Pendaratan keempat New Shepard: percobaan ilmiah, uji kegagalan parasut dan siaran peluncuran penuh pertama

Minggu lalu, peluncuran keempat roket New Shepard yang sama dengan kapal suborbital terjadi. Kali ini, percobaan ilmiah terbang dengan kapal tak berawak, kapal itu sendiri menguji keberhasilan pendaratan jika terjadi kegagalan salah satu parasut, dan, yang paling penting, untuk pertama kalinya kami melihat siaran penuh peluncuran. Sekarang kami dapat mengamati siklus penerbangan penuh, peralatan close-up dan kami dapat mengetahui bagaimana penerbangan berjalan, solusi teknis apa yang digunakan para desainer, dan bagaimana mereka menggabungkan ide-ide yang diterapkan dalam kendaraan peluncuran Energia dan pesawat ruang angkasa Apollo dan Soyuz.

Program pendidikan singkat

New Shepard - roket dan kapal yang dapat digunakan kembali untuk pariwisata suborbital. Roket membuat "lompatan" ke luar angkasa, naik dengan kapal di atas 100 km, kemudian kapal dan roket melakukan pendaratan lunak. Penerbangan ini memakan waktu sekitar sepuluh menit, sementara 3-4 menit di dalam kapal berlangsung tanpa gravitasi. Roket dan kapal dinamai Alan Shepard, yang melakukan penerbangan luar angkasa suborbital pertama di dunia pada Mei 1961. Pengembangnya adalah Blue Origin, dipimpin oleh Jeff Bezos.

Penerbangan dari kompleks New Shepard dimulai pada 2015, sedangkan pendaratan pertama yang sukses terjadi pada 23 November. Sejak itu, roket yang sama telah menyelesaikan tiga penerbangan yang berhasil (dan tiga pendaratan lunak), penerbangan pada hari Minggu menjadi yang keempat.

Eksperimen ilmiah

Kali ini muatan pertama kali diambil dari percobaan ilmiah, yang seharusnya dilakukan dalam beberapa menit tanpa gravitasi. Faktanya adalah bahwa tanpa bobot dapat diperoleh dengan melompat di dalam mobil / bus pada benjolan (kurang dari satu detik), di pesawat terbang (hingga 30 detik), dalam penerbangan suborbital (beberapa menit), atau dalam penerbangan orbital (sesuai kebutuhan). Jelas, setiap opsi berikutnya jauh lebih mahal daripada yang sebelumnya. Untuk beberapa percobaan, penerbangan suborbital, yang lebih murah daripada penerbangan orbital, mungkin cukup. Dan partisipasi dalam peluncuran uji memberikan diskon tambahan.
Eksperimen berikut terbang ke New Shepard:

Tabrakan Menjadi Debu - studi tentang proses tabrakan benda padat dengan debu. Eksperimen universitas dapat membantu memahami proses yang terjadi di tata surya yang muncul, dan sekarang sedang terjadi, misalnya, di lingkaran Saturnus. Dilihat oleh video, universitas melakukan percobaan di pesawat - laboratorium gravitasi nol, tetapi kemudian mereka mendapat urutan besarnya lebih banyak waktu.



Pembasahan 3D - studi tentang proses pembasahan dalam gravitasi nol. Versi percobaan ini telah terbang ke ISS, dan di sini kamera berbentuk baru (berbentuk bola) ternyata tidak memiliki gravitasi. Studi tentang proses pembasahan dalam gravitasi nol memungkinkan Anda untuk membuat unit ruang yang lebih maju di mana, misalnya, bahan bakar akan masuk ke mesin lebih baik, dan berkat pengetahuan yang terkumpul di bidang ini, para astronot dan astronot sekarang dapat minum kopi dalam gravitasi nol dari cangkir khusus , daripada kantung plastik tertutup .



Eksperimen Microgravity pada Lingkungan Debu di Astrofisika-B adalah eksperimen Jerman di mana bola debu bertabrakan dalam gravitasi nol dapat membantu mempelajari lebih lanjut tentang proses yang terjadi selama pembentukan planet-planet tata surya dari cakram protoplanet.

Tes penerbangan

Selain muatan terkait, kali ini kapal sengaja mematikan sistem melemparkan satu parasut dari tiga. Tidak ada parasut cadangan di New Shepard, oleh karena itu, dalam hal kegagalan salah satu parasut utama, kapal harus tetap melakukan pendaratan lunak. Anehnya, para penyiar mengatakan bahwa kapal harus melakukan pendaratan yang sukses bahkan dalam kasus kegagalan dua dari tiga parasut, mungkin tes seperti itu akan dilakukan di masa depan.

