Nave de drones de puerto espacial autónomo

Barco de drones de puerto espacial autónomo ( ASDS ; literalmente del  inglés  -  "barco de puerto espacial autónomo no tripulado") - tipo de embarcación; una plataforma flotante utilizada por la compañía aeroespacial SpaceX como plataforma de aterrizaje para el aterrizaje controlado de la primera etapa del vehículo de lanzamiento Falcon 9 , con el objetivo de su posterior recuperación y reutilización.

Se utilizó por primera vez el 10 de enero de 2015, como parte de la misión SpaceX CRS-5 .

El primer aterrizaje exitoso de la primera etapa del vehículo de lanzamiento Falcon 9 tuvo lugar el 8 de abril de 2016 después del lanzamiento de la nave espacial Dragon como parte de la misión SpaceX CRS-8 [1] [2] .

Historia

El 24 de octubre de 2014, el fundador de SpaceX, Elon Musk , dijo en una entrevista que un astillero en Luisiana está construyendo una gran plataforma flotante de unos 90 por 50 metros, que se utilizará para aterrizar la primera etapa del Falcon 9 en lanzamientos posteriores [3 ] .

El 22 de noviembre de 2014, Elon Musk mostró la primera foto de una nave no tripulada de un puerto espacial autónomo con el logotipo de SpaceX en el centro de la plataforma [4] .

El barco autónomo de drones del puerto espacial está amarrado en el puerto de Jacksonville , Florida . Se construyó una plataforma cerca del muelle Copia de archivo fechada el 8 de octubre de 2021 en la Wayback Machine , equipada con una grúa para retirar la primera etapa de la plataforma, así como un soporte especial para su colocación (escenario).

El 23 de enero de 2015, Elon Musk tuiteó que la plataforma se llama "Solo lee las instrucciones" [5] ("Solo lee las instrucciones"), mientras que la segunda plataforma, para lanzar un vehículo de lanzamiento desde la base de Vandenberg , que también es planeado para ser fabricado, se llamará "Por supuesto que todavía te amo" [6] ("Por supuesto que todavía te amo"). Ambos títulos están basados ​​en la novela de ciencia ficción The Gambler de Ian M. Banks .

En junio de 2015, se informó que la plataforma Just Read the Instructions (JRTI), modificada de la barcaza Marmac 300, había completado su trabajo como lugar de aterrizaje, y el astillero en Luisiana estaba completando el trabajo de conversión de dos similares, pero barcazas significativamente más nuevas Marmac 304 y Marmac 303 [7] .

La barcaza Marmac 304 llegó al puerto de Jacksonville a principios de junio de 2015, tras lo cual se realizaron los últimos preparativos para poner en funcionamiento la plataforma. De los cambios visibles, se pueden notar las paredes de acero que cubren los contenedores con el importante equipamiento de la plataforma [7] . En una de las paredes está la imagen de un trébol de cuatro hojas, que se usa en todos los logotipos de las misiones de SpaceX. Después de aplicar el logotipo de la empresa y el nombre de la plataforma a la superficie de aterrizaje de la plataforma, resultó que la plataforma se llamaría "Por supuesto que todavía te amo" (OCISLY), aunque este nombre estaba destinado anteriormente a la segunda plataforma. , para lanzamientos desde la costa oeste de EE . UU. [6] . Se ha confirmado que la plataforma se utilizará para el intento de aterrizaje de la primera etapa del Falcon 9 como parte de la misión SpaceX CRS-7 [8] .

La barcaza Marmac 303 a principios de junio de 2015, con la ayuda del remolcador Smith RHEA, salió del puerto de Louisiana y se dirigió al Canal de Panamá . Después de completar el canal el 15 de junio, la barcaza se dirigió al Puerto de Los Ángeles , donde se espera amarre en el muelle de San Pedro, California [7] [9] . Presuntamente, el primer uso de la plataforma tendrá lugar como parte de la misión de lanzamiento del satélite oceanográfico Jason-3 desde la base de Vandenberg en agosto de 2015 [7] . La plataforma pasó a llamarse "Solo lea las instrucciones" [10] .

