¿Por qué la primera etapa del Falcon 9 no está severamente dañada por la explosión de la segunda etapa después de la separación?

Cuando el Falcon 9 experimenta la separación de etapas, ¿por qué la primera etapa no se daña severamente por la explosión de la segunda etapa?

Cuando ocurre la separación, parece haber alguna fuerza mecánica para separar las etapas, pero la velocidad relativa parece ser de unos pocos metros por segundo en el mejor de los casos. ¿Es esto suficiente para obtener suficiente espacio libre a tiempo para encender de manera segura la segunda etapa sin dañar la primera?

¿La primera etapa realiza un giro antes del encendido de la segunda etapa de modo que los motores de la primera etapa actúen como un escudo?

¡Bienvenidos al Espacio! Buena primera pregunta.

Respuestas (1)

No completan el giro antes de encender la segunda etapa:

La primera etapa en realidad empeora durante su quema de reingreso:

De hecho, los propulsores laterales Falcon Heavy lo tienen peor después de la separación, ya que tienen 9 motores apuntando hacia ellos que ya están funcionando cuando se separan:

El aire es escaso allí arriba, por lo que el escape se esparce y no es tan efectivo para calentar rápidamente objetos sólidos. Simplemente están construidos para manejar el breve calentamiento... en particular, tuvieron que cambiar las aletas de la rejilla de aluminio a titanio porque las de aluminio tenían pedazos derretidos en algunas reentradas.

El hecho de que la primera etapa y los refuerzos FH empeoren sin sufrir daños no nos acercan a una respuesta; simplemente plantean la pregunta aún más... Decir que la etapa intermedia está diseñada para manejar el calentamiento breve también es afirmando lo obvio, claramente están hechos para eso. La pregunta es como manejan ese breve calentamiento, o al menos como evitan el castigo de ese calentamiento :D
Creo que se reduce a que los gases de escape de los cohetes que se expanden rápidamente en una atmósfera difusa no son terriblemente dañinos cuando solo inciden durante un tiempo muy corto.
La temperatura del escape del cohete cae enormemente a medida que se le permite expandirse. En la medida en que el calor no es realmente un problema. Tampoco es un problema el "chorro de arena" de los gases de escape a 3 km/s, ya que el escape es un gas difuso bastante uniforme para entonces. El único peligro significativo son los varios cientos a unos pocos miles de Newtons de fuerza que se aplican a la primera etapa desde una dirección muy inusual. Pero esta fuerza se aplica a una estructura que hasta segundos antes había estado soportando las muchas toneladas de la segunda etapa con 5 g de aceleración, por lo que está muy, muy, muy sobreconstruida.
@PcMan hay enfriamiento por expansión, pero también hay una compresión rápida que lo recalienta cuando encuentra un obstáculo. Puede ver algunos signos de esto en el video de las aletas de la parrilla y la apertura del escenario superior mientras está en el escape. El factor principal es que es gas muy delgado y el tiempo de exposición es limitado, y como usted dice, la estructura está demasiado construida para el poco calor que puede recibir del escape de la segunda etapa.
¿Por qué la primera etapa del Falcon 9 no está severamente dañada por la explosión de la segunda etapa después de la separación?
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