KENNEDY SPACE CENTER, FL - O sonho ousado do fundador da SpaceX, Elon Musk, de reciclagem e reutilização de foguetes está cada vez mais próximo da realidade a cada dia que passa. Depois de uma série de testes experimentais de vôo, com o objetivo de aterrissar com segurança, as empresas passaram os primeiros estágios do Falcon 9 em terra e no mar no último semestre do ano, o ousado esforço alcançou outro marco importante ao concluir o primeiro teste de duração completa de um deles. boosters.
Na quinta-feira, 28 de julho, os engenheiros da SpaceX conduziram com êxito um teste estático de duração do motor do booster Falcon 9 recuperado de 156 pés de altura (47 metros) recuperado do primeiro estágio, enquanto mantidos pressionados em um banco de testes nas instalações de teste de desenvolvimento de foguetes da empresa em McGregor, Texas. Os motores funcionaram por cerca de dois minutos e meio.
A equipe da SpaceX aperfeiçoou as técnicas de pouso adotando as lições aprendidas após cada tentativa de campanha de pouso.
Quais são as lições aprendidas até agora nos desembarques da primeira etapa e, especialmente, nos desembarques difíceis? Há alguma alteração sendo feita na estrutura de reforço? Qual foi o desempenho do cenário de queima de aterrissagem?
Durante os recentes briefings de mídia da campanha de lançamento do SpaceX CRS-9 no Centro Espacial Kennedy da NASA em 18 de julho, solicitei algumas sugestões sobre o vice-presidente do SpaceX, Hans Koenigsmann.
"Aprendemos muito ... com os desembarques", disse Hans Koenigsmann, vice-presidente de Flight Confiabilidade da SpaceX, à Space Magazine durante os recentes briefings da mídia para o lançamento da reabastecimento de carga da estação espacial SpaceX CRS-9 em 18 de julho.
"Não há mudanças estruturais antes de tudo."
"O principal é proteger os motores", Koenigsmann elaborou, enquanto eles estavam em voo e "durante a reentrada".
O primeiro estágio do SpaceX Falcon 9 é equipado com quatro pernas de aterrissagem na base e quatro aletas de grade na parte superior para conduzir as tentativas de aterrissagem.
“Em geral, acho que o conceito de aterrissagem com as pernas, o número de queimaduras e a maneira como realizamos essas operações parecem funcionar bem”, disse Koenigsmann à Space Magazine.
Depois de se separarem do segundo estágio em velocidades hipersônicas de até cerca de 4.000 km / h, os motores do primeiro estágio são reacendidos para reverter o curso e fazer um backburn de volta ao local de pouso e desacelerar o foguete para uma aterrissagem suave, via retropulsão supersônica.
O desempenho adequado do motor é fundamental para permitir um touchdown bem-sucedido.
"O principal é proteger os motores - e garantir que eles funcionem bem [no espaço durante a reentrada]", explicou Koenigsmann. "E, em particular, a trajetória quente, por assim dizer, como as que chegam após uma carga útil rápida, como a carga de transferência geográfica, basicamente."
“Esses motores precisam ser protegidos para que funcionem corretamente. Isso é algo que aprendemos. "
O objetivo de Elon Musk é reduzir radicalmente o custo do lançamento de foguetes e o acesso ao espaço através da reutilização de foguetes - de um modo que um dia levará à sua visão de uma 'Cidade em Marte'.
A SpaceX espera refinar um booster uma vez voado ainda este ano, em algum momento do outono, usando o oceano Falcon da missão da estação espacial CRS-8 da NASA, lançada em abril, diz Koenigsmann.
Mas a empresa deve primeiro provar que o veículo usado pode sobreviver às tensões extremas e implacáveis do ambiente violento de voos espaciais antes de poder relançá-lo.
O teste de 28 de julho faz parte dos testes de longa duração e envolveu a ignição de todos os nove motores Merlin 1D de primeiro estágio usados alojados na base de um foguete de aterrissagem usado.
O primeiro estágio do Falcon 9 gera mais de 1,71 milhão de libras de empuxo quando todos os nove motores Merlin são acionados no banco de ensaios por um período de até três minutos - o mesmo que para um lançamento real.
