Solução integrada para capturar e manter estágios de retorno de naves espaciais

Esta publicação é direcionada para aqueles que, observando o progresso da SpaceX no campo de retorno dos estágios superiores, decidiram seguir em frente, avançam na mesma direção, mas ainda não conseguiram investir em duas toneladas de pernas de pouso.

A capacidade de reutilizar os estágios de reforço da espaçonave pode reduzir significativamente o custo de seus lançamentos. Ao mesmo tempo, é desejável minimizar os custos e as alterações relacionadas em seu design, pois a principal função do palco ainda é a saída da carga útil no espaço. A solução proposta foi o resultado de uma pesquisa na direção indicada.

O complexo é um local de desembarque (2), baseado em terra ou em uma barcaça, com dimensões suficientes para garantir a recepção, levando em consideração o erro de precisão do desembarque das etapas retornadas. O local de pouso é projetado para suportar o peso do estágio de retorno (1) e na base possui uma estrutura celular (2) que passa gases reativos através de si. Diretamente sob a plataforma de aterrissagem, existe um sistema para exaustão e extinção de gases reativos ao frear um estágio; no caso mais simples, pode ser uma piscina de água. Ao longo do perímetro existem quatro suportes altos (3). Na altura requerida e no mesmo nível, as lingas de retenção (4) saem de cada suporte, formando quatro laços que formam um nível do laço de preensão (6). Ao usar um loop de captura de vários níveis (5),torna-se possível reter completamente o estágio (1) na rede multinível formada. Nesse caso, a necessidade de uma plataforma de aterrissagem (2) desaparece completamente.

Em geral, o design parece e funciona da seguinte maneira:



No momento inicial, no local, pronto para receber o palco, o loop de captura (6) é aberto ao máximo, formando o perímetro da área de captura.

A partir do momento em que o ponto de aterrissagem do estágio se torna suficientemente conhecido, o segundo estágio começa: posicionamento e formação da alça de preensão (6) ao redor do estágio descendente (1).



O sistema automatizado, rastreando a posição do laço (6) ao redor do degrau (1), com a ajuda de guinchos (7), estreita rapidamente o laço de preensão (6) sem tocar na superfície do degrau até que esteja totalmente plantado. Mas, se necessário, o loop (6) pode ser envolvido ativamente durante o pouso para estabilizar a posição do palco, limitando a possibilidade de desvios.

No momento do contato constante com o degrau (1) da plataforma de aterrissagem, o laço (6) é apertado. Isso garante uma fixação confiável do degrau (1) na posição vertical. A localização do loop na parte superior permite que etapas leves mantenham as etapas de maneira confiável na posição vertical.



Acima foi considerada a opção de desembarque na plataforma. Nesse caso, o loop é capaz apenas de suportar a etapa (1) na posição vertical, mas, com um aumento no número de níveis no loop, torna-se possível capturar e manter completamente o passo de retorno de peso na rede formada pelo loop.



Um exemplo de um loop de captura de três níveis em uma versão marítima, em uma barcaça (8). A retenção total da etapa (1) no loop permite abandonar o design do local de desembarque.



As principais vantagens desta solução.

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Source: https://habr.com/ru/post/pt392071/