Szöcske (rakéta)

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. augusztus 2-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 7 szerkesztést igényelnek .

A Grasshopper ( eng.  Grasshopper , szó szerint "grasshopper") egy függőleges fel- és függőleges leszálló rakéta , egy repülő állvány [1] , amelyet a SpaceX által az újrafelhasználható rakétarendszerek létrehozásához szükséges technológiák fejlesztésére és tesztelésére építettek [2] . A Grasshopper apparátus létrehozását 2011-ben jelentették be [3] , és már 2012-ben megkezdődtek az alacsony magasságban és sebességben történő fel- és leszállási tesztek.

A Grasshopper egy újrafelhasználható szállítórendszer-tesztprogram egyik eleme, amely a texasi SpaceX teszthelyén végzett alacsony magasságú, kis sebességű teszteket , valamint nagy magasságban és nagysebességű, változó sebességű ereszkedési teszteket tartalmaz a kereskedelmi forgalomban. hordozórakéta repülési programok. Falcon 9 2013 közepe óta. A Grasshoppert a SpaceX tesztelte a Falcon 9 és Falcon Heavy újrafelhasználható rakéták kifejlesztése érdekében , amihez az első fokozat függőleges leszállására volt szükség, majdnem üres tankokkal a hajtóművek használatával.

Történelem

A Grasshoppert először 2011 harmadik negyedévében jelentették be nyilvánosan , amikor az újságírók először írtak róla, miután áttekintették az amerikai kormány űrkilövésekre vonatkozó szabályozását [1] .

Nem sokkal ezután a SpaceX megerősítette egy ilyen jármű fejlesztési programjának létezését, és 2012-ben tervezte próbarepülések megkezdését [3] [4] .

A Grasshopper 2012 szeptemberében kezdte meg a repülési tesztelést egy rövid, 3 másodperces ugrással a cég texasi teszthelyén [5] , majd ugyanazon év novemberében egy második 8 másodperces ugrással, miközben felmászott az állványra egy magasságban. mintegy 5,4 méterrel a talajtól, a harmadik repülést 2012 decemberében hajtották végre 29 másodperces eredménnyel és 40 méteres magassággal [6] . 2012 februárjában a SpaceX bejelentette, hogy több VTOL- és VTOL-tesztrepülést tervez ebben az évben, és reméli, hogy a negyedik negyedévben sikerül áttörni a szuperszonikus akadályt . [2] . A SpaceX nem közölt további részleteket a Grasshopper kilövési terveiről, de Elon Musk vezérigazgató megerősítette, hogy a nagy magasságban végzett kísérletek egy része az új-mexikói White Sands rakéta lőtéren történhet [7] . 2012 júniusában a SpaceX bejelentette, hogy "a következő néhány hónapban" szándékozik végrehajtani első tesztrepülését [4] . A rakétáról a tesztterületen frissített fotók 2012. szeptember 11-én jelentek meg egy hírcikkben [8] , a repülési tesztprogram pedig 2012. szeptember 21-én kezdődött [5] .

A SpaceX 2012 októbere óta tárgyal egy második generációs Grasshopper szállítórendszer kifejlesztéséről, amelynek könnyebb támasztó lábai vannak, lehajthatóak a rakéta oldalai és egy másik motortér, amely közel 50%-kal nagyobb, mint az első generációs Grasshopper [9] .

A repülési program lezárult.

Leírás

Grasshopper v1.0

Amikor a Grasshopper leírása először megjelent 2011 szeptemberében , a rakéta egy Falcon 9 első fokozatú tankból , egy Merlin-1D hajtóműből, négy acél leszállólábból és egy tartószerkezetből, valamint a tartószerkezethez erősített további nyomástartályokból állt, a teljes szerkezet 32 ​​darabból állt. méter magas [1] . A 2012 szeptemberében beküldött fotók egy bonyolultabb leszállórendszert mutattak be, a fent leírt tankkal és rakétamotorral.

A szöcske egy helikopter pontosságával tud leszállni a Földre [10] .

2013. október 7-én a Grasshopper v1.0 nyolcadik, egyben utolsó repülését hajtotta végre, és elérte a 744 méteres magasságot [11] .

Grasshopper v1.1

2012 októberében a SpaceX bejelentette a Grasshopper második verzióját, amely dönthető leszálló lábakkal rendelkezik, és a hosszabb Falcon v1.1 platformra épül [9] . 2013 márciusától a v1.1 Grasshoper egy Falcon 9 v.1.1 első fokozatú harckocsiból áll majd, amelyet hónapok óta használnak a SpaceX rakétafejlesztő és tesztelő létesítmény texasi minősítési tesztjein. Következő Grasshopperként használják repüléshez adaptált leszálló lábakkal [12] . Próbarepüléseket csak az új-mexikói White Sands rakéta lőtéren hajtottak végre.

Próbarepülési program

A repülési tesztek szubszonikus és szuperszonikus repüléseket is tartalmaznak majd.

A 2011-ben közzétett információkból arra lehet következtetni, hogy a texasi SpaceX McCregor teszttelepen három lépcsőben, 200-3500 méteres maximális repülési magasságban, 45-160 másodpercig szubszonikus tesztrepüléseket hajtanak végre (0,75 és 2,7 között). min.). A várakozásoknak megfelelően a tesztek legfeljebb három évig tartanak majd, az FAA kezdeményezése évente legfeljebb 70 szuborbitális indítást tesz lehetővé [1] [13] . A SpaceX félig íves indítóberendezést épített a próbarepülési programhoz [4] . 2012 szeptemberében a SpaceX bejelentette, hogy engedélyt kérnek az FAA-tól néhány első tesztrepülésük magasságának növelésére [14] .

A szuperszonikus repülési tesztek már 2012 végén elkezdődhetnek a texasi White Sands vagy McGregor teszttelepen, de a cég nem közölt részleteket [2] [5] .

Az első tesztrepülés, amelyet Clark Lindsey újságíró "rövidugrásnak" nevezett, 2012. szeptember 21-én zajlott [15] . A hordozórakéta félig üres fokozatának ugrása 1,8 m magas volt és 3 másodpercig tartott [5] .

„Várom a következő évet” – mondta Elon Musk vezérigazgató 2012 novemberében:

A következő hónapokban fokozatosan emeljük a magasságot és a sebességet, szerintem ez az út nem lesz zökkenőmentes, nagy szerencsénk lesz, ha sikerül elkerülnünk a balhét. A függőleges leszállás rendkívül fontos áttörés – extrém, gyors újrafelhasználás [16] .

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] A következő néhány hónapban fokozatosan növeljük a magasságot és a sebességet, úgy gondolom, hogy valószínűleg lesz néhány kráter az út mentén; nagyon szerencsések leszünk, ha nem lesznek kráterek. A függőleges leszállás rendkívül fontos áttörés – extrém, gyors újrafelhasználhatóság.

Aztán 2013 márciusában Musk azt mondta, hogy a SpaceX 2013 vége előtt reméli elérni a hiperszonikus sebességet [17] .

A tesztelés szakaszai

A SpaceX több tesztelési fázist azonosított [13] .

1. szakasz : Az 1. szakasz célja a Grasshopper általános képességének tesztelése egy újrafelhasználható (VTVL) küldetés teljesítésére. Az 1. fázis során a Grasshopper elindul és 70 méterrel a talajszint fölé emelkedik, majd csökkenti a tolóerőt és leereszkedik, majd körülbelül 45 másodperccel a felszállás után visszaszáll a padra.

2. szakasz : A rakétát valamivel kevesebb hajtóanyaggal töltik meg, és más tolóerő-profilt használnak, a maximális magasságot pedig 200 méterre emelik, még mindig az FAA E osztályú légtér alatt. A repülés időtartama a 2. fázisban ismét körülbelül 45 másodperc.

3. fázis : A 3. fázis célja a Grasshopper azon képességének tesztelése, hogy képes-e végrehajtani egy többszörös küldetést (VTVL) nagy magasságban és nagy emelkedési és süllyedési sebesség mellett. Ennek elérése érdekében a maximális küldetési magasságot fokozatosan 200 méterről 3500 méterre emelik. A teljes teszt magassági sorrendje [13] 365 méter, 760 méter, 5000 láb, 1500 méter és 3500 méter lenne. A próbarepülés maximális időtartama körülbelül 160 másodperc lesz.

Tesztrepülések

Színpad teszt # dátum Magasság Időtartam jegyzet
egy egy 2012-09-21 [5] 1,8 m [5] 3 s. [5]
egy 2 2012-11-01 [18] 5,4 m [18] 8 s. [tizennyolc]
egy 3 2012. 12. 17. [19] 40 m [19] 29 p. [19] Első repülés cowboy-bábuval
egy négy 2013-03-07 [20] 80 m [21] 34 p. [21] A tolóerő-tömeg arány a leszállás során meghaladta az egyet [22]
2 5 2013-04-17 [23] 250 m [23] 61 p. A repülést erős szélben hajtották végre [24]
6 2013-06-14 [25] 325 m [25] 68 p. [25]
7 2013-08-13 250 m 60 s. A rakéta először hajtott végre 250 méteres magasságban 100 m-es oldaleltolással járó manővert, ami után visszasüllyedt a kifutópálya közepére.
nyolc 2013-10-07 744 m 79 p. [26] Utolsó repülés Grasshopper v1.0.

