¿Es posible que los propulsores de cohetes sólidos (SRB) del transbordador espacial golpeen al transbordador espacial después de desecharlo?

Todos sabemos que los propulsores de cohetes sólidos del transbordador espacial (SRB) fueron el par de grandes cohetes sólidos utilizados por el transbordador espacial de la NASA de los Estados Unidos durante los dos primeros minutos de su vuelo propulsado. Juntos, proporcionaron alrededor del 83% del empuje de despegue del transbordador espacial.

Cuando se desechan, parece que todavía están dando algo de empuje. En los primeros segundos después de esto, ¿habría sido posible que estos giraran en la dirección del transbordador espacial y chocaran con él?

Respuestas (2)

No, no tienen suficiente empuje cuando se desechan para alcanzar al transbordador espacial que se aleja acelerando:

Los SRB se desechan del transbordador espacial a gran altura, unos 45 km (146 000 pies). La separación de SRB se inicia cuando los tres transductores de presión de la cámara del motor de cohete sólido se procesan en la selección de valor medio de gestión de redundancia y la presión de la cámara del extremo de cabecera de ambos SRB es inferior o igual a 50 psi (340 kPa). Una señal de respaldo es el tiempo transcurrido desde el encendido del refuerzo.

Se inicia la secuencia de separación, comandando los actuadores de control del vector de empuje a la posición nula y colocando el sistema de propulsión principal en una configuración de segunda etapa (0,8 segundos desde la inicialización de la secuencia), lo que garantiza que el empuje de cada SRB sea inferior a 100 000 lbf (440 lbf). kN). La actitud de guiñada del orbitador se mantiene durante cuatro segundos y el empuje del SRB cae a menos de 60 000 lbf (270 kN).

Al mismo tiempo, el transbordador espacial continúa empujando con sus tres SSME, cada uno a aproximadamente 418 000 lbf (1860 kN) para un empuje total de 5250 kN (1 180 000 lbf) a la masa restante del vehículo de lanzamiento.

Entonces, si asumimos el peor de los casos, la masa seca del SRB es de 82 879 kg, y en el empuje de separación máxima puede lograr una aceleración de 3,26 m/s² , que disminuirá rápidamente a medida que los propulsores sólidos residuales se quemen hasta el agotamiento, mientras que la configuración restante del transbordador espacial Orbiter + tanque externo pesa aproximadamente 874.290 kg cuando está lleno (no estaría ni cerca de eso en la separación SRB) para una aceleración mínima de 6 m/s² . Entonces, incluso suponiendo el peor de los casos, el empuje de los SRB del transbordador espacial en el lanzamiento no es suficiente para que alcancen al transbordador espacial.

Usé números de Braeunig .

Esto asegura que el orbitador esté a salvo una vez que los propulsores se hayan despejado, pero si giran hacia adentro inmediatamente después de la separación, aún podrían causar mucho daño al ET antes de que la pila los supere.
@RussellBorogove Vea la pregunta, pregunta si hubiera sido posible que los SRB giraran en la dirección del transbordador espacial y colisionaran con él debido a que todavía emitían algo de empuje (y antes de mencionar ese 83% del empuje de despegue proporcionado por los SRB) . Realmente no necesita ningún empuje para que colisionen con el orbitador en la separación; de lo contrario, todo lo que necesita es su rotación, como, por ejemplo, motores de separación defectuosos.
Incluso hasta el final del programa, se realizó un análisis de separación para cada vuelo, tanto para el ET como para los SRB. La rotación era la principal preocupación.

Los SRB tienen motores de separación sólida más pequeños , 8 en cada uno, que disparan simultáneamente para empujar los propulsores lejos del orbitador/ET.

Aquí hay un video que los muestra en acción : son lo suficientemente poderosos como para darle un buen abrasador al tanque externo. Puede ver que la separación está diseñada para girar los propulsores ligeramente hacia afuera, de modo que cualquier empuje SRB restante los aleje más de la pila, y el poco aire que hay a 45 km de altitud también ayuda a apartarlos.

Diagrama de la ruta de separación SRB

Posiblemente, si los motores de separación delanteros fallaban mientras los de popa disparaban, el propulsor podría ser impulsado hacia adentro en lugar de hacia afuera. Este es un escenario muy poco probable.

Ese video es increíble. Es bastante sorprendente que el abrasador del tanque externo no sea problemático. Me pregunto si hay imágenes de la separación de SRB para STS-1 y STS-2, ya que sus tanques externos estaban pintados de blanco. ¡Eso sería una llamativa marca de quemadura!
Sí, también me sorprendió que aparentemente fuera aceptable. Aquí está el tanque de STS-1 cuando se cayó, es un desastre: jsc.nasa.gov/jscfeatures/photos/STS1anniv/s81-30509.jpg
Dios mío. ¡Con razón dejaron de pintarlos de blanco! Eso parece un desastre, aunque está bien.
Mucho de ese calor abrasador proviene del aerocalentamiento. Concretamente alrededor del bípode y alrededor del morro. En la cola, gran parte proviene de la recirculación de la pluma SSME (¿y tal vez SRB?).
Robando tu diagrama, por cierto.
No deberías sorprenderte de que se queme. Todo el lanzamiento es una bola de fuego de ingeniería asombrosa.
Sin embargo, estoy sorprendido, porque generalmente se hacen un montón de compromisos en nombre de la seguridad de los vuelos tripulados, y hubiera esperado que "no golpee el escape del cohete en un tanque LOX / LH gigante, incluso si las matemáticas dicen que está bien" para ser una pauta estándar.
¿Es posible que los propulsores de cohetes sólidos (SRB) del transbordador espacial golpeen al transbordador espacial después de desecharlo?
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