Siaran

Ini siaran video:





Hal-hal menarik mulai hampir dari tembakan pertama. Ternyata New Shepard dikeluarkan di trailer dalam posisi horizontal. Untuk roket kecil, menggunakan traktor truk konvensional itu rasional, dan transportasi horizontal adalah yang paling mudah . Stabilisator atas terlihat di bagian atas roket, dalam kondisi ketika tidak ada tekanan pada servomekanisme, mereka menempati posisi di bawah beratnya sendiri, sehingga stabilisator bawah terbuka.



Kejutan berikutnya - ternyata, desainer Blue Origin terinspirasi oleh ide peluncuran "Blok I" dan blok docking kendaraan peluncuran Energia:



Unit docking start memungkinkan Anda untuk menghubungkan konektor roket-ke-blok dalam kondisi nyaman dari instalasi dan pengujian kompleks dan kemudian menginstal roket dengan blok docking ke konektor blok-start yang lebih kasar. Solusi ini dapat menghemat waktu manusia untuk pemasangan roket, sehingga menyederhanakan dan mengurangi biaya peluncuran. Seperti yang dapat dilihat dari tembakan berikut, tim awal hanya beberapa orang.

Pada 07:05, "zilcha" terdengar dari memeriksa kemudi gas roket. Secara umum, roket memiliki banyak unit kontrol yang berbeda - kemudi lebih rendah, stabilisator atas, mesin gas, tutup rem. Sebagai perbandingan, Falcon 9 hanya memiliki kemudi beralis atas dan mesin gas, dan kaki pendaratan hanya terbuka sebelum pendaratan dan tidak punya waktu untuk bekerja dengan stabilisator atau rem.



Berikut ini adalah penutup rem. Mereka akan digunakan untuk pengereman saat turun, sehingga mereka membuka dari bawah ke atas. Dalam hal ini, hidrolika (atau pneumatik) tidak harus mengalahkan aliran udara yang masuk, sebaliknya, ia akan membuka pelindung itu sendiri.



Kemudian bantalan pendaratan diperiksa. Pada bagian bawahnya dipasang peredam kejut, yang, seperti bumper mobil, akan remuk jika pendaratannya terlalu keras. Ada peredam kejut serupa pada Falcon 9, hanya saja mereka berada di dalam drive teleskopik kaki:


Foto ini juga menunjukkan pendarahan gas dari mesin



gas.Perhatikan menara dekat awal. Di masa depan, itu akan terlihat di sebelah kiri dan di bawah roket dan mungkin terlihat sangat dekat. Kami akan berbicara tentang menara ini nanti.



Sebuah solusi sederhana dan indah - kabel-kabel landasan peluncuran setelah lepas cukup menggantung pada kabel-kabel itu. Ini jauh lebih mudah untuk dikembangkan dan dipelihara daripada melepas kabel dan selang beberapa rudal lainnya.


Saturn V, misalnya,

Mulai dari sekitar T-30 menit, tidak ada satu orang pun yang terlihat di situs, jelas, persiapan untuk peluncuran mulai saat ini adalah otomatis. Ini adalah solusi umum yang memungkinkan Anda menghemat uang dan jam kerja.



Pengisian ulang bahan bakar dimulai sekitar T-20 menit. Perhatikan asap dari menara. Hampir pasti (jika belum ada satu lagi yang tidak jatuh ke dalam bingkai) ini adalah menara drainase hidrogen cair. Faktanya adalah hidrogen cair memiliki titik didih yang sangat rendah, sehingga perlu menambahkannya ke tangki dan menyingkirkan yang diuapkan sampai detik-detik terakhir sebelum memulai. Gas hidrogen bersifat eksplosif, sehingga biasanya diambil dan dibakar:



Anehnya, dalam kasus New Shepard, menara drainase terletak dekat dengan roket, dan hidrogen tampaknya dibuang begitu saja ke atmosfer. Tentu saja, ini lebih ringan daripada udara dan segera naik, tetapi dengan sistem pembakaran hidrogen, situasi di awal akan lebih aman.



