12/16/2014 9:18 PM

X Marks the Spot: Falcon 9 Attempts Ocean Platform Landing
During our next flight, SpaceX will attempt the precision landing of a Falcon 9 first stage for the first time, on a custom-built ocean platform known as the autonomous spaceport drone ship. While SpaceX has already demonstrated two successful soft water landings, executing a precision landing on an unanchored ocean platform is significantly more challenging.
The odds of success are not great—perhaps 50% at best. However this test represents the first in a series of similar tests that will ultimately deliver a fully reusable Falcon 9 first stage.

Video of previous first stage reentry test with soft water landing
Returning anything from space is a challenge, but returning a Falcon 9 first stage for a precision landing presents a number of additional hurdles. At 14 stories tall and traveling upwards of 1300 m/s (nearly 1 mi/s), stabilizing the Falcon 9 first stage for reentry is like trying to balance a rubber broomstick on your hand in the middle of a wind storm.
To help stabilize the stage and to reduce its speed, SpaceX relights the engines for a series of three burns. The first burn—the boostback burn—adjusts the impact point of the vehicle and is followed by the supersonic retro propulsion burn that, along with the drag of the atmosphere, slows the vehicle’s speed from 1300 m/s to about 250 m/s. The final burn is the landing burn, during which the legs deploy and the vehicle’s speed is further reduced to around 2 m/s.

Landing legs deployed just before soft water landing in the Atlantic Ocean
To complicate matters further, the landing site is limited in size and not entirely stationary. The autonomous spaceport drone ship is 300 by 100 feet, with wings that extend its width to 170 feet. While that may sound huge at first, to a Falcon 9 first stage coming from space, it seems very small. The legspan of the Falcon 9 first stage is about 70 feet and while the ship is equipped with powerful thrusters to help it stay in place, it is not actually anchored, so finding the bullseye becomes particularly tricky. During previous attempts, we could only expect a landing accuracy of within 10km. For this attempt, we’re targeting a landing accuracy of within 10 meters.
A key upgrade to enable precision targeting of the Falcon 9 all the way to touchdown is the addition of four hypersonic grid fins placed in an X-wing configuration around the vehicle, stowed on ascent and deployed on reentry to control the stage’s lift vector. Each fin moves independently for roll, pitch and yaw, and combined with the engine gimbaling, will allow for precision landing – first on the autonomous spaceport drone ship, and eventually on land.

Similar steerable fins can also be seen in this test video:

The attempt to recover the first stage will begin after stage separation, once the Dragon spacecraft is safely on its way to orbit. The concept of landing a rocket on an ocean platform has been around for decades but it has never been attempted. Though the probability of success on this test is low, we expect to gather critical data to support future landing testing.
A fully and rapidly reusable rocket—which has never been done before—is the pivotal breakthrough needed to substantially reduce the cost of space access. While most rockets are designed to burn up on reentry, SpaceX is building rockets that not only withstand reentry, but also land safely on Earth to be refueled and fly again. Over the next year, SpaceX has at least a dozen launches planned with a number of additional testing opportunities. Given what we know today, we believe it is quite likely that with one of those flights we will not only be able to land a Falcon 9 first stage, but also re-fly.
This message was sent from SpaceX to lerner_____@____.com. It was sent from: emily@spacex.com, SpaceX, 1 Rocket Road, Hawthorne, CA 90250.
Для тех, кто не знает аглицкого, это о том, что в пятницу, они готовятся запускать Фалькона с Драконом к МКС, что само по себе уже стало рутинным событием.
А вот то, что НЕ рутина - они готовятся пропульсивно посадить первую ступень на автономную плавающую платформу.

В имейле говорится, что они оценивают шансы на успех, как 50/50.
Впервые к первой ступени подцепили Х-крылышки для аэродинамического управления во всем диапазоне скоростей в атмосфере

В своём твите Маск написал "Testing operation of hypersonic grid fins (x-wing config) going on next flight"
Всё внимание сейчас приковано к этому предстоящему событию.
Florida Today опубликовала прогноз погоды на пятницу: "There's 80 percent chance of acceptable conditions during instantaneous launch window at Cape Canaveral Air Force Station".
На сайте SpaceFlight Insider пошел обратный отсчет времени.

