¿Por qué ocurrió esta separación del carenado a una altitud tan alta? (SpaceX Iridium-6/GRACE-FO)

Noté en el video del lanzamiento reciente de Iridium-6/GRACE-FO que la separación del carenado ocurrió a una altitud de aproximadamente 143 kilómetros. Esto es significativamente más alto que cualquier altitud que pueda recordar. Empecé a ver esto por primera vez el año pasado y noté la altitud de varios lanzamientos aquí .

La excelente respuesta de @awksp explica que la constancia relativa de la altitud probablemente se origine en una especificación estandarizada. La respuesta es completa y vale la pena leerla, pero aquí hay un fragmento de allí:

...después de que el calentamiento molecular libre teórico alto de 3 sigma para una placa plana normal a la corriente libre caiga por debajo de 1135 W/m 2 (360 Btu/h pie 2 ) basado en la atmósfera estándar de los Estados Unidos de 1962.

Después de ver los 143 km, volví y revisé varios lanzamientos más recientes de SpaceX y compilé más números que se pueden comparar con la tabla de la pregunta anterior . Parece que Iridium-6/GRACE-FO se destaca con una altitud única y significativamente más alta para la separación del carenado que cualquier otro lanzamiento reciente, incluidos otros dos lanzamientos de Iridium.

Pregunta: ¿Por qué la separación del carenado aquí ocurrió a una altitud tan alta en comparación con tantos otros lanzamientos de SpaceX? ¿Calentamiento atmosférico inducido por la actividad solar? ¿Mucha precaución para este combo de carga útil? ¿Anomalía? ¿Solo para ver si estamos mirando? ¿Algo más?

MISSION                speed  altitude  post 2nd stage 
                       km/hr    km      ignition (sec) 
-------                -----    ----    --------------  
Iridium-6/GRACE-FO     8754     143          28 
Bangabandhu Sat- 1     8978     111          53 
TESS                   7055     107          24 
Iridium-15             8052     110          42 
HISPASAT 30W-6         8979     111          48 
PAZ Mission            6509     119          20 
CRS-14                 8158     115?         29 
GovSat-1               9222     111          52  
FH Test Roadster      10196     115          28 
Iridium-4              7578     111          30 
CRS-13                 5982     106?         32 

ingrese la descripción de la imagen aquí Captura de pantalla Haga clic para tamaño completo.

¿Distancia correcta hacia abajo para ponerle el carenado al Sr. Steven? No he podido encontrar un TFR para la zona de aterrizaje del carenado; Sería interesante ver dónde está en relación con Long Beach.

Respuestas (2)

Si bien el cohete debe estar en el espacio para que se deseche el carenado, la altitud en realidad no es el factor del que depende el tiempo de separación, sino la preparación.
Como puede ver en su hoja de cálculo, mientras que la altitud cambia mucho entre los diferentes lanzamientos, la cantidad de segundos después de S2 stratup es bastante constante y, en realidad, fue relativamente corta en este lanzamiento.

La razón por la que el carenado solo se abre después del inicio de S2 son múltiples:

  • Reutilización del carenado: en este lanzamiento, SpaceX intentó atrapar el carenado en su esfuerzo por reutilizar el carenado. Pasar junto a 9 motores Merlin a pleno rendimiento podría provocar daños considerables.

  • Colisión de la etapa uno: siendo la etapa uno 2,5 veces más larga que S2, sería posible que uno de los carenados giratorios chocara con ella cuando está horizontal en comparación con el cohete.

  • Carga estructural: expulsar mientras está bajo la aceleración S1 resultaría en alrededor de 9 veces más estrés, y es muy posible que no pueda manejar eso.

Además, cada misión tiene una trayectoria diferente, sería interesante compararla con otros lanzamientos polares e Iridium para ver cuál fue la altitud de separación, o tal vez esta fue una trayectoria singularmente empinada para la carga útil GRACE-FO, que se lanzó justo después de S2 primer apagado. Pero sin esos números, simplemente podemos comparar los tiempos de corte de los motores principales (MECO) y ver qué cambios:

MISSION                MECO   altitude     
                        m:s     (km)           
-------                -----    ----    
Iridium-6/GRACE-FO     02:48    143          
Bangabandhu Sat- 1     02:31    111           
TESS                   02:29    107           
Iridium-15             02:34    110           
HISPASAT 30W-6         02:35    111          
PAZ Mission            02:29    119           
CRS-14                 02:45    115?          
GovSat-1               02:38    111            
FH Test Roadster       02:40*   115           
Iridium-4              02:33    111           
CRS-13                 02:33    106?          

* En realidad BECO (B de Booster) Más información sobre el perfil de lanzamiento de FH aquí .
Datos extraídos de hilos de lanzamiento y actualizaciones de r/spaceX .