El 12 de febrero de 2018, Elon Musk tuiteó sobre el inicio de la construcción de la tercera plataforma "A Shortfall of Gravitas" ("Falta de autoridad"), que se desplegará en la costa este [11] . El nombre de la nueva plataforma, al igual que los dos anteriores, se le dio en honor a la nave estelar "Experimentando un déficit significativo de gravedad" de la novela de fantasía "Cultura" del escritor escocés Ian M. Banks . Se esperaba que el uso de la plataforma comenzara más cerca del verano de 2019 [12] .

El 6 de julio de 2021 llegó al Puerto de Los Ángeles la plataforma Of Course I Still Love You. Fue reubicada en la costa del Pacífico de los Estados Unidos para apoyar el lanzamiento de los satélites Starlink a la órbita polar [13] .

El 15 de julio de 2021, A Shortfall of Gravitas (ASOG), convertido de una barcaza Marmac 302, llegó a Puerto Cañaveral desde un astillero en Luisiana. El diseño de la cubierta y la ubicación de los equipos en la nueva plataforma es significativamente diferente a las anteriores. Además, la plataforma puede ser completamente autónoma y no necesita un remolcador para llevarla al lugar de aterrizaje del escenario [13] .

Equipamiento y características

Las dimensiones de la plataforma, modificada de la barcaza Marmac 300 específicamente para SpaceX, son 91 por 52 metros [14] , la altura del costado es de 6 metros.

La plataforma está equipada con un sistema de navegación GPS y 4 motores azimutales diésel Thrustmaster , cada uno con una capacidad de 300 caballos de fuerza (220 kW ), lo que le permite mantener la posición deseada con un error de hasta 3 metros, incluso durante una tormenta [ 15] [16] .

No hay tripulación en la plataforma, funciona de forma completamente autónoma, también se puede controlar de forma remota desde una nave de apoyo. Durante el desembarco de la primera etapa, la nave de apoyo con los asistentes se encuentra a una distancia segura de la plataforma [17] .

Uso

Lista de aterrizaje

10 de enero de 2015 ( SpaceX CRS-5 )

El primer intento de aterrizar la primera etapa de un vehículo de lanzamiento Falcon 9 en una plataforma más tarde llamada "Solo lea las instrucciones" tuvo lugar el 10 de enero de 2015, como parte de la misión de reabastecimiento SpaceX CRS-5 a la Estación Espacial Internacional . Por primera vez, se utilizó un sistema de timones de celosía para controlar el escenario durante el descenso. La primera etapa alcanzó con éxito la plataforma, pero justo antes de aterrizar perdió su orientación y, golpeando la plataforma en ángulo, explotó y voló al agua [18] . El equipo de la plataforma sufrió daños menores [19] . La causa del accidente se denominó una cantidad insuficiente de fluido de trabajo en el sistema hidráulico abierto de los timones de celosía, que terminó justo antes del aterrizaje [20] .

El siguiente intento de uso de la plataforma estaba previsto durante la misión DSCOVR , tras la reparación de la plataforma, con un incremento del 50% en el suministro del fluido de trabajo de los timones de celosía. Sin embargo, el aterrizaje previsto de la primera etapa del cohete tuvo que cancelarse debido a una fuerte tormenta en la zona de aterrizaje [21] . El escenario hizo un suave aterrizaje vertical en el agua con una precisión de 10 metros, después de lo cual fue destruido por las olas [22] .

