Jak Falcon 9 pomaga w planowaniu załogowych lotów na Marsa

Tym razem bardzo ciekawy artykuł a Aviation Week o tym jak to pewien zespół naukowców z Georgia Tech od lat pracuje nad technikami wejścia w atmosferę z włączonymi silnikami i jak NASA nie chciała im dać pieniędzy na eksperymenty i jak SpaceX i ich powroty pierwszego stopnia F9 pozwoliły na dokonanie pomiarów o których zawsze ten zespół marzył.

Problemem nad którym pracuje dr. Robert Brown jest zachowanie się pojazdu podczas naddźwiękowego wejścia w atmosferę z włączonymi silnikami. Problem nie za bardzo daje się modelować matematycznie i trzeba posiłkować się eksperymentami w celu walidacji i poprawienia modelu. Dr. Brown próbował namówić NASA na dokonanie takiego eksperymentu, ale kosztowało by to $50M i NASA zdecydowała się że jest to za drogo. Więc wyglądało na to że jeszcze długo nie będziemy w stanie symulować zachowania się pojazdów w takiej sytuacji. Ale z pomocą przyszedł SpaceX. Podczas lotu CRS-4 udało się nagrać w podczerwieni jak F9 wchodzi w atmosferę z włączonymi silnikami. Rakietę obserwowały dwa samoloty – jeden NASA – WB-57 a drugi U.S. Navy – NP-3D. Oba były zaprogramowane tak by patrzyć w specyficzny punkt w przestrzeni. To już druga taka próba – podczas lotu CRS-3 samoloty te także próbowały nagrać moment wejścia w atmosferę, niestety nie udało się to. Jednak tym razem się udało – oba samoloty nagrały cały lot F9 – od momentu w którym wyłonił się z chmur po starcie aż do momentu w którym wyhamował do prędkości poddźwiękowych.

Dzięki temu nagraniu zespół naukowców chce zweryfikować kilka teorii:

  • o zachowaniu się silników rakietowych podczas wejścia w atmosferę z prędkościami hipersonicznymi – chodzi tu o niestabilność spalania, nagrzewanie się rakiety od gazów spalinowych i tym podobne rzeczy
  • o skuteczności takiego sposobu hamowania – wydawało by się że to oczywiste że takie hamowanie jest bardzo skuteczne, jednak modele pokazują że wcale nie musi być. Jak może pamiętacie NASA jakiś czas temu robiła testy hipersonicznej, nadmuchiwanej osłony termicznej. Działała ona na zasadzie wytworzenia dużej „poduszki” w zjonizowanych gazach przed rakietą co powodowało silne tarcie atmosferyczne i dobre hamowanie przy hipersonicznych prędkościach. Problem w tym że uruchamiając silniki powodujemy zdmuchnięcie tej poduszki sprzed rakiety i nie wiadomo czy nie było by lepiej/lżej/taniej po prostu ich nie uruchamiać. 

W planach jest nagranie lotu CRS-5 a także powiązanie danych z nagrań w podczerwieni z danymi z systemu telemetrii Falcona 9. Docelowo ma z tego powstać technika dostarczania ciężkich ładunków na Marsa z wykorzystaniem jak najmniejszej ilości paliwa.

Edycja – pojawił się film i artykuł z NASA:

Marek Cyzio Opublikowane przez: