Autonomous spaceport drone ship

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая Makandserm (обсуждение | вклад) в 14:59, 12 апреля 2016 (→8 апреля 2016 (SpaceX CRS-8): дополнение). Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Отпатрулированная версия этой страницы, проверенная 12 апреля 2016, была основана на этой версии.
Autonomous Spaceport Drone Ship
ASDS «Just Read the Instructions»
Схема приземления ступени на платформу

Autonomous Spaceport Drone Ship (ASDS) (букв. с англ. — «автономный беспилотный корабль-космопорт») — плавающая платформа, используемая компанией SpaceX в качестве посадочной площадки для управляемой посадки первой ступени ракеты-носителя Falcon 9, с целью её дальнейшего восстановления и повторного использования.

Впервые была использована 10 января 2015 года, в рамках миссии SpaceX CRS-5.

Первая успешная посадка первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 состоялась 8 апреля 2016 года после запуска корабля Dragon в рамках миссии SpaceX CRS-8[1].

История

24 октября 2014 года, основатель SpaceX Илон Маск, сообщил в интервью о том, что на судостроительной верфи в Луизиане ведётся строительство большой плавающей платформы, размерами около 90 на 50 метров, которая будет использоваться для посадки первой ступени Falcon 9 при последующих запусках[2].

22 ноября 2014 года Илон Маск продемонстрировал первое фото Autonomous Spaceport Drone Ship с логотипом SpaceX в центре платформы[3].

Autonomous Spaceport Drone Ship швартуется в порте города Джэксонвилл, в штате Флорида. Возле причала построена площадка, оборудованная подъёмным краном, для снятия первой ступени с платформы, а также специальным стендом, для её (ступени) размещения.

23 января 2015 года Илон Маск сообщил в твиттере, что платформа названа «Just Read the Instructions»[4] (букв. — «Просто читай инструкции»), в то время как вторая платформа, для запусков ракеты-носителя с базы Ванденберг, изготовление которой также планируется, будет названа «Of Course I Still Love You»[5] (букв. — «Конечно, я всё ещё люблю тебя»). Оба названия — по мотивам фантастической новеллы Иэна М. Бэнкса «Игрок».

В июне 2015 года появилась информация о том, что платформа «Just Read the Instructions» (JRTI), модифицированная из баржи Marmac 300, завершила свою работу в качестве посадочной площадки, а на судостроительной верфи в Луизиане завершаются работы над переоборудованием двух подобных, но значительно более новых барж Marmac 304 и Marmac 303[6].

ASDS «Of Course I Still Love You»

Баржа Marmac 304 прибыла в порт города Джэксонвилл в начале июня 2015, после чего на ней проводились финальные приготовления для ввода платформы в работу. Из видимых изменений можно отметить стальные стены, закрывающие контейнеры с важным оборудованием платформы[6]. На одну из стен нанесено изображение четырёхлистного клевера, которое используется на всех логотипах миссий SpaceX. После нанесения на посадочную поверхность платформы логотипа компании и названия платформы выяснилось, что платформа будет называться «Of Course I Still Love You» (OCISLY), хотя ранее это название предполагалось для второй платформы, для запусков ракеты-носителя с западного побережья США[5]. Было подтверждено, что платформа будет использована для попытки посадки первой ступени Falcon 9 в рамках миссии SpaceX CRS-7[7].

Баржа Marmac 303 в начале июня 2015 года, с помощью буксира Smith RHEA, вышла из порта Луизианы и направилась к Панамскому каналу. Завершив прохождение канала 15 июня, баржа взяла курс в порт Лос-Анжелеса, где, как ожидается, будет пришвартована на пристани Сан-Педро, штат Калифорния[6][8]. Предположительно, первое использование платформы произойдет в рамках миссии запуска океанологического спутника Jason-3 с базы Ванденберг, в августе 2015 года[6]. Платформе вернули название «Just Read the Instructions»[9].

Оборудование и характеристики

Размеры платформы, модифицированной из баржи Marmac 300 специально для SpaceX — 91 на 52 метра[10], высота борта — 6 метров.

Платформа оборудована навигационной системой GPS и 4-мя дизельными азимутальными двигателями Thrustmaster, каждый мощностью 300 лошадиных сил (220 кВт), что позволяет удерживать необходимую позицию с погрешностью до 3 метров, даже во время шторма[11][12].

