Jak je to s motorickým přistáním Crew Dragonu a jeho problematickými padáky?
V minulosti jste se mohli na ElonX dočíst, že SpaceX s NASA řeší blíže neurčené problémy s padáky Crew Dragonu, kvůli kterým padáky stále nejsou plně kvalifikovány pro ostré mise. Web Ars Technica nyní celou situaci konečně trochu vyjasnil. SpaceX prý doposud provedlo už 18 testů padákového systému v různých konfiguracích (například simulaci situace, kdy se se jeden ze čtyř hlavních padáků neotevře) a podle Stevea Stiche z NASA má Crew Dragon před sebou ještě minimálně 10 dalších testů.
Situaci rozhodně nepomohla anomálie nákladního Dragonu během loňské mise CRS-15, při které při návratu lodi z ISS údajně došlo kvůli problému s padáky k „výrazně vyššímu přetížení, než se očekávalo“. Padáky staršího nákladního Dragonu a nového Crew Dragonu jsou sice odlišné (nákladní má jen 3 hlavní padáky, které jsou navíc jinak uchyceny k lodi), ale i tak se jedná o relevantní událost žádající si prošetření před certifikací Crew Dragonu.
Test padákového systému Crew Dragonu simulující selhání jednoho padáku v březnu 2018 (Foto: NASA)
Ve výsledku to znamená, že padáky na březnové demonstrační misi Crew Dragonu byly odlišné od finálního systému a před prvními misemi s posádkou ještě projdou změnami. Astronaut Doug Hurley, který poletí na demonstrační misi DM-2, k tomu řekl: „Bez ohledu na to, jak dobře bude fungovat padákový systém při DM-1, pořád zbývá spousta práce.“ Jak moc velkých změn se padáky dočkají, se bude odvíjet od dat nasbíraných během mise DM-1 a zmíněných 10 či více dalších testů padáků, které jsou v plánu. Provedení potřebných změn je pak samozřejmě jedna z věcí, která může vést k odkladům pilotované mise DM-2. Ta je zatím oficiálně plánována na červenec, ale proslýchá se, že realističtější termín je konec léta nebo podzim.
V souvislosti s problematickými padáky se nabízí také otázka, jak užitečné by v nouzové situaci mohly být motory SuperDraco. Ty měly Crew Dragonu původně sloužit nejen pro potřeby záchranného systému, ale také pro čistě motorické přistání na pevnině. Padáky měly sloužit jen jako záloha. Crew Dragon ale nejspíš nikdy nebude přistávat primárně motoricky, protože SpaceX tuto funkcionalitu v podstatě přestalo vyvíjet.
Elon Musk aktuálně vysvětlil, že padáky jsou nyní primárním způsobem přistání, protože bylo obtížné prokázat bezpečnost přistání pomocí motorů. Zároveň ale dodal, že motorické přistání na pevnině by při nákladních misích mělo být proveditelné, protože na ně nejsou kladeny tak vysoké bezpečnostní nároky. Nicméně nejspíš mluví jen v teoretické rovině a motorické přistání stále není v plánu ani pro zásobovací mise CRS2, které začnou v druhé polovině příštího roku. Pro SpaceX motorické přistání Crew Dragonu přeci jen představuje jakousi slepou vývojovou větev, což uznal i sám Musk v reakci na něčí tweet, podle kterého to nestojí za námahu a je lepší si počkat na Starship, která Dragony nahradí: „To je asi pravda. Rychlost vývoje Starship je o dost vyšší než v případě Falconu a Dragonu, které však představovaly důležitý mezikrok.“
No dobrá, motorického přistání se tedy nejspíš nedočkáme, jak dobře vysvětlil Everyday Astronaut ve svém videu, ale co kdyby došlo během normálního přistání k selhání padáků? Mohly by motory SuperDraco zachránit posádku Crew Dragonu alespoň tak, že by provedly měkké přistání do vody nebo alespoň zmírnily dopad, podobně jako to dělá Sojuz nebo New Shepard? Technicky to pochopitelně možné je, ale je na takovou situaci Crew Dragon připraven i softwarově? Na to se Muska někdo zeptal na Twitteru a on odpověděl: „Nejspíš ano, ale je to podmíněno vyhodnocením a schválením NASA.“ Z toho bohužel není jasné, jestli to je něco, na čem se pracuje, nebo jestli je to volitelná funkce, kterou NASA má teoreticky k dispozici, ale v reálu si nevyžádala její implementaci.