Assista ao teste do motor neste vídeo da SpaceX:
Legenda do vídeo: A primeira etapa do Falcon 9, em maio de 2016, a missão JCSAT foi demitida por tempo integral nas instalações de desenvolvimento de foguetes da SpaceX em McGregor, Texas, em 28 de julho de 2016. Crédito: SpaceX
O Falcon Booster de 15 andares usado havia realizado com sucesso um pouso suave e intacto em uma plataforma oceânica após o lançamento de um satélite de telecomunicações comerciais japonês apenas dois meses atrás, em 6 de maio deste ano.
Apenas 10 minutos após o lançamento do satélite de telecomunicações JCSAT-14 em uma órbita geoestacionária de transferência (GTO), o primeiro estágio usado relitava um mecanismo Merlin 1D do primeiro estágio.
Ele conduziu uma série de três queimaduras de recuperação para manobrar o foguete para um local de pouso designado no mar ou em terra e desacelerá-lo rapidamente de velocidades supersônicas para um pouso suave propulsivo, intacto e na vertical, usando um quarteto de pernas de pouso que se desdobram nos momentos finais antes de um touchdown em baixa velocidade.
No entanto, embora a aterrissagem tenha sido vertical e intacta, essa aterrissagem em particular também foi classificada como 'aterrissagem forçada' porque o booster aterrissou em velocidade mais alta e os motores Merlin 1D do primeiro estágio sofreram danos pesados, como visto em fotos de perto e reconhecidos por Musk .
“O foguete mais recente sofreu danos máximos, devido à alta velocidade de entrada. Será o nosso líder de vida nos testes de solo para confirmar que os outros são bons ”, twittou Musk na época.
No entanto, tudo funcionou espetacularmente e este foi o primeiro a ser recuperado da trajetória muito mais exigente e de alta velocidade, entregando um satélite ao GTO.
De fato, antes da decolagem, Musk havia duvidado abertamente de um resultado de pouso bem-sucedido, pois esse primeiro estágio estava voando mais rápido e a uma altitude mais alta no momento da separação do segundo estágio e, portanto, era muito mais difícil desacelerar e manobrar de volta ao oceano. baseada em plataforma comparada às missões ISS, por exemplo.
Portanto, embora este não possa ser refletido, ainda serve a outro grande objetivo para os engenheiros que procuram determinar a longevidade do booster e seus vários componentes - como agora demonstrado audaciosamente pelo teste do motor de 28 de julho.
"Aprendemos muito mesmo nas missões em que as coisas dão errado com o pouso, tudo corre bem na missão principal, é claro", disse Koenigsmann.
No total, a SpaceX pousou e recuperou com sucesso cinco de seus primeiros boosters do Falcon 9 intactos e em pé desde que a história da primeira aterrissagem ocorreu há apenas sete meses, em dezembro de 2015, na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, na Flórida.
O lançamento e o pouso mais recentes ocorreram na semana passada, em 18 de julho de 2016, durante a dramática explosão da meia-noite da missão de reabastecimento de carga comercial SpaceX CRS-9 para a Estação Espacial Internacional (ISS), contratada pela NASA.
Veja os eventos estupendos que se desenrolam em fotos e vídeos próximos aqui.
Após cada tentativa de lançamento e pouso do Falcon 9, os engenheiros da SpaceX avaliam os dados volumosos e inestimáveis coletados, analisam o resultado e adotam as lições aprendidas.
O CRS-9 marca apenas a segunda vez que a SpaceX tentou um pouso em terra do reforço de primeiro andar de 15 andares na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral - no local chamado Zona de Pouso 1 (LZ 1).
Assista a este vídeo de detalhes requintados e detalhados, mostrando o pouso do primeiro estágio do CRS-9 na LZ 1, filmado pelo colega espacial Jeff Seibert da calçada da ITL no CCAFS - que concluiu dramaticamente com vários estrondos sônicos chocantes que disparavam pela Costa Espacial e muito além e acordando hordas de dorminhocos:
Legenda do vídeo: Este foi o segundo pouso terrestre de um booster SpaceX Falcon 9 em 18 de julho de 2016. Acabara de lançar a missão CRS9 Dragon em direção à ISS. O pouso ocorreu em LZ1, anteriormente conhecido como Pad 13, localizado no CCAFS e causou um boom sonoro triplo ouvido a 80 quilômetros de distância. Crédito: Jeff Seibert
A história que fez a primeira aterrissagem no solo ocorreu com sucesso na Zona de Pouso 1 (LZ 1) em 22 de dezembro de 2015 como parte da missão ORBCOMM-2. A Zona de Pouso 1 foi construída no antigo local do Space Launch Complex 13, um foguete da Força Aérea dos EUA e um campo de testes de mísseis.