На платформе нет экипажа, она функционирует полностью в автономном режиме, также может управляться дистанционно, с корабля поддержки. Во время приземления первой ступени, корабль поддержки с обслуживающим персоналом находится на безопасном отдалении от платформы[13].

Использование

10 января 2015 года (SpaceX CRS-5)

Внешние видеофайлы
Видео удара ступени о платформу

Первая попытка приземления первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 на платформу в последующем названную «Just Read the Instructions» состоялась 10 января 2015 года, в рамках миссии SpaceX CRS-5 по снабжению Международной космической станции. Впервые была задействована система решётчатых рулей, для управления ступенью во время снижения. Первая ступень успешно достигла платформы, но перед самым приземлением потеряла ориентацию и, ударившись о платформу под углом, взорвалась и вылетела в воду[14]. Оборудованию платформы были нанесены незначительные повреждения[15]. Причиной крушения было названо недостаточное количество рабочей жидкости в незамкнутой гидравлической системе решётчатых рулей, которая закончилась непосредственно перед посадкой[16].

Следующая попытка использования платформы планировалась во время миссии DSCOVR, с отремонтированным оборудованием платформы и с увеличенным на 50 % запасом рабочей жидкости решётчатых рулей. Однако планируемую посадку первой ступени ракеты пришлось отменить из-за сильного шторма в районе приземления[17]. Ступень осуществила мягкую вертикальную посадку на воду с точностью до 10 метров, после чего была разрушена волнами[18].

14 апреля 2015 года (SpaceX CRS-6)

Внешние видеофайлы
Логотип YouTube Посадка первой ступени
Логотип YouTube Полная версия видео
Видео с платформы

В рамках миссии SpaceX CRS-6 была осуществлена вторая попытка посадки первой ступени Falcon9 на плавучую платформу «Just Read the Instructions», которая была улучшена, для того чтобы выдерживать более сильный шторм. Возвращение в атмосферу и снижение ступени проходило успешно, но посадка вновь получилась слишком жёсткой, чтобы ступень смогла выжить[19]. Согласно заявлению Илона Маска, ступень приземлилась на платформу, но избыток боковой скорости привёл к её опрокидыванию после посадки[20]. Короткое видео приземления ступени, выложенное через несколько часов, демонстрирует, насколько близкой к успеху была эта попытка[21]. На видео с высоким разрешением, снятом с самолёта-наблюдателя, видно, как двигатели реактивной системы управления, расположенные в верхней части, до конца пытаются выровнять наклоняющуюся ступень, однако их мощности недостаточно. Ступень падает на платформу и взрывается. Причиной неудачной попытки приземления назван сбой работы клапана дросселирования центрального двигателя, не обеспечившего ожидаемую скорость ответа, что привело к излишнему маневрированию ступени в финальной фазе приземления.[22]

Остальные фотографии

17 января 2016 (Jason-3)

Внешние видеофайлы
Видео с платформы

После запуска океанологического спутника Jason-3 произведена очередная попытка посадки первой ступени на платформу «Just Read the Instructions», размещённую в Тихом океане на расстоянии около 300 км от места запуска. Первая ступень отсоединилась через 2 минуты 34 секунды после запуска ракеты-носителя Falcon 9 на высоте 67 км и при скорости 6150 км/ч (5 Махов). Через 4,5 минуты после старта началось первое, 30-секундное зажигание трёх двигателей (boostback burn) для вывода ступени в точку посадки. Через 7 минут после запуска ступень произвела второе, 25-секундное зажигание трёх двигателей (re-entry burn) для снижения скорости перед входом в плотные слои атмосферы. Финальное зажигание центрального двигателя (landing burn) первой ступени началось в 8 минут 30 секунд после старта. Ступень приземлилась на расстоянии 1,3 метра от центра посадочной платформы с необходимой скоростью, но одна из посадочных опор не зафиксировалась в раскрытом положении и сложилась при касании платформы, что привело к падению ступени[23][24][25][26]. На одной из опор не сработал цанговый патрон, фиксирующий опору в открытом положении, возможной причиной могло стать намерзание льда из-за конденсации густого тумана при запуске[27].