На этом же сайте есть линк к web трансляции запуска. Но на обычном сайте вебкаста СпейсХ может быть больше информации. Надо будет проследить.
Если у них получится.....
Комментарии
Событие конечно РУБЕЖНОЕ. Куда там этому Ориону!
Вот тут многие хвалят Орион -- но это же вчерашний день космической техники по большому счёту. Это тот путь, по которому развивалась бы косм техника, если бы не было Маска, а это ещё лет сорок топтания на одном месте.
Это как до фон Брауна в США ракета ВМС при испытаниях поднялась на метр и взорвалась, показав убожество конструкторской мысли.
Орион -- это обычный корабль для полётов около Земли и больше он ни на что не годится, но НАСА с упорством маньяка тратит огромные деньги на эту уже устаревшую технику. Этот Орион уже через три года никому не будет нужен и его выбросят на помойку, как и Шаттлы (в музей старой техники), даже не доделав.
У него есть одна особенность, как у Аполлона - способность входа в атмосферу на очень высоких скоростях, с очень большими перегрузками и высочайшими температурами. Такой вход происходит при возвращении из дальнего космоса, а не с орбиты Земли.
Но, в принципе, вы правы, Орион - это Аполлон на стероидах. Суперсовременный отстой.
Вполне возможно, что его действительно скоро отправят в музей. И это было бы, с моей точки зрения, правильно.
Нужна принципиально иная схема.
Нельзя на таких капсулах шариться дальше Луны. Если двигаться в дальний космос по-серьёзному, то, во первых, нужна орбитальная база. Большая, с большим экипажем. База, которая станет орбитальным монтажно-сборочным стапелем межпланетных кораблей, ремонтно-заправочной базой и реальным космопортом.
Далее - нужна инфраструктура полетов между Землей и орбитальной базой. Нужны орбитальный "рабочие лошадки", нужны недорогие многоразовые ракеты и корабли.
После этого придется на земной орбите строить большие межпланетные корабли. Потом строить станции на орбитах Луны и Марса.
Только так можно выстраивать программу реального продвижения.
Ваша цитата: "Орион, это корабль для полетов в дальний космос. У него есть одна особенность, как у Аполлона - способность входа в атмосферу на очень высоких скоростях, с очень большими перегрузками и высочайшими температурами. Такой вход происходит при возвращении из дальнего космоса, а не с орбиты Земли."
Повышенная термозащита -- это хорошо, но...
Допустим, что Орион выдерживает вход в атмосферу Земли на скорости 11 км/сек. Ну а если скорость =14 км/сек, то что делать? Это не тот путь, по которому нужно идти. Нужно снижать скорость при подлёте к Земле до 8км/сек и спокойно садиться. Как снизить скорость, это уже другой вопрос.
Вы правы в том, что дальше Луны на Орионе лететь не стоит. Но и для посадки на Луну Орион не годится, там же не сядешь на парашютах, тогда на хрена вообще лететь на Луну на Орионе? А вот на Драконе можно садиться на любую планету без плотной атмосферы.
Потом, что значит полёты в дальний космос?
Это значит полёты дальше радиационных поясов Земли, а там радиация в разы выше и солнечные вспышки (а при солнечной вспышке весь экипаж погибнет). При этом для экипажа нужно радиационное убежище (РУ), а в Орионе его нет и места для него нет. А в настоящее время РУ обеспечивается только толстыми стенами, т. е. большой массой = 40 тонн минимум. Вот у Маска проектируется межпланетный корабль Дракон-3 массой =70 тонн, а больше никто в Мире пока этим не занимается.
К Луне много летали. И пилотируемые полеты были, и масса беспилотных. Радиационную обстановку за пределами пояса Ван Аллена хорошо изучили. Внимательно изучали дозы радиации, которые астронавты получили в лунных экспедициях - это не новость.
