KENNEDY SPACE CENTER, FL - SpaceX-grunnlegger Elon Musks vågale drøm om rakettgjenvinning og gjenbrukbarhet kommer nærmere og nærmere virkeligheten med hver dag som går. Etter en betagende serie eksperimentelle flytester med sikte på å lande land, brukte firmaene Falcon 9 første etapper på land og til havs det siste halve året, og den dristige innsatsen oppnådde en annen stor milepæl ved bare å fullføre den første fullvarige testfyringen av en av dem som ble landet boosters.
Torsdag 28. juli gjennomførte SpaceX-ingeniører vellykkede en full varighet av statisk motortestfyring av den 156 fot høye (47 meter) gjenvunnet Falcon 9 første trinns booster mens de ble holdt nede på en teststand ved selskapets raketutviklingstestanlegg i McGregor, Texas. Motorene fyrte opp i omtrent to og et halvt minutt.
SpaceX-teamet har perfeksjonert landingsteknikkene ved å ta i bruk erfaringer etter hvert forsøk på landingskampanje.
Hva er leksjonene så langt fra første fase, og spesielt de harde landingene? Er det noen endringer som gjøres i boosterstrukturen? Hvor godt fungerte scenariet for landingsforbrenning?
Under SpaceXs nylige CRS-9-lanseringskampanjer i media briefinger på NASAs Kennedy Space Center 18. juli, ba jeg SpaceX VP Hans Koenigsmann om litt innsikt.
"Vi lærte mye ... av landingene," sa Hans Koenigsmann, SpaceX-visepresident for Flight Reliability, til Space Magazine under de nylige medieundersøkelsene for SpaceX CRS-9-lastestasjonen på nytt tilførsel 18. juli.
"Det er ingen strukturelle endringer først."
"Det viktigste er å beskytte motorene," utdyper Koenigsmann mens de er på flukt og "under reentry".
Første trinn på SpaceX Falcon 9 er utstyrt med fire landingsben i basen og fire nettfinner på toppen for å utføre landingsforsøkene.
Generelt sett tror jeg landingskonseptet med beina, og antall forbrenninger og måten vi utfører dem ser ut til å fungere OK, ”sa Koenigsmann til Space Magazine.
Etter at de har separert seg fra det andre trinnet med hypersoniske hastigheter på opptil 4000 mph, blir de første trinns motorene reignert for å snu kurs og gjøre et kraftig ryggsøl tilbake til landingsstedet og bremse raketten for en myk landing, via supersonisk tilbaketrekning.
Riktig motorytelse er avgjørende for å muliggjøre en vellykket touchdown.
"Det viktigste er å beskytte motorene - og sørge for at de starter godt [i verdensrommet under reentry]," forklarte Koenigsmann. "Og spesielt den varme banen, så å si, som de som kommer inn etter en rask nyttelast, som geo-transfer nyttelasten i utgangspunktet."
“Disse motorene må beskyttes slik at de starter opp på riktig måte. Det er noe vi lærte. "
Elon Musks mål er å radikalt skvise kostnadene for å skyte raketter og tilgang til verdensrommet via rakettbruk - på en måte som en dag vil føre til hans visjon om en 'City on Mars.'
SpaceX håper å avvise en en gang fløyet booster senere i år, en eller annen gang i høst, ved å bruke havet landet Falcon fra NASAs CRS-8 romstasjonsoppdrag lansert i april, sier Koenigsmann.
Men selskapet må først bevise at det brukte kjøretøyet kan overleve de ekstreme og utilgivelige påkjenningene fra det voldelige romfartsmiljøet før de kan starte det på nytt.
Testskytingen den 28. juli er en del av den lange utholdenhetstesting og innebar å tenne alle ni brukte Merlin 1D-motorene fra første trinn som ligger i bunnen av en brukt rakett.
Falcon 9 første trinn genererer over 1,71 millioner pund med skyvekraft når alle ni Merlin-motorene fyrer opp på teststativet i en varighet på opptil tre minutter - det samme som for en faktisk lansering.