4 марта 2016 (SES-9)

Из-за внесения изменения в начальный профиль миссии запуска спутника SES-9 с выводом его на суперсинхронную геопереходную орбиту[28], задача возвращения и посадки первой ступени на платформу была существенно усложнена, в SpaceX не ожидали успешного приземления ступени в этой миссии[29]. Платформа «Of Course I Still Love You» была размещена на расстоянии 660 км от места запуска, а первая ступень не проводила первое стандартное торможение тремя двигателями (boostback-burn), в связи с ограниченным количеством топлива, фактически двигаясь по баллистической траектории после отстыковки на высоте 72 км и на скорости почти 8300 км/ч (6,7 Махов). Зажигание трёх двигателей (re-entry burn) длилось только 17 секунд, ступень входила в плотные слои атмосферы на значительно большей скорости, чем в предыдущих попытках приземления, испытывая сильную температурную нагрузку. При финальном торможении (landing burn) использовались 3 двигателя для максимально быстрого снижения скорости перед касанием платформы, в отличии от стандартной практики с использованием одного центрального двигателя. Спустя 8 минут 40 секунд после запуска, первая ступень осуществила неудачную, жёсткую посадку на платформу, повредив стальное покрытие палубы[30][31].

8 апреля 2016 (SpaceX CRS-8)

Внешние видеофайлы
Логотип YouTube Успешная посадка первой ступени на платформу
Логотип YouTube Посадка с бортовой камеры первой ступени
Логотип YouTube Прибытие платформы в порт Канаверал

Двигатели первой ступени отключились через 2 минуты 34 секунды после запуска ракеты-носителя на высоте 68 км при скорости около 6740 км/ч (5,45 Махов). Через 4 минуты 20 секунд после старта началось 38-секундное включение трёх двигателей (boostback burn). В 6 минут 58 секунд произошло второе включение двигателей (re-entry burn), длившееся 24 секунды. В Т+8:05 включился центральный двигатель для финального торможения (landing burn). Первая ступень совершила первую успешную посадку всего в нескольких метрах от центра платформы «Of Course I Still Love You» спустя 8 минут 35 секунд после запуска[1][32][33].

Сразу после приземления топливные баки ступени были провентилированы, через некоторое время обслуживающий персонал с корабля поддержки прибыл на платформу и прикрепил посадочные опоры к палубе с помощью стальных "башмаков", для того чтобы предотвратить падение ступени из-за качки на волнах. Прибытие платформы в порт на мысе Канаверал ожидается в воскресенье, 10 апреля, после чего ступень будет доставлена в ангар стартового комплекса LC-39A. После обследования и многократного повторного зажигания, при удачных итогах тестирования эта ступень, возможно, будет использована для повторного запуска через несколько месяцев[34][35].

Платформа прибыла в порт утром 12 апреля. Спустя несколько часов подготовки, ступень была снята с платформы с помощью крана и помещена на специальный стенд, позволяющий отсоединить посадочные стойки[36][37].

Примечания

  1. ↑ 1 2 SpaceX. The 1st stage of the Falcon 9 just landed on our Of Course I Still Love You droneship. Dragon in good orbit (англ.). twitter.com (8 апреля 2016).
  2. ↑ Foust, Jeff (2014-10-24). "Next Falcon 9 Launch Could See First-stage Platform Landing". spacenews.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  3. ↑ Bergin, Chris (2014-11-24). "SpaceX's Autonomous Spaceport Drone Ship ready for action". nasaspaceflight.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  4. ↑ Musk, Elon (2015-01-23). "Repairs almost done on the spaceport drone ship and have given it the name "Just Read the Instructions"". twitter.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  5. ↑ 1 2 Musk, Elon (2015-01-23). "West Coast droneship under construction will be named "Of Course I Still Love You"". twitter.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  6. ↑ 1 2 3 4 SpaceX Augments and Upgrades Drone Ship Armada (англ.). nasaspaceflight.com (18 июня 2015).
  7. ↑ Musk, Elon (2015-06-27). "Trying for another rocket landing tmrw. This time on the droneship "Of Course I Still Love You"". twitter.com (англ.).
  8. ↑ Groundbreaking partnership announced between SpaceX, AltaSea in San Pedro (англ.). redlandsdailyfacts.com (18 июня 2015).
  9. ↑ SpaceX. Out at sea for tomorrow's launch and landing attempt (англ.). twitter.com (17 января 2016).
  10. ↑ Musk, Elon (2014-11-22). "Base is 300 ft by 100 ft, with wings that extend width to 170 ft. Will allow refuel & rocket flyback in future". twitter.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  11. ↑ Evans, Ben (2015-01-04). "SpaceX Autonomous Spaceport Drone Ship Sets Sail for Tuesday's CRS-5 Rocket Landing Attempt". americaspace.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  12. ↑ SpaceX Announces Spaceport Barge Positioned by Thrustmaster’s Thrusters. Thrustmaster (22 ноября 2014). Дата обращения: 23 ноября 2014. Архивировано 7 декабря 2014 года.
  13. ↑ Harwood, William (2014-12-16). "SpaceX readies rocket for station launch, barge landing". cbsnews.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  14. ↑ Musk, Elon (2015-01-10). "Rocket made it to drone spaceport ship, but landed hard. Close, but no cigar this time. Bodes well for the future tho". twitter.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  15. ↑ Musk, Elon (2015-01-10). "Ship itself is fine. Some of the support equipment on the deck will need to be replaced..." twitter.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  16. ↑ Musk, Elon (2015-01-10). "Grid fins worked extremely well from hypersonic velocity to subsonic, but ran out of hydraulic fluid right before landing". twitter.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  17. ↑ Musk, Elon (2015-02-11). "Mega storm preventing droneship from remaining on station, so rocket will try to land on water. Survival probability <1%". twitter.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  18. ↑ Musk, Elon (2015-02-11). "Rocket soft landed in the ocean within 10m of target & nicely vertical! High probability of good droneship landing in non-stormy weather". twitter.com (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  19. ↑ Musk, Elon (2015-04-14). "Ascent successful. Dragon enroute to Space Station. Rocket landed on droneship, but too hard for survival". twitter.com (англ.). Дата обращения: 14 апреля 2015.
  20. ↑ Musk, Elon (2015-04-14). "Looks like Falcon landed fine, but excess lateral velocity caused it to tip over post landing". twitter.com (англ.). Дата обращения: 14 апреля 2015.
  21. ↑ Falcon 9 first stage landing burn and touchdown on Just Read the Instructions. SpaceX. Vine (15 апреля 2015). Дата обращения: 15 апреля 2015.
  22. ↑ Musk, Elon (2015-04-19). "Cause of hard rocket landing confirmed as due to slower than expected throttle valve response. Next attempt in 2 months". twitter.com (англ.).
  23. ↑ SpaceX Falcon 9 Booster Landing on Ocean-going Drone Ship fails in rough Sea Conditions (англ.). spaceflight101.com (17 января 2016).
  24. ↑ Elon Musk. However, that was not what prevented it being good. Touchdown speed was ok, but a leg lockout didn't latch, so it tipped over after landing. (англ.). twitter.com (17 января 2016).
  25. ↑ SpaceX. After further data review, stage landed softly but leg 3 didn't lockout. Was within 1.3 meters of droneship center (англ.). twitter.com (17 января 2016).
  26. ↑ Elon Musk. Well, at least the pieces were bigger this time! Won't be last RUD, but am optimistic about upcoming ship landing. (англ.). twitter.com (2016--1-17).
  27. ↑ Elon Musk. Falcon lands on droneship, but the lockout collet doesn't latch on one the four legs, causing it to tip over post landing. Root cause may have been ice buildup due to condensation from heavy fog at liftoff. (англ.). instagram.com (18 января 2016).
  28. ↑ SES-9 Launch Targeting Late February (англ.). ses.com (8 февраля 2016).
  29. ↑ SES-9 Mission Overview (англ.). spacex.com (23 февраля 2016).
  30. ↑ Elon Musk. Rocket landed hard on the droneship. Didn't expect this one to work (v hot reentry), but next flight has a good chance. (англ.). twitter.com (5 марта 2016).
  31. ↑ Banged-Up Drone Ship pulls into Port after latest Falcon 9 Landing Attempt (англ.). spaceflight101.com (9 марта 2016).
  32. ↑ SpaceX. Landing from the chase plane (видео) (англ.). twitter.com (8 апреля 2016).
  33. ↑ SpaceX achieves first Booster Landing at Sea in successful Dragon Launch to ISS (англ.). spaceflight101.com (8 апреля 2016).
  34. ↑ ‘Of Course I Still Love You, we have a Falcon 9 on board!’ – Big plans for recovered SpaceX Booster (англ.). spaceflight101.com (8 апреля 2016).
  35. ↑ NASA. Пресс-конференция NASA после запуска с участием Илона Маска (видео). (англ.). youtube.com (8 апреля 2016).
  36. ↑ SpaceX’s Falcon 9 rocket returns to port (англ.). spaceflightnow.com (12 апреля 2016).
  37. ↑ John Kraus. Фотографии ступени на платформе в порту (англ.). johnkrausphotos.com (12 апреля 2016).

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Autonomous_spaceport_drone_ship&oldid=77738788