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Sistema de cancelación de lanzamiento de Crew Dragon

El sistema de interrupción del lanzamiento de Crew Dragon está diseñado para impulsar la nave espacial SpaceX Crew Dragon lejos de un vehículo de lanzamiento que falla. Está equipado con 8 motores SuperDraco , cada uno capaz de generar 71 kN de empuje. [3] [4]

El sistema de aborto tiene varios modos o procedimientos para realizar un aborto en diferentes fases del vuelo, incluido un aborto en plataforma, un aborto en vuelo y la capacidad de usar el sistema de aborto para volar a una órbita más baja de la esperada si ocurre una falla al final del vuelo.

Diseño

Una figura que muestra el sistema de aborto de lanzamiento de la nave espacial Apolo.
Un diagrama que muestra la configuración de la Crew Dragon Endeavour durante la misión Demo-2 .

Tradicionalmente, las naves espaciales como Apollo y Soyuz han utilizado sistemas de escape de lanzamiento de "tiradores" de combustible sólido , con la nave espacial principal debajo de un carenado protector unido al sistema de escape. Una vez en el espacio, el sistema de escape y el carenado se desechan, y el modo de aborto de la nave espacial cambia a usar sus propulsores de maniobra orbital o etapas superiores. [5] [6] Sin embargo, Crew Dragon tiene su sistema de aborto unido permanentemente a los lados de la nave espacial. [3]

Parte del razonamiento detrás de este diseño es que originalmente se planeó aterrizar el dragón propulsivamente usando el sistema de aborto de lanzamiento. [7] Estos planes fueron abandonados después del escepticismo de la NASA y la cancelación de la cápsula Red Dragon de SpaceX . [8] Sin embargo, la capacidad se introdujo en Crew-8, aunque solo en caso de falla del paracaídas. [9] Además, la capacidad de mantener el sistema de aborto conectado al cohete durante todo el ascenso en lugar de desechar el sistema de escape de lanzamiento después de la separación de la etapa permite una capacidad de aborto en todas las etapas del vuelo, lo que aumenta la seguridad de la tripulación. [10]

El "baúl" o compartimento de carga de Crew Dragon también desempeña un papel importante en la secuencia de aborto. En lugar de dejar el baúl junto con el cohete como en el Apollo o Soyuz , Dragon lo mantiene unido durante un aborto para lograr estabilidad aerodinámica. [11]

Historia

Explosión de almohadilla

El 20 de abril de 2019, la Crew Dragon C204 se destruyó en un incidente mientras probaba sus motores SuperDraco . Poco después del incidente se filtró un video que muestra la cápsula explotando en un soporte de lanzamiento. [12] [13] La NASA y SpaceX confirmaron la explosión y declararon que no hubo heridos. [14]

Un diagrama que demuestra una válvula de retención .

Tras una investigación, SpaceX afirmó que la explosión fue el resultado de una válvula defectuosa. Durante una secuencia de ignición nominal, las válvulas que mantienen el helio dentro de los recipientes a presión con envoltura compuesta (COPV) se abren, lo que hace que el helio fluya a través de válvulas de "retención" unidireccionales hacia los tanques de combustible, empujando el combustible hacia la cámara de combustión . [15]

En este incidente, sin embargo, la válvula de oxidación unidireccional había permitido que el tetróxido de nitrógeno (NTO) se filtrara de nuevo a través del tubo de helio. [16] Cuando se abrió la válvula de helio, las "gotas" de NTO dentro de la línea de helio se aceleraron a altas velocidades, chocando contra la válvula de oxidación unidireccional y destruyéndola casi instantáneamente. Los componentes internos de titanio de la válvula destruida quedaron expuestos al NTO, lo que provocó la combustión y la pérdida del vehículo. [17] [18]

Prueba de aborto en vuelo

Un vídeo de la prueba de aborto en vuelo.

El 19 de enero de 2020, SpaceX realizó una prueba del sistema de aborto de lanzamiento de Crew Dragon. [19]

Después de un despegue exitoso, la secuencia de aborto del lanzamiento se inició 1 minuto y 26 segundos después de iniciarse el vuelo. La tripulación del Dragon C205 se separó con éxito del cohete Falcon 9 , y el cohete se desintegró segundos después bajo las intensas fuerzas aerodinámicas de la velocidad máxima . [20]

Después de separarse del tronco, Crew Dragon alcanzó un apogeo de 42 kilómetros antes de amerizar en el Océano Atlántico . [21] [22]

Modos de abortar

La Crew Dragon tiene varios modos de aborto para las distintas fases del vuelo, cada uno con sus propias zonas de aterrizaje y procedimientos. A medida que avanza el vuelo, el control de misión de SpaceX ordena cambiar entre los modos de aborto.

