Как и почему приземляются ракеты. На чем и как космонавты возвращаются на землю после полета? Спуск ракеты на землю

2.50: "Спуск СА с высот от 90-до 40 км обнаруживается и сопровождается радиолокационными станциями" .

Запомните эти данные по радиолокации.

Мы вернёмся к ним, когда будем обсуждать, чем и как мог следить за "Аполлонами" СССР 50 лет назад и почему он этого так и не сделал.

Живое видео

Включите титры на русском языке.

Пилотируемая посадка космического аппарата

Введение

Сразу стоит оговориться, что организация пилотируемого полета довольно сильно отличается от беспилотных миссий, но в любом случае все работы по проведению динамических операций в космосе можно разделить на два этапа: проектный и оперативный, только в случае пилотируемых миссий эти этапы, как правило, занимают значительно больше времени. В этой статье рассматривается в основном оперативную часть, так как работы по баллистическому проектированию спуска ведутся непрерывно и включают в себя различные исследования по оптимизации всевозможных факторов, влияющих на безопасность и комфорт экипажа при посадке.

За 40 суток

Проводятся первые прикидочные расчеты спуска с целью определения районов посадки. Зачем это делается? В настоящее время штатный управляемый спуск российских кораблей может производиться только в 13 фиксированных районов посадки, расположенных в Республике Казахстан. Этот факт накладывает массу ограничений, связанных в первую очередь с необходимостью предварительного согласования с нашими иностранными партнерами всех динамических операций. Основные сложности возникают при посадке осенью и весной – это связано с сельскохозяйственными работами в районах посадки. Этот факт необходимо учитывать, ведь кроме обеспечения безопасности экипажа, необходимо также обеспечивать безопасность местного населения и поисково-спасательной службы (ПСС). Помимо штатных районов посадки, существуют еще области посадки при срыве на баллистический спуск, которые также должны быть пригодны для приземления.

За 10 суток

Уточняются предварительные расчеты по траекториям спуска с учетом последних данных о текущей орбите МКС и характеристиках пристыкованного корабля. Дело в том, что с момента старта до спуска проходит достаточно большой промежуток времени, и массо-центровочные характеристики аппарата меняются, кроме того, большой вклад вносит тот факт, что вместе с космонавтами на Землю возвращаются полезные грузы со станции, которые могут существенно изменить положение центра масс спускаемого аппарата. Тут необходимо пояснить, почему это важно: форма космического корабля «Союз» - напоминает фару, т.е. никаких аэродинамических органов управления у него нет, но для получения необходимой точности посадки необходимо осуществлять управление траекторией в атмосфере. Для этого в «Союзе» предусмотрена газодинамическая система управления, но она не способна компенсировать все отклонения от номинальной траектории, поэтому в конструкцию аппарата искусственно добавляется лишний балансировочный груз, цель которого сместить центр давления из центра масс, что позволит управлять траекторией спуска, переворачиваясь по крену. Уточненные данные по основной и резервной схемам отправляются в ПСС. По этим данным производится облет всех расчетных точек и выносится заключение о возможности приземления в эти районы.

За 1 сутки

Окончательно уточняется траектория спуска с учетом последних измерений положения МКС, а также прогноза ветровой обстановки в основном и резервных районах посадки. Это необходимо делать из-за того что на высоте порядка 10км раскрывается парашютная система. К этому моменту времени система управления спуском уже сделала свою работу и никак скорректировать траекторию не может. По-сути, на аппарат действует только ветровой снос, который нельзя не учитывать. На рисунке ниже показан один из вариантов моделирования ветрового сноса. Как видно после ввода парашюта траектория сильно меняется. Ветровой снос иногда может составлять до 80% от допустимого радиуса круга рассеивания, поэтому точность метеопрогноза очень важна.

В сутки спуска:
В обеспечении спуска космического аппарата на землю кроме баллистической и поисково-спасательной службы участвует еще много подразделений таких как:

• служба управления транспортными кораблями;
• служба управления МКС;
• служба, отвечающая за здоровье экипажа;
• телеметрическая и командная службы и др.

Только после доклада о готовности всех служб, руководителями полета может быть принято решение о проведении спуска по намеченной программе.
После этого происходит закрытие переходного люка и расстыковка корабля от станции. За проведение расстыковки отвечает отдельная служба. Тут необходимо заранее рассчитать направление расстыковки, а также импульс, который необходимо приложить к аппарату, чтобы не допустить столкновение со станцией.

При расчете траектории спуска схема расстыковки также учитывается. После расстыковки корабля еще есть некоторое время до включения тормозного двигателя. В это время происходит проверка всего оборудования, проводятся траекторные измерения, и уточняется точка посадки. Это последний момент, когда еще что-то можно уточнить. Затем включается тормозной двигатель. Это один из самых важных этапов спуска, поэтому он контролируется постоянно. Такие меры необходимы для того, чтобы в случае нештатной ситуации понять по какому сценарию идти дальше. При штатной отработке импульса через некоторое время происходит разделение отсеков корабля (спускаемый аппарат отделяется от бытового и приборно-агрегатного отсеков, которые затем сгорают в атмосфере).

Если при входе в атмосферу система управления спуском решает, что она не в состоянии обеспечить приземление спускаемого аппарата в точке с требуемыми координатами, то корабль «срывается» в баллистический спуск. Так как это все происходит уже в плазме (нет радиосвязи), то установить по какой траектории движется аппарат можно только после возобновления радиосвязи. Если произошел срыв на баллистический спуск, необходимо быстро уточнить предполагаемую точку посадки и передать ее поисково-спасательной службе. В случае же штатного управляемого спуска корабль еще в полете начинают «вести» специалисты ПСС и мы можем увидеть в прямом эфире спуск аппарата на парашюте и даже, если повезет, работу двигателей мягкой посадки (как на рисунке).

После этого уже можно всех поздравлять, кричать ура, открывать шампанское, обниматься и т.д. Официально баллистическая работа завершается только после получения GPS координат точки посадки. Это нужно для послеполетной оценки промаха, по которому можно оценить качество нашей работы.
Фотографии взяты с сайта: www.mcc.rsa.ru

Точность посадки космического корабля

Сверхточные посадки или "утраченные технологии" НАСА

Оригинал взят у в

В дополнение к

Оригинал взят у в

В который уже раз повторяю, что прежде чем вольно рассуждать о глубочайшей древности, где 100500 воинов невозбранно совершали лихие марш-броски по произвольно взятой местности, полезно потренироваться "на кошках" ©"Операция Ы", например на событиях всего лишь полувековой давности - "полетах американцев на Луну".

Защитнички НАСА что-то густо пошли. И месяца не прошло с , как весьма раскрученный блогер Зеленыйкот, оказавшийся на деле рыжим, выступил на тему :

"Пригласили на GeekPicnic рассказать о космических мифах. Разумеется я взял самый ходовой и популярный: миф о лунном заговоре. За час подробно разобрали наиболее часто встречающиеся заблуждения и самые распространенные вопросы: почему не видно звезд, почему развевается флаг, где скрывается лунный грунт, как смогли потерять пленки с записью первой высадки, почему не делают ракетные двигатели F1 и другие вопросы. "

Написал ему свой комментарий :

"Мелко, Хоботов!В топку опровержения "флаг дрыгается - нет звезд - фотки подделаны"!
Лучше объясните только одно: как американцы "при возвращении с Луны" со второй космической скорости совершали посадку с точностью +-5 км, недостижимой до сих пор даже с первой космической скорости, с околоземной орбиты?
Опять "утраченные технологии НАСА"? Б-г-г "Ответа пока не получил, да и сомневаюсь что будет что-то вменяемое, это же не хиханьки-хаханьки о флаге и космической форточке.

Поясняю в чем засада. А.И. Попов в статье " " пишет: "По данным НАСА , «лунные» «Аполлоны» №№ 8,10-17 приводнились с отклонениями от расчётных точек в 2,5; 2,4; 3; 3,6; 1,8; 1; 1,8; 5,4; и 1,8 км соответственно; в среднем ± 2 км. То есть круг попадания для «Аполлонов» был якобы исключительно мал – 4 км в диаметре.

Наши проверенные «Союзы» даже сейчас, 40 лет спустя совершают посадку раз в десять менее точно илл.1), хотя траектории спуска «Аполлонов» и «Союзов» по своей физической сути одинаковы.":

подробнее см. в :

"...современная точность приземления "Союза" обеспечивается за счёт предусмотренного в 1999 году при проектировании усовершенствованного «Союза - ТМС» снижения высоты ввода в действие парашютных систем для повышения точности приземления (15–20 км по радиусу круга суммарного разброса точек посадки).

С конца 1960-х и до 21 века точность посадки "Союзов" при нормальном, штатном спуске была в пределах ± 50-60 км от расчетной точки как это и предусматривалось в 1960-х.

Естественно, бывали и нештатные ситуации, например в 1969 году приземление " " с Борисом Волыновым на борту произошло с недолетом до расчетной точки на 600 км.

До "Союзов", в эпоху "Востоков" и "Восходов" отклонения от расчетной точки бывали и покруче.

Апрель 1961 г Ю. Гагарин совершает 1 виток вокруг Земли. Из-за сбоя в системе торможения Гагарин приземлился не в запланированной области в районе космодрома Байконур, а на 1800 км западнее, в Саратовской области.

Март 1965 г. П.Беляев, А. Леонов 1 день 2 часа 2 мин первый мире выход человека в открытый космос автоматика отказала, Посадка произошла в заснеженной тайге в 200 км от Перми, далеко от населённых пунктов. Космонавты пробыли двое суток в тайге, пока их не обнаружили спасатели («На третьи сутки нас оттуда вытащили.»). Это произошло из-за того, что вертолёт не мог приземлиться поблизости. Место посадки для вертолёта было оборудовано на следующий день в 9 км от места, где приземлились космонавты. Ночёвка осуществлялась в построенном на месте посадки бревенчатом доме. Космонавты и спасатели добирались до вертолёта на лыжах"

Прямой спуск как у "Союзов" был бы из-за перегрузок несовместим с жизнью космонавтов "Аполлона" ведь они должны были бы погасить вторую космическую скорость, а более безопасный спуск по двухнырковой схеме дает разброс по точке посадки в сотни и даже тысячи километров:

То есть, если бы "Аполлоны" приводнялись с нереальной даже по сегодняшним меркам точностью по прямой однонырковой схеме, то космонавты должны были либо сгореть из-за отсутствия качественной абляционной защиты, либо умереть/получить тяжелые травмы от перегрузок.

Но многочисленная теле- кино- и фотосъемка неизменно фиксировала что будто бы спустившиеся со второй космической скорости астронавты в "Аполлонах" не просто живы, а очень даже веселенькие живчики.

И это при всем при том, что американцы в то же самое время не могли нормально запустить даже обезьянку даже на низкую околоземную орбиту см. .

Рыжий Зеленыйкот Виталий Егоров, столь рьяно защищающий миф "американцы на Луне" - платный пропагандист, специалист по связям с общественностью частной космической компании “Даурия Аэроспейс”, которая окопалась в Технопарке «Сколково» в Москве и фактически существует на американские деньги (выделено мною):

"Компания основана в 2011 году. Лицензия Роскосмоса на осуществление космической деятельности получена в 2012 году. До 2014 года имела подразделения в Германии и США. В начале 2015 года производственная деятельность была практически свернута везде кроме России. Компания занимается созданием небольших космических аппаратов (спутников) и продажей комплектующих для них. Также Dauria Aerospace привлекла инвестиции 20 миллионов долларов от венчурного фонда I2bf в 2013 году . Два своих спутника компания продала американской в конце 2015 года, тем самым получив первый доход от своей деятельности ."

"В одной из своих очередных «лекций» Егоров высокомерно бравировал, улыбаясь своей дежурной обворожительной улыбкой, тем, что американский фонд «I2BF Holdings Ltd. Цель I2BF-RNC Strategic Resources Fund» под патронажем НАСА вложил в компанию «ДАУРИЯ АЭРОСПЕЙС» 35 миллионов долларов.

Выходит, что господин Егоров не просто субъект Российской Федерации, а полноценный иностранный резидент, деятельность которого финансируется из американских фондов, с чем я и поздравляю всех добровольных российских спонсоров краудфандинга «БУМСТАРТЕР», вложивших свои кровные денежки в проект иностранной компании, который носит вполне определенный идеологический характер. "

Каталог всех статей журнала:

Сложен и небезопасен подъем в космическое пространство, но, пожалуй, не меньше трудностей таит возвращение на Землю. Все следящие за полетом желают космонавтам мягкой посадки. “Мягкой” — это значит, что спускаемый аппарат космического корабля должен приземлиться со скоростью не более 2 м/с. Только тогда конструкция аппарата, приборы в нем, а главное, члены экипажа не испытывают резкого жесткого удара.

Для этого нужно аппарат затормозить — отобрать всю энергию. Как это сделать без вреда для самого аппарата? К.Э.Циолковский, думая над этим вопросом, решил использовать возможность торможения космического корабля воздушной оболочкой Земли. Двигаясь со скоростью 8 км/с, космический корабль не падает на Землю. Первая стадия спуска — включение на короткое время тормозного двигателя. Скорость уменьшается на 0,2 км/с и сразу начинается спуск.

Первым делом необходимо отстыковать орбитальный отсек и тормозную двигательную установку. И сделать это очень быстро. Еще до входа в плотные слои атмосферы нужно повернуть спускаемый аппарат так, чтобы он вошел в воздушный океан под строго определенным углом. Траектория спуска должна быть такой, чтобы члены экипажа испытали тяжесть, превышающую массу их собственного тела в 4 раза. Нельзя ли выбрать более пологую траекторию, чтобы лерегрузка была меньше? Оказывается, нет.

Так как помимо перегрузки еще большую опасность для корабля и космонавтов представляет перегрев при торможении аппарата атмосферой. Крутой спуск приводит к большему перегреву оболочки, но зато сокращает время полета: аппарат достигнет Земли раньше, чем испепеляющий жар проникнет внутрь него. Стенки корпуса спускаемого аппарата делают из легкого алюминиевого сплава, снаружи покрывают защитной оболочкой с высокой механической прочностью и теплоизоляцией из полимерного материала. Сильный нагрев приводит к медленному испарению материала. Встречный поток воздуха как бы согревает постепенно слой теплозащиты. Температура на поверхности аппарата близка к 300°С.

При спуске космонавты через иллюминатор видят бушующее море огня, надежно укрощенное теплозащитой. По мере вхождения во все более плотные слои атмосферы скорость аппарата падает. Когда она снизится до 250 м/с, включается парашютная система из двух основных и одного вспомогательного парашютов. Один из основных парашютов называется тормозным, он выбрасывается с помощью малого взрыва — пиропатрона. Второй основной больше первого, он обеспечивает плавность посадки. Для мягкого приземления используют еще одно средство: двигательную установку мягкой посадки, она создает противотягу и аппарат приземляется с необходимой скоростью — не более 2 м/с.

Бывают и другие ситуации. Проходя вблизи Солнца комета Тейлора раскололась на две части. Оба обломка обзавелись своими собственными хвостами, но, отойдя от нашего дневного светила, больше никогда не наблюдались. Часто различные «неприятности» происходят с небесными путешественницами вдалеке от наших глаз, например после встречи с гигантом Юпитером. Его притяжение настолько изменяет орбиты комет, что они уходят…

Пустынные и полупустынные территории составляют 32-43 % всей суши и — не без помощи человека — ежегодно увеличиваются примерно на 9 млн. км2. На севере Африканского континента находится крупнейшая пустыня мира — Сахара. На юге Африки тоже есть несколько пустынь, и самая неприветливая и знойная из них — Калахари. В Северной Америке самая страшная пустыня —…

Раньше на Земле было много огнедышащих гор. И древние народы считали, что извержение вулкана — это великий гнев богов. Сейчас одни совсем потухли, другие — в глубоком сне. Вулканы встречаются на нашей планете везде, даже на дне океанов. Древние римляне и греки были уверены, что в недрах огнедышащих гор находятся гигантские кузницы, где куют оружие…

Эта ледяная страна в течение длительного времени была загадкой для людей. Суровая природа, тяжелые, труднопроходимые льды в окружающих морях, высокие ледяные окраинные барьеры — все это способствовало ее изоляции от внешнего мира. Главной особенностью шестого материка является его расположение: почти весь континент, площадь которого чуть ли не в 2 раза больше Австралии, находится внутри Южного…

Сегодня ученые могут целым рядом опытов подтвердить вращение Земли вокруг своей оси. Самый знаменитый опыт был проведен в 1851 году французским физиком Жаном Фуко. Установка представляла собой тяжелый маятник на длинном подвесе. Чем длиннее подвес, тем лучше проходил опыт. Поэтому обычно такой маятник устанавливают в высоких соборах. Маятник Фуко имеется и в Московском планетарии. Если…

В конце лета — начале осени, если посмотреть налево и чуть вниз от Большой Медведицы, можно увидеть три ярких звезды. Они образуют большой треугольник. Про эти звезды так и говорят — летне-осенний треугольник. Эти три звезды относятся к разным созвездиям. Одно называется Лебедь, другое Лира, а третье Орел. Но каждая звезда в созвездии имеет свое…

Само расположение звезд на небе внушает мысль о двух рыбах, связанных между собой лентой или веревкой. Происхождение названия созвездия Рыбы очень древнее и, по-видимому, связано с финикийской мифологией. В это созвездие Солнце вступало в пору богатой рыбной ловли. Богиня плодородия изображалась в виде женщины с рыбьим хвостом, который, как гласит легенда, появился у нее, когда…

Понаблюдайте за Луной и вы увидите, что вид ее меняется каждый день. Сначала узенький серп, затем Луна полнеет и через несколько дней становится круглой. Еще через несколько дней полная Луна постепенно становится все меньше и меньше и снова делается похожей на серп. Серп Луны часто называют месяцем. Если серп повернут выпуклостью влево, как буква “С”,…

Точные измерения показывают, что диаметр Солнца — величина непостоянная. Несколько лет назад астрономы обнаружили, что объем Солнца уменьшается и увеличивается на несколько километров каждые 2 часа 40 минут, причем этот период сохраняется строго постоянным. С периодом 2 часа 40 минут изменяется и светимость Солнца, т.е. излучаемая им энергия. Такие изменения объема Солнца называются радиальными пульсациями….

Еще в глубокой древности наблюдатели заметили, что на небе кроме неподвижных звезд есть особые блуждающие светила, и назвали их планетами (планета в переводе с греческого — блуждающая). На первый взгляд, планета и звезда действительно очень похожи. Но если посмотреть повнимательнее, можно заметить, что звезды мерцают, а планеты светят ровным спокойным светом. Это происходит потому, что…

Подъем в пространство космоса трудный и опасный. Но это еще полдела. Не менее трудно и опасно возвращаться на Землю. Чтобы посадка была мягкой и безопасной, космонавты должны приземлиться на спускаемом аппарате со скоростью, не превышающей 2 м/с. Только таким образом можно говорить о том, что ни космонавты, ни оборудование не ощутят жесткого удара.

Реакция атмосферы

Вход летательного аппарата в атмосферу сопровождается такими явлениями, которые не сымитируешь при подготовке космонавтов к полету. О том, как космонавты возвращаются на Землю, снято много фантастических фильмов. Все начинается приблизительно на высоте 100 км. Дальше от разогрева атмосферы горит теплозащита. Скорость спуска аппарата составляет 8 км/сек. Начинается прохождение сквозь плазму.

Скорее всего, даже самые яркие краски не смогут описать того, как космонавты возвращаются на Землю, и что они чувствуют в этот момент. За иллюминатором разворачивается световое представление. Сначала образуется необычно яркое, розового цвета свечение. Затем вспыхивает плазма. В этот момент начинает гореть огонь и наблюдаются разного рода световые эффекты. Это похоже на костер, пылающий вокруг летательного аппарата.

Ощущения летчиков

С чем можно сравнить то, как космонавты возвращаются на Землю? На что это похоже? Сидя в спусковой капсуле, они словно в ядре метеорита, от которого исходит невероятной мощи пламя. Плазма вспыхивает внезапно. Мимо иллюминаторов космонавты наблюдают искры, размеры которых как хороший мужской кулак. Время огненного представления продолжается до 4 минут.

Среди фантастических фильмов, показывающих как космонавты возвращаются на Землю, наиболее реалистичным является «Аполлон-13». Пролетая сквозь плазму, внутри капсулы космонавты слышат сильный рев. Лобовая защита аппарата начинает рваться из-за температуры в 2 тысяч градусов. В такие моменты космонавты невольно задумываются о возможной катастрофе. Вспоминается шаттл «Колумбия» и его трагедия в 2003 года, которая произошла именно из-за прогорания корпуса при спуске.

Торможение

После того как плазма остается позади, спускаемый аппарат начинает крутить на стропах парашюта. Его болтает во все стороны на 360°. И только пролетев облака, космонавты видят в иллюминаторах встречающие их вертолеты.

К. Циолковский работал над вопросами торможения спускаемого летательного аппарата. Он решил использовать торможение корабля о воздушную оболочку Земли. Когда корабль двигается со скоростью 8 км/с, включается первая стадия торможения на короткое время. Его скорость уменьшается до 0,2 км/с. Начинается спуск.

Прошлое и настоящее

Когда-то астронавты НАСА летали на челноках (шаттлах). Выработав свой ресурс, эти шаттлы нашли свое место в музеях. Сегодня космонавты выполняют полеты на МКС. Перед тем как начать спуск, Союз, разделяются на три части: модуль с космонавтами для спуска, приборно-агрегатный отсек, бытовой отсек. В плотных слоях атмосферы корабль сгорает. Обломки, которые не сгорели, упадут.

Космонавты испытывают сильнейшие перегрузки при посадке на Землю, помимо этого они рискуют перегревом аппарата, ведь температура на поверхности доходит до показателя 300° по Цельсию. Материал начинает медленно испаряться, а в иллюминаторах летчики видят бушующее огненное море.

Затем происходит выброс тормозного парашюта с помощью пиропатрона. Второй парашют больше первого. Он необходим для смягчения посадки. Также используют двигательную установку мягкой посадки, которая создает противотягу.

Сегодня системы посадки космонавтов более надежны, чем в недалеком прошлом. Благодаря современным автоматизированным разработкам, системы проверены и отлажены. Спуск становится более простым. Разработаны многоразовые космические корабли, напоминающие огромные самолёты. Они приземляются, используя свои двигатели, на специальные посадочные полосы.

Некоторые из вас следили за прошлой попыткой вертикальной посадки первой ступени нашей ракеты Falcon9 обратно на землю. Была попытка в январе и следующая за ней в апреле. Эти попытки двигали нас вперед к нашей цели, сделать быструю и полностью многоразовую ракетную систему, которая существенно снизит цену космических транспортировок. Стоимость одного пассажирского самолета примерна равна стоимости одной нашей ракеты Falcon 9, но авиакомпании не утилизируют самолет после одного полета из Лос Анджелеса до Нью Йорка. Что касается космических путешествий, тут ракеты летают лишь один раз, даже если сама ракета является самой дорогой в общей стоимости запуска. Спэйс Шаттл был номинально многоразовым, но у него был огромный топливный бак, выбрасываемый после каждого запуска. И его боковые ускорители приводнялись на парашютах в соленую воду, которая коррозией разрушала их каждый раз. Приходилось начинать долгий процесс восстановления и переработки. Что если мы бы смогли смягчить эти факторы сажая ракету мягко и точно прямо на землю? Время восстановления и стоимость были бы значительно снижены. Исторически сложилось так, что большинству ракет нужно было использовать весь доступный запас топлива для доставки полезной нагрузки в космос. Ракеты SpaceX с самого начала были спроектированы с задумкой о многоразовом использовании. Они имеют достаточно топлива для доставки космического корабля Dragon до космической станции и для возвращения первой ступени на Землю. Лишний запас топлива нужен для нескольких дополнительных включений двигателя, для торможения ракеты, и, в конечном итоге, для посадки первой ступени. В дополнение к увеличенному запасу топлива мы добавили несколько важных особенностей для многоразового использования первой ступени нашей Falcon 9. У ракеты есть небольшие складные термостойкие решетчатые рули-стабилизаторы называемые «Grid Fins», необходимые для управления первой ступенью во время падения через всю земную атмосферу, начиная с верхней границы. Двигатели ориентации на спрессованом газе, расположенные на верхушке первой ступени используются для разворота ракеты на 180 градусов перед началом путешествия обратно на землю. А так же прочные, но легкие посадочные стойки из углеволокна, которые раскрываются прямо перед приземлением. Все эти системы, построенные и запрограммированные человеком, работают в полностью автоматическом режиме с момента запуска ракеты. Они реагируют и подстраиваются под ситуацию, основываясь на данных, получаемых самой ракетой в реальном времени.

Итак, что мы уяснили из прошлых попыток посадки первой ступени?