A SpaceX também recuperou com sucesso os primeiros estágios três vezes seguidas no mar este ano, em uma barcaça de drones oceânicos usando o navio de drones OCISLY Autonomous Spaceport Drone (ASDS) da empresa em 8 de abril, 6 e 27 de maio.
O OCISLY está geralmente estacionado a aproximadamente 650 quilômetros da costa e a leste de Cabo Canaveral, Flórida, no Oceano Atlântico. A barcaça volta ao porto de Port Canaveral vários dias após o pouso, dependendo de muitos fatores como clima, permissão do porto e estado do foguete.
No entanto, ao tentar estender a série de touchdown para 4 seguidas durante a última tentativa de aterrissagem de navios drones após o lançamento das telecomunicações Eutelsat em 15 de junho para o GTO, o booster basicamente travou porque caiu muito rapidamente devido à pressão insuficiente dos motores de descida Merlin.
O foguete aparentemente ficou sem combustível líquido de oxigênio nos momentos finais antes do pouso, bateu com força, tombou e caiu no convés.
"Parece que o esgotamento precoce de oxigênio líquido causou o desligamento do motor logo acima do convés", explicou Musk via twitter na época.
“Parece que o impulso foi baixo em um dos três motores de pouso. Desembarques altos em g v sensíveis a todos os motores que operam no máximo. ”
"Aprendemos muito mesmo na missão em que as coisas dão errado com o pouso", explicou Koenigsmann. "Tudo corre bem na missão principal, é claro."
"Na verdade, é algo em que você conseguiu implantar com êxito e o pouso não funciona muito bem - e ainda assim é o pouso que recebe toda a atenção".
“Mas mesmo nesses desembarques aprendemos muito. Em particular no último pouso [do lançamento do Eutelsat], aprendemos muito. ”
"Acreditamos que encontramos uma maneira de proteger operacionalmente esses motores e torná-los mais seguros para a partida - e para atingir o máximo de potência e permanecer com toda a força".
O que exatamente significa "proteger os motores" significa "em voo"?
"Sim, quero dizer proteger os motores durante a reentrada", disse Koenigsmann.
"É quando os motores esquentam. Entramos com os motores voltados para o fluxo. Então são basicamente os motores diretamente expostos ao fluxo quente. E é aí que você precisa proteger os motores e os gases e líquidos que estão nos motores. Para garantir que nada aconteça e faça coisas engraçadas. ”
"Então, em todas essas séries de desembarques de navios drones foi extremamente bem-sucedido, mesmo quando não recuperamos todos os primeiros estágios [totalmente intactos]".
Fique atento à cobertura contínua das missões SpaceX e CRS-9 de Ken, onde ele reportou diretamente no Kennedy Space Center e na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, na Flórida.
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Assista ao meu vídeo da plataforma de lançamento do lançamento do CRS-9:
Legenda do vídeo: O SpaceX Falcon 9 decola com o navio de reabastecimento Dragon CRS-9 com destino à Estação Espacial Internacional em 18 de julho de 2016 às 12h45 EDT do Space Launch Complex 40 na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, Fl, como visto neste vídeo de perto da câmera remota Mobius posicionada no pad. Crédito: Ken Kremer / kenkremer.com
Assista a esta compilação de vídeo de lançamento e pouso do CRS-9 do colega espacial Mike Wagner:
Legenda do vídeo: Compilação de lançamento e pouso do SpaceX CRS-9 em 18/07/2016. Jornais locais relataram 911 pedidos de uma explosão alta a até 75 milhas de distância. Esse boom sônico parecia mais alto do que o primeiro pouso no Cabo em dezembro de 2015. Crédito: USLaunchReport
