Ei ole mikään salaisuus, että NASA etsii yksityisiä avaruusurakoitsijoita auttamaan joidenkin nykyisten suunnitelmien toteuttamisessa. Tätä tarkoitusta varten NASA ja SpaceX osallistuivat ennennäkemättömään tiedonjakohankkeeseen, josta on hyötyä molemmille.
Projekti toteutettiin 21. syyskuuta, kun NASA ja Yhdysvaltain laivasto käyttivät useiden kokeiden jälkeen sarjan IR-seurantakameroita otettaessa kuvaa yhdestä SpaceX: n Falcon 9: n uudelleenkäytettävistä raketeista lennon aikana. Kamerat tallensivat raketin toisen vaiheen moottorin syttyessä ja ensimmäisen vaiheen ollessaan irrotettuaan ja pudottuaan, hallitsivat moottorinsa uudelleen laskeutuakseen takaisin Maahan nolla g: n kosketusta varten meren pinnalla.
Tuloksena olevat tiedot jaetaan osapuolten kesken, ja niistä on hyötyä molemmille.
SpaceX: lle hyöty muodostuu yksityiskohtaisista tiedoista, joita NASA tarjoaa Falcon 9 -raketin lämpötiloista ja aerodynaamisesta kuormituksesta, mikä auttaa heitä pyrkimyksissään kehittää uudelleen käytettävä rakettijärjestelmä. NASA: lle insinöörit saavat mahdollisuuden kerätä tietoja yliäänen etenemisestä, joka voi jonain päivänä auttaa heitä laskemaan massiivisia, monitonnisia hyötykuormia Marsin pinnalle.
"Koska suurten hyötykuormien purkamiseen Marsilla tarvittavat tekniikat ovat huomattavasti erilaisia kuin täällä maan päällä, investoinnit näihin tekniikoihin ovat kriittisiä", kertoi Robert Braun, NASA: n Propulsive Descent Technologies (PDT) -hankkeen päätutkija ja Georgian instituutin professori. tekniikan korkeakoulu Atlanta. Hän on myös NASA: n entinen pääteknologi. ”Tämä on rakettijärjestelmän ensimmäinen erittäin uskollinen tietojoukko, joka ampuu sen suuntaan kulkiessaan yliäänenopeuksilla Marsin kannalta merkityksellisissä olosuhteissa. Tämän ainutlaatuisen tietojoukon analysointi antaa järjestelmäinsinöörille mahdollisuuden saada tärkeitä oppeja ylääänen retrovoiman käytöstä ja infuusiosta tuleviin NASA-tehtäviin. "
Yliääninen retropropulsio tarkoittaa periaatteessa ylääänisen työntövoiman tuottamista leviämisnopeudelle ilmakehän pääsyn jälkeen. Aerobraking-rinnalla tämä on yksi ehdotetuista keinoista purkaa raskaita laitteita ja elinympäristöjä Marsille.
Braun ei todellakaan ole vieraanlainen käsite. Palattuaan Georgia Techiin, pääsyyn, laskeutumiseen ja laskeutumiseen erikoistunut Braun - työskenteli yliopiston ja NASA: n eri keskusten insinöörien kanssa kehittääkseen ehdotuksen ohjelmalle, joka testaa tätä konseptia.
Tuolloin NASA: n avaruusteknologiaoperaatioiden johtokunta (STMD) hylkäsi suunnitelman liian kalliiksi, mutta virasto tarvitsee silti tavan laskeutua yli 20 tonnin hyötykuormille, jos se haluaa milloin tahansa suorittaa ihmismatkan Marsille. Ja kun otetaan huomioon, että ehdotetun operaation on tarkoitus tapahtua seuraavan 16 vuoden aikana, sitä enemmän tietoa he saavat nyt, sitä parempi.
Syvyydessä: Marsin laskutapa: Suurten hyötykuormien laskeutumisen ongelmat Marsin pinnalla
Siksi päätös tehdä yhteistyötä SpaceX: n kanssa. Periaatteessa PDT-projekti sitoutui käyttämään ilmassa käytettäviä infrapunakuvaustekniikoita - jotka on kehitetty tutkimaan avaruussukkulaa lennossa Columbian onnettomuuden jälkeen - kerätäkseen tietoja yliäänisestä retrovoimasta, jota SpaceX käyttää tällä hetkellä uudelleenkäytettävään kantorakettien kehittämiseen.