Первая попытка посадки на автоматизированную плавучую платформу посреди атлантического океана была в январе, когда мы были уже близки к цели, у первой ступени преждевременно кончился запас гидравлической жидкости используемой для управления небольшими крыльями-стабилизаторами, помогающими контролировать спуск ракеты. Сейчас мы оснащаем ракету намного большим запасом этой критически важной гидравлической жидкости. Наша вторая попытка была в апреле, и мы опять подошли очень близко к цели. В полном видео посадки вы могли увидеть, как ступень падает в атмосфере со скоростью большей, чем скорость звука, на протяжении всего пути, вплоть до посадки. Этот контролируемый спуск был полностью успешным, но примерно за 10 секунд до посадки, клапан, контролирующий тягу ракетного двигателя, временно перестал реагировать на команды с требуемой скоростью. В результате он сбросил мощность на несколько секунд позже поступления команды. Для ракеты весом в 30 тонн и скоростью близкой к 320 км/ч пара секунд -это действительно значимый отрезок времени. С мощностью на уровне почти максимальном двигатель проработал дольше, чем должен был, из-за этого машина потеряла контроль и не смогла выровняться к моменту посадки, в результате чего и перевернулась. Несмотря на опрокидывание на последних секундах, эта попытка посадки прошла в значительной степени так, как и планировалось. Сразу после разделения ступеней, когда вторая ступень оставляет первую позади и мчится дальше, доставляя Dragon на орбиту, двигатели ориентации сработали правильно, развернули первую ступень для возвращения обратно. Затем три двигателя зажглись для тормозного маневра, замедлившего ракету и направившего ее в направлении места посадки. Затем двигатели включились вновь для замедления перед вхождением в земную атмосферу, и решетки-стабилизаторы (в этот раз с достаточным запасом гидравлической жидкости) были выпущены для управления используя сопротивление атмосферы. Для объекта, летящего со скоростью в 4 Маха, земная атмосфера будет восприниматься как полет через сгущенку. Решетчатые стабилизаторы имеют важное значение для точной посадки. Был произведен финальный запуск двигателей и все системы вместе — двигатели ориентации и решетки-стабилизаторы управляли движением ракеты, сохраняя траекторию в пределах 15 метров от запланированной, в течении всего времени. Стойки аппарата были выпущены прямо перед тем, как ракета достигнула плавучей платформы “Just Read the Instructions” на которую ступень приземлилась в пределах 10 метрах от центра, хотя и было сложно оставаться в вертикальном положении. Послеполетный анализ подтвердил, что клапан тяги был единственной причиной этой жесткой посадки. Команда сделала поправки для предотвращения и возможности быстро исправить подобные проблемы во время следующей попытки, при запуске нашего восьмого Falcon 9 с миссией по доставке припасов на космическую станцию кораблем Dragon, намеченную на это воскресенье. Даже учитывая все, что мы узнали, шансы на успешную третью попытку посадки на автоматизированную плавучую платформу (новую с названием “Конечно, я все еще люблю тебя”) остаются неопределенными. Но следите за новостями в это воскресенье. Мы попробуем стать на один шаг ближе на пути к быстрым полностью многоразовым ракетам.

От редакции: есть мнение, что статью написал сам Илон Маск, ибо в оригинале в ней присутствуют речевые обороты, характерные для него

Миф №1. Вертикальная посадка ракеты - это то, что никто не делал, это технический прорыв!

Нет, все это просто комбинация давно известных и отработанных еще в 60-х, 70-х годах технологий.
Раньше ступени так обратно не приземляли, потому что это никому не было нужно ввиду явной технической бредовости затеи.
Как в том анекдоте про неуловимого ковбоя Джо.

В приципе похожий процесс например происходил при посадках на Луну, но эта аналогия почему-то не производит впечатления на обывателей - они говорят "одно дело компактная фиговинка, а тут такая башня на огне балансирует!"

Ладно, рассмотрим башни.

Весь процесс возрващения ступени после разделения ракеты можно разбить на три этапа.

Начнем с последнего, самого видимо эффектного и поражающего воображение технически безграмотной публики.

Я скажу удивительную вещь для кого-то, но вертикальная посадка ракеты это с точки зрения механики практически то же самое что и взлет . Задействуются абсолютно те же механизмы, силы и приборы, ровно в том же режиме. Взлетаете вы или садитесь - у вас есть все те же две силы - тяга двигателя и сила тяжести. При замедлении/ускорении к силе тяжести просто добавляется сила инерции. Все.

