Nella missione CRS-5 il primo stadio del Falcon 9 tenterà l’atterraggio su una chiatta

Ma quanto gli viene a costare questa piattaforma; non sarebbe stato meglio trovare un sito sulla terra ferma dove effettuare queste prove?

Prima di tutto dubito che sia semplice convincere le autorità che far tornare a terra un razzo che non è mai atterrato (in questa configurazione).
In secondo luogo, non credo che allo stato attuale del falcon 9, con dragon a pieno carico come Payload, resti abbastanza propellente per invertire la rotta e tornare indietro. Si tratta di un problema diverso.

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Michael, come mai supponi cio’? I dettagli sono scarsi ma sembrava che fosse gia’ tornato indietro, non troppo per motivi di sicurezza. Sicuramente viviamo in tempi molto interessanti! Vedremo come va. Adesso che Cygnus e’ esploso, lanceranno il prossimo Dragon piu’ in fretta???

Credo che la tempistica rimanga quella.
Sulla ISS non hanno problemi di approvvigionamenti e il carico di Cygnus non era “critico” in senso stretto.

Una chiatta molto stabile, presumo…gli atterraggi su piattaforme galleggianti non sono mai scontati nemmeno per mezzi più tradizionali. D’altronde se riesce sarà un grande successo.

Non mi pare ci siano indicazioni di un ritorno, e tra il riavvicinarsi alla costa e atterrare sulla terraferma ci sono grosse differenze in termini di safety.

No, non credo ci siano margini, ne rationale, per uno speedup di SpX-5 a causa di Orb-3.
Non ci sono mancanze di consumabili, i payload persi non possono essere sostituiti in tempo… L’unico impatto a breve termine (oltre ad una montagna di replanning) e’ che ci sara’ qualche accumulo di rifiuti a bordo, ma nulla di non gestibile.

tornato indietro? giammai!

SpaceX ha effettuato diversi tentativi, più o meno completi, più o meno riusciti, di controllare la fase di rientro in atmosfera del primo stadio del vettore Falcon 9 al termine della fase di spinta e dopo il completamento della traiettoria parabolica che lo porta a circa 140 km di altitudine massima e a velocità ipersonica al momento di rientro a contatto con gli strati superiori dell’atmosfera.

questi tentativi sono stati considerati particolarmente interessanti da NASA soprattutto per studiare il comportamento dei flussi dei gas della combustione emessi dai tre motori Merlin 1D accesi in direzione opposta al moto nell afase di volo supersonico, vedi http://www.forumastronautico.it/index.php?topic=22007.msg238589#msg238589

contestualmente hanno effettuato diversi tentativi, più o meno completi, più o meno riusciti, di controllare la fase di atterraggio sulla superficie del mare, cercando di fare arrivare il primo stadio con velocità prossima a zero e in assetto verticale (con i motori verso il basso).

non ho informazioni più specifiche, ma tutti i tentativi sono terminati con un bel tuffo in acqua, presumo sia nella stessa direzione della traiettoria di rientro non controllata che poco distante da dove sarebbe finito il primo stadio (o ciò che ne sarebbe rimasto) senza fare nulla.

per farlo tornare indietro e/o addirittura farlo tornare su terra ferma ci vorrà sicuramente molto più carburante e un profilo di volo molto più articolato (ovviamente IMHO).

E se invece di tornare indietro gli si facesse fare un balzo avanti? non sarebbe più semplice attraversare l’Atlantico piuttosto di fare dietrofront per la florida? Magari con un rimbalzo sull’atmosfera.

Però poi ci sarebbe da caricare lo stadio su una chiatta, farlo rientrare via mare… :fearful:

A me intuitivamente verrebbe da pensare che sia più conveniente fare il giro completo e riatterrare al punto di partenza anziché frenare da velocità orbitale e ritornare indietro, ma mi sembra ne avessimo già parlato…

corgius, persone competenti hanno analizzato il problema del ritorno al sito di lancio. Quoto una persona che non vuole essere riconosciuta pubblicamente; scusate la traduzione un po’ maccheronica dal suo inglese, non sono un buon traduttore:

  • sai quanto pesa all’incirca il serbatoio (razzo)
  • puoi stimare la sua velocita’ terminale
  • puoi quindi calcolare il terminal descent burn ed il rateo di massa per la componente verticale
  • puoi stabilire dov’e’ il primo stadio del F9 e la sua velocita’ orizzontale al momento della separazione; con questo si puo’ calcolare il “get home” burn ed il mass ratio per la componente orizzontale
  • sappiamo quindi la quantita; di carburante per le manovre di rientro nel loro complesso

dai calcoli si evince che devono sacrificare il 30% del payload massimo per le manovre di rientro, ma il Dragon pesa al massimo 9 tonnellate, contro le 13 che il F9 puo’ portare, quindi c’e’ un margine del 44% circa.

