактора, влияющего на безопасность. Их и ракеты-носителя.

Кроме того, в нашем конкретном случае, и если мне позволено немного предположить, SpaceX с запуском Orbcomm OG2 возвращается в полет после события RUD (быстрая незапланированная разборка) во время запуска CRS-7, и они делают это с модернизированная ракета-носитель (Falcon 9 v1.2), использующая более высокую плотность топлива и глубокий криогенный жидкий кислород (который, по словам самого Илона Маска, это небольшая проблема). Возможно, они рассчитали, что если им придется отложить запуск по какой-либо причине, есть большая вероятность, что им придется отложить его на день, и запросили только очень короткую возможность для запуска. Если они работают с какой-то квотой (любым органом или службой, от FAA, FCC, USCG, MARAD, AST, JSpOC, Space wing, TDRS, станции слежения за спуском на Бермудских островах, ...), и их клиент не настаивает для скорейшего запуска, имеет смысл не огорчать божеств необоснованными требованиями, которые могут быть не выполнены, или действительно нужны.

Просто для справки, вот зоны безопасности ( опасная зона запуска и зона закрытия воздушного пространства соответственно) и их расписание для попытки запуска 20 декабря, объявленное 45-м космическим крылом, авиабаза Патрик :

Интересно, что в оформленных документах указано окно запуска 26 минут на 20 число:

• 20 декабря 2015 г. 20:29 - 20:55
• 21 декабря 2015 г. 01:29–01:55

Это то же самое окно запуска, только в местном часовом поясе EST (восточное стандартное время), за которым следует время « Zulu » (сегодня это просто военный способ сказать UTC ). Только что объявленная веб- трансляция запуска также длится час и заканчивается через 31 минуту после мгновенного запуска в 20:29 по восточному стандартному времени (1:29 UTC), что было бы необычно долго для веб- трансляций, организованных SpaceX , если бы они действительно оставались в эфире так долго после старт. Если это не был запуск CRS на МКС для НАСА, они обычно заканчивали через несколько минут после отделения второй ступени. Я не совсем уверен, что с этим делать, но все эти разговоры о мгновенном запуске могли быть напрасными. Я не смог найти официального слова об этом, не отSpaceX и ни один из Илона Маска , который твитнул все обновления.

26-минутное окно запуска позволит выполнить до двух циклов обратного отсчета по 13 минут, которые были обычными во время предыдущих запусков SpaceX Falcon 9 с обратным отсчетом терминала корабля 10 минут, поэтому, возможно, до трех попыток запуска в тот же день, при условии отсутствия проблем. работают над тем, чтобы продлить трюм (например, проблемы с транспортным средством или лодкой, нарушающие запретную зону безопасности, которые действительно случались раньше и даже привели к пародийному аккаунту в Твиттере ).

Еще одно быстрое обновление: объявление о завтрашнем запуске появилось также на страницах SpaceX и гласит (выделено мной):

SpaceX в настоящее время стремится к запуску 20 декабря ракеты Falcon 9, несущей 11 спутников для ORBCOMM . Запуск является частью второй и последней миссии ORBCOMM OG2 и стартует со стартовой площадки SpaceX на базе ВВС США на мысе Канаверал во Флориде. Эта миссия также знаменует собой первую попытку SpaceX посадить первую ступень ракеты Falcon 9 на землю . Посадка первой ступени является второстепенной целью испытаний.

Веб-трансляция запуска должна начаться в 17:05 по тихоокеанскому времени, а старт — в 17:29 по тихоокеанскому времени. Веб-трансляцию запуска можно посмотреть на сайте spacex.com/webcast . Для получения обновлений посетите сайты www.spacex.com и www.orbcomm.com .

Итак, вот еще одно объяснение, что запуск все еще может быть мгновенным , и эти 26 минут теперь отводятся как на запуск Falcon 9R с SLC-40, так и на посадку его первой ступени на посадочном комплексе 1 . Как это круто?

Не упомянутым ограничением является способность ракеты-носителя нацеливаться на переменный азимут. Ракета-носитель Delta II не имела возможности изменять азимут пуска. В результате марсианские миссии на Delta II (а их было несколько) обычно имели два окна мгновенного запуска каждый день по двум азимутам. Двух было сочтено достаточным для решения возможных проблем с диапазоном.

На перезагрузку и проверку параметров «Дельты II» ушло полчаса, так что расстояние между ними должно было быть как минимум таким. Ракета-носитель могла ждать только 83 минуты до риска замерзания системы питания, поэтому расстояние должно было быть меньше этого. Окна для MER закончились с интервалом от 37 до 44 минут.

Окна не были технически мгновенными, но на самом деле длились одну секунду, поэтому парень на кнопке не должен был быть идеальным. (Да, там был парень с пуговицей.)

Цель обычно является ключом, хотя диапазон также может иметь значение. Например, миссия МКС должна быть выстроена в очередь, чтобы добраться до МКС, для чего требуется небольшое окно. Для спутников связи на низкой околоземной орбите важно выйти на орбиту в наиболее удобное время суток. Так было с большинством запусков Falcon 9. Например, были очень длинные окна. Это может быть ограничено либо со стороны ракеты (очень маловероятно), либо со стороны стартовой площадки, либо с блокировкой воздушного движения в этом районе, и все это может потребовать меньшего окна.

Мне кажется, что в данном случае дело скорее не в заказчике. Можно вспомнить, что раньше у ORBCOMM было окно запуска 2 часа 33 минуты . Поскольку цель, по-видимому, состоит из 4 самолетов с двумя запусками , большинству спутников придется совершить некоторое путешествие, чтобы достичь цели. Я подозреваю, что это больше связано со SpaceX или, что более вероятно, с FAA, регулирующим время их запуска во время довольно напряженного сезона путешествий.

Продолжительность окон запуска определяется многими вещами, но еще не упомянутым является запас производительности бустера. Поскольку Земля отклоняется от желаемой орбитальной плоскости, ракета-носитель должна обеспечивать дополнительную производительность для изменения плоскости. Этот эффект часто был ограничением длины окна запуска для миссий по сближению шаттлов. Если у транспортного средства небольшой запас производительности, вероятно мгновенное окно.