E. Musk astronautinės technologijos

E. Musk, Falcon, Dragon

E. Musk, Falcon, Dragon – SpaceX astronautinės technologijos

Nuo Falcon 1 ik Falcon 9 FT

2018 metais Falcon Heavy kelianti Žemės orbiton 64 t krovinių (tiksliau: iškėlė Elon Musk Tesla Roadster 1237 kg automobilį), bet vykstant į Marsą reikėtų daugiau. Vietoj įprastų raketinių pakopų su lėkdintuvu viršūnėje, E. Musk sugalvojo SuperHeavy grąžinamąją startūno pakopą ir Starship marsūną. Keliasdešimt varytuvų stumiamas startūnas pakyla 70-80 km, Starship atsiskiria ir toliau greitinasi savais varytuvais. Super Heavy grįžta į kosmodromą. Marsūno konstrukcijai išbaigti ir bandyti naudoja storulį Starhopper su trimis varytuvais Raptor po 1,7-1,9 MN, imituojant startus ir grįžimus.

 E. Musk, Falcon, Dragon

2018 metais vasaryje Falcon Heavy į kosmosą iškėlė automobilį ir pavergė elektromobilių fanus

E. Musk, Falcon, Dragon

Starhopper testavimai vyks 2019 metais

Falcon 9 tobulinimas

Nuo 2010 metų SpaceX įvykdė per 70 Falcon 9 startų, tarp kurių nutiko 2 avarijos ir 1 dalinė nesėkmė. Patikimumas siekia 97 %. 27 kartus startūnų 1-sios pakopos buvo grąžinamos ir vertikaliai tupdomos į plūdurus ar kosmodromų aikšteles. Pradžioje 6 atvejai buvo nesėkmingi, bet vėliau 2017 m. – 18 sėkmingų.

E. Musk, Falcon, Dragon

Falcon 9 raketos vystymas

Falcon 9 I-osios pakopos grąžinimas

Technologija tokia: po 150 s intensyvaus kilimo 70 km aukštyje startūno 1-ji pakopa (o3,7×47 m ir 30-40 mln USD vertės) atsiskiria. Jos greitis tuo metu siekia nuo 1,7 km/s iki 2,3 km/s ir priklauso nuo išvedamo krovinio orbitos aukščio. Išvengdama antrosios pakopos varytuvų liepsnų, pirmoji pakopa atlieka nedidelį manevrą, apsisuka 180° (varikliais į priekį) ir pasiruošia trims pagrindiniams stabdymo manevrams:

Jei I-oji pakopa grįžta į netoli starto vietos esančią tūpimo aikštę, tai įjungia 3 varytuvus 40-čiai sekundžių, kilpos trajektorijos aukštis siekia 200 km, o didžiausias horizontalus atstumas nuo starto aikštelės siekia maždaug 100 km.

Jei leidžiasi į vandenyne plaukiojančią platformą, o palydovas išvedamas į LEO, tai I-oji pakopa iš inercijos juda balistine trajektorija skrieja iki 140 km aukščio, vėl trimis varytuvais 30-40 s mažinamas horizontalus greitis ir nukreipiama link platformos, kuri yra apie 300 km nuo starto vietos.

Jei leidžiasi į vandenyne plaukiojančią platformą, o palydovas išvedamas į aukštesnę orbitą nei LEO, tuomet I-oji pakopa dirba ilgiau, sunaudoja daugiau kuro ir įgauna didesnį greitį. Po atsiskyrimo I-oje pakopoje likusio kuro yra per mažai horizontalaus greičio sumažinimui ir ji balistine trajektorija, be stabdymo, skrieja link paltformos, plūduriuojančios maždaug 660 km nuo starto vietos.

Į atmosferą

Prieš įskriedama į tankius atmosferos sluoksnius, I-oji pakopa maždaug 70 km aukštyje lėtinasi iki 1-2 km/s greičio. Išskleidžiami grotuotieji vairai (nuo vartymosi) ir 10 s lėtinamasi vienu ar dviem varytuvais iki 40 km aukščio. Likus 30 s iki nusileidimo (esant pakankamam kuro likučiui bakuose), įjungiamas centrinis varytuvas. 4 atramos, 8 m ilgio kiekviena, išskleidžiamos kelioms sekundėms iki nusileidimo ir pakopa švelniai tupia į 91 x 52 m plūdurą Atlanto ar Ramiajame vandenyne ar aikštelę sausumoje.

Prieš galutinį stabdymą, 30 s iki nusileidimo, I-oji pakopa dar nenusitaiko į platformą. Taip siekiama išvengti platformos sugadinimo, jei varytuvas neįsijungtų. Paskutinis nusitaikymas vyksta jau po varytuvo įsijungimo.

E. Musk, Falcon, Dragon

Titano vairai stabilizuoja Falcon 9 pirmos pakopos nusileidimą

Dar 2016 gegužės 6 d. Falcon 9 pakilo 67 km, 158-ją sekundę 1-ji pakopa atsiskyrė lėkdama 2,3 km/s ir 520-ją sekundę nutūpė į plūdurą už 660 km nuo kosmodromo. 2018 m. gruodį Falcon 9 startavo su trečią kartą atnaujinta 1-ja pakopa ir sėkmingai iškėlė net 64 satelitus.

