¿Cuál es la razón principal por la que SpaceX Motion hace que los astronautas aborden Dragon antes de cargar el cohete?

Noticia: La NASA apoya el plan de SpaceX para alimentar cohetes con astronautas a bordo .

La medida es criticada por muchos como innecesariamente peligrosa.

Sin embargo, por lo que entiendo, no debería ser necesario: Falcon 9 y Dragon 2 tienen suficiente capacidad de carga útil y delta-V para llegar a la ISS con carga útil nominal, con oxígeno no sobreenfriado. Dragon realiza recorridos regulares de reabastecimiento a la ISS con toneladas de carga útil, lo que no sería necesario en las misiones tripuladas. De hecho, la mayoría de las misiones Dragon tienen un volumen limitado y no llevan la masa máxima admitida.

¿Están tratando de exprimir varios kilogramos adicionales de capacidad de carga útil del lanzamiento de todos modos? ¿Van a seguir un procedimiento 'probado y verdadero' de cargar combustible justo antes del lanzamiento, resistiéndose a 'probar cosas nuevas'? ¿O realmente decidieron que esto es más seguro para la tripulación, ponerlos en una cápsula equipada con LES cuando todavía no hay nada que pueda explotar, y esperar todo el procedimiento con una mano en el botón "abortar", en lugar de arriesgar todo el proceso? procedimiento de abordaje cuando el cohete ya tiene combustible y puede explotar? ¿Algo más todavía?

Buen punto sobre ser más seguro para abordar cuando no hay combustible allí y permanecer con la mano en el botón Vs ingresando después de que se realiza el reabastecimiento de combustible. En el primero, está en riesgo por más tiempo pero tiene una solución lista (¿a menos que todo explote tan rápido que LES no sea suficiente?)
@BlueCoder Eh, si hay una explosión potencial, el sistema de aborto de lanzamiento debería activarse automáticamente mucho más rápido de lo que un humano puede reaccionar. No estoy seguro de qué bien haría pasar el dedo sobre un botón.
@TylerH: Creando tensión cinematográfica. Discutí esto en un sitio diferente, usando la frase "Sentado cómodamente, atado" y fui criticado por "¡La comodidad no es una preocupación principal para los astronautas!"

Respuestas (3)

Los motores Merlin-1D ahora están ajustados para usar el combustible y el oxidante súper enfriados. Por lo tanto, estaría haciendo funcionar los motores en un estado fuera de lo normal, si no lo usara de la misma manera que todos los demás lanzamientos con propulsor más caliente.

Implicaría un software diferente para manejar los diferentes niveles de rendimiento.

Lo último que desea hacer es ejecutar las cosas de manera diferente, si puede evitarlo. Especialmente cuando hay gente a bordo.

La proporción de tamaño del tanque de combustible/oxidante también es diferente, ¿no es así?
@jkavalik Creo que mi punto sobre un software diferente podría cubrir eso, ya que tendría que manejar las diferentes tasas de flujo.
Estaría realmente decepcionado si la guía convergente no puede manejar una diferencia del 20% en el empuje.
Lo que quise decir es que hay una proporción diferente de los tamaños de tanque entre v1.1 y v1.2 (espero haberlos entendido bien), por lo que si intenta ejecutar v1.2 con oxígeno y queroseno no subenfriados, tiene que dejar que un tanque se vacíe parcialmente (peso muerto del tanque y menos delta-v), obtener combustible sobrante u oxidante después de agotarse el otro (otro peso muerto) o usar una relación no óptima en el motor (si no me equivoco, eso significa pérdida tanto de empuje como de ISP?) o tienes que construir el v1.2-special para tener tanques diferentes también, lo que nuevamente significa ejecutar las cosas de manera diferente como ya dijiste.
@Joshua Estoy seguro de que puede. Pero esa es una gran diferencia. Uno de los beneficios de usar un refuerzo existente (no personalizado para esta misión) es que es común con el uso anterior del refuerzo. Cuanto más cambias, menos es común y menos significa la herencia de vuelo.
@jkavalik Creo que es una excelente pregunta independiente. Tal vez pregunte eso. ¡Quizás alguien sepa la respuesta!
@jkavalik Las mezclas de combustible/oxidante no óptimas en realidad pueden aumentar el empuje, a costa del ISP. Considere la ley de los gases ideales (imperfecta pero aún útil) con un motor hidrolox; optimizando para P (para maximizar la velocidad de escape), obtienes P=nRT/V. R es constante, como lo es V para un motor dado, por lo que obtienes P proporcional a nT. Puede maximizar T optimizando las proporciones de H2 y O2, pero puede aumentar n haciendo fluir H2 adicional (menos eficiente por masa y, por lo tanto, ISP). En la práctica, algunos motores funcionan intencionalmente ricos en combustible porque la proporción perfecta en el empuje deseado los calienta demasiado.

Además de no querer cambiar nada para los lanzamientos tripulados (como mencionó geoffc), agregar tripulación a un vehículo con combustible es un movimiento muy peligroso.

Si observa la falla de AMOS-6, verá que el sistema de aborto de lanzamiento probablemente habría salvado a cualquier tripulación que ya estaba a bordo. Sin embargo, si la tripulación estuviera siendo cargada activamente, habríamos perdido no solo a los astronautas sino también a toda la tripulación de la plataforma, lo que representa un mayor riesgo para más personas.

