DTU Space: Falcon Heavy overpræsterede
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

DTU Space: Falcon Heavy overpræsterede

Imponerende så det ud, da de to boostere landede synkront på deres platforme. Illustration: SpaceX/Flickr - public domain

Hvis man fulgte med i opsendelsen af SpaceX’ raket, Falcon Heavy, i aftes, så var det svært ikke at blive rørt, da verdens største raket klokken 21:45 dansk tid strøg til vejrs.

Der var spænding op til, for vinden i 10 km højde drillede, så opsendelsesvinduet fra 19:30 til 22 blev udfordret. Men det lykkedes at skyde af, så man ikke skulle sætte sin lid på bedre vejrforhold på backup-dagen i dag.

»Med helikopterbrillerne på vil jeg sige, at det jo var en stor dag for SpaceX og for alle, der holder af rumfart. For det er en ny klasse af raketter, som vi ikke har set i rigtig mange år. Dette her super heavy-segment. Og det giver nogle muligheder, som vi ikke har haft i rumfartsbranchen i rigtig mange år, siger Jonas Bækby Bjarnø dagen derpå.

Han er seniorforsker på DTU Space og blogger på Ingeniøren. Det var også ham, der under opsendelsen besvarede læserspørgmål på ing.dk.

Læs også: LIFTOFF! Gigantisk bedrift - Falcon Heavy bestod prøven

gif

Genstart af motor er det virkelige clue

Aftenen igennem kommenterede han udviklingen og svarede på spørgsmål fra læserne. Og han gik først selv i seng midt i nat for at få en meget vigtig viden med omkring Falcon Heavy –
nemlig at det lykkedes at genstarte motoren efter fem timers pause.

»Der er det meget væsentligt at bemærke, og noget som ikke blev vist i nat, nemlig at man, efter at den havde 'coastet' rundt i fem timer, havde succes med at genantænde 2. trin for tredje gang, så man fik den til at forlade den elliptiske jordbane, som man havde sendt den ud i, og så skyde ud i bane, der gik forbi Mars,« fortæller Jonas Bækby Bjarnø.

»Og det er jo i virkeligheden 'cluet'. De demonstrerer, at raketten understøtter de operative mål – altså at man kan coaste i lang tid på trods af, at man har meget kolde brændstoffer (kryogene elementer, red.) om bord og kan genstarte efter at have ligget i strålingsbælterne i mange timer,« siger han.

Kurs mod asteroidebælte

Det var oprindeligt planen, at Teslaen monteret på trin 2 skulle ud i en bane ikke så langt fra Mars. Men i nat oplyste Elon Musk og SpaceX på Twitter, at Teslaen med manequindukken Starman iført en nyudviklet SpaceX-astronautdragt var på vej mod det såkaldte asteroidebælte mellem Mars og Jupiter.

Forklaringen er, at man reelt ikke vidste, hvor meget brændstof, der var om bord.

Læs også: Skæbnedag for Falcon Heavy – verdens største raket med Tesla ombord

»Man antænder motoren, og så lader man den brænde, til den går ud af sig selv. Det bunder i, at man har et gammelt problem i rumfarten, at når først man er i vægtløs tilstand især med kryogene brændstoffer, så er det næsten umuligt at måle, hvor meget brændstof man har brugt,« fortæller Jonas Bækby Bjarnø.

»Derfor laver man nogle meget sofistikerede termodynamiske modeller for, hvor meget brændstof, man tror, man har. Den eneste måde at validere de modeller på er faktisk at lade motoren køre tom. Og så kan man sige, hvor meget der reelt var i tanken på det tidspunkt,« siger han.

Flyver længere end forventet

Så SpaceX har ladet raketten brænde alt, hvad remmer og tøjler kan holde, indtil den går ud af sig selv. Og derfra kan man så regne tilbage og sige, hvor meget der var.

Læs også: GRAFIK: Sådan virker Falcon Heavy

»Den information er meget vigtig for dem for fremtidige opsendelser, for så ved de, hvor meget de har, og mange kilo raketten rent faktisk kan løfte. Indtil nu har det jo været et estimat, hvad raketten kan løfte. Men den her øvelse fortæller dem præcis, hvor meget den kan løfte,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

»Og i nat betød det ekstra brændstof, at man ender lidt længere ude, så man er ude at kysse asteroidebæltet i stedet for Mars. De passerer så Mars på vej tilbage, men banen bliver bare større end oprindelig estimeret. Men det er en positiv effekt, for det betyder, at rakettens kapacitet er større, end man havde forventet,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

Centerbooster er et ’easy fix’

Der var en enkelt ting, der gik galt. Mens de to boostere landede synkront på deres platforme, ramte centerboosteren vandet cirka 100 meter fra platformen med 483 km/t og blev ødelagt.