Como puede ver, Iridium-6/GRACE-FO destaca por tener el último tiempo MECO de todos los lanzamientos recientes. Pero podría ser un poco exagerado decir que el tiempo de grabación S1 está directamente relacionado con la velocidad vertical.

En su lugar, busquemos el perfil de lanzamiento: dado que u/veebay aún no ha realizado el perfil de lanzamiento completo de este lanzamiento, solo lo compararemos con la última versión:
el gráfico "Perfil de vuelo de la primera etapa de relación de aspecto 1: 1" es lo que nos interesaAnálisis de vuelo del Falcon 9.  Vuelo del bloque 4 y datos de aterrizaje del S1.

Hay dos grupos generales: GTO y lanzamientos superiores que tienen una trayectoria muy plana, casi a 30°. Mientras tanto, los lanzamientos LEO tienen una trayectoria muy empinada, hasta 60°. Dado que S1 siempre se quema durante la misma duración, un perfil pronunciado da como resultado una parada, separación y liberación del carenado a mayor altitud. Todas las cargas útiles tienen órbitas a alrededor de 750 km de altitud, mientras que GRACE-FO es aún más baja a 500 km.

Podemos pensar que la órbita especialmente baja de GRACE-FO dio como resultado un lanzamiento muy pronunciado y, por lo tanto, una liberación del carenado muy alta.

¡Esta es una respuesta genial! ¡De hecho, es uno de los despliegues de carenado más rápidos después del inicio de S2! Por supuesto, la altitud mínima es sin duda un factor, como se explica aquí, pero probablemente no haya una altitud máxima .
Entonces, ¿llegaron relativamente temprano con el despliegue del carenado pero a una altitud más alta de lo normal? ¿Significa esto que se lanzaron a una órbita más alta? ¿Resultando en un perfil de lanzamiento más pronunciado de lo habitual?
@VincentB El lanzamiento en una órbita más alta no da como resultado un perfil de lanzamiento más pronunciado, por el contrario, todos los lanzamientos anteriores de GTO tenían perfiles muy diagonales , y LEO arroja uno muy filtrado. La liberación de GRACE_FO sat en una órbita muy baja (483 km x 508 km) es probablemente la razón.
Tendría sentido liberar el carenado en un momento específico, mucho más fácil que confiar en las lecturas del sensor para el calentamiento aerodinámico.

Hay cuatro "Avisos para aviadores" (NOTAM) que parecen cubrir la zona de aterrizaje del carenado: A1987/18, A1954/18, A1167/18 y A1165/18.

AREA DE ADVERTENCIA W291 ACT AL ESTE DE 121 GRADOS DE LONGITUD OESTE Y AL SUR DE 30.5 GRADOS DE LATITUD NORTE. ESTA PUEDE NO SER LA ÚNICA ACTIVACIÓN DEL ESPACIO AÉREO DENTRO DE W291. SE INFORMA A LOS OPERADORES QUE PUEDEN EXISTIR NOTAS ADICIONALES PARA EL CIERRE DE OTRAS PARTES DE W291. SFC - FL800, 22 MAYO 13:30 2018 HASTA 26 MAYO 01:00 2018. CREADO: 19 MAYO 01:00 2018

W291 es un área grande en el océano al sur y este del sur de California. El área nombrada es MISR-1W y MISR-1E en la parte inferior derecha de esta imagen:

ingrese la descripción de la imagen aquí

(De la página 1-15 de este documento )

Varias de las áreas TMA (norte y oeste del área MISR) ya están reservadas para otras actividades en momentos superpuestos, por lo que las regiones más al sur pueden ser todo lo que SpaceX pudo reservar para este lanzamiento. (El espacio comercial no es el usuario de mayor prioridad para nada de esto, y las regiones TMA se usan mucho)

Vandenberg está a 34,74° N, 120,57° O; el viaje hacia el sur hasta 30,5° N es de unos 480 km. Eso es realmente un largo camino. Un vuelo de 3 minutos y 23 segundos (a partir de la captura de pantalla) a 8726 km/h de pico, tal vez 5000 km/h de media, es solo unos 300 km de descenso. Eso está por debajo del extremo superior de la zona de advertencia, pero el carenado viajará una cierta distancia más a medida que vuelve a caer a la Tierra.

Entonces, sin información privilegiada, parece que SpaceX mantuvo el carenado más largo/más alto para asegurarse de que impactara donde estaba permitido.

No estoy tan familiarizado con estas cosas; ¿Qué quiere decir con "necesario" en "...la ubicación necesaria de la zona de advertencia..."?
Space X no puede bloquear arbitrariamente el espacio aéreo; hay un proceso de eliminación de conflictos. La parte superior/norte de W291 es a veces un recurso escaso. Hay varios otros NOTAM para usos militares más al norte más adelante en la semana. Entonces, al sur de 30.5 podría haber sido lo único que SpaceX pudo obtener para su campaña de lanzamiento, con áreas más al norte "no disponibles debido a usos de mayor necesidad".