Repülési tesztek víz felett

2013 márciusában a SpaceX bejelentette, hogy a Falcon 9 hordozórakéta meghosszabbított változatának első repülésétől vagy a Falcon 9 teljes hatodik repülésétől kezdve, amelyet 2013 júniusára terveztek, minden első fokozatot irányított süllyesztő berendezéssel látnak el. . A SpaceX megtapasztalta a hajtómű víz feletti tolóerejét, és „továbbra is folytatja az ilyen teszteket, amíg vissza nem tud térni az indítóhelyre, és erővel leszáll. A vállalat számos kudarcra számít, mielőtt megtanulja helyesen csinálni” [27] .

Egy 2013 nyár elején lezajlott repülésben, az elválasztási szakasz után, az első gyorsítófokozat lassítási impulzust adott, majd egy második impulzust, mielőtt elérte a vizet. Amikor az összes felszíni teszt befejeződik, az első szakaszok visszarepülnek a kilövés helyszínére, és motoros leszállásokat hajtanak végre, valószínűleg már 2014 közepén [27] . Felszíni teszteket végeznek a Csendes- és az Atlanti-óceánon , a Vandenberg légibázistól délre és a Canaveral-foktól keletre.

A SpaceX nem számít az első szakasz sikeres helyreállítására az első néhány tesztindítás során [28] .

