Как SpaceX добьется посадки первой ступени Falcon 9?

Какие механизмы и технологии будут использоваться для управления спуском и движением разгонной ступени ракеты Falcon 9 на пути к посадочной площадке?

Ответы (2)

    Профиль запуска и посадки

                Ключевые этапы плана запуска и посадки ракеты SpaceX Falcon 9. Изображение предоставлено: Джон Росс, NBC News.com

После отключения маршевого двигателя первой ступени двигатели холодного газа N2 используются для поворота ускорителя в направлении полета, они повторно зажигают 3 двигателя Merlin 1D. (С 9 в выравнивании Octaweb центр и два по обе стороны от него позволяют запускать «линию» двигателей).

Они используют это, чтобы убить поступательный импульс. Они продолжают двигаться вверх по дуге (поскольку вертикальная и горизонтальная составляющие импульса независимы), пока снова не начнут падать вниз.

Затем они запускают три двигателя Merlin 1D , чтобы управлять спуском в гиперзвуковом режиме, поскольку они сталкиваются с достаточно плотной атмосферой, чтобы это было проблематично.

Наконец, они используют гиперзвуковые решетчатые стабилизаторы в верхней части верхней ступени, двигатели холодного газа N 2 в комбинации, чтобы попытаться направить ракету-носитель к цели. Время покажет, достаточно ли у них контроля, чтобы поразить маленькую цель длиной 300 футов и шириной 170 футов (91 на 52 метра), достаточно точно для размаха ног Falcon 9 около 70 футов (21 метр).

Как только они приближаются к своей посадочной поверхности, в последние несколько секунд (10-30 секунд?) они повторно зажигают центральный Merlin 1D, чтобы снизить скорость от предельной скорости до приземления. Будем надеяться, что к моменту приземления скорость упадет до 7,2 км/ч, что было упомянуто во время недавней пресс-конференции перед запуском CRS-5. Если нет, случаются плохие вещи.

По словам представителей SpaceX, посадочные опоры будут развернуты во время финального горения. Вот отрендеренное видео всего этого профиля запуска , от запуска до посадки первой ступени Falcon 9 на беспилотный корабль автономного космодрома (ASDS):

Примечание: это видео не от SpaceX и содержит большие неточности. Например, на 1:40 показано горение второй ступени после разделения ступеней (что в реальной жизни привело бы к БУМУ).
@ceejayoz Кроме того, видео причудливо добавляет пару повторов в музыку: 0:56-1:00 повторяется, как и 1:07-1:11. Во втором случае отчетливо слышно соединение.
@ceejayoz Почему из-за этого может произойти взрыв?
@ user45874 Потому что вторая ступень будет двигаться вперед, что приведет к столкновению с только что отделившейся капсулой Дракона.
Да, потрясающее видео, испорченное этой частью!

да, боковые толчки - правильное ключевое слово для этого ответа . Боковая тяга была введена Россией, а космический корабль США Эллона Маска просто скопировал / вставил ее в свое шасси.

**на 0:02/0:08: введена процедура "боковой толчок", которая поворачивает его вправо.

в 0:03/0:08 : введена процедура остановки с правого края.

в 0:04/0:08: введена процедура полного рывка, чтобы придать ему правильную скорость для направления вправо.**

Теперь этот метод был обнародован в конце 2010 года, и эта практика применяется в России с конца 2002 или 2003 года.

Эллон Маск и Spacex просто копируют/вставляют эти «боковые тяги» от русских в свои посадочные ракеты, и после нескольких испытаний ракета приземляется обратно с добавлением небольшого шага методом реверс-инжиниринга.

Теория управления не имеет глубоких применений в космосе Эллона Маска, но они копируют/вставляют из других стран союзные или основные дисциплины и проводят эксперименты, чтобы сохранить успех в глазах общественности, и все, что они показывают публике, было хорошо опробовано другими странами. намного раньше.

Боковая тяга не нова. Все ракеты, начиная с Р-7, которые использовались для запуска Спутника-1, используют ракеты управления реакцией для изменения своего положения. Его применение к военным ракетам появилось совсем недавно (в большинстве случаев вместо этого используется вектор тяги или аэродинамическое управление).
до этого боковая тяга не входила в состав посадочных ракет. Spacex увеличил этот самый шаг в посадке, что на самом деле является просто обратным проектированием.
Боковая тяга использовалась при посадке Аполлона на Луну.
да, посадка на Луну, но не была частью посадки ракеты обратно на поверхность земли. Это простое обратное использование тяги при посадке ракеты обратно на поверхность земли.
RCS используется на заатмосферном этапе посадки. После входа в атмосферу коррекция курса выполняется за счет подвеса главных двигателей и использования решетчатых стабилизаторов. Кажется, что RCS не используется до последних нескольких секунд приземления, когда скорость падает ниже значения, при котором решетчатые стабилизаторы эффективны.
да, снижение скорости также используется как необходимый шаг для приземления.