Comment sauver le deuxième étage de la fusée?

Elon Musk lui-même l'a promis une fois pressé pour le Falcon 9, mais a décidé de ne pas se livrer à des bêtises ...



En 2015, SpaceX a réussi pour la première fois dans l'histoire de l'astronautique à atterrir (sans se casser) le premier étage de la fusée Falcon 9, qui, en même temps, a accompli la tâche principale - mettre le satellite sur une orbite donnée. Une étape importante dans le développement de la technologie spatiale est devenue une merveilleuse réalité, puis juste une routine, une partie de la livraison bien organisée d'engins spatiaux (SC) dans l'espace proche, sur des orbites proches de la Terre.





Une promesse supplémentaire de SpaceX - comment et pourquoi sauver la deuxième étape?

Le public a déjà oublié, mais après tout, SpaceX, personnellement représenté par Elon Musk, pour une raison quelconque, en septembre 2011, a annoncé des plans ambitieux pour faire atterrir en douceur la deuxième étape de Falcon 9. Oui, cette société allait apprendre à sauver la deuxième étape avec le temps ... Voici le lien ...





SpaceX a même filmé une vidéo sur ce sujet (ils ont dépensé de l'argent) - là, le deuxième étage avec des jambes est entré dans l'atmosphère avec optimisme avec un bouclier thermique vers l'avant, un moteur vers l'arrière, puis freiné à la surface même avec ce moteur. Pas un simple moteur, mais un turboréacteur Merlin 1D Vacuum avec une énorme buse optimisée pour le vide à des altitudes d'environ 100 km ...





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Nouvelle façon de livrer des marchandises par Ali-Express dans les régions reculées d'Afrique!  Les destinataires sont un peu surpris par la livraison gratuite de tuyaux en titane qu'ils n'ont pas commandés, mais ils trouveront certainement une utilité pour eux dans leur foyer ...
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ULA 2015 ( 27.2 ) Vulcan Centaur ( 2021 ) … . , ( ), , - .





(DCSS Centaur V) / ULA Boeing Lockheed Martin, , (Delta Atlas ). «» . ULA Advanced Cryogenic Evolved Stage (ACES) - 5.4 , 15-18 , 300 3 (3.14159 * 2.7 * 2.7 = 22.9 *15 = 343 3), 5-9(?) , 4 RL-10-C, . https://www.youtube.com/watch?v=Bu72H3jMpuY





ACES ( ) Integrated Vehicle Fluids (IVF). , / , ( ) , . , «» , , (Autogenous pressurization). , . , ( Titan 1968 , Space Shuttle, SLS). , , .





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2010 , ULA ( Atlas Delta IV Heavy) , «» ( , L1 L2 -). , , , .





Deuxième étage enregistré comme "station-service" avec un écran thermique en forme de jupe effilée
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Falcon 9 FT.





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Image du deuxième étage du Falcon 9 sur le site SpaceX
Falcon 9 SpaceX

( ACES), 10 , ! Merlin 1D Vacuum + 348 (347) , 5 , .





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5500 + 4000 107.5 , – , , , (dV) 2.5 /. , Falcon 9 .





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Falcon 9 : 12.5 + 5.5 + 4 = 22 , : + 5.5 + 4 = 10 ( , 0.5 ). Merlin 1D Vacuum + 348 (347) dV = 2.5 / :





dV1 = I * g * Ln (22 / 10) = 348 * 9.8 /2 * Ln ( 2.2 ) = 348 * 9.8 *  0.7885 / = 2689.1 / = 2.69 / – ( ).





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dV2 = I * g * Ln (21 / 10) = 348 * 9.8 /2 * Ln ( 2.1 ) = 348 * 9.8 * 0.741937 / = 2530.3 / = 2.53 /  - .





dV3 = I * g * Ln (22.5 / 10.5) = 348 * 9.8 /2 * Ln ( 2.143 ) = 348 * 9.8 * 0.7622 / = 2599.4 / = 2.6 /  - ( 2 ).





() 107.5 2 . dVn 4500 2000 ( ) :





dVn = I * g * Ln ( 6500 / 4500 ) = 348 * 9.8 /2 * Ln ( 1.4444 ) = 348 * 9.8 * 0.367694 = 1254 / = 1.25 /





() — dV = 1.6 /. .





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() NASA , Power and Propulsion Element (PPE) 5-9 . 10-14 . 15 L1 L2 8 12 , 3-4 — 2 , ( 2600 ) 25 /, 22.9 (82.4 1.979 ), ( 50 ).





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ULA «» 2-3 ACES . , (- ).





Une des options pour connecter le deuxième étage ACES dans la version standard avec l'ACES modifié sous la forme d'un réservoir de carburant agrandi sans moteurs.
ACES ACES .

6 , Falcon 9, , ( ):





Schéma d'assemblage par lots de 6 deuxièmes étages de Falcon 9 en un seul cluster pour le stockage de carburant / eau.  Vue de bout.
6 Falcon 9 / . .

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6 ( 4 8 — ) . , -, .





6 Falcon 9 FT 600-700 3, 600 700 ! , , .





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, , «» -, Mars Base Camp (2017 ) Lockheed Martin.





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Dans cet article, j'ai examiné le problème de la sauvegarde d'un deuxième étage épuisé des positions opposées: pour enregistrer non pas «vers le bas», mais «vers le haut». Il est à noter qu'en cosmonautique, il existe encore de nombreux problèmes et aspects d'application, tels que des éléments maîtrisés depuis longtemps, pour lesquels un regard d'un point de vue inhabituel, parfois absurde, peut apporter des solutions intéressantes et prometteuses.





Nous devons clairement comprendre que l'exploration spatiale est une tâche complexe et étape par étape de construction non seulement d'infrastructures sur Terre et de lancement de fusées à partir de là, mais aussi de construction progressive d'infrastructures dans l'espace en utilisant tout ce qui est disponible maintenant ou dans le futur.








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