Редактор Гиктаймс
1,3
рейтинг
10 января 2015 в 13:16

Первая ступень Falcon-9 приводнилась на морскую платформу

Сегодня, 10 января 2015 года, первая ступень ракеты-носителя Falcon-9 приводнилась на роботизированную морскую платформу в Атлантическом океане. Грузовик Dragon успешно вышел на орбиту и приближается к МКС. Первая ступень смогла попасть в платформу размером 50 на 90 метров, но посадка получилась жёсткой. Посадочная платформа цела, лишь некоторое оборудование на ней будет нуждаться в замене, пишет Илон Маск у себя в твиттере:





Видео посадки ракеты пока недоступно. Как пишет Маск, оно очень тёмное и мутное. Точную картину посадки придётся восстанавливать из кусочков видеосъёмки, данных телеметрии и анализа повреждений ракеты при контакте с платформой.

Испытание технологии многоразовых ракет прошло в рамках пятой миссии SpaceX по доставке груза на МКС в рамках контракта с НАСА (CRS-5). Во время предыдущих пусков были испытаны отдельные элементы мягкой посадки — раскладные опоры, перезапуск двигателей после отделения второй ступени и перед касанием поверхности, решетчатые аэродинамические рули и мягкая управляемая посадка в океан.

image
Схема сегодняшнего пуска, сделанная Джоном Россом из NBC news

Сегодняшний пуск изначально был запланирован на 19 декабря. Однако из-за технических проблем его перенесли на 6 января. Вторая попытка пуска тоже не состоялась — за 1 минуту 21 секунду до пуска обнаружились неполадки в системе управления вектором тяги двигателя второй ступени. Для полётов к МКС "стартовое окно" (время, в течение которого взаимное расположение космодрома и цели полёта позволяет запустить ракету) представляет собой узенькую «щёлочку» в одну секунду шириной. Малейшая задержка приводит к переносу пуска на несколько дней. Старт миссии CRS-5 с мыса Канаверал был переназначен на 4:47 утра 10 января по местному времени (12:47 МСК).


Видео сегодняшнего запуска

По мнению Илона Маска, многоразовые ракеты-носители уменьшат стоимость выведения груза на орбиту в несколько раз. Когда технология мягкой посадки будет полностью отработана, ракеты смогут садиться на тот же самый космодром, с которого они взлетали, проходить техосмотр, заправляться и снова взлетать уже через несколько дней.

Испытания многоразовых ракет сначала проводились на уменьшенном макете ракеты Falcon, который получил название Grasshopper («Кузнечик»). SpaceX успешно провела несколько пусков этой ракеты, во время которых она поднималась на высоту в несколько сотен метров и возвращалась на место старта. Затем отработанные на «Кузнечике» технологии постепенно переносились на Falcon. испытания многоразовых ракет компания Маска проводит параллельно с грузовыми рейсами на МКС по контракту с НАСА. До отделения второй ступени Falcon ведёт себя как обычная ракета, но вместо простого падения первой ступени в воду производится очередной эксперимент.


Полёт «Кузнечика»

Первое испытание элементов мягкой посадки во время реальной миссии по выводу груза на орбиту состоялось 29 сентября 2013 года. Ракета вывела на орбиту несколько спутников, а затем попыталась совершить контролируемое снижение и торможение без посадочных опор. Испытание прошло неудачно из-за вращения первой ступени — эффект центрифуги во вращающемся корпусе привёл к перебоям в подаче топлива, и ракета разбилась.

18 апреля 2014 года испытания прошли более успешно. Чтобы не рисковать, ракету решили посадить в океан — над поверхностью земли неточность в позиционировании ракеты могла привести к жертвам и разрушениям. На ракете были установлены раскрывающиеся опоры для посадки. Изменение траектории и торможение прошли по плану. Опоры раскрылись, и, по данным телеметрии, первая ступень вошла в воду вертикально и с достаточно низкой скоростью. К сожалению, из-за шторма её не удалось быстро найти и поднять на борт поискового корабля. Волны разбили ракету и она утонула. Совместными усилиями специалистов НАСА и энтузиастов удалось восстановить сильно повреждённое видео с камер ракеты во время посадки:



В июне прошли испытания аэродинамических решетчатых рулей, которые помогают управлять ракетой в атмосфере. Решетчатые рули компактнее обычных, легко складываются и раскладываются, требуют менее мощных приводов, а также лучше работают на больших углах атаки. Впервые их начали использовать в 50-х годах в СССР, и они установлены на многих советских и российских управляемых бомбах, тактических и стратегических ракетах. В США такие рули впервые были применены в фугасной авиационной бомбе GBU-43 в 2000-х годах.

Решетчатые рули отлично работают на сверхзвуковых и дозвуковых скоростях, однако уступают обычным на околозвуковых. Это прекрасно подходит для многоразовой ракеты — она активно маневрирует у самой земли, непосредственно при посадке, и при входе в атмосферу на скоростях порядка нескольких М. Как заметил Маск, отвечая на вопросы пользователей Reddit, «атмосфера на скорости в 4 М напоминает густую патоку», поэтому использование аэродинамических рулей намного эффективнее маневрирования ракетным двигателем.



14 июля состоялось очередное успешное приводнение первой ступени. Хотя морская вода повредила ракету, этот пуск позволил собрать важные данные о работе её систем.



Вот так выглядело приводнение со стороны (снято с самолёта):



UPD: Стала известна причина не совсем удачной посадки — в гидроприводах решетчатых рулей не хватило рабочей жидкости. Рули отработали отлично на сверхзвуковой скорости при входе в атмосферу, но оказались парализованными в последние мгновения полета. Как объясняет Маск, в отличие от обычных гидроприводов, в его ракете использована незамкнутая схема — рули работают всего 4 минуты, и приводы получаются проще и легче, если отработавшую жидкость просто сливать за борт. Во время следующего испытания запас жидкости будет увеличен в полтора раза:

Илья Сименко @ilya42
карма
469,7
рейтинг 1,3
Редактор Гиктаймс
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (63)

  • +39
    Слава Маску!
    • +65
      Инженерам Слава!
      • +20
        А что по этому поводу думает сам Слава?
    • 0
      Почему вы не поёте такие дифирамбы разработчикам сверхскоростных поездов на магнитной подушке, например?
      • +39
        Сверхскоростные поезда — это комфорт.
        Космические ракеты — это мечта.
      • +5
        Почему бы и им не петь? Я не пою, но тоже восхищаюсь. Скорости выше 500км/ч на земле, любыми методами, этого достойны.
      • +15
        Если Hyperloop будет тем, чем обещают — очередной революцией в транспортной системе — то будет уже тройная «Слава!» — за Tesla, Hyperloop и Falcon. :)
      • 0
        Ну я пою. Но маглевы это уже прошлый век, а ракеты которые садятся на хвост пока были только в книжках.
        • 0
          Ну почему, в играх тоже были. Pijamarama например
          • 0
            Пятью годами ранее… Lunar Lander
      • +2
        Потому что в детстве все мечтают стать космонавтами, а не машинистами. Странные вопросы задаёте, ей-богу.
        • 0
          Детские мечты != мечтам взрослого человека. Детские мечты в этом смысле и не мечты вовсе. Ребёнок отвечает «хочу быть космонавтом» потому, что так, извините, принято отвечать. Все так отвечают. Никто в детстве не задумывается над смыслом этого.
          • +1
            Я задумывался и хотел не потому что «все хотят», а потому что мне это было интересно, да и сейчас интересно. Более того, если мне вдруг скажут, что я таки могу полететь в космос, я не откажусь (:
  • +1
    посадка получилась жёсткой

    Интересно, что он хотел этим сказать?
    Слишком высокая скорость посадки или ракета разбилась о платформу?
    • +1
      как пишет другой источник, что ракета не разбилась, но некоторые элементы были повреждены и нуждаются в замене.
      То есть не все так гладко как планировалось, ну и не все так гадко чтоб забросить.
      • +6
        Посадочная платформа цела, лишь некоторое оборудование на ней будет нуждаться в замене

        Это ведь о платформе, а не о ракете.
        • 0
          Побитая посадочная платформа — тоже не очень хорошо. Думаю, что либо скорость была слишком большой и ракета пробила платформу, тогда у неё (у ракеты) разбиты «ноги» и вся нижняя часть, либо ракета при посадке накренилась и рухнула на всё окружающее, тогда повреждения ракеты минимальны (ну может камеры поломала, да помялась чутка), а вот оборудование на платформе вполне могло быть разбито, либо скинуто в море.
          В любом случае, будем ждать официальных известий.
          • +3

            Закончилась рабочая жидкость в решетчатых рулях прямо перед посадкой.
            Далее пишет, что в следующем месяце возьмут ее с солидным запасом.
            Удивительно, что проблема была, похоже, только в этом. И был огромный шанс, что все получится.
            • +1
              Следующий запуск только в следующем месяце… Блин, вот большая проблема всех этих космических разработок: большие паузы между запусками… А ведь любопытство так и жжёт изнутри, хочется поскорее узнать результат!
              • 0
                Они еще и дорогие )
                Зато как это все тренирует работу инженерной мысли… )
              • +2
                Ну тут хоть месяц, между полетами Ангары намного больше, а ведь хочется тоже чтобы уже быстрее летать начала не в тестовых режимах.
  • +3
    Невероятные ощущения от видео с летящим в обратную сторону куском ракеты
  • +6
    минутку…

    1. «Жесткая посадка».

    2. «Сам ship в порядке».

    То бишь ракета разбилась от платформу, не слишком ее — платформу — повредив? И видео не будет, потому что… Потому что.
    • +6
      … потому что темно и ничего не видно.
      • 0
        К тому же есть видео с самолёта, на котором (видео) видно, что всё выглядит неплохо, хоть в конце камера смотрит мимо. Тащем-та, повод для оптимизма явно есть (:
        • +5
          Видео с самолёта в посте — старое. И ситуация на видео отличается от сегодняшней отсутствием платформы как таковой.

          Или у вас есть какое-то видео сегодняшнее? :)
          • 0
            Гм. Я думал видео сегодняшнее.
        • +1
          Маск говорит что будут собирать видео посадки по/из частей.
        • 0
          Повод для оптимизма есть, но судя потому как медленно и нежно ракеты ставят на стартовый стол, до полного оптимизма еще далеко.
          • –1
            Ну все же при старте ракета заправлена до верху топливом — поэтому она тяжелая и взрывоопасная. А на спуске ракета легкая и пустая.
            • +6
              Эм. Их же заправляют после установки на стол.
              • 0
                Но всё равно при старте на ней еще 1-2 ступени и спутник.
                • 0
                  Вы, видимо, имели в виду не «при старте», а «при установке на стартовый стол».
    • +2
      Может быть и такой вариант, что при посадке что-нибудь погнулось-покорёжилось, так что ракету не получилось бы через пару дней запустить снова, как они хвалятся. В любом случае это уже больше вопрос тонкой подстройкой алгоритма посадки, чтобы в следующий раз он тормозил немного сильнее. Главное сделано — ракета не упала в океан и не разнесла посадочную платформу в щепки. Убытков кроме повреждения платформы (а они, как говорят, не значительные) всё равно нет, потому что в нормальной ситуации первая ступень должна была бы утонуть. Думаю в следующий раз они смогут приземлится и мягко.
      • –1
        Вообще-то убытки в дополнительной сложности ракеты и дополнительном количестве топлива
    • +10
      Например, если ваш автомобиль во время парковки неудачно заденет бампер соседнего автомобиля, это тоже будет считаться 'жесткой парковкой', но считать что вы разбили автомобиль — это занудство.
      • 0
        Не совсем корректное сравнение, у автомобиля гораздо меньше критические важных для выполнения своей основной функции частей. Вы можете спокойно ездить без бампера, без дверей, с неработающими отдельными передачами в коробке, с частично неисправной электроникой, без глушителя и на приспущенных шинах. А вот у ракеты почти любая деталь — критическая для функционирования.
        • +1
          Не согласен с замечанием, так как после приземления многоразовая ступень пройдет полный техосмотр с заменой и починкой всего критически важного и это чуть ли не штатный режим ее работы, грубо говоря еще одни расходники, как масло, фильтры, дворники в автомобиле.
          • –1
            Тогда это противоречит концепции Маска о том что ступень должна быть готова к новому запуску максимум через 10 часов и в целом концепции глубокой многоразовости. Его идея, что собственно и есть инновация, в том что ступень возвращается по сути абсолютно целой и неповрежденной, поэтому допустимы лишь самые минимальные повреждения при посадке.
            • +4
              Ну так это всего лишь первый раз ракета села на баржу, а вы уже хотите, чтобы она с этой баржи сразу же и взлетала. Сегодня главное что сама идея оказалась технически возможной. Уже ж испытания на «боевой» ракете были, которая успешно запустила корабль на МКС. Теперь остается допилить алгоритмы посадки. Пусть даже для начала не вся ступень будет спасаться, а к примеру только движки, это уже будет заметный прогресс.
      • +21
        «Парковка получилась жесткая, но гараж почти не пострадал, надо лишь заменить пару стеллажей»
  • +1
    «…По мнению Илона Маска, многоразовые ракеты-носители уменьшат стоимость выведения груза на орбиту в несколько раз…»
    Серьезная конкуренция для России, которая на сегодняшний день, занимает ведущее место по запускам коммерческих спутников.Да и Китай в затылок дышит.Да…Прийдется поднапрячься!
  • +1
    Всё делят шкуру медведя. Сравнивать окончательно нужно по факту уже, со статистикой. Любое инженерное решение имеет как плюсы, так и минусы. Покажите лучше статью, где бы рассматривались достоинства и недостатки такого многоразового использования.
    • +4
      Тот же Маск говорит, что запуск Falcon 9 стоит 60 миллионов. Топливо стоит 0,2 миллиона (всё доллары США).
      Двигатели стоят гораздо дороже топлива и если получится использовать их повторно, то экономия огромная (второй пуск по цене топлива). Особенно если можно будет делать запуск через 10 часов.