Roket sudah terlihat lusuh, cat mengelupas di atasnya. Ini adalah hasil paparan atmosfer selama pendakian dan penurunan. Jika sistem yang dapat digunakan kembali berhasil, maka penampilan roket yang lusuh akan menjadi akrab. Ngomong-ngomong, tidak ada embun beku di roket. Jika pada roket oksigen-minyak tanah dimungkinkan untuk dilakukan tanpa isolasi termal dari tangki, dan, misalnya, "Soyuz" ditutupi dengan es dan memutih:



Dalam kasus roket oksigen-hidrogen, isolasi termal hidrogen tidak dapat disingkirkan, dan oksigen diisolasi "untuk perusahaan". Karena itu, misalnya, pada embun beku Saturnus-V pada mulanya hanya dituangkan dari tahap pertama, oksigen-minyak tanah.





Prosedur menghidupkan mesin dimulai pada T-0, dan roket mulai naik pada T + 07 detik. Ini normal, mesin roket cair tidak dapat langsung mencapai daya dorong penuh.



Bagian tekanan kecepatan maksimum. Pada saat ini, roket mengalami beban maksimum dari aliran udara yang datang, yang kemudian akan menjadi lebih lemah karena tekanan jatuh. Harap dicatat bahwa knalpot praktis tidak terlihat - sebagai hasil dari pembakaran bahan bakar, mesin oksigen-hidrogen menghasilkan air tanpa jelaga atau partikel terlihat lainnya (dengan pengecualian mesin RS-68 pada Delta-IV LV, isolasi nozzle terbakar dan nyala api memiliki warna merah yang jelas) .



139 detik Lingkaran lebar di belakang roket menunjukkan bahwa mesin telah mati. Dengan pengecualian kejutan selama pemisahan roket dan kapal, bobot telah dimulai.



Apogee - 101 042 meter.



Harap dicatat - kapal memberikan dorongan untuk mesin gas untuk pergi ke samping dari roket. Peluncuran dibuat secara vertikal, sehingga roket dan kapal harus terpisah agar tidak bertabrakan.



Tingginya sedikit kurang dari 9 km. Stabilisator atas yang terlihat dan flap rem terlihat.

Pada ketinggian 3 km , tepukan jelas terdengar dari mengatasi penghalang suara saat pengereman. Ini sangat normal.

Menariknya, mesin mulai menyala pada satu setengah kilometer, ketika kecepatannya 600 km / jam.



Pada ketinggian beberapa meter, roket memadamkan kecepatan hingga hampir nol dan mendarat pada kecepatan konstan 8 km / jam.



Sudah setelah pendaratan roket yang sukses, kapsul membuka dua parasut pengereman yang menstabilkan jatuh.



Dan, sebagaimana ditentukan oleh program, dua dari tiga parasut utama terungkap. Secara umum, solusi teknologi "dua pengereman dan tiga parasut utama" adalah sistem parasut Apollo yang telah menjadi klasik. Dan dalam ceritanya ada kasus ketika, setelah pembukaan yang sukses dari ketiga parasut, satu runtuh.



Kemudian astronot Apollo 15 melakukan pendaratan yang sukses, karena opsi kegagalan ini disediakan selama desain. Tetapi Apollo duduk di atas air, yang melunakkan pukulan itu. Dan di sini, seperti yang kita lihat, laju penurunan 30 kilometer per jam.



Dan di sini, ternyata, para insinyur Blue Origin terinspirasi oleh sistem pendaratan Soyuz - mesin pendaratan lunak khusus dihidupkan sebelum menyentuh dan melembutkan pukulan. Di Soyuz, itu terlihat lebih indah:



Sangat aneh bahwa Shepard Baru membuka parasut sangat rendah - kapal dari membuka parasut utama hingga menyentuh tanah berkurang sekitar satu menit. Misalnya, "Persatuan" dikurangi dengan parasut selama sekitar lima belas menit. Tetapi di sana Anda perlu memiliki waktu untuk penyebaran parasut cadangan jika terjadi kegagalan parasut utama.

Kesimpulan

Di masa depan, menurut penyiar, tes sistem penyelamatan diharapkan di area head tekanan maksimum (maks Q). Ini akan menjadi pemandangan yang sangat indah - di atas roket terbang, kapal akan menyala dalam nyala api dan terbang ke samping. Menurut Bezos, orang dapat terbang ke New Shepard pada awal 2017. Roket yang dapat digunakan kembali Bezos dipengaruhi oleh faktor yang sama dengan roket yang dapat digunakan kembali oleh Topeng, dan mungkin berakhir tidak menguntungkan, tetapi jika Anda memiliki tambahan $ 200.000 untuk wisata ruang angkasa, saya akan merekomendasikan New Shepard dalam hal keselamatan dan pemimpin teknologi di antara operator tur suborbital yang mereka pimpin.

Source: https://habr.com/ru/post/id395173/