Tällaisella yhteistyöllä ei ole ennakkotapausta, ja kuten Braun kertoi Space Magazinelle sähköpostitse, on hyötyä molemmille osallistujille valtavasti:
”Tämä on rakettijärjestelmän ensimmäinen erittäin uskollinen tietojoukko, joka ampuu sen suuntaan kulkiessaan yliäänenopeuksilla Marsin kannalta merkityksellisissä olosuhteissa. Synergia NASA: n kiinnostuksen välillä parantaa Marsin tuloa, laskeutumista ja laskeutumista sekä Space X: n mielenkiinnon ja uudelleenkäytettävän avaruuskuljetusjärjestelmän kokeellisen toiminnan välillä tarjosi ainutlaatuisen mahdollisuuden saada nämä tiedot edullisin kustannuksin. Tämän ainutlaatuisen tietojoukon analysointi antaa järjestelmän suunnittelijoille mahdollisuuden saada tärkeitä oppeja ylikuorisen retropropulsion infusioon tuleviin NASA-operaatioihin, jotka voivat jonain päivänä pienentää suuria hyötykuormia Marsin pintaan ja tarjota samalla SpaceX: lle teknisen näkemyksen kehittääkseen uudelleen käytettävän avaruuskuljetuksen järjestelmä.”
Kun epäonnistuneita yrityksiä kuvata raketti kahdessa aiemmassa operaatiossa - 18. huhtikuuta ja 14. heinäkuuta - projekti onnistui CRS-4-lennolla 21. syyskuuta. Yöllä käynnistetty NASA luottaa kahteen lentokoneeseen - WB-57 ja NP-3D Orion -, jotka on varustettu keskiaallon IR-antureilla dokumentoidakseen raketin ensimmäisen vaiheen paluuta.
Ensimmäinen vaihe on se raketin osa, joka sytytetään laukaisussa ja palaa raketin nousun läpi, kunnes se loppuu potkurista, jolloin se heitetään pois toisesta vaiheesta ja palaa maan päälle. Juuri paluunsa tai laskeutumisensa aikana NASA otti laadukkaita infrapuna- ja teräväpiirtokuvia ja seurasi savupiippujen muutoksia moottorien ollessa käynnissä ja sammutettaessa.
Katso video materiaalista:
NASA: lle tulevaisuuden Marsin yli suorittamiin operaatioihin olennaisin lentoaika tuli, kun ensimmäinen vaihe kulki noin Mach 2: lla noin 30 000 - 45 000 metriä (100 000 - 150 000 jalkaa) pinnan yläpuolella. Kaksi keskiaallon infrapuna-anturia - asennettuna nenäkaukaloon WB-57: een ja sisäisesti NP-3D: hen - olivat noin 60 merimailin päässä rakettista, kun se valitsi moottorinsa ylääänen takakäyttöä varten.
Tuloksena oli raa'at kuvat, joissa vaihe näytti olevan 1 pikselin leveä ja 10 pikseliä pitkä, mutta Johns Hopkinsin yliopiston soveltuvan fysiikan laboratorion asiantuntijoiden myöhemmin tekemä parannus paransi resoluutiota dramaattisesti.
"NASA: n kiinnostus rakentaa Marsiin saapumis-, laskeutumis- ja laskeutumiskykymme ja SpaceX: n mielenkiinto sekä uudelleenkäytettävän avaruuskuljetusjärjestelmän kokeellinen käyttö mahdollisti näiden tietojen hankkimisen edullisin kustannuksin ilman, että se pystyisi seisomaan omaa erillistä lentoprojektiaan", sanoi Charles Campbell. PDT-projektipäällikkö NASA: n Johnson Space Centerissä Houstonissa.
NASA: n ja SpaceX: n insinöörit korreloivat nyt tiedot yrityksen telemetrian kanssa 21. syyskuuta Falcon 9: n Dragon-lastin kuljettajasta kansainväliseen avaruusasemalle oppiakseen tarkalleen, mitä ajoneuvo teki moottorin ampumisen ja ohjaamisen suhteen generoidessaan. ilma-aluksen keräämät allekirjoitukset.
