Autonomni brod za sletanje raketa-nosača

Autonomni brod za sletanje raketa-nosača Of Course I Still Love You sa prvim stepenom nakon uspešnog sletanja.

Dijagram koji pokazuje na koji način se prvi stepen rakete spušta na platformu.

Autonomni brod za sletanje raketa-nosača (engl. Autonomous spaceport drone ship, ASDS) je plutajuće okeansko plovilo (prerađena barža) koje astronautička kompanija Spejs eks koristi za sletanje prvog stepena svojih raketa-nosača, nakon što se odvoje od drugog stepena rakete. Plovilo je napravljeno kada je krajem 2014. godine prerađena barža Marmac 300, i prvi put je upotrebljeno u januaru 2015. godine prilikom lansiranja misije CRS-5 (kapsule za snabdevanje Dragon) ka Međunarodnoj svemirskoj stanici. Ovo plovilo je ključna karika u nastojanju kompanije Spejs eks da pri svakom lansiranju prvi stepen rakete-nosača vrati na Zemlju, i uz vrlo male ili nikakve popravke ga ponovo upotrebi za naredno lasniranje, čime bi se značajno smanjila cena lansiranja tereta u orbitu. Spejs eks takođe planira da u budućnosti stepen rakete koji se na nju prizemlji tu i dopuni gorivom, a zatim je ponovo lansira do kosmodroma sa koje je poletela, kako bi se dodatno uštedelo na troškovima transporta i vremenu. Do sada nije objavljeno kada će se početi sa ovakvim operacijama.

Osnivač i izvršni direktor kompanije Spejs eks – Ilon Mask, je na svom profilu na Tviteru objavio da će brod koji se koristi pri lansiranju RN Falkon 9 sa SC Kenedi biti nazvan „Samo pročitaj uputstva“ ("Just Read the Instructions"), kao i da je u izgradnji još jedan koji će se koristiti prilikom lansiranja iz VB Vandenberg sa zapadne obale, koji će biti nazvan „Naravno da te i dalje volim“ ("Of Course I Still Love You"). Mask je kasnije pojasnio da su brodovi nazvani po fikcionim svemirskim brodovima iz romana Igrač igara (1988), a u čast njegovog autora – škotskog književnika Ijana Benksa koji je preminuo 9. juna 2013. godine.

Karakteristike

Autonomno plovilo poseduje mogućnost da se precizno pozicionira na okeanu sa greškom od svega 3 metra, čak i pri olujnim uslovima, uz informacije koje dobija preko GPS satelita i četiri dizel azimutalna propelera. Pored autonomnog operisanja, plovilom se može i telerobotski upravljati.

Platforma za sletanje na gornjoj palubi je dimenzija 52 m × 91 m (4.732 m²), dok je raspon nogu za sletanje koje koristi prvi stepen rakete-nosača 18 m. Stepen rakete-nosača pri svom prilasku za sletanje pored relativno malih dimenzija platforme mora da se izbori i sa potencijalnim okeanskim talasima i greškama GPS sistema za navođenje.

• Dužina: 91,4 m
• Širina: 51,8 m
• Visina: 6,0 m
• Napajanje: ugrađeni agregati
• Pogonski sistem: 4 × 225 kW (300 ks) Thrustmaster OD300N

Upotreba

Januar 2015.

Kompanija Spejs eks je 10. januara 2015. prvi put pokušala sletanje na ASDS. Uspešno su sprovedeni skoro svi testovi – navođenje prvog stepena rakete kroz atmosferu ka određenoj tački u Atlantskom okeanu, a velika količina podataka prikupljena je i od novih „peraja” (četiri, pri vrhu prvog stepena), koja su se po prvi put koristila za preciznije navođenje rakete pri velikim brzinama sve do samog sletanja. U direktnom prenosu javljeno je da se ponovno paljenje motora dogodilo po planu, i da je telemetrija izgubljena kada je stepen „zašao iza horizonta”, što je i bilo planirano. Međutim, ubrzo nakon toga, Ilon Mask objavio je na svom Tviter nalogu da je sletanje na ASDS bilo „tvrdo”, odnosno da se stepen kretao velikom brzinom kada je stigao do platforme, u koju je udario i eksplodirao. Objavljen je i snimak udarca. Inženjeri su prikupili sve podatke koji su iskorišćeni za naredne pokušaje.