14 de abril de 2015 ( SpaceX CRS-6 )

La misión SpaceX CRS-6 fue el segundo intento de aterrizar la primera etapa de un Falcon9 en la plataforma flotante "Solo lea las instrucciones", que se actualizó para resistir una tormenta más fuerte. El reingreso y el descenso del escenario fueron exitosos, pero el aterrizaje nuevamente resultó ser demasiado difícil para que el escenario sobreviviera [23] . Según Elon Musk , el escenario aterrizó en la plataforma, pero el exceso de velocidad lateral hizo que volcara después del aterrizaje [24] . Un breve vídeo del aterrizaje en el escenario, publicado unas horas más tarde, demuestra lo cerca que estuvo este intento del éxito [25] . Un video de alta resolución tomado desde un avión observador muestra cómo los motores del sistema de control del jet , ubicado en la parte superior, intentaron nivelar por completo el escenario basculante, pero no tenían suficiente potencia. El escalón cayó sobre la plataforma y explotó. El motivo del intento fallido de aterrizaje se atribuyó a la falla de la válvula de mariposa del motor central, que no proporcionó la velocidad de respuesta esperada, lo que provocó un exceso de maniobras de la etapa en la fase final del aterrizaje. [26]

17 de enero de 2016 por Jason-3

Tras el lanzamiento del satélite oceanográfico Jason-3 , se realizó otro intento de aterrizar la primera etapa en la plataforma Just Read the Instructions ubicada en el Océano Pacífico a una distancia de unos 300 km del sitio de lanzamiento. La primera etapa se desprendió 2 minutos y 34 segundos después del lanzamiento del vehículo de lanzamiento Falcon 9 a una altitud de 67 km y a una velocidad de 6150 km/h ( Mach 5 ). 4,5 minutos después del lanzamiento, el primer encendido de 30 segundos de los tres motores ( quemado de refuerzo ) comenzó a llevar el escenario al punto de aterrizaje. 7 minutos después del lanzamiento, la etapa realizó una segunda quema de reingreso de 25 segundos de los tres motores para reducir la velocidad antes de ingresar a las densas capas de la atmósfera. El encendido final del motor central ( quemado de aterrizaje ) de la primera etapa comenzó a las 8:30 después del lanzamiento. El escenario aterrizó a una distancia de 1,3 m del centro de la plataforma de aterrizaje con la velocidad requerida, pero una de las patas de aterrizaje no se bloqueó en la posición abierta y colapsó cuando la plataforma tocó, lo que provocó la caída del escenario [ 27] [28] [29] [30]  - en uno de los soportes, el portapinzas no funcionaba , fijando el soporte en la posición abierta, una posible causa podría ser la congelación del hielo debido a la condensación de niebla espesa durante el lanzamiento [31] .

4 de marzo de 2016 ( SES-9 )

Debido al cambio en el perfil de misión inicial del lanzamiento del satélite SES-9 con su lanzamiento a una órbita de geotransferencia supersincrónica [32] , la tarea de regresar y aterrizar la primera etapa en la plataforma se complicó significativamente, SpaceX no esperaba un aterrizaje exitoso del escenario en esta misión [33] . La plataforma "Por supuesto que todavía te amo" estaba ubicada a 660 km del sitio de lanzamiento, y la primera etapa no realizó la primera desaceleración estándar de tres motores ( combustión de refuerzo ) debido al combustible limitado, en realidad se movió a lo largo de una trayectoria balística después desacoplamiento a una altitud de 72 km y a una velocidad de casi 8300 km/h (Mach 6,7). El encendido de los tres motores ( re-entry burn ) duró solo 17 segundos, la etapa entró en las capas densas de la atmósfera a una velocidad significativamente mayor que en los intentos de aterrizaje anteriores, experimentando una fuerte carga de temperatura. El frenado final ( quemado de aterrizaje ) utilizó 3 motores para reducir la velocidad lo más rápido posible antes de aterrizar en la plataforma, a diferencia de la práctica estándar de usar un solo motor central. 8 minutos y 40 segundos después del lanzamiento, la primera etapa hizo un aterrizaje forzoso y sin éxito en la plataforma, dañando la cubierta de acero de la cubierta [34] [35] .