Когда ракета взлетает - она ведет себя и балансирует точно так же, как если бы она садилась.

Но что забавно:
взлет ракет почему-то никак не поражает обывателей. Привыкли уже.

А точно такой же процесс, но в обратном порядке у всех вызывает массу восторга и верещания про революцию в космонавтике.

На всякий случай добавлю, что ступень даже проще стабилизировать - она же почти пустая, значит центр тяжести ниже чем у стартующей ракеты.

Следующий этап - управляемый полет в атмосфере по околобаллистической траектории к месту посадки - это опять собссно ровно то, что делают боевые ракеты. Так же или гораздо круче летают все современные зенитные, авиационные ракеты.
Примерно так умели делать, пардон, еще фашистские Фау-2.
Опять разница лишь в том что те разгоняются, а эта тормозит, ч то с точки зрения физики процесса ничего не меняет.

Самый "сложный" на самом деле - этап возврата ступени в плотные слои атмосферы . Нужно защищать баки от перегрева, ступень должна выдерживать поперечные перегрузки. Но это тоже давно решенные задачи, дело техники. Боковые ускорители Шаттлов такое делали при возврате (потом они приводнялись на парашютах), космические корабли вон, вообще выдерживают тысячи градусов при входе в атомсферу.

Почему же столько аварий при посадке у Фалькона? А дело в том, что Маск очевидно пытается посадить ступень при минимальных затратах топлива на стабилизацию ступени перед посадкой. Отсюда возникает лотерея с ветром, с точностью попадания - но это искусственно созданная техническая сложность. Она создается из-за того, что сам метод ракетного возврата ступени сильно бьет по выводимой полезной нагрузке на орбиту, вот и пытаются экономить "посадочное" топливо.

Миф №2. Пусть пока не получается - это нормально, Маск создает новые технологии, целую новую отрасль: многоразовые движки и т.д.!

Нет, Маск не создал вообще ничего нового, в том и дело.
Он банально воспроизводит, повторяет старые наработки 60-70-х годов. Многоразовые движки были отработаны и в СССР, и в США еше в 70-х. Шаттл летал с многоразовыми движками.

Хуже того - ЖРД "Мерлин", который стоит на Фальконе - имеет довольно средние характеристики.
Он относительно маломощный и примитивный, его удельный импульс (282 с) существенно ниже, чем например у нашего РД-180 (311 с) .
А удельный импульс это главная характеристика ракетного двигателя, показывающая насколько эффективно тот преобразует энергию топлива в тяговый импульс.
Дросселирование (управление тягой) для Мерлина было скопипизжено аж с лунного движка.
Космический корабль "Драгон" - это просто перепевка древнего "Аполлона" со всеми его недостатками и своими еще впридачу.
Он такой же одноразовый, садится в море да еще и не имеет стыковочного узла.

При всем при этом Маск получает с НАСА , под пустые обещания что когда-то в будущем он все радикально удешевит. Наверное. Когда-нибудь. Если НАСА захочет.

Да неужели? Фалькон-9 первый раз полетел в 2010-ом. С тех пор он запускался уже больше 20 раз.
Время первых экспериментальных запусков давно прошло - и к слову оно было частично оплачено НАСА.
Маск получил на разработку Фалькона грант на 400 млн по программе СОТS.

В рамках этой программы Фалькон-9 сделал два демонстрационных полета (в 2010-ом и 2012-ом) и был допущен уже к штатному снабжению МКС по программе CRS. Первый полет по этой программе стоимостью 1.6 млрд состоялся в 2012-ом году.
Все, с тех пор на МКС уже 4 года летают серийные Фальконы с несущественными модификациями, которые очевидно не требуют специальных испытаний/сертификации. И по непонятной причине эти полеты обходятся НАСА намного дороже, чем запуски Шаттлов в свое время, если считать с учетом массы доставленных грузов.

Миф 4. Маск хоть что-то делает новое, а сраная рашка ничего и только завидует

То есть построить полноценный космодром, разработать и успешно запустить новые ракеты легкого и тяжелого класса - это называется ничего? Вообще можно долго перечислять, проще хотя бы