Februar 2015.

ASDS ponovo je postavljen u Atlantik u februaru 2015. za lansiranje Klimatske opservatorije dubokog svemira (engl. Deep Space Climate Observatory). Međutim, vremenski uslovi na pučini bili su veoma nepovoljni, uz jak vetar i talase visoke i preko 7 metara, tako da je odlučeno da se platforma ipak vrati u luku. I pored toga, kompanija Spejs eks rešila je da sprovede tzv. meko sletanje na površinu vode, kako bi siulirala sve komande koje stepen mora da odradi kao da je platforma i dalje tu. Ilon Mask je nakon lansiranja izjavio da je stepen sve komande sproveo po planu, i da se spustio na površinu vode oko 10 metara od planiranog cilja, tako da bi, da je platforma bila tamo, sletanje verovatno bilo uspešno uprkos teških vremenskim uslovima. Pošto je lansiranje satelita bilo ka L1 tački, koja zahteva veliku brzinu, prvi stepen rakete dostigao je vidinu od 135 km i pri povratku je iskusio četiri puta veće zagrevanje od lansiranja u januaru.

April 2015.

U aprilu 2015. platforma je ponovo upotrebljena pri lansiranju misije CRS-6 ka MSS, i ovo je poslednji put da je korišćena barža „Samo pročitaj uputstva“. Prema prvim informacijama ponovo je došlo do tvrdog sletanja, ali je Mask kasnije pojasnio da je sletanje bilo dobro, ali je raketa imala preveliki bočni moment, tako da se prevrnula i eksplodirala.

Jun 2015.

Sletanje samo 1,3 metra od centra palube.

U junu je barža ponovo prevezena do lokacije u Atlantiku, ali je raketa eksplodirala pre nego što se prvi stepen odvojio, tako da nije došlo do sletanja. Ovo je trebalo da bude prvo korišćenje barže „Naravno da te i dalje volim“.

Januar 2016.

Kompanija Spejs eks najavila je da će sledeći put upotrebiti ASDS pri lansiranju satelita Džejson 3 iz VB Vandenberg sa zapadne obale SAD. Brod „Samo pročitaj uputstva” bio je lociran u Tihom okeanu, oko 320 km od lansirne rampe sa koje je raketa poletela. Prvi stepen rakete se po odvajanju od drugog uspešno okrenuo i sproveo navođenje ka ASDS. Samo nekoliko sekundi pre sletanja otvorene su četiri noge prvog stepena, i raketa se uspešno meko spustila na palubu broda. Međutim, jedna od nogu se nije zaključala u otvorenom položaju, tako da je pod pritiskom popustila i stepen rakete se prevrnuo, udario o palubu i eksplodirao. Kao mogući razlog za kvar na nozi za sletanje Ilon Mask je naveo led – u okolini lansirne rame bila je velika magla koja se kondenzovala i tako je došlo do akumuliranja leda na sistemu za otvaranje noge.

Pojedini delovi rakete su od eksplozije odleteli u vodu (uglavnom delovi rezervoara i gornje strukture), dok je donji segment gde su raketni motori ostao na palubi. Iako je došlo do eksplozije, pošto je većina motora ostala u jednom komadu inženjeri će moći da izvrše njihovu inspekciju kako bi prikupili podatke neophodne za ponovni let neke od narednih raketa.

Ilon Mask je izjavio da tokom 2016. godine očekuje uspešnost sletanja oko 70%, i da se nada da će se ta brojka popeti na 90% tokom 2017. Takođe je rekao da očekuje „još par RUD događaja” (engl. Rapid Unscheduled Disassembly – brzo neplanirano rastavljanje).

Mart 2016.

Prilikom lansiranja komunikacionog satelita SES-9 (mase 5.271 kg – najveći teret za raketu Falkon 9 do sada) u supersinhronu transfernu orbitu ponovo se pokušalo sa sletanjem na ASDS. Spejs eks je najavio da je uspešno sletanje ipak malo verovatno. Pošto je masa satelita bila velika, a zahtevalo se da se dostigne što veći apogej orbite, u prvom stepenu preostalo je vrlo malo goriva za spuštanje na platformu u Atlantiku. Zato je po prvi put umesto jednog upaljeno tri motora kako bi se ostvarilo što veće usporavanje sa ograničenom količinom goriva. Međutim, jedan od tri motora se ugasio ranije zbog manjka goriva, tako da je stepen velikom brzinom udario u palubu i eksplodirao. Pritom je pričinjena i manja šteta na palubi (na mestu udarca napravljena je rupa prečnika oko dva metra).

8. april 2016.

Platforma „Naravno da te i dalje volim“ je popravljena i ponovo upotrebljena pri lansiranju letelice Dragon ka MSS 8. aprila 2016. godine (misija CRS-8). Raketa je poletela u 20.43 UTC, a po odvajanju od drugog stepena prvi stepen se uputio ka platformi koja se nalazila oko 300 km od lansirne rampe u vodama Atlantika. Uspešno je sprovedeno jedno paljenje za usporavanje horizontalne brzine, zatim drugo za prolazak kroz najgušći deo atmosfere i na kraju treći za sletanje na ASDS koje se uspešno dogodilo 9 minuta i 10 sekundi po poletanju. Sletanje se nije dogodilo na sam centar palube jer je brzina vetra bila preko 20 metara u sekundi. [Jutjub: sletanje na ASDS, snimak sa prvog stepena]

maj 2016.

Prilikom lansiranja japanskog satelita JCSAT-14 u geostacionarnu orbitu 6. maja, prvi stepen je uspešno sleteo na ASDS. Ovo je bilo drugo uspešno sletanje na platformu u okeanu i prvo kada se radi o misijama u visoke orbite (za koje se zahteva veća brzina). Prvi stepen je po odvajanju od drugog stepena dostigao brzinu od preko 6,5 maha (>8.300 km/č), a zatim je balističkom putanjom nastavio ka platformi u Atlantiku koja se nalazila oko 650 km od lansirne rampe. Zato što se stepen kretao većom brzinom, posedovao je četiri puta veću kinetičku energiju i iskusio osam puta veće zagrevanje u odnosu na misiju u NZO, pa su pri sletanju umesto jednog upaljena tri motora, čime su umanjeni gravitacioni gubici. Nekoliko sekundi pred sletanje dva spoljašnja motora su ugašena kako bi se centralnim postiglo preciznije upravljanje pri sletanju. Raketa se spustila skoro na sam centar palube. [Jutjub: sletanje na ASDS]

Samo dve nedelje nakon prethodnog uspeha, 27. maja, prvi stepen rakete ponovo je uspešno sleteo na ASDS prilikom slanja satelita Thaicom 8 u geosinhronu transfernu orbitu. Sletanje je bilo „tvrdo”, odnosno sa većom brzinom od nominalne. Udarac je ublažilo aluminijumsko saće koje se nalazi u svakoj od četiri noge za sletanje, koje je dizajnirano namenski da ublaži udarac pri tvrdom sletanju. Zbog toga je raketa bila nakrenuta sve dok nije stigla u luku, nakon čega je uspešno stavljena na kamion i prevezena do hangara. [Jutjub: sletanje na ASDS]

15. jun 2016.

Prilikom lansiranja dva satelita u geosinhronu transfernu orbitu prvi stepen rakete nije uspešno sleteo na ASDS. Stepen je sleteo, ali je nakon toga eksplodirao. Prema prikupljenim podacima, jedan od tri motora koji su upaljeni za sletanje nije radio sa maksimalnim potiskom, ali je razlog za tvrdo sletanje najverovatnije manjak oksidansa. Zbog prestanka dotoka tečnog kiseonika motori su se ugasili pre vremena pa je raketa udarila u palubu, pri čemu su stradali motori i napukao je rezervoar kerozina, pa je nedugo zatim došlo i do eksplozije. [Jutjub: sletanje na ASDS]

Vidi još

• Spejs eks
• Falkon 9 v1.1

Spoljašnje veze

• Thrustmaster drive unit specifications Arhivirano na sajtu Wayback Machine (11. septembar 2014)