Podpořte projekt ElonX
- Mise Starlink 6-53 - 19. 4. 2024
- Mise Starlink 6-52 - 17. 4. 2024
- Mise Starlink 6-51 - 14. 4. 2024
Priznam sa, moc mi moja logika neberie taky ten vyvojovy alibizmus..
Mam raketu ktora moze vynasat ludi a modul ktory moze dopravovat posadku a pristavat.
Napriklad samotny CD a FH vs. Starship.
CD je v podstate navrhnuty a jedine co je potreba je testovat, doladit, certifikovat pripadne pristavanie, u FH zas booster (tu mam na mysli misie dalej nez ISS).
No viete co, radsej si povedzme ze sa to nevyplati certifikovat, pretoze coskoro tu bude Starship ktora neni finalne dokoncena ani len na papieri..
Pokial je CD certifikacia tak “zlozita”, jak si myslia ze bude certifikovany Starship? Nema v navrhu ZIADEN zachranny system pre posadku a spolieha cisto na motoricke pristavanie. Volba padakov neni volba, unik z rampy – pre taky kolos je to taktiez otazka..
Pokud vím, tak certifikace by byla potřeba jen pro mise pro NASA. Kdyby SpaceX chtělo zítra provést oblet Měsíce pomocí FH a Crew Dragonu, asi by mohlo, ale samozřejmě by si předtím nejspíš chtěli udělat nějakou vlastní “interní certifikaci” FH pro lety s lidmi, protože si pochopitelně zakládají na bezpečnosti i v případech, kdy je k tomu externě nic nenutí. A i tato interní studie by vyžadovala aspoň pár startů FH + čas, úsilí a peníze, na základě čehož SpaceX usoudilo, že se jim to nevyplatí. To samé s motorickým přistáním, které je sice cool, ale pořádné otestování a prokázání bezpečnosti by bylo nákladné i bez účasti NASA a padáky bohatě stačí. A tak se rozhodli certifikovat jen F9 a CD s padáky, což je nestojí nic navíc a zároveň je to stále kombinace, se kterou můžou provádět lety s turisty, pokud budou chtít. A čas a peníze ušetřené tím, že nebudou “certifikovat” FH a motorické přistání CD pro lidi, můžou investovat do SHS, které stejně Falcony i Dragony časem nahradí.
Myslím si, že by minimálně museli dostat svolení/licenci/certifikaci od FAA. Tedy pokud by mělo jít o let s lidmi, ale i bez lidí by na to museli mít nějaké povolení podobně jako pro F9/FH jako všichni ostatní pro své lety.
Musi v tom byt nieco viac, nieco co nebolo na verejnosti nahlas povedane v priamej suvislosti..
Osobne si myslim ze by mohli prichadzat do uvahy tieto varianty, popripade ich kombinacia:
1. Potencialnych zakaznikov (aktualne prihlasenych) na prepravu do vesmiru je malo – momentalne znamy je len jeden. Preto SX nema dovod riskovat a zaberat tuto nevyuzitu medzeru v trhu poskytnutim vlastneho riesenia. Neziskalo by nic. Domnenka – vsedci cakaju na overene riesenie pre vesmirnu turistiku.
2. V navrhu CD su nevyriesene aspekty ktore su skutocne rizikove pre posadku, a nemozno ich jednoducho eliminovat.
3. Ciel je Mars/Mesiac, ale CD nema pre Mars/Mesiac potencialne vyuzitie.
4. Ciel je jedine Mars, ale len s lodou ktora vyuzitie ma (nosnost, moznost navratu,..)
Když má NASA problém dodržet termín EM1 že SLS nebude včas hotov že by zaskočily FH a DH ale nepůjde to s jedním startem ale kdyby Orion mohl dokovat prázdný u ISS kde se připojil druhý stupeň falconu s palivem pro let k Měsíci tak by se takto mohl uskutečnit i EM2 s tím že by na ISS již přestoupila posádka do Orionu dopravená Crew Dragonem. Možná by při návratu Orion přibrzdil na orbit a spojil se opět s ISS a domů se vraceli s Dragonem či Starlinem a Orion by byl schopen takto dalších letů podle harmonogramu NASA.
Minimálně bude problém v životnosti Orionu a pak v tom, že není dělaný na tankování ve vesmíru a ani by nebylo z čeho jej dotankvat. A to nemluvím o spoustě dalších problémů..
Nemluvě o tom, že pak by měl zbytečně tepelný štít (teď mrtvá váha).
Za druhé, je otázka, jestli by měl dost paliva na ubrzdění na LEO při návratu, obávám se, že nikoliv, Apolla letěla přímo do atmosféry.
Za třetí, i Apolla, stejně jako Orion byla na TLI urychlována nosnou raketou, nedělala to vlastní silou, opět by na to neměla palivo. V případě Saturnu V to byl S-IVB a v případě SLS to bude ICPS.
V podstatě bys to musel asi v této chvíli celé zahodit a začít odznova budovat všechno. V této chvíli je na tak výraznou změnu konceptu celé mise pozdě.
No koukám že SpaceX má s padáky docela problém. A přitom to tak pěkně umí s motorickým přistáním. No ale oni to zatržené motorické přistání brzy okopírují Číňané, takže se zas tak moc neděje.
Škoda že to nedotáhli s tou záchranou krytů. Na dragona pod padákovým křídlem řízeně přistávajícím do sítě by by přeci jenom lepší pohled než na ty čtyři “opilé” padáky.
Len si zoberke ako dlho trva vyvoj crew dragona, kolko testov a kolko certifikacii bolo a este bude potrebne dosiahnut, takze z toho asi zhruba mozte odvodit ako narocne bude vyrobit starship kde ma byt ak netrepem ~ 100 ludi. Cize sampanske este nekupujte a nechladte pokial ho teda nechcete archivovat na par desiatok rokov.
Velká část certifikací je nutná kvůli zákazníkovy, jímž je NASA, která to vyžaduje, mám pocit. Co se testů týče, tam lze čekat, že na rozdíl od dragonu mnohem více půjdou iterativní cestou a tak testy se budou dělat v mnohém na ostrých misích. Osobně odhaduji, že než do toho posaděj lidi, tak nákladní verze starship dopraví na orbitu aspoň tisíc satelitů starlinku aby vychytali bugy a první pro lidi vhodná starship bude verze 2.0, pokud ne 3.0.
To je i neni pravda. Rozdil je v tom, ze CD bylo vyrobeno na zakazku pro NASA a kdyz vyrabite cokoliv pro zakaznika, musite se ridit jeho pravidly. Jestli zakaznik rekne, ze chce padak a ne motor, proste ma padak. Kdyz chce 5 zkusebnich letu, ma j mit. On to plati, on rozhoduje. SH/SS si stavi SX “samo pro sebe” a co je a co neni dostatecne bude posuzovat (hlavne) SX.
No to dost záleží, jestli jste mistr, nebo otrok…
A ten druhý pán nebo investor…
Vyšší přetížení nemusí nutně znamenat, že narazil na hladinu rychleji, než by měl. Klidně to může znamenat pozdější nebo rychlejší rozvinutí padáku a tedy prudší nástup brzdného účinku padáku, než je plánováno.
(a dopad pak klidně už může být nominální rychlostí).
Pravda, díky za upřesnění.
To mi přijde docela reálné. Na brzdících padácích se Dragon dost divoce houpal
Tak když jsem viděl ty 4 padáky, jak se tam při přistání crew dragonu motaly, tak si vůbec nemyslim, že je to nějak extra bezpečné. Stačí malý nečekaný větřík a kosmonauti zažijou docela dobrý aqua-zorbing. Mně teda přijde, že daleko bezpečnější je použít brzdící padáky a pro finální dosednutí motory nebo aspoň airbagy, než ty 4 supervelké padáky.
Testuje NASA přistání i při nějakém větru? Jsem žádné video neviděl….Jinak nákladní dragon žuchne do vody v daleko větší rychlosti.