Se motortesten i denne SpaceX-videoen:
Video caption: Falcon 9 første trinn fra mai 2016 JCSAT-oppdrag ble testfyret, i full varighet, på SpaceXs McGregor, Texas rakettutviklingsanlegg 28. juli 2016. Kreditt: SpaceX
Den brukte 15-etasjers Falcon-boosteren hadde vellykket gjennomført en intakt myk landing på en havgående plattform etter å ha lansert en japansk kommersiell telekommunikasjonssatellitt bare to måneder siden den 6. mai i år.
Bare 10 minutter etter lansering av JCSAT-14 telekommunikasjonssatellitt til en Geostationary Transfer Orbit (GTO), frigjorde den brukte første trinn en første trinns Merlin 1D-motor.
Den gjennomførte en serie med tre utvinningsforbrenninger for å manøvrere raketten til en utpekt landingsplass til sjøs eller på land og raskt retardere den fra supersoniske hastigheter for en fremdrivende myk landing, intakt og oppreist ved å bruke en kvartett landingsben som satte seg ut i de siste øyeblikkene før en langsom hastighet.
Selv om landingen var oppreist og intakt, ble denne landingen også klassifisert som en 'hard landing' fordi boosteren landet med høyere hastighet og motorene i første trinn i Merlin 1D hadde store skader som sett på nærbilder og erkjent av Musk .
“Den siste raketten tok maks skade, på grunn av høy inngangshastighet. Vil være vår livsleder for bakketest for å bekrefte at andre er bra, ”twitret Musk den gangen.
Likevel fungerte det hele spektakulært, og dette var den første som ble utvunnet fra den mye mer krevende banen med høy hastighet som leverte en satellitt til GTO.
I forkant av løftetid hadde Musk åpent tvil om et vellykket landingsresultat, siden dette første trinnet flyr raskere og i større høyde på tidspunktet for separasjon fra andre trinn og dermed var mye vanskeligere å bremse og manøvrere tilbake til havet basert plattform sammenlignet med for eksempel ISS-oppdrag.
Så selv om denne ikke kan reflekteres, tjener den fremdeles et annet stort formål for ingeniører som prøver å bestemme levetiden til boosteren og dens forskjellige komponenter - som nå dristig demonstrert av motorprøven fra 28. juli.
"Vi lærte mye selv på oppdragene der ting går galt med landingen, alt går bra på hovedoppdraget selvfølgelig," sa Koenigsmann.
Til sammen har SpaceX med suksess mykt landet og gjenfunnet fem av deres første trinn Falcon 9-boostere intakt og oppreist siden historien til den første landingen noensinne fant sted for bare syv måneder siden i desember 2015 på Cape Canaveral Air Force Station i Florida.
Den nyeste oppskytingen og landingen skjedde i forrige uke 18. juli 2016 under den dramatiske midnattssprengningen av SpaceX CRS-9 kommersiell lastoppdragsmisjon til den internasjonale romstasjonen (ISS) under kontrakt for NASA.
Se de overveldende hendelsene utfolde seg i nærbilder og videoer her.
Etter hvert Falcon 9-lanserings- og landingsforsøk vurderer SpaceX-ingeniører de omfangsrike og uvurderlige dataene som er samlet, analyserer resultatet og tar i bruk lærdommen.
CRS-9 markerer bare andre gang SpaceX har forsøkt å lande på den 15 etasjer høye første etappes boosterback på Cape Canaveral Air Force Station - på stedet som heter Landing Zone 1 (LZ 1).
Se denne utsøkt detaljerte nærbildevideoen som viser CRS-9 første trinns landing på LZ 1, som skutt av romkollega Jeff Seibert fra ITL-hovedveien på CCAFS- som dramatisk avsluttet med flere sjokkerende høye soniske bommer som raketter over Space Coast og langt utenfor og våkner horder av sviller:
Bildetekst: Dette var den andre landlige landingen av en SpaceX Falcon 9-booster 18. juli 2016. Den hadde nettopp lansert CRS9 Dragon-oppdraget mot ISS. Landingen skjedde på LZ1, tidligere kjent som Pad 13, som ligger på CCAFS og forårsaket en trippel sonisk bom hørt 50 mil unna. Kreditt: Jeff Seibert
Historien til den første bakken landing noensinne fant sted på Landing Zone 1 (LZ 1) 22. desember 2015 som en del av ORBCOMM-2-oppdraget. Landing Zone 1 er bygget på det tidligere stedet for Space Launch Complex 13, en amerikansk flyvåpen og rakettprøving.