2015

Az ötödik próbálkozásra a SpaceX-nek sikerült függőlegesen landolnia egy Falcon 9 hordozórakéta első fokozatát az óceánban lebegő platformon. Ezt megelőzően a cégnek csak szárazföldön sikerült leszállnia. Az eszköz a Dragon rakománymodult szállította a Nemzetközi Űrállomásra, a kilövésre április 8-án, kijevi idő szerint 23:43-kor került sor a Cape Canaveral-i kozmodromról.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 4 Mohney, Doug . A SpaceX azt tervezi, hogy teszteli az újrafelhasználható szuborbitális VTVL rakétát Texasban  (2011. szeptember 26.). Archiválva az eredetiből 2016. augusztus 4-én. Letöltve: 2013. április 28.
  2. ↑ 1 2 3 Simberg, Rand . Elon Musk a SpaceX újrafelhasználható rakétaterveiről  (2012. február 8.). Archiválva az eredetiből 2014. október 6-án. Letöltve: 2013. április 28.
  3. ↑ 12. Lindsey , Clark . Szöcske hírek  (2011. október 12.). Az eredetiből archiválva : 2011. november 18.
  4. ↑ 1 2 3 Az újrafelhasználható rakéta prototípusa majdnem készen áll az első felszállásra  (2012. július 9.). Archiválva az eredetiből 2013. május 2-án. Letöltve: 2013. április 28.  “ A SpaceX felépített egy félhektáros betonkilövő létesítményt McGregorban, és a Grasshopper rakéta már a padban áll, négy rovarszerű ezüst leszállólábbal felszerelve. ".
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Clark, Stephen . A SpaceX újrafelhasználható rakéta tesztágya első ugrással , a Spaceflightnow-val (2012. szeptember 24.). Archiválva : 2019. május 9. Letöltve: 2013. április 28.
  6. ↑ Boyle, Alan . A SpaceX 12 emelet magas ugrással elindítja Grasshopper rakétáját Texasban  (2012. december 24.). Az eredetiből archiválva: 2016. március 3. Letöltve: 2013. április 28.
  7. ↑ Az újrafelhasználható rakéta prototípusa majdnem készen áll az első felszállásra (downlink) . spaceflightnow.com (2012). Archiválva az eredetiből 2013. május 2-án. 
  8. ↑ Lindsey, Clark . Steve Jurvetson meglátogatja a SpaceX Grasshoppert  (2012. szeptember 11.). Archiválva az eredetiből 2015. április 2-án. Letöltve: 2013. április 28.
  9. ↑ 1 2 A 2. generációs Grasshopper + Új videó az első ugrásról  (2012. október 2.). Archiválva : 2020. március 15. Letöltve: 2013. április 28.
  10. ↑ Musk Űrbeszéde elbűvöli a tömeget South by Southwestben  (2013. március 11.). Az eredetiből archiválva : 2013. március 13. Letöltve: 2013. április 28.
  11. ↑ A Grasshopper v1.0 utolsó repülése új rekordot döntött . gizmag (2013. október 14.). Letöltve: 2014. április 3. Az eredetiből archiválva : 2013. október 15..
  12. ↑ Spacex [sic ]Megpróbálhatja „leszállni/visszaállítani” az első szakaszt a Falcon 9 v1.1 következő nyáron történő bevezetésekor (2013. március 23-án). Az eredetiből archiválva : 2013. március 27. Letöltve: 2013. április 28.
  13. ↑ 1 2 3 [ http://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ast/media/20110922%20SpaceX%20Grasshopper%20Draft%20EA.Final.pdf Környezeti vizsgálat tervezete egy SpaceX kísérleti engedély kiadásához a Grasshopper Vehicle járművön a McGregor Teszthelyen, Texasban] (a hivatkozás nem érhető el) . Szövetségi Légiközlekedési Hivatal (2011). Archiválva az eredetiből 2013. május 2-án. 
  14. ↑ Lindsey, Clark . A SpaceX Grasshopper tesztek célja, hogy gyorsan emelkedjenek a magasságban  (2012. szeptember 17.). Az eredetiből archiválva : 2014. szeptember 28. Letöltve: 2013. április 28.
  15. ↑ Lindsey, Clark . [ http://newspacewatch.com/articles/spacex-grasshopper-vertical-takeoffvertical-landing-rocket-first-test.html SpaceX Grasshopper függőleges felszállás/függőleges leszálló rakéta első tesztje] (2012. szeptember 22.). Archiválva az eredetiből: 2020. június 10. Letöltve: 2013. április 28.
  16. ↑ Coppinger, rúd . Hatalmas Mars-kolónia, a SpaceX alapítója, Elon Musk szemével  (2012. november 23.). Archiválva az eredetiből 2013. június 28-án. Letöltve: 2013. április 28.  "' ".
  17. ↑ Lindsey, Clark . Elon Musk bemutatta videóját a Grasshopper legutóbbi repüléséről az SXSW-n  (2013. március 9.). Archiválva az eredetiből: 2020. június 10. Letöltve: 2013. április 28.
  18. ↑ 1 2 3 Szöcske kétemeletes komló 2012.11.01 . SpaceX (2012. november 5.). Letöltve: 2017. szeptember 28. Az eredetiből archiválva : 2012. november 12.
  19. ↑ 1 2 3 A szöcske egyre magasabbra ugrik (downlink) . NewSpace Journal (2012. december 24.). Archiválva az eredetiből 2013. május 2-án. 
  20. ↑ Az FAA által engedélyezett kilövések . Szövetségi Légiközlekedési Hivatal (2013. március 8.). Letöltve: 2013. április 28. Az eredetiből archiválva : 2013. március 6..
  21. ↑ 1 2 További információ a Grasshopper „Johnny Cash hover slam” tesztjéről (downlink) . NewSpace Journal (2013. március 9.). Archiválva az eredetiből 2013. május 2-án. 
  22. ↑ A GRASSSHOPPER AZ EDDIGI LEGNAGYOBB ugrást VÉGEZTE (A link nem érhető el) (2013. március 10.). Archiválva az eredetiből 2013. május 2-án. 
  23. ↑ 12. Lindsey , Clark . A SpaceX Grasshopper eléri a 250 métert  (2013. április 13.). Archiválva az eredetiből 2013. április 29-én. Letöltve: 2013. április 28.
  24. ↑ Elon Musk twittere (2013. április 22.). Letöltve: 2013. április 28. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21..
  25. ↑ 1 2 3 Bergin, Chris A SpaceX új Falcon 9 v.1.1-es verziójának tesztelési ideje (lefelé irányuló kapcsolat) . NASASpaceFlight (nem áll kapcsolatban a NASA-val) (2013. június 14.). Letöltve: 2013. június 15. Az eredetiből archiválva : 2013. július 10. 
  26. ↑ A Grasshopper félmérföldes repülést teljesített az utolsó teszt során (a link nem érhető el) . SpaceX. Letöltve: 2014. április 3. Az eredetiből archiválva : 2015. június 9.. 
  27. ↑ 12. Lindsey , Clark . A SpaceX gyorsan halad a repülés első szakasza felé  (2013. március 28.). Archiválva az eredetiből 2013. április 16-án. Letöltve: 2013. április 28.
  28. ↑ Messier, Doug . Sárkány küldetés utáni sajtókonferencia jegyzetei  (2013. március 28.). Az eredetiből archiválva : 2013. május 31. Letöltve: 2013. április 28.  « K. Mi az a stratégia az erősítő helyreállítással kapcsolatban? Musk: A kezdeti helyreállítási teszt vízi leszállás lesz. Az első szakasz ballisztikus ívben folytassa, és sebességcsökkentő égést hajtson végre, mielőtt az atmoszférába kerülne, hogy csökkentse az ütközést. Közvetlenül a kifröccsenés előtt ismét bekapcsolja a motort. Hangsúlyozza, hogy nem számítunk sikerre az első néhány próbálkozásnál. Remélhetőleg jövőre több tapasztalattal és adatokkal vissza tudjuk vinni az első fokozatot az indítóhelyre, és lábbal hajthatunk végre egy meghajtási leszállást a szárazföldön. K. Van olyan járat, amely visszatér a gyorsító indítóhelyére? Musk: Nem. Valószínűleg jövő év közepe lesz. ".

Linkek