CD tedy přistává s plnými nádržemi? Kolik paliva tam má?
Já to chápu tak, ze ted ne. Ale kdyby NASA chtela, tak by to bylo mozne.
Když přistává, tak tam nějaké palivo je. Ale samozřejmě nejsou plné… SpaceX nebude palivo vypouštět, ale chce ho prý recyklovat
Palivo a nádrže pro motory Draco i SuperDraco jsou společné, takže i když během letu nedojde k použití motorů SuperDraco, většinu paliva (oxid dusičitý a monomethylhydrazin) spotřebují Draca při manévrech na orbitě a především pak při deorbitaci. SpaceX v této ekologické studii odhadovalo, že Crew Dragon bude mít po přistání v nádržích zhruba 20 % z maximálního množství monomethylhydrazinu, tedy kolem 130 kg.
Teď je otázka kolik paliva by bylo vlastně potřeba na přistání? Mám obavu, že to asi zatím nikde nepadlo, jedině že by to někdo znalý problematiky byl schopen spočítat podle hmotnosti a rychlosti. Zcela laicky bych řekl, že by to asi stačit mohlo, ale kdo ví?
Kazdopadne by bylo zajimave a vhodne takovou situaci simulovat, a realne vyzkouset. Je to samozrejme otazka casu a financi… Na druhou stranu, kdyz zbyva nejake palivo, proc nemit v zaloze posledni moznost jak zachranit posadku po nejakem fatalnim selhani padakoveho systemu… Panu Komarovovi by se motory S.D. jiste libily…
Myslím, že vzhledem k tomu s čím vším musel Komarov na nedodělaném Sojuzu bojovat (a je fakt smutné že se od něj štěstěna odvrátila v posledních minutách letu*), asi by ho pravděpodobně zabily tehdejší nedodělané S.D. stejně jako ho reálně zabil nedodělaný zaseknutý padák.
(* jinak jeho osud samozřejmě byl zpečetěn už v době výroby lodě, protože schrána na padák měla špatně navržený tvar, navíc se její stěny zdeformovaly a stěny uvnitř ani nebyly hladké… opravdu vražedná série chyb, typická pro většinu tragických havárií).
Vzato kolem a kolem, jednodušší systém by měl být výhodnější: raději mít na palubě další “nehořlavý” záložní padák, místo extra porce nestálého, jedovatého paliva (co by se stalo s posádkou v případě PODkritické havárie, když by po drsném přistání třeba prasklo nějaké palivové potrubí či nádrž ?)
I mne by docela zajímalo množství paliva potřebného pro přistávací manévr. Ustálená rychlost pádu většiny těles ve spodní atmosféře se pohybuje cca okolo 200-250 km/h. Z toho by to snad někdo dokázal spočítat.
Orientační výpočet je vlastně jednoduchý. Z rychlosti a hmotnosti zjistite hned kinetickou energii. Proti ní spočtete kolik energie v opačném směru by musely vyvinout chemické motory přes energetický výtěžek chemické reakce krát účinnost motorů. Na hrubý odhad to stačí. Směle do toho! 😀
No já jsem to zkusil, ale obávám se, že jsem totálně mimo 🙂 Moje myšlenkové pochody :
Padá rychlostí 250km/h = 70m/s
Váží 9,5t = přitažlivá síla = 95kN
Váha nákladu až 3t = přitažlivá síla = 30kN
Dohromady 125kN
Hybnost je 12,5k*70= 875t*m/s
ISP má 235s ( ale ve vakuu )= 2350 N*s/kg
Uvažuji 30 sec landing burn
Síla potřebná k zastavení na nulu je delta hybnosti oproti deltě času = 875k/30 = potřebuji vyvinout sílu 29kN a ještě proti působí gravitace 125kN. Takže celkem síla 154kN.
Váha paliva z ISP pak je 154k/2,35k = 65kg To je ale nějak málo, takže hledejte chyby 🙂
Zkusil bych být přesnější v těch jednotkách. Myslím si, že jsi udělal chybu v posledním vzorci. Psal si, že potřebuješ vyvinout tah 154KN, OK. Po sem v pohodě, relativně. Pár věcí proti napíšu později.
Řekl bych, že si v posledním výpočtu, těch 65kg, spočítal pouze spotřebu paliva za sekundu, ale není to pro celý přistávací zážeh. Když to protáhneš na 30s, dostaneš množství paliva větší, než je v nádrži. čili asi o 600 kg.
Ale myslím, že tam je pár předpokladů špatně. Minimálně hmotnost, nebude tam trunk, dále palivo spotřebované na deorbit.S tou délkou zážehu souhlas plus mínus souhlas. Ještě se mi nezdála ta terminální pádová rychlost, na wiki psali 50m/s tedy 180 km/h.
Nejsem si jistý tím 65kg*30sec. Celková síla k zastavení už s 30sec počítá = po dobu 30sec vyvinout celkový tah 154kN. Nikoliv vyvinout 154kN po dobu 30sec.
Uvažuji z tohoto – pokud uděláme landing burn 1sec, tak pak potřebuji 875kN /2,35 =372kg, Nehledě na to,že je tonáraz do zdi a ty motory to nedají (71kN*8=568kN)
Chyba tam určitě je, ale někde jinde, pravděpodobně v celkové konstrukci výpočtu. Když snížím hmotnost a rychlost, tak dostanu ještě nížší, méně pravděpodobnější hodnoty …
Neboj, myslel jsem totéž, co ty. Celkově vyvinout za 30 sekund 154 KN. Tady jsme se možná nepochopili.
Teď pátrám na netu. Na fórech NSF jsem narazil na taktéž zajímavý údaj. Rozebírali tam něco podobného, udávají průtok paliva 31 kg/s.
Dokončím to, když budu počítat, že to je průtok paliva jedním motorem, a je jich tam 8. Tak mi vyšlo, že při plném tahu, což asi použito nebude, se bude zažehnou na dvě sekundy necelé, tj. cca půl tuny paliva. Nepočítám účinnost, to, že motory nemíří kolmo, ale 11° od vertikály atd. Samozřejmě, pokud nebude plný tah, tak se asi protáhne. Ale možná jsem se taky někde sekl.
Mě z toho vyplývá jenom to, že až budou mít děti ve škole fyziku, tak se budu hezky učit s nimi 🙂
Podle mě to bude na všechny motory najednou, 31kg/s na tak malý motor mi přijde docela hodně.
Ivo, udelal sem nasledujici zkousku. Zmeril sem si delku pad abortu, cca 5.6s. tj doba, kdy horely motory. A nasobil, 5,6s x 31 kg/s x 8 ks, a vyslo mi cca 1388 kg, coz je priblizne mnozstvi paliva, ktere si sebou Crew Dragon veze, cili tohle docela sedi. Pokud tedy budeme logicky odhadovat, ze motory jely do vyprazdneni nadrzi.
SD ma tah 71kN
Isp 235s = 2305 Ns/kg
spotreba paliva za sekundu je 71000/2305=30.8kg
Tak mi to nedalo 🙂 a zkusil jsem excel 🙂 Přišlo mi, že i při nejvíc přiškrceném motoru (20%) je ta výsledná síla za 30sec obrovská – zhruba 3x taková než je potřeba k zastavení na nulu. Takže jsem 30sec změnil na 10sec. Tím jsem zvedl přetížení z 1,6g na 5g (cca).