SpaceX har også lyktes med å gjenopprette første etapper tre ganger på rad til sjøs i år på en havgående drone skip lekter ved å bruke selskapets OCISLY Autonomous Spaceport Drone Ship (ASDS) 8. april, 6. mai og 27. mai.
OCISLY er vanligvis stasjonert omtrent 650 kilometer fra bredden og øst for Cape Canaveral, Florida i Atlanterhavet. Lekteren kommer tilbake i havn i Port Canaveral flere dager etter landing, avhengig av mange faktorer som vær, havnestillatelse og tilstanden til raketten.
Mens han prøvde å utvide touchdown-streken til 4 på rad under det siste landingskjøringsforsøket til drone-skipet etter Eutelsat-telekom-lanseringen 15. juni til GTO, styrtet boosteren i utgangspunktet fordi den sank ned for raskt på grunn av utilstrekkelig skyvekraft fra Merlin-avstammingsmotorene.
Raketten gikk tilsynelatende tom for flytende oksygenbrensel i de siste øyeblikkene før touchdown, slo hardt, tippet over og pannet på dekket.
"Ser ut som tidlig flytende oksygenutarming forårsaket motorstans rett over dekket," forklarte Musk via twitter den gangen.
“Det ser ut som om drivkraften var lav på en av tre landingsmotorer. Høye g-landinger v følsomme for alle motorer som bruker maks. ”
"Vi lærte mye selv på oppdraget der ting går galt med landingen," forklarte Koenigsmann. "Alt går bra på hovedoppdraget selvfølgelig."
"Det er faktisk noe der du har vellykket distribusjon og landingen ikke fungerer helt - og likevel er det landingen som får all oppmerksomhet."
”Men selv på de landene lærte vi mye. Spesielt på den siste landing [fra Eutelsat-lanseringen] lærte vi mye. ”
"Vi tror vi fant en måte å operativt beskytte disse motorene og gjøre det sikrere for dem å starte opp - og å komme opp på full kraft og være på full styrke."
Hva betyr egentlig "å beskytte motorene" under flyging?
"Ja, jeg mener å beskytte motorene under reentry," sa Koenigsmann til meg.
"Det er da motorene blir varme. Vi går inn med motorene som vender mot strømmen. Så det er i utgangspunktet motorene direkte utsatt for den varme strømmen. Og det er da du trenger å beskytte motorene og gassene og væskene som er i motorene. For å sikre at ingenting koker av og gjør morsomme ting. ”
"Så alt i alt har disse landene med droneskip vært ekstremt vellykkede, selv når vi ikke gjenopprettet alle de første stadiene [helt intakte]."
Se etter Kens fortsatte SpaceX- og CRS-9-misjonsdekning, hvor han rapporterte direkte fra Kennedy Space Center og Cape Canaveral Air Force Station, Florida.
Hold deg oppdatert her om Ken fortsetter om jord- og planetenes vitenskap og menneskelig romfartsnyheter.
Se videoen om lanseringspute av CRS-9-lanseringen:
Bildetekst: SpaceX Falcon 9 løfter av med Dragon CRS-9-forsyningsskipet på vei til den internasjonale romstasjonen 18. juli 2016 kl. 12:45 EDT fra Space Launch Complex 40 ved Cape Canaveral Air Force Station, Fl, sett i dette på nært nærbilde fra Mobius fjernkamera plassert ved dyna. Kreditt: Ken Kremer / kenkremer.com
Se denne CRS-9-lanseringen og landingsvideo-samlingen fra romkollega Mike Wagner:
Bildetekst: SpaceX CRS-9 Samling av lansering og landing den 7/18/2016. Lokale aviser rapporterte at 911 oppfordrer til en høy eksplosjon opptil 75 mil unna. Denne soniske bommen virket høyere enn den første landingen ved Kapp i desember 2015. Kreditt: USLaunchReport