Per PURO DIVERTIMENTO ma puo’ essere utile capire il meccanismo, guardate questa simulazione:

A quanto per per ora SpaceX non ha dato nessun dato specifico per capire se e quanto siano “tornati indietro” ma cio’ non toglie che non ci son per ora elementi che dimostrino non siano in grado di farlo - forse Michael ha a disposizione altri dati?

blitzed, paolo_a: attenzione se parlate di far atterrare il primo stadio dall’altra parte dell’Atlantico o addirittura fargli fare un giro orbitale, mi spiace ma siete un ordine di grandezza fuori, questo e’ poco ma sicuro.

manoweb scusami, non ho scritto che non abbiano intenzione di farlo in futuro, ma che per ora non lo hanno fatto e che Spacex si sta preparando a fare un’altra cosa.

sicuramente l’obiettivo dichiarato è quello di fare rientrare il primo stadio sulla terra ferma nelle vicinanze da dove il Falcon 9 verrà lanciato, ma sarà certamente un risultato da raggiungere alla fine di un lungo processo di test e di verifiche sulle capacità di effettuare un atterraggio di precisione dalle condizioni particolari di un rientro in atmosfera a velocità ipersonica e di un atterraggio controllato di un tubone quasi vuoto con le zampe.

Elon Musk, al convegno del MIT dove ha annunciato l’atterraggio su una chiatta, ha dato il 50% di possibilità di riuscita, e che si pone l’obiettivo di portare questa percentuale al 90% alla fine di tutti i tentativi di atterraggio che verranno effettuati l’anno prossimo.

converrai che è meglio tentare e fare esperienze con questo genere di operazioni in mare aperto piuttosto che fare gli stessi tentativi rimandando sin da subito il primo stadio indietro su Cape Canaveral.

corgius, beh e’ quello che sto dicendo io. Non si tratta di mancanza di carburante, che dovrebbe esserci tutto, ma solo scrupoli per quanto riguarda la sicurezza. Fra l’altro il fatto che la terra ruoti “verso” il razzo, non fa che aiutare un rientro al sito di lancio, Cape Canaveral si muove a 400m/s verso il razzo, si puo’ calcolare che “aiuti” il rientro venendogli incontro di qualche centinais di km

Dico solo che ritorno e atterraggio sono due problemi diversi, e mi sembra saggio affrontare prima quello che e’ completamente indipendente da normative (si’, io sono piuttosto felice che ci voglia un’autorizzazione per far atterrare un cilindro di qualche tonnellata, so che dissentirai) e ha virtualmente zero rischi per il cliente.

Sul fatto che Cape Canaveral si muove verso est, considerando che la velocita’ iniziale e’ impartita al razzo prima del decollo e va dunque “bruciata”, non mi sembra un gran vantaggio. Sbaglio?

Michael - ma scusa siamo d’accordo sul tornare giu’ su una chiatta, io non l’ho mai messo in duscussione. Dicevi pero’ che non hanno abbastanza carburante, io sono invece convinto che i numeri ci siano tutti, e che possano TRANQUILLAMENTE tornare indietro, con anche un certo ampio margine, nei lanci Dragon.

Il vantaggio della terra che si muove verso il razzo e’ a mio parere utile: non va bruciata, anzi significa che occorre bruciare meno perche’ la velocita’ orbitale da raggiungere e’ fissa, non varia in base alla direzione. Anzi, si puo’ ottimizzare, se si riesce a discendere in modo piu’ lento di quanto si e’ saliti, occorre frenare meno sulla componente orizzontale dato che la terra viene incontro.

Sarebbe interessante verificare con degli schemi e dei calcoli tutti queste supposizioni, persone ben piu’ preparate di me hanno delle idee, ma sfortunatamente non sembre che nulla di ufficiale sia ancora trapelato da SpaceX. Se tentano di atterrare sulla chiatta pero’ immagino avranno molte piu’ telecamere e dettagli in modo da poter chiarire le idee.

Che comincino a mettere un vetro alla telecamera con una resistenza elettrica per evitare il ghiaccio!

