Como se señaló en la pregunta ¿Qué es el “núcleo de aplastamiento de emergencia”? , un tweet de Elon Musk sobre el aterrizaje de la primera etapa del Falcon 9 después del lanzamiento de BulgariaSat-1 dice:
Rocket es extra tostado y golpea la plataforma con fuerza (usó casi todo el núcleo de aplastamiento de emergencia), pero por lo demás es bueno
Un tuit anterior dice:
Falcon 9 experimentará su mayor fuerza de reingreso y calor en el lanzamiento de hoy. Es muy probable que el cohete propulsor no regrese.
El narrador en el webcast de SpaceX BulgariaSat-1 dice aproximadamente T -00:11:32(alrededor de las 04:56 en el video actualmente) que este es un aterrizaje de tres motores extra desafiante:
Nuestro aterrizaje de hoy involucra algunas de las cargas estructurales y de calentamiento más altas en la primera etapa que hemos visto hasta la fecha, e incluye un aterrizaje de tres motores. Si bien sigue siendo un objetivo secundario, este aterrizaje será un desafío adicional para nosotros. Pero si tenemos éxito, este será el primer cohete en aterrizar en nuestros barcos no tripulados de la costa este y oeste.
Estoy bastante seguro de que quemar tres motores Merlin 1D (acelerables) de aproximadamente ~ 650 kN para aterrizar un cohete casi vacío tiene algo que ver con el aterrizaje en caliente, y debe haber algo en este lanzamiento que hizo el uso de tres Motores necesarios o al menos la mejor opción, pero no sé cuál es.
Pregunta: ¿Por qué se usaron tres motores para el encendido de aterrizaje de la primera etapa F9 para BulgariaSat-1?
También sería genial una breve descripción de por qué el uso de tres motores para el aterrizaje hace que el aterrizaje sea tan desafiante.
Falcon 9 FT ha demostrado la capacidad de realizar un aterrizaje de un avión teledirigido después de lanzar una carga útil de 5,3 toneladas en una órbita de transferencia geosincrónica.
BulgariaSat-1 tiene solo 3,7 toneladas, pero fue lanzado a una órbita de transferencia supersincrónica más alta . (Esto le permite hacer un cambio de plano a una órbita ecuatorial usando menos combustible que a una altitud geosíncrona). Esta órbita más alta requiere más gasto de combustible desde la primera etapa y, por lo tanto, queda menos combustible para ejecutar la maniobra de aterrizaje.
En la aproximación final al aterrizaje, cada segundo de vuelo acelera el escenario otros 9,8 m/s debido a la atracción de la gravedad. Gastas menos combustible esperando hasta el último instante para desacelerar. Si desacelera en tres motores, puede esperar más tiempo que si desacelera en un motor.
La desventaja es que hacer que la terminal se queme en tres motores significa que todo sucede más rápido; hay menos tiempo para corregir errores de medición o irregularidades en la respuesta del acelerador. Tenga en cuenta que es preferible golpear un poco más rápido de lo planeado y gastar el "núcleo de aplastamiento" a la alternativa, que es quedarse sin combustible mientras aún está por encima de la plataforma.
En un aterrizaje con un solo motor, las cosas son un poco más tranquilas y SpaceX no tiene problemas para dar en el blanco.
(Repasamos algo de esto el año pasado ).
He especulado, y los comentarios de SpaceX parecen coincidir en que el consumo de combustible no es lineal a medida que aceleras el motor... así que, tener que hacer funcionar un motor con una aceleración más alta durante más tiempo aparentemente quema más combustible que hacer funcionar tres motores con un empuje más bajo por un tiempo más corto. Y, de todos modos, el escenario parece estar a velocidad terminal bajando, por lo que esperar unos segundos más no aumentará mucho su velocidad, solo disminuirá la distancia que tiene para desacelerar a cero. Tres motores proporcionan alrededor de 3 veces la desaceleración de un motor, es decir, 1/3 del tiempo de combustión, y dado que funcionan a menor aceleración, neto-neto, se consume menos combustible para desacelerar la misma cantidad.
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