KENNEDY SPACE CENTER, FL - SpaceX-grundlægger Elon Musks dristige drøm om raketgenbrug og genanvendelighed nærmer sig og tættere på virkeligheden med hver dag, der går. Efter en betagende række eksperimentelle flyforsøg, der sigter mod at lande sikkert, brugte firmaerne Falcon 9 første faser på land og til søs i det sidste halve år, opnåede den dristige indsats endnu en vigtig milepæl ved blot at afslutte den første fulde varighed af testafbrydelse af en af de landede boostere.
Torsdag den 28. juli gennemførte SpaceX-ingeniører succesfulde statiske motortestforsøg med fuld varighed af den 156 meter høje (47 meter) genvundne Falcon 9-første trinsforstærker, mens de blev holdt nede på en teststand ved selskabets raketudviklings testfacilitet i McGregor, Texas. Motorerne fyrede op i cirka to og et halvt minut.
SpaceX-teamet har perfektioneret landingsteknikkerne ved at vedtage erfaringer efter hvert landingskampagneforsøg.
Hvad er de erfaringer, der er hørt indtil fra første fase, og især de hårde landinger? Er der foretaget ændringer i boosterstrukturen? Hvor godt fungerede scenariet for landingsforbrænding?
Under SpaceXs nylige CRS-9-lanceringskampagnemedier briefinger i NASAs Kennedy Space Center den 18. juli bad jeg SpaceX-VP Hans Koenigsmann om en vis indsigt.
”Vi lærte meget… af landingerne,” fortalte Hans Koenigsmann, SpaceX-vicepræsident for Flight Reliability, til Space Magazine under de nylige medieundersøgelser til SpaceX CRS-9-ladestationen til rumforsendelsestilførsel den 18. juli.
”Der er først strukturelle ændringer.”
”Det vigtigste er at beskytte motorerne,” uddybte Koenigsmann, mens de er under flyvning og ”under genoptagelse”.
Første trin SpaceX Falcon 9 er udstyret med fire landingsben i bunden og fire gitterfinner øverst for at udføre landingforsøgene.
”Generelt synes jeg landingskonceptet med benene, og antallet af forbrændinger og den måde, vi udfører dem på, ser ud til at fungere OK,” fortalte Koenigsmann til Space Magazine.
Efter at have adskilt sig fra det andet trin med hypersoniske hastigheder på op til ca. 4000 mph, genindstilles motorerne i første trin for at vende kurs og gøre en boost bagbrændingen tilbage til landingsstedet og bremse raketten til en blød landing via supersonisk tilbagetrækning.
Korrekt motorydelse er kritisk for at muliggøre en vellykket touchdown.
”Det vigtigste er at beskytte motorerne - og sørge for, at de starter godt [i rummet under genindrejse],” forklarede Koenigsmann. "Og især den varme bane, så at sige, ligesom dem, der kommer ind efter en hurtig nyttelast, ligesom geo-transfer nyttelasten dybest set."
”Disse motorer skal beskyttes, så de starter korrekt. Det er noget, vi lærte. ”
Elon Musks mål er radikalt at skære ned på omkostningerne ved opsætning af raketter og adgang til rummet via raketgenbrug - på en måde, der en dag vil føre til hans vision om en 'By på Mars'.
SpaceX håber at reflyde en en gang fløjet booster senere i år, engang i efteråret, ved hjælp af havet landede Falcon fra NASAs CRS-8 rumstationsmission lanceret i april, siger Koenigsmann.
Men virksomheden skal først bevise, at det brugte køretøj kan overleve de ekstreme og utilgivelige belastninger af det voldelige rumfartmiljø, inden de kan starte det igen.
Den 28. juli testfyring er en del af den langvarige test af lang levetid og involverede antændelse af alle ni brugte første fase Merlin 1D-motorer, der er placeret ved bunden af en brugt raket.
Falcon 9 første trin genererer over 1,71 millioner pund af skyvekraft, når alle ni Merlin-motorer skyder op på teststanden i en varighed på op til tre minutter - det samme som for en faktisk lancering.