tah 73 000 (11stupnu) = 71 659 (vertikální) (cos(11)*73000)
Isp 235s 2 303N*s/kg (235*9,8)
čas landing burn 10 sec
100% tah/sec 31 kg
návratová rychlost m/s 50
návratová váha kg 9 000 (nevím,kolik váží capsule a kolik trunk, tak zhruba takto i s palivem a posádkou a nějakým nákladem )
hybnost kg*m/s 450 000
8 motorů 100% tah/sec 249 kg
8 motorů 20% tah/sec 50 kg
8 motorů 20% tah/za čas 498 kg
20% tah 14 332 kN
20% tah /za čas 143 318 kN*s
síla k zastavení delta hybnosti/čas 133 200 kN*s
Takže tah motorů při 20% za dobu 10 sec je celkem 143kN. Síla nutná k dosažení nulové rychlosti za stejnou dobu je 133kN. Plus mínus je to stejně. Za těch deset sec sežerou všechny motory 498kg paliva (za předpokladu, že 20% tah žere 20% paliva, což asi ne, ale řekněme zhruba). A to už vypadá docela hezky a ne, že se tam palivo na přistání po manévrech na orbitě nevejde 🙂
Berte to a mně s rezervou 😉
jo a ten kosinus je vlastně blbě … a taky asi málo motorů. Tak nic 🙁
jenom detail do počtů, přistávat se mělo na 4 motory, ta druhá čtveřice byla záloha
Vámi popisovaný případ s únikem paliva pro posádku nic neznamená, ta má na sobě skafandry, takže počká dokud neproběhne externí kontrola, zda je vše v pořádku.
On si Dragon Crew pri pristani vzdy sebou nejake to jedovate palivo poveze, cca jednu petinu, dle pana Melechina. Myslel jsem, ze je proste skoda nepouzit ho (nepokusit se, pokud je to mozne), diky motorum Super Draco jako nouzovy zalozni system. Puvodne byla situace opacna – motoricke pristani jako nominalni system, padaky jako zaloha…
Prekvapilo mne hlavne prohlaseni pana Muska, ohledne mozneho nouzoveho motorickeho pristani D.C., ze to pravdepodobne HW i SW zvladne, ale “je to podmineno vyhodnocenim a schvalenim NASA”…
Prosim pekne, proc by NASA mela co mluvit do vyvoje ci dokonceni mozneho zalozniho pristavaciho systemu? Vzdyt by to nemelo logiku, s ohledem na narust spolehlivosti a bezpecnosti celeho systemu Falcon-Dragon Crew. Pristani je stejne riskantni jako start… Potrebne motory si lod veze s sebou a nejake to palivo taky… Je to trochu alibisticke prohlaseni od E.M., coz me mrzi. Tento pripadny bonus je podle mne v plne rezii S.X. Ted na to asi neni cas a prostredky, NASA pozaduje pouze robustni a spolehlivy padakovy system, a zavod s casem je plnem proudu…
Dle meho nazoru, S.X. by tuto otazku mela bud doresit, nebo jasne opustit a neschovavat se tak trochu za pozehnani NASA. V budoucnu hodla S.X. prodavat sedadla v D.C. bohatym turistum. Myslim, ze ti by jiste redundantni pristavaci system kvitovali s patricnym financnim povdekem…
NASA je zakaznik ne SpaceX. Takže do toho ma co mluvit. NASA si motoricke přistani nepřalo a pokud by SpaceX přece jenom prokazalo, že motoricke přistani je bezpečne tak by Crew Dragon nabral mnohem větši odklady vlivem složitějši certifikace.
Nie som si isty ci sa neprekrutilo tvrdenie od NASA.
Je zname, ze NASA si nepriala motoricke pristanie ako primarne riesenie.
Motoricke pristanie ako zalozne riesenie pokial viem NASA zatial nikde nekomentovala.
Teď jsem si uvědomil, že jsem si to špatně přečetl, a ta sekce, na kterou se odkazuju, se týká normálního Dragonu, nikoli Crew Dragonu. Navíc těch 130 kg je jen hydrazin, není v tom započítán oxid dusičitý. Omlouvám se.
Každopádně jsem šťoural dál a podle ekologické studie k testu úniku Crew Dragonu za letu loď spotřebuje během celého testu zhruba 1500 kg paliva z původních 2600 kg. Bohužel nevíme, jak dlouho budou SuperDraca hořet, ale v případě testu úniku z rampy to bylo jen 5–6 sekund a tady to asi bude podobné. Takže 8 motorů SuperDraco na plný výkon spotřebuje za 5 vteřin zhruba 1500 kg paliva, čili každý motor kolem 37,5 kg za sekundu.
Jasně, takže už to vidím, když jsem psal o nádržích s 1362 kg, jednalo se jen o okysličovadlo. A pak je tam ještě 853kg MMH. čili celkem 4885 liber paliva. Bohužel mi ta studie v práci nešla otevřít.