Nous volons et nous asseyons avec le Falcon 9R

Dans la nuit de lundi, le lancement de la fusée Falcon 9R devait avoir lieu (reporté d'une journée), qui sera spécial de trois manières à la fois. Premièrement, une nouvelle version du lanceur (v. 1.2) avec une poussée du moteur accrue et une grande quantité de carburant dans la deuxième étape devrait démarrer. Deuxièmement, cette mission est la reprise des vols après un accident d'été et une pause de six mois. Et troisièmement, pour la première fois pour SpaceX et dans toute l'histoire de l'astronautique, une tentative sera faite pour un atterrissage en douceur de la première étape du cosmodrome de lancement. Pour accomplir la dernière tâche de la première étape, il faudra faire demi-tour après la séparation, freiner, éteindre la vitesse horizontale, faire demi-tour pour le freinage final, aller dans la zone d'atterrissage et effectuer un atterrissage en douceur. Heureusementgrâce au merveilleux script pour Orbiter, nous pouvons regarder ce processus presque comme des téléspectateurs directs.

La préparation

Pour un vol virtuel avec la fusée Falcon, il nous faut:

• Orbiter lui-même
• Addon Falcon 9R
• Supplément pour le lancement d'OG2

Ordre d'installation: d'abord Orbiter, puis l'addon Falcon 9R, puis l'addon OG2.
Le script ne nécessite aucun pilotage et est bien adapté pour explorer le simulateur.

Un peu de théorie

Au moment de la séparation des première et deuxième étapes, le Falcon 9 est situé à une altitude d'environ 90 km et se déplace à une vitesse de deux kilomètres par seconde. Pour revenir au début de la première étape, il est nécessaire d'éteindre la composante horizontale de la vitesse et de commencer à accélérer dans la direction opposée. Le profil de vol est bien illustré par ce schéma:


La même photo en grand format

Les zones orange du moteur sont marquées, après séparation, les moteurs du premier étage seront mis en marche trois fois de plus. Tout d'abord, sur trois moteurs, la scène éteindra la vitesse horizontale et accélérera vers le cosmodrome. Ensuite, également sur trois moteurs, l'étape ralentira, passant de 90 à 50 km, car la fusée a une très petite section et est mal freinée par le flux venant en sens inverse. De plus, une visée plus précise en mer près du point d'atterrissage (en cas de panne moteur au stade final) sera très probablement effectuée sur ce site. Ensuite, avec le troisième démarrage d'un seul moteur, la fusée s'éloignera d'un chemin sûr et atterrira sur le principal ou quatre sites de rechange. Entre les lieux de départ et d'atterrissage est à seulement 9 km.



Ce qui est curieux, malgré le fait que le retour à la rampe de lancement n'a jamais été utilisé dans l'histoire de l'astronautique, ce mode a été élaboré pour la navette spatiale. En cas d'accident au début du vol, la navette devait passer en mode RTLS Abort (Return To Launch Site - retour au point de départ). Immédiatement après la réinitialisation des accélérateurs à combustible solide, la navette a dû faire demi-tour, couper la vitesse (à un moment donné, elle aurait «suspendu» à une vitesse horizontale nulle, ce qui énerverait considérablement les astronautes, malgré la compréhension de la physique du processus), accélérer dans la direction opposée et atterrir sur l'aérodrome Cap Canaveral. Ce mode n'a jamais été utilisé, mais il a été entièrement conçu, testé, programmé et des astronautes y ont été formés.

Volé!

Revenons à Falcon 9. Nous avons besoin d'un script de lancement OG2.



Nous commençons



Tout est très beau, mais la nuit l'atterrissage sera moins spectaculaire. Par conséquent, un peu de triche. Tout le monde aura 01:25 UTC, et nous avons déjà le matin. Vous pouvez sauter le temps en avant en accélérant le temps en T et en renvoyant la vitesse normale en R , mais il vaut mieux faire quelque chose de plus élégant - en utilisant Ctrl-F4, nous ouvrons l'éditeur de script et rembobinons le temps pendant 15 heures UTC.



C'est bien mieux:



appuyez sur le bouton V , et la fusée s'envole. En F2, nous passons à la caméra près de la fusée:



Nous approchons de la vitesse du son. L'auteur du scénario n'était pas trop paresseux pour dépeindre l'effet Prandtl-Gloert derrière le carénage de tête (brume de condensation de la vapeur d'eau dans des endroits avec une pression d'air réduite à proximité de l'avion):



Altitude 90 km, vitesse 1,8 km / s. Les données exactes dans le diagramme de séquence de vol ne sont pas encore connues, mais ces valeurs approximatives sont proches de la vérité - personne n'a annulé la balistique et les lois de la physique. Séparation du premier étage:



En appuyant sur F3 , nous passons au premier étage:



Il est activement déployé sur les moteurs à gaz avec une orientation de freinage:



En appuyant sur la touche F1 , vous pouvez passer en mode cockpit, où l'automatisation fonctionne avec puissance et principal.



Veuillez noter qu'à vide, la réserve de carburant vous permet de modifier la vitesse jusqu'à 2,8 km / s. Ce carburant pourrait aller disperser la fusée entière, et un simple calcul utilisant la formule de Tsiolkovsky montre qu'il reste environ 30 tonnes de carburant dans les réservoirs. Une telle quantité serait suffisante pour donner environ 500 m / s supplémentaires au deuxième étage. C'est beaucoup, et une étape unique aurait une capacité de charge plus élevée. Hélas, tels sont les frais de réutilisation.

Pendant ce temps, le pas s'est retourné et a commencé à ralentir. Ce qui est curieux, en raison de la composante verticale plutôt perceptible de la vitesse, le pas ralentira très probablement vraiment "en piqué", et pas comme dans l'image ci-dessus.





La première étape du freinage est terminée. Il ne reste que 1,5 km / s de carburant. Altitude 180 km, l'étape déploie les moteurs jusqu'au deuxième étage de freinage.





À une altitude de 50 km, nous ralentissons de 1,6 km / s à 1 km / s. Les volants aérodynamiques sont ouverts et fonctionnent. La réserve de vitesse caractéristique (delta-V) reste à 1 km / s.



Un autre démarrage du moteur, qui n'était pas sur le cyclogramme, a éteint la vitesse jusqu'à 200 m / s.



La hauteur est de 2 km, les supports d'atterrissage ouverts.



Démarrage final du moteur:



Et un ajustement parfait. Bien sûr, l'atterrissage dans le simulateur est plus facile que réel. La machine a même réussi à économiser 200 m / s. Soit dit en passant, en cas d'atterrissage réussi, cette première étape ne sera pas réutilisée, mais sera envoyée pour étude sur les stands SpaceX. La route vers des marches réutilisables n'est pas simple et facile, par exemple, de graves problèmes peuvent survenir avec la suie provenant de la combustion du kérosène dans le moteur et le générateur de gaz.



Nous passons au deuxième étage - et il passe toujours en orbite:



à la fin du lancement, nous réinitialisons le deuxième étage avec le bouton J :



Et nous dispersons magnifiquement les satellites dans l'espace depuis le distributeur. En réalité, ce processus se produira avec des pauses beaucoup plus importantes.



Le départ lundi a été reporté d'une journée, ce qui signifie que vous pouvez déterminer en toute sécurité Orbiter comment il sera produit. Et bonne chance à l'équipe SpaceX!

Orbiter Simulator Materials par Orbiter Tag .

Source: https://habr.com/ru/post/fr388267/