      Всё остальное — недостатки.
      Надо больше топлива (чтобы посадить ступень, чтобы тащить лапы для посадки)
      Надо иметь более сложную электронику и инфраструктуру
      Надо иметь хорошую погоду в 2-3-х точках вместо одной
      Надо делать сложную диагностику между полётами и думать как ремонтировать мелкие поломки. Никто не думает про ремонтопригодность ракеты. (сравните стоимость ремонта телефона и стоимость нового)
      Надёжность повторных пусков ниже (та же усталость металла и прочие изменения от перегрузок и вибрации)

      У многоразового Space Shuttle не использовался только основной бак, так запуски были гораздо дороже Союзов.
      В общем надо посмотреть, что получится в итоге.
      • 0
        Тут, знаете, есть некоторые вопросы. Повторное использование двигателей == повышение риска отказа. Недавно у Orbital Sciences взорвался «восстановленный» НК-33, который просто на складе долго пролежал, а не в космос летал.
        • 0
          Так а я о чём? И не только двигатели, но и корпус.
          И не совсем понятно как их диагностировать (не снимая двигатель) и как ремонтировать, если что.
          Но разница в цене большая. Хотя что будет в итоге не понятно.
        • +2
          У нас есть двигатели (РД-191) сертифицированные на 10 запусков. Учитывая что нам пока не на чем 10 раз их запускать, а они уже есть — задача не выглядит не то что невыполнимой а даже особо дорогой.
          Особенно с учетом того что у Маска ЖРД открытого цикла которые менее эффективны, но гораздо проще в реализации.
          Возможно переход на более эффективные ЖРД закрытого цикла (с большим импульсом) позволил бы отыграть массу потерянную на опорах и доп оборудовании.
          • 0
            Маск писел на reddit-е, что его двигатели — на 40 раз.

            Я же сомневаюсь даже в надежности «всего» 10 раз для РД-191 :-)
            • 0
              Маск может написать любое число, которое во-первых, производит вау-эффект, и во-вторых, выглядит более-менее реалистичным для потенциальных инвесторов (и поклонников :). Пока и у «нас», и у «них» только данные лабораторных испытаний, а не реальная статистика. И я скорее поверю в «наши» РД, чем в «их» :)
          • 0
            переход на более эффективные ЖРД закрытого цикла (с большим импульсом) позволил бы отыграть

            Американцам помогает сама природа. Более выгодное расположение космодрома на мысе Канаверал по сравнению с Байконуром (ближе к экватору) съедает все преимущества ЖРД закрытого цикла. Россия вынуждена напрягаться существенно сильнее, чтобы получить результаты, сравнимые с американскими.
            • +1
              >> Более выгодное расположение космодрома на мысе Канаверал по сравнению с Байконуром (ближе к экватору) съедает все преимущества ЖРД закрытого цикла.

              Не все преимущества. Разница «бесплатного» приращения скорости между Байконуром и мысом Канаверал примерно 200 м/с, а основные потери на этапе работы первой ступени — гравитационные, и составляют до 2000 м/c, что при разнице удельного импульса ЖРД в 30 единиц может давать увеличение стартовой массы тяжелой ракеты в сотни тонн, а при использовании твердотопливных ускорителей с удельным импульсом заметно ниже 300 (как у Шаттла или Титана 4) прибавка в весе может быть и в районе тысячи тонн.
  • +1
    Автор, с чего Вы взяли что в несколько раз. По словам Маска в сотни раз :) если так, то оно того стоит…

    “If one can figure out how to effectively reuse rockets just like airplanes, the cost of access to space will be reduced by as much as a factor of a hundred. A fully reusable vehicle has never been done before. That really is the fundamental breakthrough needed to revolutionize access to space.”

    --Elon Musk

    www.spacex.com/news/2013/03/31/reusability-key-making-human-life-multi-planetary
  • –2
    Один момент непонятен: если в планах сажать собираются в точку взлёта, то зачем все эти эксперименты с платформой? На неё ведь посадить априори сложней: в море часты штормы и плохая видимость, а платформа перемещается (причём по высоте тоже)…

    Ведь я правильно понимаю, что для посадки в ту же точку достаточно сделать виток вокруг Земли, и никаких дополнительных расходов это не потребует?

    • +8
      Для этого придется первую ступень на орбиту выводить. Поэтому понадобится нулевая ступень.
    • +2
      Потому что эксперименты с мягкой посадкой совмещены с коммерческими запусками (на МКС), траектория которых предполагает падение первой ступени в океан. На данный момент с космодрома в США наиболее логично и экономично учиться приземляться на воду, а затем технология может быть заимствована другими странами, у которых траектория выведения идет по суше. А сделать виток вокруг Земли — это дополнительное топливо для вывода на орбиту, корректировка траектории и т.д.
      • 0
        А почему только другими странами? Маск планирует частный космодром в Техасе (вроде бы), когда возврат ступени сделают безопасным и будет разрешение от властей.
    • +3
      Нет, посадить в точку взлёта не получается.
      Не получается ракете с одной ступенью набрать 8 километров в секунду на орбите. Если бы получалось…
      Википедия про Протон говорит, что первая ступень (65% от стартового веса) отделяется на высоте 42 км и скорости 1724 м/с (всего 5 Махов!). Про Falcon у них ничего нет. Надо заметить, что у Протона 3 ступени, а не 2 как у Falcon9, могут быть отличия

      Так что первая ступень плюхнется не очень далеко от старта и именно её они хотят подобрать. На ней самые мощные двигатели и самые большие баки

      • 0
        Меня смутила первая картинка в посте. По ней выходит, что первая ступень поднимается выше полезной нагрузки чтоб уйти на разворот. Действительно абсурд.
        • +2
          Думаю картинка неправильная. У них первая ступень с неработающим двигателем летит выше, чем вторая ступень с работающим.
    • +2
      >>> Один момент непонятен: если в планах сажать собираются в точку взлёта, то зачем все эти эксперименты с платформой? На неё ведь посадить априори сложней: в море часты штормы и плохая видимость, а платформа перемещается (причём по высоте тоже)…
      Космодром дорогой, а платформу, если что — не жалко.
      • +1
        В дополнение в статье же написано: чтобы избежать жертв в случае ошибки при посадке. Вдруг ракету отнесёт на пару километров в сторону, а там село «Гадюкино», или лес, который может загореться. В общем — безопаснее, таки, на воду.
    • +9
      /лицедлань с размаху/

      Господа, поиграйте уже в Kerbal Space Program, а? Сотня-другая ракет и такие наивные вопросы вам самим станут смешны…
  • 0
    А, что за кусок отвалился и улетел восвояси на 28:55 в видео запуска?

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.