Se motortesten i denne SpaceX-video:
Videooptagelse: Falcon 9 første fase fra maj 2016 JCSAT-mission blev testfyret, fuld varighed, på SpaceXs McGregor, Texas raketudviklingsfacilitet den 28. juli 2016. Kredit: SpaceX
Den anvendte 15-etagers Falcon-booster havde med succes gennemført en intakt blød landing på en havgående platform efter lanceringen af en japansk kommerciel telekommunikationssatellit kun to måneder siden den 6. maj i år.
Kun 10 minutter efter lanceringen af JCSAT-14 telekommunikationssatellitten til en Geostationary Transfer Orbit (GTO), frigiver den anvendte første fase en første trins Merlin 1D-motor.
Den udførte en række af tre genvindingsforbrændinger for at manøvrere raketten til en udpeget landingsplads til søs eller på land og hurtigt decelerere den fra supersoniske hastigheder til en fremdrivende blød landing, intakt og opretstående ved hjælp af en kvartet af landingsben, der afsættes i de sidste øjeblikke før et langsomt touchdown.
Selvom landingen var lodret og intakt, blev denne særlige landing imidlertid også klassificeret som en 'hård landing', fordi boosteren landede med en højere hastighed, og Merlin 1D-motorer i første fase opretholdt store skader, som det ses på tætte fotos og anerkendt af Musk .
”Den seneste raket tog maksimal skade på grund af v høj indgangshastighed. Vil være vores livsleder for jordtest for at bekræfte, at andre er gode, ”twokede Musk dengang.
Ikke desto mindre fungerede det spektakulært, og det var den første, der blev inddrevet fra den meget mere krævende bane med høj hastighed, der leverede en satellit til GTO.
I virkeligheden før liftoff havde Musk åbent tvivlet om et vellykket landingsresultat, da denne første fase flyvede hurtigere og i en højere højde på tidspunktet for adskillelse fra den anden fase og dermed var meget vanskeligere at bremse og manøvrere tilbage til havet baseret platform sammenlignet med ISS-missioner, for eksempel.
Så selvom denne ikke kan reflekteres, tjener den stadig et andet stort formål for ingeniører, der forsøger at bestemme boosterens levetid og dens forskellige komponenter - som det nu dristigt demonstreret af motorprøven fra den 28. juli.
”Vi lærte meget selv på de missioner, hvor ting går galt med landing, alt går godt på hovedmissionen selvfølgelig,” sagde Koenigsmann.
Alt i alt har SpaceX med succes blødt landet og genvundet fem af deres første fase Falcon 9-boostere intakte og opretstående, siden historien om, at første landing nogensinde har fundet sted for kun syv måneder siden i december 2015 på Cape Canaveral Air Force Station i Florida.
Den seneste lancering og landing fandt sted i sidste uge den 18. juli 2016 under den dramatiske midnattssprængning af SpaceX CRS-9 kommerciel fragtforsendelsesmission til Den Internationale Rumstation (ISS), der er kontrakt for NASA.
Se de fantastiske begivenheder, der udfolder sig i tætte fotos og videoer her.
Efter hvert Falcon 9-lancerings- og landingsforsøg vurderer SpaceX-ingeniører de omfangsrige og uvurderlige data indsamlet, analyserer resultatet og vedtager de erfaringer.
CRS-9 markerer kun anden gang SpaceX har forsøgt en land landing af den 15 etagers høje første etape booster back ved Cape Canaveral Air Force Station - på det sted, der hedder Landing Zone 1 (LZ 1).
Se denne udsøgt detaljerede, tæt oplagte video, der viser CRS-9 første trin landing ved LZ 1, som skudt af rumkollega Jeff Seibert fra ITL-hovedvejen ved CCAFS- som dramatisk afsluttedes med flere chokerende høje soniske bommer, der raketer over Space Coast og langt ud over og vågner horder af sveller:
Video overskrift: Dette var den anden landlige landing af en SpaceX Falcon 9 booster den 18. juli 2016. Den var netop lanceret CRS9 Dragon-mission mod ISS. Landingen fandt sted på LZ1, tidligere kendt som Pad 13, placeret på CCAFS og forårsagede en tredobbelt sonisk boom hørt 50 miles væk. Kredit: Jeff Seibert
Den historie, der lavede den første jorden landing nogensinde, fandt sted med succes ved Landing Zone 1 (LZ 1) den 22. december 2015 som en del af ORBCOMM-2-missionen. Landing Zone 1 er bygget på det tidligere sted for Space Launch Complex 13, en U.S. Air Force raket- og missiltestning.
SpaceX har også med succes gendannet de første faser tre gange i træk til søs i år på en oceangående drone skibspram ved hjælp af selskabets OCISLY Autonomous Spaceport Drone Ship (ASDS) den 8. april, 6. maj og 27. maj.
OCISLY er generelt stationeret ca. 650 kilometer fra kysten og øst for Cape Canaveral, Florida i Atlanterhavet. Prammen ankommer tilbage i havn i Port Canaveral flere dage efter landing, afhængig af mange faktorer som vejr, havntilladelse og raketens tilstand.
Mens han forsøgte at udvide touchdown-striben til 4 i træk under det seneste landingsforsøg med droneskibet efter Eutelsat-telekommunikationsselskabet 15. juni til GTO, styrtede boosteren grundlæggende, fordi den faldt for hurtigt på grund af utilstrækkelig kraft fra Merlin-afstamningsmotorerne.
Raketten løb tilsyneladende tør for flydende iltbrændstof i de sidste øjeblikke før touchdown, ramte hårdt, vippede og pandede sig på dækket.
”Det ser ud til, at tidlig flydende iltnedbrydning forårsagede motorstop lige over dækket,” forklarede Musk via twitter på det tidspunkt.
”Det ser ud til, at drivkraften var lav på 1 ud af 3 landingsmotorer. Høje g-landinger v følsomme over for alle motorer, der kører med maks. ”
”Vi lærte meget selv på den mission, hvor ting går galt med landingen,” forklarede Koenigsmann. ”Alt går selvfølgelig godt på hovedmissionen.”
”Det er faktisk noget, hvor du har succesfuld implementering, og landingen fungerer ikke helt - og alligevel er den landing, der får al opmærksomhed.”
”Men selv på disse landinger lærte vi meget. Især ved den sidste landing [fra Eutelsat-lanceringen] lærte vi meget. ”
"Vi mener, at vi har fundet en måde at operativt beskytte disse motorer og gøre det mere sikkert for dem at starte op - og til at komme op på fuldt tryk og forblive på fuldt træk."
Hvad betyder "beskyttelse af motorer" nøjagtigt "under flyvning?"
”Ja, jeg mener, at jeg skal beskytte motorerne under gentagelse,” fortalte Koenigsmann.
”Det er når motorerne bliver varme. Vi går ind med motorerne mod strømmen. Så det er dybest set motorerne direkte udsat for den varme strøm. Og det er når du skal beskytte motorerne og de gasser og væsker, der er i motorerne. For at sikre, at intet koger af og gør sjove ting. ”
”Så alt i alt har disse serier med drone-landinger været meget succesrige, selv når vi ikke gendannede alle de første faser [fuldstændigt intakte].”
Hold øje med Ken's fortsatte SpaceX og CRS-9-missionsdækning, hvor han rapporterede direkte fra Kennedy Space Center og Cape Canaveral Air Force Station, Florida.
Følg med her for Ken's fortsatte jord- og planetariske videnskaber og menneskelige rumfartnyheder.
Se min startpladevideo til CRS-9-lanceringen:
Video overskrift: SpaceX Falcon 9 løfter væk med Dragon CRS-9 genforsyningsskib på vej til den internationale rumstation den 18. juli 2016 kl. 12:45 EDT fra Space Launch Complex 40 ved Cape Canaveral Air Force Station, Fl, set i dette tæt på video fra Mobius fjernkamera placeret ved puden. Kredit: Ken Kremer / kenkremer.com
Se denne CRS-9-lancerings- og landingsvideo-kompilering fra rumkollega Mike Wagner:
Video overskrift: SpaceX CRS-9 Samling af lancering og landing den 7/18/2016. Lokale papirer rapporterede 911 opfordrer til en kraftig eksplosion op til 75 miles væk. Denne soniske boom virkede højere end den første landing ved Kap i december 2015. Kredit: USLaunchReport
