Почему приземление Starship так сложно, когда SpaceX приземлила так много ускорителей?

Согласно Википедии , SpaceX успешно приземляла ракеты-носители 79 из 90 раз. Тем не менее, кажется, что космические корабли надежно взрываются при приземлении.

Что такого особенного в этих двух, что звездолеты намного сложнее приземлиться? Это как-то связано с несколькими двигателями? Или просто масштаб больше? Похоже, что звездолеты пытаются выполнить то, что они уже успешно делали много раз.

Они тестируют очень, очень рано в жизненном цикле зрелости транспортного средства. Эти усилители несколько раз выходили из строя, прежде чем они начали работать.
@ChrisB.Behrens Справедливо, но (насколько мне известно) ускорители были первыми, кто приземлился таким образом. Знания/опыт от бустеров по какой-то причине не переходят в Starships?
Да, я думаю, что это 100%. Но они борются с такими вещами, как выплескивание топлива после этого сумасшедшего переворота зажигания и другими вещами, характерными для нового транспортного средства и нового профиля полета.
Если бы они отсутствовали на панели, или зависали, или что-то в этом роде, это было бы головной болью. Но я думаю, что все эти проблемы, с которыми они столкнулись, — новые проблемы.
Хм, хороший колл, брюхо флоп и "релайт флип" разные, не так ли... Думаю, общая идея казалась достаточно похожей, и я был сбит с толку тем, почему у них сейчас так много неудач... но это имеет больше смысла. Спасибо за разъяснение, не стесняйтесь сделать это ответом!
Попытки приземления Falcon 9 провалились 6 раз, пока 7-я не увенчалась успехом. Следующие 2 снова провалились. (Честно говоря, там есть пара приводнений в океане, которые могли привести к посадке, а могли и не привести к ней.) Теперь у Starship было 5 успешных посадок из 9 полетов и только 3–4 неудачных (в зависимости от того, считаете ли вы Взрыв SN11 как сбой при посадке или нет - обратите внимание, что есть также пара Falcon 9, которые не приземлились, потому что они вышли из строя до того, как у них была возможность приземлиться, например, CRS-7 и Amos-6).
Не забывайте, что SpaceX также использует здесь новые двигатели и т. д., и у них было много проблем с ними...
Я думаю, что это видео должно дать вам некоторое представление о том, как проходили исследования, разработки и испытания Falcon 9.
Неправильная точка зрения. Первые 19 Falcon9 не смогли приземлиться. Starship удалось приземлиться (на несколько минут) в третьем полете, что потребовало перезапуска двигателя. Четвертая попытка не удалась, пятая удалась. Это НАМНОГО лучше , чем у Falcon9, а не хуже.

Ответы (2)

Есть несколько причин:

Наиболее очевидным, но более легким для преодоления является то, что звездолет новый. У них не было времени все усовершенствовать. Например, в двигателях Raptor используются два отдельных турбонасоса, один для жидкого кислорода, а другой для метана. Это повышает эффективность, но делает двигатели гораздо более сложными. Raptor — первый в своем роде двигатель, который когда-либо летал, поэтому его текущий послужной список на удивление хорош, учитывая все, что он должен делать.

Главный и самый сложный вопрос — способ посадки Starship. В отличие от Falcon 9, у которого сначала падают двигатели, Starship падает на бок, чтобы максимизировать сопротивление. Хотя это повышает эффективность, поскольку ракета летит не так быстро и обеспечивает более безопасный вход в атмосферу, это создает проблему, заключающуюся в том, что двигатели направлены вбок. В то время как Falcon 9 просто должен зажечь один двигатель в нужное время, Starship должен зажечь три двигателя, подвесить их, чтобы перевернуть его вертикально, затем выключить два и приземлиться. Это намного сложнее и сложнее. В сочетании с тем, насколько непроверена ракета, это чудо, что SN10 действительно приземлилась, не взорвавшись сразу.

