¿Disminución de la altitud de la segunda etapa de SpaceX?

En realidad, esto es bastante común en el diseño de perfiles de lanzamiento de cohetes. Para el cohete Ariane, lo cubrimos en ¿Cuál es la razón por la cual el lanzador Ariane 5 con Intelsat 29e pierde altitud? , pero el mismo principio se aplica en general. Cuando tiene una etapa superior de ISP alto de empuje bajo, es común que empuje más horizontalmente en un punto determinado que verticalmente, lo que podría causar que la altitud baje un poco. Eventualmente, la velocidad será tal que la altitud comenzará a aumentar, a medida que la curvatura de la Tierra disminuya más.

No parece haber ningún fallo por lo que puedo decir.

Vi el video. La altitud se expresa en kilómetros enteros. No sabemos con certeza si está redondeado o truncado, pero una buena suposición sería truncado, de modo que 171000 y 171999.99 aparecerían como 171 km, ' estilo odómetro '.

Cada vez que veo el cambio de altitud, pulso la barra espaciadora (reflejos de 1/5 de segundo después del café, en un buen día) y escribo el tiempo T+, la altitud y la velocidad.

¿Por qué velocidad? por dos razones1

1. ¡Toma siempre más datos de los que crees que necesitas! Por algo, puedes elegir entre " Solo hazlo " o " Oye, nunca se sabe ". Soy un Oye, nunca se conoce a la persona yo mismo. Los datos pueden ser útiles por muchas razones más adelante. Un ejemplo es el siguiente artículo.
2. Vea si otros datos tienen una falla: si la velocidad de fotogramas es suave, si la telemetría es suave, si la trayectoria es suave... ayuda a diferenciar entre diferentes explicaciones plausibles si verifica una posible falla.

Aquí está el resultado. No veo falla. Hay una brecha en el gráfico de altitud porque el 171 nunca "se da la vuelta" a 172, por lo que no tenemos información sobre la altitud excepto que está en algún lugar entre 171 y 172. Recuerde, los puntos de datos representan cuando el odómetro se da la vuelta, la única vez que cuando incluso podemos adivinar la parte fraccionaria.

arriba: Gráfico de los datos que tomé del video, usando el script de Python a continuación.

Discusión: para una órbita terrestre baja circular (LEO), o cualquier órbita en realidad, puede obtener la velocidad de la órbita$v_{orbit}$A una distancia$r$, siempre que conozca el semieje mayor$a$, la constante gravitatoria$G$veces la masa del cuerpo que está orbitando, en este caso$M_e$para la Tierra usando la ecuación vis-viva :

dónde$GM_e$es aproximadamente 3.9860E+14 m${}^3$/ s${}^2$. Si elige el radio de la tierra$r_e$sea ​​6371 km, y calcule una órbita circular ($r = a$) a una altura$h$de 171 km para que$a = r_e+h$, obtengo una velocidad orbital de unos 7805 m/s. Si proyecto eso en una Tierra que no gira 171 km más abajo, eso es 7601 m/s.

A 28 grados de latitud, la Tierra gira a unos 410 m/s, por lo que suponiendo que estamos en un plano de 28 grados de inclinación y aún cerca del lugar de lanzamiento, la velocidad respecto al suelo será de unos 7192 m/s.

Puede ver en la gráfica que a lo largo de esta parte del video, la segunda etapa está muy por debajo de la velocidad orbital y, por lo tanto, es suborbital. Sin embargo, está ganando una velocidad considerable y acercándose mucho más. Aún así, ve un arco ascendente y descendente que podría esperar de algo suborbital, y la disminución en la tasa de caída es consistente con eso, por lo tanto, la forma asimétrica.

arriba: rollover del odómetro desde aquí .

screendata = """05:39   165  3646
05:45   166  3715
05:50   167  3790
05:57   168  3879
06:05   169  3988
06:14   170  4124
06:28   171  4333
06:45  -171  4623
06:55  -171  4804
07:05  -171  4990
07:12   170  5132
07:28   169  5466
07:40   168  5739
07:50   167  6006 
08:01   166  6299
08:13   165  6651"""

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

lines = screendata.split('\n') 

time, alt, speed = zip(*[line.split() for line in lines])

time = [ [int(thing) for thing in t.split(':')]
          for t in time]

time = np.array([ 60*m + s for m, s in time], dtype=float)

alt, speed  = [np.array([int(item) for item in thing], dtype=float)
               for thing in [alt, speed] ]

alt[alt<0] = np.nan       # those marked with a minus didn't actually change

plt.figure()

plt.subplot(2,1,1)

plt.plot(time, alt)
plt.plot(time, alt, 'ok')

plt.ylim(min(alt)-1, max(alt)+1)
plt.title("altitude (final upon each integer km change in video) vs T+ (sec)")

plt.subplot(2,1,2)

plt.plot(time, speed)
plt.plot(time, speed, 'ok')

plt.ylim(min(speed)-1, max(speed)+1)
plt.title("speed vs T+ (sec)")

plt.show()