Non per fare il contrastone a tutti i costi, ma mi sentirei di supportare Michael: mi potresti gentilmente spiegare come questa tua affermazione (“la Terra ruota e ti viene incontro”) può andare d’accordo con il fatto che il sistema di riferimento è proprio la Terra stessa? In valori assoluti, e prendendo un osservatore esterno, si potrebbe anche dire che hai ragione, ma stando all’interno del sistema Terra-Falcon 9 la velocità di rotazione della Terra è totalmente ininfluente ai fini dei calcoli di frenata. Non vorrei scrivere una scemenza (ma se vengo smentito mi cospagerò volentieri il capo di cenere perché questo è un argomento molto molto ostico per lil mio povero cervellino bacato), ma a me sembra che questo sistema possa rientrare nel “Principio di Equivalenza” di Einstein, quello che è alla base della Relatività Generale.

Per altro, un aereo in volo dall’Europa agli USA ci impiega di piu’ che nel verso opposto (a causa di correnti e jetstream http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=607 causati proprio dalla rotazione della terra). Non e’ il nostro caso, ma e’ controintuitivo se si pensa alla rotazione terrestre. Ma d’altra parte, se fai un salto non schizzi verso ovest a 300 metri al secondo, no?

Dato che non raggiungi la velocita’ orbitale in ogni caso, con il primo stadio, allo scopo di ritornare la rotazione terrestre e’ ininfluente. IMHO.

Ciao Mike. Qui siamo fuori dall’atmosfera quindi le correnti sono irrilevanti.
Se io faccio un salto, non esco dall’atmosfera, e non ho la possibiita’ di variare il mio dV mentre sono in volo.

Faccio un esempio estremo, discutiamone se volete. Parte di questi numeri sono quasi esatti, gli altri sono stimati, ma dovrebbero essere piu’ o meno verosimili.

  • per come sono messe le prestazioni dell’orbita, payload, e potenza del secondo stadio, questo deve essere sistemato ad 80km di quota a 2.4km/s, NON rispetto al suolo ma come velocita’ angolare rispetto al centro della terra.
  • dato che lanciamo verso est, e la terra gira a 400m/s dal punto di lancio, le prestazioni minime necessarie del primo stadio si riducono a 2km/s. Fin qui siamo d’accordo vero?
  • il primo stadio spinge per due minuti ed arriva ad 80km di quota e 2.4km/s di velocita’. Ipotizzo poi che a questo punto si trovi a 100km dal punto sulla terra che ospita il launch pad (tecnicamente non e’ il punto di lancio dato che la terra ruota).
  • una volta separato, continua nella sua traiettoria balistica a salire per un altro minuto, e poi ridiscende per un altro minuto prima di tornare ad 80km di quota. La velocity rimane pressoche’ intatta a 2.4km/s.
  • se una volta ottenuta la separazione io giro il razzo e do’ un bel colpo con i motori (ricordiamo ora la massa e’ una pizzola frazione del valore iniziale, inoltre buttiamo tutta la potenza sull’asse orizzontale) ipotizzo di dare un dV verso Ovest di 2km/s in 30 secondi.
  • significa quindi che per il restante minuto e mezzo prima di tornare a quota 80km il punto di lancio mi viene incontro a 400m/s, ovvero 36km; questi vanno a sottrarsi ai 100 che mi separano dal punto di lancio
  • man mano che scendo nell’atmosfera, la stessa mi verra’ incontro a velocita’ piuttosto sostenute, ma nulla che non possa essere gestibile con opportune manovre che NON SONO parte di questo esperimento astratto.

Che ne pensate?

Ma ragazzi, come fa un primo stadio a raggiungere la terraferma o ADDIRITTURA a valicare l’Atlantico partendo dalla Florida? La traiettoria è obbligata. La velocità è insufficiente e lo sarà sempre. Il che significa Oceano Atlantico e quindi chiatta. Quarant’anni di lanci spaziali insegnano. Per attivare la famosa opzione “flyback” con ritorno al sito di lancio bisogna alleggerire di molto il carico utile - ora non ricordo bene le cifre ma penso si tratti di una buona percentuale. L’equazione del razzo non perdona. Sempre che Falcon 1.1 non sia già sovradimensionato rispetto a Dragon e allora si, ma sicuramente c’è chi è più ferrato di me sulle caratteristiche del vettore e può confermare o smentire. Ma passerà del tempo - credo - prima che le autorità concedano l’autorizzazione a fare il tentativo di un ritorno al sito di lancio… Vedersi un coso di trenta metri che ti torna indietro in automatico sotto la sola spinta dei motori e rischia di finirti sulla testa è sempre un rischio…