8 de abril de 2016 ( SpaceX CRS-8 )

Los motores de la primera etapa se apagaron 2 minutos 34 segundos después del lanzamiento del vehículo de lanzamiento a una altura de 68 km a una velocidad de unos 6740 km/h ( Mach 5,45 ). Después de 4 minutos y 20 segundos después del inicio, comenzó una activación de tres motores de 38 segundos ( quema de refuerzo ). A los 6 minutos 58 segundos se encendió de nuevo los motores ( re-entry burn ), que duró 24 segundos. A las T+8:05 se encendió el motor central para el frenado final ( quemado de aterrizaje ). La primera etapa hizo su primer aterrizaje exitoso a solo unos metros del centro de la plataforma "Por supuesto que todavía te amo" 8 minutos 35 segundos después del lanzamiento [1] [36] [37] .

Inmediatamente después del aterrizaje, se ventilaron los tanques de combustible del escenario, después de un rato el personal de apoyo del barco de apoyo llegó a la plataforma y sujetó las patas de aterrizaje a la cubierta con zapatas de acero para evitar que el escenario cayera por rodar sobre las olas. . La plataforma estaba programada para llegar al puerto de Cabo Cañaveral el 10 de abril, luego de lo cual la etapa sería entregada al hangar del complejo de lanzamiento LC-39A . Después de la inspección y el reinicio repetido, si los resultados de la prueba son exitosos, esta etapa puede usarse para reiniciar en unos pocos meses [38] [39] .

La plataforma llegó al puerto en la mañana del 12 de abril. Después de varias horas de preparación, el escenario se retiró de la plataforma con una grúa y se colocó en un soporte especial que permite separar las patas de aterrizaje [40] [41] [42] .

6 de mayo de 2016 ( JCSAT-14 )

Por primera vez después del lanzamiento de un satélite en una órbita de geotransferencia , la primera etapa de un vehículo de lanzamiento Falcon 9 aterrizó con éxito en la plataforma Of Course I Still Love You, ubicada a 660 km del lugar de lanzamiento [43] .

Debido a que el lanzamiento se realizó en órbita de geotransferencia, el perfil de retorno de la etapa se parecía al de la misión de lanzamiento del satélite SES-9 . Luego de 2 minutos 38 segundos desde el inicio, luego de desacoplarse a una altura de 67 km y a una velocidad de 8350 km/h (2300 m/s, Mach 6.75 ), la primera etapa se desplazó a lo largo de una trayectoria balística sin la primera activación de tres motores para el frenado ( boostback burn ), debido a la baja reserva de combustible que queda después del lanzamiento. Al ingresar a las capas densas de la atmósfera y encender tres motores ( re-entry burn ), la velocidad de la etapa superó el doble (2 km/s versus 1 km/s), y la carga de temperatura fue 8 veces mayor que la velocidad y la temperatura. carga de la etapa anterior de regreso tras el lanzamiento de la misión CRS-8 de SpaceX a la órbita terrestre baja [44] . El frenado final ( combustión de aterrizaje ) antes de aterrizar en la plataforma se llevó a cabo mediante el encendido breve de tres motores, en contraste con el encendido más prolongado de un motor, para la reducción de velocidad más rápida con un menor consumo de combustible [45] . Los dos motores exteriores se apagaron antes que el central, y la etapa completó los últimos metros de vuelo utilizando un motor, que es capaz de estrangular hasta el 40% del empuje máximo [46] . 8 minutos y 40 segundos después del lanzamiento, la primera etapa aterrizó con éxito exactamente en el centro de la plataforma [47] [48] .

27 de mayo de 2016 ( Thaicom 8 )

El tercer aterrizaje exitoso consecutivo de la primera etapa en la plataforma Of Course I Still Love You, ubicada a 680 km del lugar de lanzamiento [49] . La velocidad del escenario al tocar la plataforma era cercana a la máxima permitida, se involucraron las zonas de deformación en los puntales de aterrizaje, lo que extinguió la energía del impacto, sin embargo, se rompió la estabilidad del escenario y hubo cierto riesgo de que volcara. [50] .

El 2 de junio, una plataforma con un escalón notablemente inclinado (~5° de inclinación) llegó a Puerto Cañaveral [51] [52] [53] .

15 de junio de 2016 ( Eutelsat / ABS )

Aterrizaje fallido tras el lanzamiento de dos satélites de telecomunicaciones a la órbita de geotransferencia [54] . Según la declaración inicial, el empuje de uno de los tres motores utilizados durante el aterrizaje fue inferior al esperado, lo que no permitió que la etapa redujera suficientemente la velocidad antes de tocar la plataforma [55] . La empresa pretende mejorar el escenario, lo que permitirá compensar esa falta de empuje de los motores durante el aterrizaje [56] [57] [58] . Más tarde se informó que justo antes de que la plataforma tocara tierra, el escenario había agotado su suministro de oxígeno líquido, lo que provocó una parada anticipada del motor central y un aterrizaje forzoso, seguido de la destrucción del escenario [59] [60] [61] .

14 de agosto de 2016 ( JCSAT-16 )

La primera etapa del vehículo de lanzamiento aterrizó con éxito en la plataforma "Por supuesto que todavía te amo". A diferencia de aterrizajes anteriores después de lanzar satélites en órbita de geotransferencia , solo se utilizó un motor en el pulso de aterrizaje final en lugar de tres, para reducir la sobrecarga en el escenario [62] [63] .

14 de enero de 2017 ( Iridium-1 )

Aterrizaje exitoso de la primera etapa, por primera vez desde el lanzamiento desde la Base Vandenberg y por primera vez en la plataforma "Solo lea las instrucciones", ubicada a 371 km del sitio de lanzamiento [64] . Todo el vuelo de regreso de la primera etapa, desde el desacoplamiento hasta el aterrizaje en la plataforma, se mostró desde la cámara a bordo en una transmisión en vivo del lanzamiento.

30 de marzo de 2017 ( SES-10 )

El relanzado número de serie B1021 de la primera etapa se colocó con éxito en la plataforma Of Course I Still Love You por segunda vez .

23 de junio de 2017 ( BulgariaSat-1 )

Las condiciones de reingreso para la etapa B1029 relanzada fueron las más severas en comparación con los lanzamientos anteriores, el pulso de aterrizaje fue realizado por tres motores. La primera etapa aterrizó con fuerza pero con éxito en la plataforma "Por supuesto que todavía te amo", utilizando casi por completo las zonas de aplastamiento de las patas de aterrizaje para absorber el exceso de velocidad en el aterrizaje [67] .

25 de junio de 2017 ( Iridium-2 )

La primera etapa aterrizó con éxito en la plataforma "Solo lea las instrucciones". Por primera vez se utilizaron timones de celosía de titanio . Los nuevos timones son un poco más largos y pesados ​​que sus predecesores de aluminio, aumentan las capacidades de control del escenario, soportan temperaturas sin necesidad de un revestimiento ablativo y se pueden usar indefinidamente sin mantenimiento entre vuelos [68] [69] .

Notas

1. ↑ 12 SpaceX . La primera etapa del Falcon 9 acaba de aterrizar en nuestra nave no tripulada Of Course I Still Love You. Dragón en buena órbita (inglés) . twitter.com (8 de abril de 2016). Consultado el 8 de abril de 2016. Archivado desde el original el 22 de abril de 2019.  
2. ↑ Primer aterrizaje exitoso de la primera etapa del Falcon 9 en la plataforma oceánica. vídeo _ Canal Rain TV (9 de abril de 2016). Consultado el 20 de abril de 2016. Archivado desde el original el 20 de abril de 2016. (Ruso)
3. ↑ Foust, Jeff . El próximo lanzamiento de Falcon 9 podría ver el aterrizaje de plataforma de primera etapa  , spacenews.com (  24 de octubre de 2014). Consultado el 15 de abril de 2015.
4. ↑ Bergin, Chris . El Drone Ship del puerto espacial autónomo de SpaceX está listo para la acción  , nasaspaceflight.com (  24 de noviembre de 2014). Archivado desde el original el 26 de julio de 2019. Consultado el 15 de abril de 2015.
5. ↑ Musk, Elon . Reparaciones casi terminadas en la nave del dron del puerto espacial y le han dado el nombre de "Solo lea las instrucciones"  , twitter.com (  23 de enero de 2015). Archivado desde el original el 2 de junio de 2020. Consultado el 15 de abril de 2015.
6. ↑ 12 Musk , Elon . El dron de la costa oeste en construcción se llamará "Por supuesto que todavía te amo"  , twitter.com (  23 de enero de 2015). Archivado desde el original el 2 de junio de 2020. Consultado el 15 de abril de 2015.
7. ↑ 1 2 3 4 SpaceX aumenta y actualiza Drone Ship  Armada . nasaspaceflight.com (18 de junio de 2015). Archivado desde el original el 23 de septiembre de 2019.
8. ↑ Musk, Elon . Intentando otro aterrizaje de cohetes tmrw. Esta vez en la nave no tripulada "Por supuesto que todavía te amo".  (inglés) , twitter.com  (27 de junio de 2015). Archivado desde el original el 16 de julio de 2018.
9. ↑ Asociación innovadora anunciada entre SpaceX y AltaSea en San  Pedro . redlandsdailyfacts.com (18 de junio de 2015). Archivado desde el original el 30 de junio de 2015.
10. ↑ Space X. En el mar para el lanzamiento y el intento de aterrizaje de mañana  (inglés) . twitter.com (17 de enero de 2016). Fecha de acceso: 17 de enero de 2016. Archivado desde el original el 29 de enero de 2016.
11. ↑ Esteban Clark. Nueva nave de drones en construcción para aterrizajes de cohetes SpaceX  . Vuelo espacial ahora (14 de febrero de 2018). Consultado el 5 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 5 de agosto de 2018.
12. ↑ EmreKelly. Musk: Es probable que el próximo barco no tripulado Florida de SpaceX se una a la creciente flota el próximo año  . Florida hoy (28 de julio de 2018). Consultado el 5 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 3 de noviembre de 2018.
13. ↑ 1 2 El nuevo dron de SpaceX llega a Puerto  Cañaveral . Vuelo espacial ahora (15 de julio de 2021). Consultado el 17 de julio de 2021. Archivado desde el original el 17 de julio de 2021.
14. ↑ Musk, Elon . La base mide 300 pies por 100 pies, con alas que se extienden a un ancho de 170 pies. Permitirá el reabastecimiento de combustible y el retorno de cohetes en el futuro.  (inglés) , twitter.com  (22 de noviembre de 2014). Archivado desde el original el 1 de julio de 2015. Consultado el 15 de abril de 2015.
15. ↑ Evans, Ben . La nave de drones del puerto espacial autónomo de SpaceX zarpa para el intento de aterrizaje del cohete CRS-5 del martes  , americaspace.com (  4 de enero de 2015). Archivado desde el original el 4 de abril de 2015. Consultado el 15 de abril de 2015.
16. ↑ SpaceX anuncia la barcaza del puerto espacial posicionada por Thrustmaster's Thrusters (enlace no disponible) . Thrustmaster (22 de noviembre de 2014). Consultado el 23 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2014. (indefinido) 
17. ↑ Harwood, Guillermo . SpaceX prepara el cohete para el lanzamiento de la estación, aterrizaje en barcaza  , cbsnews.com (  16 de diciembre de 2014). Archivado desde el original el 18 de diciembre de 2019. Consultado el 15 de abril de 2015.
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