Орион - это всего лишь посадочная капсула. В нем астронавты далеко путешествовать не смогут, он слишком маленький для путешествия продолжительностью больше 10 дней. Поэтому для дальних полетов создается обитаемый модуль на базе европейского грузовика. Там предусматривается радиационная защита. Какая она будет - я не знаю.
Я не знаю ничего конкретного про Дракон-3. Знаю, что они разрабатывают Марс Колониал Транспортер на 100 человек экипажа и пассажиров.
http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Colonial_Transporter
Кстати говоря, давеча было сообщение, что Кюриосити нашел на Марсе метан и большие органические молекулы в почве. Оправдывается решение Маска делать метановый ЖРД для полетов на Марс.
http://nvua.net/techno/science/zapushchennaya-rossiyanami-raketa-upala-vmeste-so-sputnikom-za-kazahstanom-25405.html
===================================================
Это по Вашей ссылке... в понедельник в 12-17 по Москве стартовала и рухнула во вторник? Где же она была 12 часов? Или Вы думаете уже стреляют очередями? каждые 12 часов старт Протона?
Вообще все ступени ракет-носителей падают на Землю - в данном случае 1 ступень через 7 минут в Казахстане, вторая на Алтае, третья в Тихий Океан; а разгонный блок со спутником выходят па переходную орбиту, а потом и на рабочую.
Вот Маск через 2 дня попытается спасти первую ступень для повторного использования, что по его расчетам снизит стоимость запусков. Еще опускались на парашютах, а не падали, ускорители Шатлла, тоже для повторного использования.
"Допустим, что Орион выдерживает вход в атмосферу Земли на скорости 11 км/сек. Ну а если скорость =14 км/сек, то что делать? Это не тот путь, по которому нужно идти. Нужно снижать скорость при подлёте к Земле до 8км/сек и спокойно садиться. Как снизить скорость, это уже другой вопрос."
Это не более чем дилетантские фантазии. Снижать скорость с 14 км/сек до 8 км/сек двигателями НИКТО и НИКОГДА не будет, потому что для этого нужно десятки тонн топлива возить сначала к Марсу, затем тормозить их там (для перехода на орбиту ИСМ), а затем разгонять снова для отправки к Земле. Даже если на смену ЖРД когда-либо придут какие-то другие двигатели, то и тогда пассивное торможение трением об атмосферу Земли теплового щита ВА будет более выгодным, чем нелепая затея возить в дальний космос (туда и обратно) запасы топлива для двигателей любого рода.
Комментарий удален модератором
Обязательно.
про кузнечик, я что-то! тупанул! Извините )
1 тонна на скорости 14 000м/с имеет кинетическую энергию = 10^9 Дж. Она же на скорости 8 000м/с - 0,32*10^9 Дж. Каждая тонна аппарата должна потерять 680 МДж. А так как энергия не теряется, а только переходит.... на эту величину нагреются в сумме защитный экран и воздух в верхних слоях.
И если аппарат выйдет из первого захода в атмосферу со скоростью 10,5 км/с, то он улетит от Земли на 200 000 км (0,7 расстояния от Луны) и вернется назад через 12..15 суток. За это время он конечно остынет. Войдет 10,5 км/с выйдет.. ну пусть 8 км/с и через 0,5 часа войдет третий раз на этот раз окончательно...
Никогда не говори никогда. Дилетант не я, а Хохлов.
Я уже сказал, что вопрос о том, как снизить скорость входа в атмосферу до 8км/сек, будет решаться когда-то и как-то в будущем, хотя и сейчас есть варианты.
Например, можно использовать плазменные двигатели VASIMR с питанием от солнечных батарей и проблема решена.
А в будущем, я думаю, что до конца этого столетия, когда появятся термоядерные ракетные двигатели, вообще с этим проблем не будет.