Falcon Heavy ir Tesla

Gi Falcon Heavy pakeltas lėkdintuvas su Tesla automobiliu ir manekenu jau nutolo 365 Gm, skriedami aplink Saulę 557 parų (48 Ms) periodu. Pakartotino naudojimo bandymuose buvo matuojami detalių dilimo ir terminio senėjimo procesai, tad prireikė konstrukcinių patobulinimų: restartinių degimo sistemų, pritaikytų viršgarsiniams greičiams grįžtant į tankią atmosferą; titaninių grotuotųjų vairų aerodinaminiam nukreipimui į tūpimo aikštelę; keturių 8 m 2,1 t atramų su helio amortizatoriais; droseliavimo įtaisų varytuvų stūmai reguliuoti tupiant; naujoviškų navigacinių valdiklių nuo vartymosi ir slenkstinių efektų.

E. Musk, Falcon, Dragon

E. Musk, Falcon, Dragon

Falcon 9 pirmoji pakopa sėkmingai nutūpė ant Of course I still love You Atlanto vandenyne

SpaceX pasižymi ir gilia nesėkmių analize: 2016 m. Falcon 9 sprogimo starto aikštelėje (užpildant kuru raketą); 2017 m. Falcon sutrikimo, bandant patobulintų Merlin varytuvų kompleksą Block-5 ir kt.

E. Musk, Falcon, Dragon

Po Falcon 9 sprogimo užpildant raketą kuru, SpaceX pakeitė kuro užpilymo procedūras

SpaceX įsteigimas ir Starlink projektas

SpaceX – Hawthorne (56 tūkst gyventojų Los Angeles priemiestis) E. Musk 2002 m. įsteigta buvusioje Boeing 747 gamykloje įmonė, dabar turinti apie 6 tūkst darbuotojų, 3 tūkst partnerių, 3 bandymų poligonus su 11stendų varytuvams ir startūnams, 3 kosmodromines aikšteles SLC-40 (Falcon-9 startams Canaveral); SLC-4 (Falcon Heavy Vanderberge) ir LC-39A (Merritt saloje) bei eksperimentinį kosmodromą Boca Chica.
Globaliniam 2,5 Gbit/s internetui (Starlink interneto palydovų debesis) ruošiamasi pagaminti ir į orbitas paleisti 4425 satelitus po 150 kg iki 2021 m., kurie orbituos aplink Žemę 1100 -1400 km aukštyje.
Startavęs kovo 2 d Dragon Crew erdvėlaivis yra 4,2 t o3,6×2,9 m didumo, turįs 10 m³ gyvenamo (10-46°C temperatūros, 97 kPa slėgio, 25-75 % drėgnio) tūrio, 14 m³ negyvenamo su 12-18 Superdraco varytuvų po 400 N ir terminį gaubtą iš naujoviškos PICA-X medžiagos (iki 1600 °C) bei 34 m³ talpumo stuomenį kroviniams (iki 6 t starto ir iki 3 t grąžinamų), taipogi 2 skydus saulės elementų 1,5-2 kW su 4 ličio akumuliatoriais.

Erdvėlaivis Dragon Crew

7 vietų astronautams kabinoje lėkė manekenas Ripley ATD (Atmospheric Test Dummy). Apie jį patikimumo tarnybos vadovas H.Koenigsmann sakė “šis manekenas padės inžinieriams matuoti aplinkos savybes ir poveikius žmogaus kūnui, taip ruošiantis saugioms astronautų kelionėms”. Tarp krovinių TKS – GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation) lazerinis miškų Žemėje ūgio matuoklis ir Robotic Refueling Mission-3 įrenginys. Pastarasis išbandys kriogeninį kurą (skystą metaną) orbitoje. Taip pat maisto, vandens, reikmenų. 660-ją lėkio sekundę Dracon Crew atsiskiria nuo startūno ir pradeda orbitą link TKS. Falcon 9 pirmoji pakopa tūpia į OCISLY. Dragon Crew TKS pasiekia po paros ir prisijungia. Įgulos nariai A. McClin, D. Saint-Jacques ir O. Kononenka įeis vidun pasisveikinti su Ripley ir apžiūrėti kabinos su 4 iliuminatoriais bei krovinių.

Tūpimo platformos

E. Musk tebekuria naujas idėjas, jas realizuoja, net rūpindamasis ir įdomesniais pavadinimais. Pvz tūpimo platforma “Of course I still love you – OCISLY” – Žinoma, Tave tebemyliu (startas iš Floridos, tūpimas Atlante). Tūpimo platforma “Just read the instructions” – Tuoj skaitau nurodymus (startas Vanderberge, Kalifornijoje, tūpimas Ramiajame).

Grasshopper strykčiojimai

Grasshopper – tai vertikalaus pakilimo ir nusileidimo testavimo raketa, siekiant sukurti ir išbandyti SpaceX daugkartinių raketų technologijas. Apie Grasshopper pirmą kartą SpaceX paskelbė 2011 metais, o 2012 metais buvo pradėti raketos pakilimo mažu greičiu į nedidelį aukštį ir nusileidimo testavimai.

SpaceX testavo varytuvus Merlin-1D, panaudodama 32 m aukščio Falcon 9 pirmą pakopą. Testai vyko nuo 2012 metų rugsėjo 21 dienos, kai Grasshopper viršun stryktelėjo vos 0.8 m, iki 2013 lapkričio 7 dienos, kai per 79 sekundes pakilo į 744 m aukštį ir nusileido atgal. 2014 metais buvo vykdomi 49 m aukščio raketos Falcon 9 pirmos pakopos – F9R Dev1 – testai.

E. Musk, Falcon, Dragon

2013 spalio 16 diena – Grasshopper stryktelėjo į 744 m aukštį

Vienas iš F9R Dev1 testų

Testuojamas 32 metrų aukščio Falcon 9 pirmosios pakopos vertikalus paikilimas ir nusileidimas


Komentarai apie “E. Musk astronautinės technologijos”

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *