¿Cómo evitan los cohetes que choquen por detrás después de la separación de etapas?

En el tercer vuelo del Falcon 1 de SpaceX, ocurrió la siguiente falla según una narración .

Apagamos el motor de la primera etapa y luego procedimos a separar las etapas del vehículo; sin embargo, cuando las etapas se desacoplaron, todavía quedaba un poco de "patada" o empuje sobrante en el motor de la primera etapa. Nuestra primera etapa chocó literalmente por detrás con nuestra segunda etapa inmediatamente después de haber tratado de separar las dos secciones del vehículo. Fue una experiencia emocional devastadora.

Suena lógico. No querrá esperar hasta que su etapa anterior se agote por completo antes de separarse porque (entre otras cosas) perderá altitud. Idealmente, le gustaría entregar la mayor cantidad de empuje posible de la manera más constante posible, y eso podría implicar que le quede algo de patada en la etapa anterior.

En el sentido general (no específico de SpaceX), ¿cómo se evita esto en los cohetes en etapas verticales?

Respuestas (1)

Este tipo de falla se conoce como falla de separación y se debe a un error de tiempo al separar las etapas.

Musk dijo que SpaceX lanzaría un video del evento de puesta en escena que muestra claramente que la primera y la segunda etapa se separaron según lo planeado aproximadamente 2 minutos y 20 segundos después del vuelo, pero ese empuje residual imprevisto del motor Merlin rediseñado hizo que la primera etapa golpeara el segunda etapa justo cuando comenzaba a disparar

Esto normalmente se supera en los cohetes por

  • apagar el motor del cohete correctamente (cortar la fuente de combustible (propulsor líquido) en el caso de propulsor sólido , es imposible apagarlo, por lo que el tiempo es muy importante, el combustible se quema por completo antes de apagarse)

Fuente :

La separación de grandes refuerzos utiliza la puesta en escena directa. Cada propulsor está conectado al núcleo del cohete a través de un mecanismo de barra en el lado de la junta frontal y el mecanismo de cabeza redonda en el lado de la junta trasera. Cuando el motor del arrancador deje de funcionar, el perno de conexión y la tuerca de separación se desbloquearán por separado. Los pequeños cohetes de separación que están unidos a los propulsores se encienden y separan los propulsores del núcleo. Los impulsores se caen y se completa la separación.

Además, si activa el motor de la segunda etapa lo suficientemente rápido, simplemente empujará a la otra etapa fuera de curso.
Si la primera etapa aún tiene combustible, podría acelerarse ya que la segunda etapa aún no se ha puesto en marcha (pequeña diferencia de tiempo al encender la segunda etapa)
Si la primera etapa aún mantiene el empuje, las etapas no se separarán ya que la primera etapa aún empuja contra la segunda. Solo en caso de hipo, cuando la primera etapa prácticamente se corta y luego se vuelve a encender después de la separación, esto sería posible, o en caso de que el sistema de desconexión los separe brevemente pero no proporcione un empuje continuo.
Para que conste, Solid Propellent no es imposible de apagar, uno simplemente tiene que expulsar el combustible, lo que en realidad es bastante común y fácil de hacer.
@PearsonArtPhoto: No he oído hablar de expulsar propelente sólido. ¿Puede por favor explicar más?
@JS.: Vea mi respuesta en space.stackexchange.com/a/10250/25
@PearsonArtPhoto: Esa patente parece cubrir un híbrido de cohete sólido/scramjet. Puedo ver cómo expulsar la constricción de la boquilla reduciría el empuje. ¿Es eso equivalente a expulsar el combustible sólido? Tengo curiosidad por ver el mecanismo utilizado para expulsar (quemar) combustible sólido para cohetes de forma segura.
Ojalá supiera más al respecto. Solo sé que puede suceder con seguridad, realmente no conozco los detalles de cómo funciona, aparte de expulsar el combustible de alguna manera. Creo que todo el cohete está bajo una presión alta, que está controlada. Si suelta el combustible, saldrá del cohete sin gastar, lo que se puede lograr haciendo un agujero en el lugar correcto en un cohete de combustible sólido.
@PearsonArtPhoto El propulsor sólido generalmente solo se quema mientras se mantiene una cierta presión de combustión. Por lo tanto, aunque los motores de propulsión sólida no se pueden estrangular activamente, se pueden "apagar" ventilando la presión adecuada ( incluso violentamente ) desde la cámara de combustión.
Cuando se separan tienen la misma velocidad. Y luego, ¿cómo aumenta la distancia entre ellos antes de que arranque el motor de la segunda etapa? ¿Qué está alejando la primera etapa de la segunda etapa?
¿Cómo evitan los cohetes que choquen por detrás después de la separación de etapas?
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