Двигатели VASIMR ценны тем, что расход рабочего тела на единицу силы тяги у них в 30 раз меньше, чем у обычных ракетных двигателей, поэтому не надо возить большие запасы топлива для торможения и ускорения косм корабля. Недостаток у них тот, что мала мощность , ограниченная мощностью солнечных батарей (не более 10 000 КВт), поэтому снижение или увеличение скорости полёта занимает много времени.
А вот у термоядерных ракетных двигателей (к концу века) мощность в 1млн КВт и больше, что снимает проблемы регулирования скорости косм корабля.
Для реактивного торможения в поле тяжести необходима тяга соизмеримая с тягой для разгона. Различные ядерные или другие двигатели могут решить эту проблему, но сейчас таких двигателей нет.
Что это значит -- "пришёл с нулевой скоростью на высоту 50 000 км"? А почему не на высоту 300 км?
Это скорость круговая вокруг Земли равна нулю или как?
Разговор идёт о том, что на высоте 300 км над поверхностью Земли при круговой скорости = 8км/сек центробежное ускорение косм корабля = его весу и он не падает на Землю. При спуске на поверхность Земли эту скорость нужно погасить и это осуществляется за счёт трения об атмосферу, при этом поверхность корабля нагревается до 2000 градусов. При возвращении из дальнего космоса скорость входа в атмосферу может достигать 14км/сек и термозащита нужна более мощная, но сделать её трудно или невозможно. Поэтому нужно просто погасить скорость перед входом в атмосферу до 8 км/сек и нет проблем. То есть скорость нужно погасить до 8км/сек до входа в атмосферу. То есть это можно делать в процессе полёта от Марса до Земли, например, а не при входе в атмосферу Земли.
Корабль летит от Марса со скорость 32 км/с относительно Солнца, и Земля относительно Солнца 30 км/с. Скорость корабля на входе в сферу действия Земли - это около 800 000км - 2 км/с относительно Земли. И за счет притяжения к Земле она будет увеличиваться и достигнет 14км/с относительно Земли - это предполагаемый сейчас режим.
Другой вариант - Возвращаясь с Марса на большой дистанции мы начали гасить скорость высокоэффективными двигателями малой тяги и погасили её до нуля на определенной высоте, т.е. нет даже орбитального движения. Теперь о определенной высоте? на высоте 0км (6400км от центра) -1 кг притягивается к Земле с силой 9,81Н; на высоте 300км (6700км от центра) - 8,9Н; на высоте 1000км (7400 от центра) - 7,3Н; на высоте 6400км (12800 от центра) - 2,45Н на расстоянии 20 000км - 0,57Н; на расстоянии 50 000км - 0,12Н. Выберите сами до какой высоты двигатель типа VASIMR может противостоять притяжению Земли. Я выбрал 50 000 км корабль массой 15 тонн притягивается с силой 1800Н (180 кГ), и падая на Землю с такой высоты аппарат разгонится до 10 км/с>8км/с.
А как попасть на этот сайт?
Двигатель VASIMR является разновидностью РЕАКТИВНОГО двигателя, он расходует аргон. В Википедии есть сравнение: "NASA планирует перемещение 34 т полезного груза от Земли до Луны. Для того, чтобы совершить такое путешествие, должно быть сожжено около 60 тонн кислород/водород. Сопоставимый космический буксир требовал бы 5 двигателей VF-200, потребляющих 1 МВт электроэнергии, получаемой от солнечных батарей или от ядерного реактора. Для того, чтобы проделать такую же работу, подобный буксир потратил бы только 8 тонн аргона."
Как видим, тонны аргона всё равно возить в дальний космос придётся, хоть и в меньшем количестве, чем топливо для ЖРД. Разумно ли трижды умножать эти тонны на коэффициент больший 1, ради нелепой химеры снижения 2-ой космической скорости до 1-ой при подлёте к Земле? Тем более, что тепловой щит решает эту проблему просто даром.