NASA, SpaceX Compartir datos En retropropulsión Supersonic
NASA, SpaceX Compartir datos En retropropulsión Supersonic
El intercambio de datos de acuerdo ayudará SpaceX Falcon 9 de la tierra en la Tierra y la NASA poner a seres humanos en Marte
23 de octubre 2014 Frank morring, Jr. | Semana de la Aviación y Tecnología Espacial
Imágenes de la NASA / Scifli Equipo / Laboratorio de Física Aplicada
Una innovadora asociación entre la NASA y SpaceX está dando a la agencia espacial de Estados Unidos una primera impresión de lo que se necesitaría para aterrizar hábitats de varias toneladas y cachés de suministro en Marte para los exploradores humanos, al tiempo que proporciona sofisticados infrarrojos (IR) de imágenes para ayudar a la compañía a desarrollar naves espaciales un vehículo de lanzamiento reutilizable.
Después de varios intentos, el aire de la NASA cámaras de rastreo y US Navy IR han capturado un SpaceX Falcon 9 en vuelo como su primera etapa vuelve a caer hacia la Tierra poco después de la segunda etapa de encendido y luego se vuelve a encender al bajar del escenario hacia un "cero-velocidad de propulsión, cero -Altitud touchdown "en la superficie del mar.
Los ingenieros de la NASA y SpaceX están ahora correlacionando los datos con la compañía de telemetría desde el 21 de septiembre Falcon 9 lanzamiento de un transportista de carga Dragón a la Estación Espacial Internacional para saber exactamente lo que el vehículo estaba haciendo en términos de motor de tiro y maniobras cuando se genera las firmas recogidas por la aeronave.
El acuerdo es un "ganar-ganar" para ambas partes, que obtienen datos valiosos que de otra manera estarían disponibles para ellos, dice Robert Braun, del Instituto de Tecnología de Georgia, investigador principal en las Tecnologías de descenso propulsoras (PDT) del proyecto. Para SpaceX, la NASA está proporcionando información detallada sobre las temperaturas y la carga aerodinámica en el Falcon 9 vehículo, ya que monta un penacho de escape de gas caliente hacia su lugar de lanzamiento. Y los ingenieros de la NASA tienen la oportunidad de recopilar datos sobre retropropulsión supersónica que las cargas útiles algún día podría inferiores del tamaño de edificios de dos pisos a la superficie de Marte.
Primera etapa SpaceX Falcon 9
En este imágenes térmicas capturado poco después de separación de la etapa, la parte superior de la primera etapa 9 SpaceX Falcon aparece como un punto débil con un penacho de desvanecimiento dentro de la pluma de la etapa superior más brillante. En la inserción, el motor de la primera etapa reiniciado el poder de la primera etapa, ya que realiza un descenso de propulsión a la Tierra. Imágenes de la NASA / Scifli Equipo / Laboratorio de Física Aplicada
"Este es el tipo de cosas que la NASA no podría haber hecho hace cinco años", dice Braun, quien era jefe de tecnología para la agencia en 2010-11.
Se enteró de que el camino difícil. Después de regresar a Georgia Tech, Braun-un especialista en entrada, descenso y aterrizaje (EDL) -piedras con ingenieros de la universidad y los diversos centros de la NASA para desarrollar una propuesta para un programa de sondeo-cohete $ 50 millones a vuelos de prueba retropropulsión supersónica (AW y ST 20 de mayo 2013, p. 30).
Directorio de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA (STMD) rechazó el plan "debido a su costo," dice Braun. Pero la agencia todavía necesita una forma de cargas que pesan más de 20 toneladas para apoyar una expedición humana a Marte, lo que lleva Braun y sus colegas para encontrar una causa común con SpaceX aterrizar.
"Si nos fijamos en los requisitos para la devolución de una primera etapa aquí en la Tierra propulsively, y luego nos fijamos en los requisitos para el aterrizaje de cargas pesadas en Marte, hay una región en la que los dos se superponen-están justo en la parte superior de uno al otro," Braun dice. "Si usted comienza con un vehículo de lanzamiento, y quiere bajarlo de una manera controlada, usted va a terminar el funcionamiento de ese sistema de propulsión en el régimen supersónico en las alturas correctas para darle las condiciones marcianas pertinentes."
Básicamente, el Proyecto PDT llegó a un acuerdo con SpaceX para usar técnicas de formación de imágenes de infrarrojos en el aire desarrollados para estudiar el transbordador espacial en vuelo después del accidente del Columbia como una técnica de recolección de datos para la retropropulsión supersónica SpaceX necesitará para su desarrollo del vehículo de lanzamiento reutilizable. La recolección de datos es más fácil decirlo que hacerlo, de acuerdo con Tom Horvath de la NASA Langley Research Center , el plomo imaginería PDT.
VIDEO
Después de intentos fallidos a la imagen del cohete en el tercer SpaceX comerciales Reabastecimiento Services (CRS-3) misión que voló en última instancia, el 18 de abril y el 14 de julio de lanzamiento tras los retrasos de seis satélites de comunicaciones Orbcomm baja órbita terrestre, el proyecto golpeó la suciedad de pago con el CRS-4 de vuelo el mes pasado. Lanzada por la noche, el vuelo fue capturada por los sensores infrarrojos de onda media en los aviones de la NASA WB-57 basados en el campo de Ellington en Houston, y en un Navy NP-3D Orion operando desde Jacksonville, Florida.
"Los sensores están realmente siguiendo una trayectoria predeterminada", dice Horvath del seguimiento pasivo realizado por ambas aeronaves. "En realidad se reducía a nuestra capacidad para apuntar con precisión estos sistemas y hacer que se busca en un punto particular en el cielo en un momento muy particular."
Trabajar fuera de los datos de posición GPS de las aeronaves y precargados trayectorias de SpaceX, el BM-57 a 50.000 pies. Y el P-3 a 27.000 pies. Fueron capaces de seguir el Falcon 9 desde el momento en que salió de las nubes que habían amenazado a la lanzamiento hasta su etapa superior separó y la de un solo motor Merlin en ese escenario se encendió.
Las cámaras siguieron a continuación, la primera etapa Falcon 9, ya que en inercia a su apogeo mientras que la etapa superior alimentado su camino hacia arriba hacia la órbita, recogiendo las firmas IR de los chorros de control de actitud de la etapa de posicionamiento con sus motores de espaldas a la costa. La "quemadura impulso-back" de tres Merlins para mover el escenario más cercano a la costa registrada claramente, seguido por más propulsores de actitud cuando se volvieron los motores en la dirección que el escenario estaba viajando. Por último, las cámaras capturaron el reencendido de tres motores Merlin para la parte retropropulsión supersónica del vuelo.
Ese fue el evento principal para el equipo apoyado por la NASA, que observa no sólo a los cambios de temperatura del vehículo maniobrando para detectar cualquier inestabilidad en el sistema de propulsión, sino también el efecto de las cámaras de máquinas disparos en la carga del vehículo desde el campo de flujo que rodea la etapa, así como la forma del campo de flujo cambiante afecta arrastre del vehículo. Que los datos aerodinámicos ayudarán a futuros desarrolladores a diseñar una trayectoria de Marte de aterrizaje para cargas pesadas, dice Braun.
"Por el lado de aero, lo que usted tiene que darse cuenta es, por supuesto, usted está tratando de desacelerar, y arrastre es cómo desacelerar", dice. "Cuando los cambios de campo de flujo del vehículo, con la propulsión que va de off a on,. . . que está soplando, o estás perdiendo la mayor parte de su resistencia aerodinámica. Eso está bien, porque si usted tiene suficiente combustible, que acaba de hacer su descenso propulsively. Pero si desea gestionar la cantidad de propelente que tienes que llevar contigo todo el camino hasta la superficie de Marte, desea minimizar esa masa. . . y así comprender cuánto arrastre todavía estará presente cuando el sistema de propulsión es el es también un efecto importante ".
Para la NASA, el período del vuelo más relevante para las futuras operaciones de más de Marte se produjo cuando la primera etapa estaba viajando a Mach 2, 100.000-150.000 pies. Encima de la superficie. Los IR dos midwave sensores montados en una vaina nariz en el WB-57 e internamente en el P-3-eran cerca de 60 nm desde el cohete cuando se volvió a encender sus motores de retropropulsión supersónica. Que las imágenes en bruto producidos en el que la etapa aparecieron potenciador de ancho y 10 píxeles de largo, pero la posterior 1 pixel por especialistas de la Universidad Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins mejorado la resolución de forma espectacular.
El, anotación definitiva de un solo motor estaba fuera de los campos de visión debido a las nubes de las cámaras, pero los planes del proyecto a la imagen, al menos, uno más Falcon 9 de lanzamiento y puede ser capaz de capturar toda la trayectoria de descenso de la primera etapa, si el clima lo permite . Charles Campbell, experto en dinámica de fluidos computacional en el Centro Espacial Johnson y la NASA del director del proyecto en el trabajo con SpaceX, dice que la agencia está gastando cerca de $ 10 millones de dólares en el esfuerzo, que produce mucho mejores datos para mucho menos fondos que una vez propuesto por la sonda prueba de vuelo -rocket. Esto coincide con un empuje en la NASA para estirar su financiación con asociaciones externas (AW y ST 1 de septiembre. P 18).
"A través de nuestra asociación con SpaceX, estamos ganando acceso a la extraordinaria datos de prueba en el mundo real acerca avanzado diseño del cohete-escenario y retropropulsión," dice Michael Gazarik, administrador asociado de la tecnología espacial. "Al trabajar con SpaceX y proyección de imagen de su gran tecnología, estamos ahorrando millones de dólares de los contribuyentes nos gustaría otra cosa que pasar para desarrollar cohetes de prueba y los vuelos internos."
Fundador de SpaceX, Elon Musk ha basado su enfoque de negocios "perturbador" en parte de una meta establecida de colonizar el planeta rojo (AW y ST 15 de agosto. P 24). El trabajo de tecnología de la NASA es justo en línea con esos planes.
"SpaceX estaba emocionado para apoyar los esfuerzos de la NASA para captar imágenes infrarrojas de los Falcon 9 maniobras de reentrada de la primera etapa después del vuelo CRS-4", señala la empresa. "Además de informar a nuestros esfuerzos de recuperación de la primera etapa, los datos capturados en retropropulsión supersónica de la etapa puede proporcionar información clave para entender las tecnologías de descenso de propulsión necesarios a la gente de la tierra de un día sobre Marte."
http://www.nasa.gov/
http://aviationweek.com/
El intercambio de datos de acuerdo ayudará SpaceX Falcon 9 de la tierra en la Tierra y la NASA poner a seres humanos en Marte
23 de octubre 2014 Frank morring, Jr. | Semana de la Aviación y Tecnología Espacial
Imágenes de la NASA / Scifli Equipo / Laboratorio de Física Aplicada
Después de varios intentos, el aire de la NASA cámaras de rastreo y US Navy IR han capturado un SpaceX Falcon 9 en vuelo como su primera etapa vuelve a caer hacia la Tierra poco después de la segunda etapa de encendido y luego se vuelve a encender al bajar del escenario hacia un "cero-velocidad de propulsión, cero -Altitud touchdown "en la superficie del mar.
Los ingenieros de la NASA y SpaceX están ahora correlacionando los datos con la compañía de telemetría desde el 21 de septiembre Falcon 9 lanzamiento de un transportista de carga Dragón a la Estación Espacial Internacional para saber exactamente lo que el vehículo estaba haciendo en términos de motor de tiro y maniobras cuando se genera las firmas recogidas por la aeronave.
El acuerdo es un "ganar-ganar" para ambas partes, que obtienen datos valiosos que de otra manera estarían disponibles para ellos, dice Robert Braun, del Instituto de Tecnología de Georgia, investigador principal en las Tecnologías de descenso propulsoras (PDT) del proyecto. Para SpaceX, la NASA está proporcionando información detallada sobre las temperaturas y la carga aerodinámica en el Falcon 9 vehículo, ya que monta un penacho de escape de gas caliente hacia su lugar de lanzamiento. Y los ingenieros de la NASA tienen la oportunidad de recopilar datos sobre retropropulsión supersónica que las cargas útiles algún día podría inferiores del tamaño de edificios de dos pisos a la superficie de Marte.
Primera etapa SpaceX Falcon 9
En este imágenes térmicas capturado poco después de separación de la etapa, la parte superior de la primera etapa 9 SpaceX Falcon aparece como un punto débil con un penacho de desvanecimiento dentro de la pluma de la etapa superior más brillante. En la inserción, el motor de la primera etapa reiniciado el poder de la primera etapa, ya que realiza un descenso de propulsión a la Tierra. Imágenes de la NASA / Scifli Equipo / Laboratorio de Física Aplicada
"Este es el tipo de cosas que la NASA no podría haber hecho hace cinco años", dice Braun, quien era jefe de tecnología para la agencia en 2010-11.
Se enteró de que el camino difícil. Después de regresar a Georgia Tech, Braun-un especialista en entrada, descenso y aterrizaje (EDL) -piedras con ingenieros de la universidad y los diversos centros de la NASA para desarrollar una propuesta para un programa de sondeo-cohete $ 50 millones a vuelos de prueba retropropulsión supersónica (AW y ST 20 de mayo 2013, p. 30).
Directorio de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA (STMD) rechazó el plan "debido a su costo," dice Braun. Pero la agencia todavía necesita una forma de cargas que pesan más de 20 toneladas para apoyar una expedición humana a Marte, lo que lleva Braun y sus colegas para encontrar una causa común con SpaceX aterrizar.
"Si nos fijamos en los requisitos para la devolución de una primera etapa aquí en la Tierra propulsively, y luego nos fijamos en los requisitos para el aterrizaje de cargas pesadas en Marte, hay una región en la que los dos se superponen-están justo en la parte superior de uno al otro," Braun dice. "Si usted comienza con un vehículo de lanzamiento, y quiere bajarlo de una manera controlada, usted va a terminar el funcionamiento de ese sistema de propulsión en el régimen supersónico en las alturas correctas para darle las condiciones marcianas pertinentes."
Básicamente, el Proyecto PDT llegó a un acuerdo con SpaceX para usar técnicas de formación de imágenes de infrarrojos en el aire desarrollados para estudiar el transbordador espacial en vuelo después del accidente del Columbia como una técnica de recolección de datos para la retropropulsión supersónica SpaceX necesitará para su desarrollo del vehículo de lanzamiento reutilizable. La recolección de datos es más fácil decirlo que hacerlo, de acuerdo con Tom Horvath de la NASA Langley Research Center , el plomo imaginería PDT.
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Después de intentos fallidos a la imagen del cohete en el tercer SpaceX comerciales Reabastecimiento Services (CRS-3) misión que voló en última instancia, el 18 de abril y el 14 de julio de lanzamiento tras los retrasos de seis satélites de comunicaciones Orbcomm baja órbita terrestre, el proyecto golpeó la suciedad de pago con el CRS-4 de vuelo el mes pasado. Lanzada por la noche, el vuelo fue capturada por los sensores infrarrojos de onda media en los aviones de la NASA WB-57 basados en el campo de Ellington en Houston, y en un Navy NP-3D Orion operando desde Jacksonville, Florida.
"Los sensores están realmente siguiendo una trayectoria predeterminada", dice Horvath del seguimiento pasivo realizado por ambas aeronaves. "En realidad se reducía a nuestra capacidad para apuntar con precisión estos sistemas y hacer que se busca en un punto particular en el cielo en un momento muy particular."
Trabajar fuera de los datos de posición GPS de las aeronaves y precargados trayectorias de SpaceX, el BM-57 a 50.000 pies. Y el P-3 a 27.000 pies. Fueron capaces de seguir el Falcon 9 desde el momento en que salió de las nubes que habían amenazado a la lanzamiento hasta su etapa superior separó y la de un solo motor Merlin en ese escenario se encendió.
Las cámaras siguieron a continuación, la primera etapa Falcon 9, ya que en inercia a su apogeo mientras que la etapa superior alimentado su camino hacia arriba hacia la órbita, recogiendo las firmas IR de los chorros de control de actitud de la etapa de posicionamiento con sus motores de espaldas a la costa. La "quemadura impulso-back" de tres Merlins para mover el escenario más cercano a la costa registrada claramente, seguido por más propulsores de actitud cuando se volvieron los motores en la dirección que el escenario estaba viajando. Por último, las cámaras capturaron el reencendido de tres motores Merlin para la parte retropropulsión supersónica del vuelo.
Ese fue el evento principal para el equipo apoyado por la NASA, que observa no sólo a los cambios de temperatura del vehículo maniobrando para detectar cualquier inestabilidad en el sistema de propulsión, sino también el efecto de las cámaras de máquinas disparos en la carga del vehículo desde el campo de flujo que rodea la etapa, así como la forma del campo de flujo cambiante afecta arrastre del vehículo. Que los datos aerodinámicos ayudarán a futuros desarrolladores a diseñar una trayectoria de Marte de aterrizaje para cargas pesadas, dice Braun.
"Por el lado de aero, lo que usted tiene que darse cuenta es, por supuesto, usted está tratando de desacelerar, y arrastre es cómo desacelerar", dice. "Cuando los cambios de campo de flujo del vehículo, con la propulsión que va de off a on,. . . que está soplando, o estás perdiendo la mayor parte de su resistencia aerodinámica. Eso está bien, porque si usted tiene suficiente combustible, que acaba de hacer su descenso propulsively. Pero si desea gestionar la cantidad de propelente que tienes que llevar contigo todo el camino hasta la superficie de Marte, desea minimizar esa masa. . . y así comprender cuánto arrastre todavía estará presente cuando el sistema de propulsión es el es también un efecto importante ".
Para la NASA, el período del vuelo más relevante para las futuras operaciones de más de Marte se produjo cuando la primera etapa estaba viajando a Mach 2, 100.000-150.000 pies. Encima de la superficie. Los IR dos midwave sensores montados en una vaina nariz en el WB-57 e internamente en el P-3-eran cerca de 60 nm desde el cohete cuando se volvió a encender sus motores de retropropulsión supersónica. Que las imágenes en bruto producidos en el que la etapa aparecieron potenciador de ancho y 10 píxeles de largo, pero la posterior 1 pixel por especialistas de la Universidad Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins mejorado la resolución de forma espectacular.
El, anotación definitiva de un solo motor estaba fuera de los campos de visión debido a las nubes de las cámaras, pero los planes del proyecto a la imagen, al menos, uno más Falcon 9 de lanzamiento y puede ser capaz de capturar toda la trayectoria de descenso de la primera etapa, si el clima lo permite . Charles Campbell, experto en dinámica de fluidos computacional en el Centro Espacial Johnson y la NASA del director del proyecto en el trabajo con SpaceX, dice que la agencia está gastando cerca de $ 10 millones de dólares en el esfuerzo, que produce mucho mejores datos para mucho menos fondos que una vez propuesto por la sonda prueba de vuelo -rocket. Esto coincide con un empuje en la NASA para estirar su financiación con asociaciones externas (AW y ST 1 de septiembre. P 18).
"A través de nuestra asociación con SpaceX, estamos ganando acceso a la extraordinaria datos de prueba en el mundo real acerca avanzado diseño del cohete-escenario y retropropulsión," dice Michael Gazarik, administrador asociado de la tecnología espacial. "Al trabajar con SpaceX y proyección de imagen de su gran tecnología, estamos ahorrando millones de dólares de los contribuyentes nos gustaría otra cosa que pasar para desarrollar cohetes de prueba y los vuelos internos."
Fundador de SpaceX, Elon Musk ha basado su enfoque de negocios "perturbador" en parte de una meta establecida de colonizar el planeta rojo (AW y ST 15 de agosto. P 24). El trabajo de tecnología de la NASA es justo en línea con esos planes.
"SpaceX estaba emocionado para apoyar los esfuerzos de la NASA para captar imágenes infrarrojas de los Falcon 9 maniobras de reentrada de la primera etapa después del vuelo CRS-4", señala la empresa. "Además de informar a nuestros esfuerzos de recuperación de la primera etapa, los datos capturados en retropropulsión supersónica de la etapa puede proporcionar información clave para entender las tecnologías de descenso de propulsión necesarios a la gente de la tierra de un día sobre Marte."
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