El problema no es agregar tripulación a un vehículo con combustible, sino a un vehículo que recibe combustible. Si no usaron combustible sobreenfriado (que debe cargarse lo más tarde posible), podrían simplemente cargar el cohete antes y luego cargar a la tripulación. Cargar a la tripulación en un cohete ya alimentado es la práctica estándar de la NASA, por lo que probablemente se consideró más seguro que lo que está haciendo SpaceX. Ver: spacenews.com/…
Del artículo: <<Ha sido política en todas las misiones tripuladas anteriores de la NASA alimentar el cohete cuando la plataforma está libre de personal. "Solo después de que el propulsor esté completamente alimentado y estabilizado, las pocas personas esenciales que se permiten acercarse a él">> Supongo que la NASA confió en el equipo de carga para un propulsor completamente alimentado y estabilizado más que confiar en LES en un propulsor alimentado :)
¡Me gusta tu punto! De hecho, tener a los austranautas atados a la Crew Dragon y listos para abortar es probablemente una opción mucho más segura que hacer que entren en la cápsula mientras se llena el tanque.

¿Cuál es la razón principal por la que SpaceX Motion hace que los astronautas aborden Dragon antes de cargar el cohete?

Sin embargo, por lo que entiendo, no debería ser necesario: Falcon 9 y Dragon 2 tienen suficiente capacidad de carga útil y delta-V para llegar a la ISS con carga útil nominal, con oxígeno no sobreenfriado.

Para un mejor rendimiento, están cambiando a combustible sobreenfriado. Para mantener su temperatura, debe cargarse lo más tarde posible, mientras que la verificación previa al vuelo requiere que la tripulación esté a bordo mucho antes del lanzamiento. En lugar de arriesgarse a cargarlos sin un medio seguro de escape, están cargando a la tripulación antes del abastecimiento de combustible oxidante. Si hay un problema, es más fácil escapar por la parte superior del cohete que escapar por el ascensor o el brazo de acceso de la tripulación . Fotos de instalación en: " Brazo de acceso de tripulación instalado para misiones Starliner " .

Brazo de acceso de tripulación

Ver: " La carta plantea preguntas sobre los planes de abastecimiento de combustible de SpaceX y los roles del comité " (8 de noviembre de 2016), por Jeff Foust:

"Se requiere romper el precedente debido a los cambios en el Falcon 9. La versión mejorada del cohete, presentada menos de dos semanas después de la carta original de Stafford, usa oxígeno líquido "sobreenfriado" que es más denso y proporciona un mayor rendimiento . Mantener esas bajas temperaturas requiere repostar el cohete mucho más cerca de la hora de lanzamiento programada que en el caso de otros vehículos, lo que significa que, para las misiones tripuladas, los astronautas tendrían que abordar el cohete antes del repostaje en lugar de después de que se haya completado.

Tweet de Elon Musk y video que muestra un procedimiento de aborto exitoso .

Carta ( .PDF ) del teniente general Tom Stafford (retirado) a Bill Gerstenmaier, quien dirige la operación de vuelos espaciales tripulados de la NASA:

9 de diciembre de 2015

Sr. William Gerstenmaier Administrador Asociado de Exploración Humana y Operaciones Aeronáutica Nacional 8nd Space Administration 300 E Street SW Washington, DC 20546

Estimado Sr. Gerstenmaier,

Agradecemos sinceramente la información sobre el Programa de Tripulación Comercial de Kathy Lueders y Bill Jordan a los miembros de nuestro comité de EE. UU. Gracias por poner el informe a disposición del comité. Como es normal cuando el comité comienza a revisar un tema, el briefing planteaba tantas preguntas como respuestas. No enumeraré todos los temas que seguiremos, pero hay un tema importante que creo que merece su cuidadosa atención.

Hay un sentimiento unánime y fuerte en el comité de que programar que la tripulación esté a bordo de la nave espacial Dragon antes de cargar el oxidante en el cohete es contrario a los criterios de seguridad de refuerzo que han estado vigentes durante más de 50 años, tanto en este país e internacionalmente. Históricamente, ni a la tripulación ni a ningún otro personal se le ha permitido entrar o acercarse al propulsor durante el abastecimiento de combustible. Solo después de que el propulsor esté completamente lleno de combustible y estabilizado, las pocas personas esenciales pueden acercarse a él.

Además, además del riesgo personal, existe el riesgo de operar los motores fuera de sus condiciones de entrada de diseño. Como un tipo experimentado de "Prop", conoce el problema aquí tan bien como cualquiera. Los motores químicos alimentados por bomba requieren una presión de entrada suficiente y constante para reducir la probabilidad de cavitación o operaciones de flujo inestable. Nos preocupa que pueda haber un enfriamiento previo insuficiente del tanque y las tuberías con el escenario actual de llenado del oxidante planificado, y sin recirculación puede haber una estratificación de la temperatura del oxidante que provocará una variación en las condiciones de entrada a la bomba del oxidante.

En resumen, estamos profundamente preocupados por la introducción de la práctica de abastecimiento de combustible con la tripulación a bordo y por la falta incluso de una bomba de recirculación para el acondicionamiento del oxidante en el Falcon 9.

Atentamente, Thomas P. Stafford Teniente General, USAF (Ret.) Presidente Comité Asesor de la Estación Espacial Internacional de la NASA

Subenfriado. "Superenfriado" no solo significa "muy frío", significa un líquido que se ha enfriado por debajo de su punto de fusión sin solidificarse. SpaceX está subenfriando su LOX a una temperatura muy por debajo de su punto de ebullición, pero aún por encima de su punto de fusión. Tampoco es un cambio que planeen hacer en algún momento: ahora han estado usando LOX subenfriado durante casi 3 años, y aproximadamente 2/3 de sus lanzamientos hasta ahora lo han usado.
¿Cuál es la razón principal por la que SpaceX Motion hace que los astronautas aborden Dragon antes de cargar el cohete?
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