Forklaringen var, at centerboosteren løb tør for TEA/TEB, som man bruger til at tænde motorerne med. Man får tændt midtermotoren, men ikke de to yderste. Og til den type landing, man skal lave, skal der bruges tre motorer for at bremse tilstrækkelig meget ned til at lande på platformen.

»Men den type fejl er i princippet et ’easy fix’. Hvis der skal lidt mere brændstof om bord for at kompensere den her type landing, kan man gøre det uden, at det har stor indflydelse på de andre systemer. Jeg vil sige, at det er et mindre problem, som de vil kunne tøjle i fremtiden,« mener Jonas Bækby Bjarnø.

Wauw altså ... Lilftoff var en kæmpe oplevelse ... Illustration: SpaceX/Flickr - public domain

Nu kommer det virkelige arbejde

SpaceX har arbejdet på Falcon Heavy i cirka syv år. Og nu kommer det store analysearbejde af testflyvningen.

»Perioden fra nu og til næste opsendelse vil være meget arbejdsintenst for dem, der er involveret i det. For det er nu, man kan se, hvad der virkede godt, hvad der ikke virkede og om man forstår alle måledata. Og hvis man ikke gør, skal der så nye analysemetoder til at forstå dem?,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

Læs også: Dansk ekspert: Falcon Heavy kan afgøre SpaceX’ fremtid

Der skal også bygges et nyt sæt hardware med nye trin og ny centercore til den konstruktionsstandard, man arbejder med nu.

»Man skal huske på, at raketten har været under udvikling i mange år, og det vil sige, at noget af hardwaren er bygget for flere år tilbage, og man har nok lavet flere iterationer efterfølgende, som skal implementeres,« siger Jonas Bækby Bjarnø

»Så man kan forvente, at næste opsendelse vil være meget repræsentativt for det, der kommer til at være den kommercielle udgave af raketten. Det var jo en testopsendelse i ordets egentlige forstand,« siger han.

Slår SpaceX de andre konkurrenter af banen?

Elon Musk sagde selv den anden dag, at hvis opsendelsen af Falcon Heavy lykkedes, ville SpaceX feje konkurrenterne af banen.

»Jeg tror ikke, at SpaceX nødvendigvis slår dem af banen, men man bringer sig i amerikansk rumfart i en situation, hvor der nu er nye muligheder for folk, der har behov for at sende meget store satellitter op. Det har jo været sådan i mere end 10 år, at United Launch Alliance (ULA) har haft et monopol på opsendelse af de større og tungere satellitter. Og det monopol kan brydes nu, fordi der er et alternativ på vej fra SpaceX, der kan løfte større satellitter,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

»Og der skal man også være klar i spyttet. Den her raket har en kapacitet, der næsten er tre gange ULA’s største raket, så den kan løfte ting, som ULA ikke kan. Og så vender konkurrencesituationen jo altså 180 grader. Hvis man har en meget stor nyttelast, skal man fremover gå til SpaceX og ikke ULA,« siger han.

Mindst to-tre opsendelser om året

Nu skal kunderne selvfølgelig også lige komme. Og så skal selve produktionen i gang.

Læs også: Rumforsker: Månerejsen er en taktisk manøvre af SpaceX

Ifølge DTU Space skal SpaceX nå en vis kadence, før det kan betale sig at have en produktionslinje kørende, opretholde de operative aspekter, personale osv.

Konkurrenten ULA med Delta IV Heavy har i snit fløjet en mission om året i de seneste mange år og har haft en rentabel forretning ud af det.

»Men det skal retfærdigvis siges, at den er væsentligt dyrere end Falcon Heavy. Så Falcon Heavy slår den på prisen, og det betyder også, at ens margin for indtjening er væsentlig mindre. Så jeg vil mene, at man skal nå en kadence på to-tre om året, før man når en ’breakeven’ på det der,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

Elon Musk har selv nævnt, at udviklingen af Falcon Heavy har kostet omkring 500 millioner dollars. Spørgsmålet er, om SpaceX forventer at tjene dem ind igen ad åre, eller hvordan forretningsmodellen ser ud.

Elon Musk holdt pressemøde nogle timer efter opsendelsen. ABC News har lagt det på YouTube.

Emner : Raketter
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Enormt fascinerende som tingen har udviklet sig og nu kommer boosterne ned og lander igen.
Helt klart sætter det nye muligheder og konkurrencen stiger.
Delta Heavy har altid været uhyggelig dyr, vel derfor det går godt for Ariane.
Perfomance er virkelig fantastisk med low level lift off LEO på ca 63 tons næsten halvdelen af den berømte Saturn V på 140 tons.
Med Ariane på 20 tons og Delta heavy på 29 tons bringer Falcon sig virkelig foran nu.
Jeg var lige forbi rampen i 2015.

  • 9
  • 0

»Man antænder motoren, og så lader man den brænde, til den går ud af sig selv. Det bunder i, at man har et gammelt problem i rumfarten, at når først man er i vægtløs tilstand især med kryogene brændstoffer, så er det næsten umuligt at måle, hvor meget brændstof man har brugt,« fortæller Jonas Bækby Bjarnø.
Det lyder noget simpelt. Man må da have en rimelig vurdering via den tid den har brændt i forvejen. Den er vel tanket til at kunne brænde i en vis tid, så det er vel bare at tælle ned, eller?

  • 1
  • 8

Jeg er langt fra raket ekspert. Men jeg ser det som om, at man ikke er 100% sikker på effekten af brændstoffet under forholdene og derfor kun har et "estimat" - men det er vel blandt andet sådan noget de kan analysere nu og antage mere præcist fremover ud fra den nye data?

  • 6
  • 0

Kryogene brændstoffer skal jo holdes kolde og/eller under tryk. Jeg kan ikke forstille mig andre metoder end boil off, og så er det lige pludselig varmeindstråling og isolation der spiller ind som usikkerheder på hvor meget brændstof der er tilbage i tanken.

  • 4
  • 0

Det lyder noget simpelt. Man må da have en rimelig vurdering via den tid den har brændt i forvejen. Den er vel tanket til at kunne brænde i en vis tid, så det er vel bare at tælle ned, eller?

Men jeg ser det som om, at man ikke er 100% sikker på effekten af brændstoffet under forholdene og derfor kun har et "estimat" - men det er vel blandt andet sådan noget de kan analysere nu og antage mere præcist fremover ud fra den nye data?

Hej Svend og Lasse,

Det er ikke helt ved siden af. Ved start har man fuldt overblik over tankforholdene samt hvor megen LOX/RP-1 der er ombord. Under 1. og 2. trins drift i den indledende opstigning har man tilsvarende nøjagtig viden om motorerne brændstofforbrug, og derved et mål for restmængden i tankene. Så langt, så godt.

Der hvor billedet mudres er under den lange coast fase, hvor man skal bruge en anden type model. I de knap 6 timer hvor raketten coaster er 2.trin udsat for en varierende ind- og udstråling pga. Solen, Jordens skygge, Jordens infrarøde udstråling og trinnets udstråling til det mørke rum. Omfanget af varmetab/tilvækst i trinnets systemer fra disse kilder afhænger af trinnets orientering, og man lader derfor normalt trinnet rotere langsomt for at udjævne effekten. Det var derfor man i timevis kunne se live billeder af Tesla'en rotere igår.

Det er dog på forhånd svært nøjagtigt at forudsige omfanget af effekten, og en del af varmetilvæksten bevirker at LOX i tanken over tid fordamper. Denne fordampning aggreveres af at den langsomme rotation bevirker at væsker i tankene sætter sig på tankenes indersider, og derved opnår en rimelig termisk kontakt med overfladen af tanken. Fordampningen af LOX skaber så en langsom trykstigning i tanken, og dette bevirker at der løbende skal ventileres en smule gasformig ilt for at undgå for store trykstigninger og derved en forøgelse af LOX'ens kogepunkt og ligevægtstemperatur. Det sidste er kritisk for raketmotorens turbopumper, som skal fødes med LOX ved et ret præcist arbejdspunkt for at undgå kavitation, og ikke mindst for selve motoren for at sikre størst mulig forbrændingseffektivitet.

Øvelsen for SpaceX igår var derfor at få valideret den termiske model man nødvendigvis har udviklet for trin 2, og derved få afklaret præcis hvor meget LOX man har tilbage efter et 6-timers coast som det udførte. En meget effektiv måde at gøre det på er at køre motoren og se hvor stor hastighedstilvækst man kan bibringe trinnet med den resterende brændstofmængde, for så at regne baglæns.

Mvh
Jonas

  • 28
  • 0

Virkelig imponerende bedrift.
Er der nogen der ved om synkron landingen af boosterne var planlagt synkront eller det bare var tilfældigt?

Vh. Peter

  • 5
  • 1

Her i Europa bruger vi en base i Afrika, hvor jorden roterer hurtigere end i USA.
Dette giver en ekstra starthastighed ud i rummet, der sparer rigtig meget brændstof eller giver ekstra løftekraft til mange procent ekstra last..
Vi skulle måske snakke med Musk om dette?

Dette kan da spare på det brændstof, vi har tilbage på jorden til at undslippe, når vi har gjort det meste af den ubeboelig ved at hæve temperaturen, så liv er umuligt, hvilket sker om 6-10 graders hævning, hvoraf de 2 grader sker i dette århundrede.

Venlig hilsen

Bo Lytzen

  • 2
  • 29

Burde Starman ikke være startet på sit sun-orbit nu (eller rettere for længe siden - efter sidste 2. stage burn)?

Han ser stadig ret jordnær ud - eller hvad?

mvh Flemming

  • 3
  • 0

Burde Starman ikke være startet på sit sun-orbit nu (eller rettere for længe siden - efter sidste 2. stage burn)?

Han ser stadig ret jordnær ud - eller hvad?

Hej Flemming,

Jo, den aktive del af missionen er afsluttet ca. 12 timer efter launch da batterierne på 2.trin løb tør. Derefter er der ikke power til at drive transmitterne, og trinnet er derfor blevet passiveret efter sidste burn som sendte 2. trin + Tesla i en elliptisk bane om Solen med aphelion et sted i den indre del af asteoridebæltet.

Mvh
Jonas

  • 6
  • 0

Øvelsen for SpaceX igår var derfor at få valideret den termiske model man nødvendigvis har udviklet for trin 2, og derved få afklaret præcis hvor meget LOX man har tilbage efter et 6-timers coast som det udførte.


Det var sikkert godt nok til formålet, men ellers kunne man bruge forskellige typer niveau-målere.
De skal alligevel starte med en lille acceleration for at få brændstoffet samlet i "bunden" af tankene før motorerne startes.
P.S. Hvilke brændstoffer bruger man hvis pausen er meget lang, som f.eks månelanderne eller på rumstationen.

  • 4
  • 3

Russere vil sende Lada i kredsløb om Jorden

Der er lagt op til et nyt rumkapløb, efter at en amerikansk raket har bragt en Tesla i kredsløb om jorden.

I går meddelte russerne således, at de har planer om at sende en Lada 1200 ud i rummet senere i år.

»Vi har endnu ikke besluttet, om den skal være beige, rød eller lysegrøn, men uanset farven vil det være et signal til omverdenen om Ruslands teknologiske landvindinger«, siger lederen af det russiske rumprogram, Oleg Protopopov.

Han har bemærket, at amerikanerne har placeret en astronautdukke bag rattet i Teslaen. Også den del af den spektakulære rumrejse vil russerne matche.

»Men i stedet for en dukke har vi tænkt os at placere en udstoppet hund bag rattet. Det skal ske i respekt for rumhunden Laika, der blev sendt i kredsløb om Jorden i 1957 og var verdens første rumhund«, siger Oleg Protopopov.

Mens amerikanerne har udstyret Teslaen med et musikanlæg, der spiller David Bowies 'Space Oddity', skal Ladaen med den udstoppede hund sendes ud i rummet til tonerne af ’Who Let The Dogs Out’ med Baha Men.

/ATS

  • 11
  • 0

For lange missioner burger man sande 'storable propellants', dvs vædsker der har et smeltepunkt under ca -30 grader og et kogepunkt over ca 20 grader ('Ignition!' af Clark har en mere præcis beskrivelse af kravene).

Problemet her er at så skal man bruge nogen ret trælse kemikalier, så som UDMH (usymetrisk dimethyl-hydrazin) og N2O4 eller lignende.

Russerne kaldte en af den slags kombinationer for 'Devils venom' for de kemikalier er sandt og sige ikke sunde at være i nærheden af.

En fordel UDMH + N2O4 har dog er at det er hypergolt, dvs de bryder spontant i brand når de møder hinanden, så der er ikke problemer med at 'starteren' ikke virker.
Det var ifølge SpaceX det der gjorde at center-stage ikke kunne lande, 2 ud af 3 motorer var løbet tør for 'startvædske' (TMA/TEB).

  • 3
  • 0

Dette kan da spare på det brændstof, vi har tilbage på jorden til at undslippe, når vi har gjort det meste af den ubeboelig ved at hæve temperaturen, så liv er umuligt, hvilket sker om 6-10 graders hævning, hvoraf de 2 grader sker i dette århundrede.

Quotes fra Wikipedia:
The Paleocene–Eocene Thermal Maximum (PETM), alternatively "Eocene thermal maximum 1" (ETM1), and formerly known as the "Initial Eocene" or "Late Paleocene Thermal Maximum" was a time period with more than 8 °C warmer global average temperature than today .......
On land, modern mammal orders (including primates) suddenly appear in Europe and in North America. .......

Så uden PETM havde vi overhovedet ikke været her :-))
Andre dyregrupper var dog i problemer, skal det retfærdigvis siges.

  • 0
  • 0

En flowmåler er da ikke afh. af tyngdekraft så den burde kunne bruges - på samme måde i øvrigt som i flyvemaskiner.
Det er dog problematisk med temperaturen...

  • 0
  • 0