Что я нахожу действительно удивительным, так это то, что стоит положить его на бок прямо перед приземлением. Проведение его через огонь на боку имеет смысл (и я делал это много раз в KSP), но я поражен тем, что разница в конечной скорости достаточна, чтобы окупить игры, в которые они играют.
@LorenPechtel Дело не только в посадочной скорости. Гораздо важнее то, как ракета входит в атмосферу. Falcon имеет суборбитальную скорость и использует двигатели для замедления. Звездолет будет входить в атмосферу с околоорбитальной скоростью, и было бы очень хорошо не использовать топливо для замедления. Вот почему вы хотите иметь больше аэродинамического сопротивления и термостойкие плитки (двигатели не выдержат такого количества тепла).
Кто-то еще (я верю) проделал эту математику, так что перепроверьте меня, но я слышал, что перемещение точки переворота всего на километр выше добавит 4-5 тонн дополнительного топлива. Речь идет о максимизации возможностей и оставлении большого количества места для таких вещей, как жизнеобеспечение, в массовом бюджете.
@Saiboogu Это не только перемещение точки поворота, но и сжигание двигателей на целый дополнительный километр. Ожог Хищников с высокой подвеской инициирует и заканчивает флип.
@Volvox Как я уже сказал, у меня нет проблем с тем, чтобы вывести его боком при повторном входе. Я просто сомневаюсь в ценности ожидания флипа до последней секунды.
@LorenPechtel Посмотрите два комментария прямо над вашим последним комментарием. Чем дольше вы увеличиваете лобовое сопротивление, тем меньше времени ваши двигатели должны тратить на сжигание топлива, чтобы замедлить вас. Они могут перевернуться, как только ракета войдет в атмосферу и перестанет «гореть», но тогда им придется запускать ракеты гораздо дольше, что означает больше топлива, а значит меньше места для продуктов питания или систем жизнеобеспечения. .
@LorenPechtel Компромисс с более ранним переворотом был бы не очень полезен ИМХО: хотя более ранний переворот дал бы больше времени для выполнения корректирующих переворотов / регулировок, они, вероятно, не хотят, чтобы пассажиры постоянно качались взад и вперед, как в этих поездках. в тематических парках ... они, вероятно, заболеют ... и у них будет меньше удобств на борту, чтобы справиться с этим из-за потребности в большем количестве топлива.
@dotancohen Я не верю, что предположение сгорало на протяжении всего дополнительного километра, просто уменьшение времени в профиле с высоким сопротивлением привело бы к меньшему аэродинамическому замедлению, поэтому ожог при посадке имел бы более высокую базовую скорость. Я не думаю, что были сделаны какие-либо предположения о дополнительных расходах топлива на включение зажигания для флипа, выключение, а затем повторное включение - это просто делает уравнение еще хуже.

Опыт посадки ракеты-носителя для SpaceX на самом деле более актуален непосредственно для сверхтяжелой ракеты-носителя, которой еще только предстоит летать. (БН1 был построен как следопыт, затем разобран. БН2 находится в стадии строительства по состоянию на апрель 2021 г.).

Falcon 9 приземляется на своей первой ступени, аналогичной Super Heavy. Однако он не приземляет свою верхнюю ступень, которая больше похожа на Starship.

Способы посадки разные. Стоит отметить, что они приземлили SN10, хотя Raptor показал себя хуже, что привело к грубой посадке, которая вызвала взрыв после приземления. То, что они подошли к этому с третьей попытки, демонстрирует, что прошлый опыт Falcon 9 очень четко устранил большой риск.

Двигатели очень разные и заводятся по разному. (Начало: гиперголическая «жидкость для зажигалок» TEA-TEB для Мерлина и воспламенители для Раптора). В нем также используется совершенно новый тип конструкции с двумя турбонасосами, что усложняет процесс, но повышает его эффективность. Двигатель Raptor еще очень молод в своей проектной жизни. По состоянию на апрель 2021 года мы видели серийные номера до 66, что означает, что они построили их большое количество (для ракетных двигателей... В автомобильном мире это будет 1 час производства завода). Уже произошло серьезное изменение ревизии (как видно на фотографиях наблюдателя за танками) на отметке SN54 (которая установлена ​​​​на Starship SN15).

Посадочный профиль двух транспортных средств отличается от Starship, который предположительно возвращается с орбитальных скоростей, ему необходимо сжечь большую скорость, поэтому использование аэродинамического трения для снижения скорости больше, чем у первой ступени Falcon 9. Хотя, если вы посмотрите на Falcon 9, когда они показывают цифры скорости/высоты в прямом эфире (как в последней миссии NRO, где им не разрешили показывать верхнюю ступень по соображениям секретности), то просто поразительно, сколько скорости теряется. только за счет аэродинамического трения. Насколько я помню, почти 1500-2000 км/ч терялись просто из-за трения, прежде чем посадочный ожог смыл конечную скорость.

Значит нужен флип. Это означает, что напорные баки необходимы, чтобы избежать выплескивания топлива и проглатывания пузырьков.

Это означает возрождение новой конструкции двигателя, лежащего на боку, а не в обычном вертикальном положении. (Что интересно, поскольку они используют горизонтальные испытательные стенды, и часто беспокоит то, что вертикальное использование может отличаться).

Все эти вещи новые, и с первыми 4 попытками приземления они стали очень близкими.

Каждый раз, когда они терпят неудачу, они узнают что-то новое, и, очевидно, поскольку машины достаточно дешевы и строятся достаточно быстро, стоит попробовать их, как только они смогут.

AFAIK SN10 приземлился неправильно. Тяга двигателей была меньше, чем должна была, поэтому посадочная скорость была намного выше необходимой для правильной посадки. Так он и разбился, но без взрыва (из-за этого крушения произошла утечка топлива).
@Volvox Это правильно. Я представил правку для этого ответа, исправляющую эту ошибку и несколько других проблем, но она еще не была одобрена или отклонена.
@Volvox Любая посадка, от которой вы можете убежать с криком, прежде чем машина взорвется, - это хорошая посадка.
Напорные баки необходимы для балансировки веса при входе в атмосферу, а не для того, чтобы избежать выплескивания топлива. Хотя важно контролировать выплескивание, чтобы избежать проглатывания пузырьков, это верно для обоих резервуаров.
Почему приземление Starship так сложно, когда SpaceX приземлила так много ускорителей?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v