Para los lanzamientos típicos, las zonas de recuperación se colocan a lo largo de la inclinación de 51,64 grados [23] de la ISS , y se pueden apuntar con mayores niveles de precisión que las naves espaciales como Orion [24] y Shenzhou debido a las capacidades de aceleración de los motores SuperDraco . Las áreas de recuperación para un aborto de tipo 2a están a lo largo de la costa este de los Estados Unidos y las provincias marítimas canadienses , con un aborto 2b que aterriza la cápsula Crew Dragon cerca de Novia Scotia y los modos de aborto 2c y 2d que dan como resultado un aterrizaje en Irlanda occidental . [25] Los abortos 1a y 1b dan como resultado aterrizajes cerca de la costa este estadounidense .

Véase también

Referencias

  1. ^ "SpaceX de Elon Musk planea pruebas de aterrizaje de DragonFly". NBC News . 2014-05-21. Archivado desde el original el 2024-08-20 . Consultado el 2024-10-02 .
  2. ^ Rauf, Jim (19 de octubre de 2023). «Nave espacial SpaceX Dragon» (PDF) . uc.edu . Archivado (PDF) desde el original el 19 de agosto de 2024 . Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  3. ^ de SpaceX. «Descripción general de SpaceX Dragon». SpaceX.com . Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  4. ^ Berger, Eric (30 de abril de 2016). "De cero a 100 mph en 1,2 segundos, el propulsor SuperDraco cumple". Ars Technica . Archivado desde el original el 26 de septiembre de 2024 . Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  5. ^ Gilbert, Michael G. (9 de enero de 2015). "EL SISTEMA DE ABORTO DEL LANZAMIENTO MAX: CONCEPTO, PRUEBA DE VUELO Y EVOLUCIÓN" (PDF) . Servidor de informes técnicos de la NASA . Archivado (PDF) desde el original el 30 de septiembre de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  6. ^ Weitering, Hanneke (24 de abril de 2019). "Explicación de los sistemas de aborto de lanzamiento de emergencia de SpaceX y Boeing". Space.com . Archivado desde el original el 26 de septiembre de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  7. ^ Karcz; Davis; Aftosmis; Allen; Bakhtian; Dyakanov; Glass; Gonzales; Heldmann; Lemke; Marinova; McKay; Stoker; Wooster; Zarchi (10 de mayo de 2012). "DRAGÓN ROJO: ACCESO DE BAJO COSTO A LA SUPERFICIE DE MARTE UTILIZANDO CAPACIDADES COMERCIALES" (PDF) . Servidor de informes técnicos de la NASA . Archivado (PDF) desde el original el 21 de mayo de 2024 . Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  8. ^ Foust, Jeff (19 de julio de 2017). «SpaceX abandona los planes para los aterrizajes con motor de la Dragon». SpaceNews . Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  9. ^ Clark, Stephen (28 de septiembre de 2024). «SpaceX lanza una misión para traer astronautas de Starliner de regreso a la Tierra». Ars Technica . Consultado el 23 de octubre de 2024 .
  10. ^ Harwood, William (27 de mayo de 2020). "El sistema de aborto de la Crew Dragon de SpaceX es un gran impulso para la seguridad de la tripulación - CBS News". cbsnews.com . Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2024 . Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  11. ^ Jordan, Gary; Reed, Benji (27 de septiembre de 2019). "La tripulación Dragon de SpaceX - NASA". NASA - Houston, tenemos un podcast . Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  12. ^ Berger, Eric (22 de abril de 2019). "Esto es lo que sabemos y lo que no sabemos sobre el accidente de Crew Dragon". Ars Technica . Archivado desde el original el 19 de agosto de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  13. ^ Mathewson, Samantha (1 de mayo de 2019). "Se advierte a los trabajadores de la NASA que no compartan imágenes tras la filtración del vídeo de la explosión de SpaceX: informe". Space.com . Archivado desde el original el 13 de junio de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  14. ^ Ryan, Jackson (25 de abril de 2019). «La NASA pide paciencia mientras SpaceX investiga la explosión de la Crew Dragon». CNET . Archivado desde el original el 30 de noviembre de 2023. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  15. ^ Cannon, James L. (5 de octubre de 2010). «Liquid Propulsion: Propellant Feed System Design» (PDF) . Servidor de informes técnicos de la NASA . Archivado (PDF) desde el original el 30 de septiembre de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  16. ^ Harwood, William (15 de julio de 2019). «SpaceX: La explosión que destruyó la nave espacial Crew Dragon en abril fue causada por una válvula con fugas - CBS News». cbsnews.com . Archivado desde el original el 25 de febrero de 2024 . Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  17. ^ SpaceX (15 de julio de 2019). "ACTUALIZACIÓN: INVESTIGACIÓN DE ANOMALÍA EN PRUEBA DE FUEGO ESTÁTICO ABORTADA EN VUELO | SpaceX". SpaceX.com . Archivado desde el original el 15 de julio de 2019. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  18. ^ Foust, Jeff (16 de julio de 2019). «SpaceX dice que una válvula defectuosa provocó un accidente en la prueba de Crew Dragon». Space.com . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  19. ^ Thompson, Amy (19 de enero de 2020). «SpaceX supera con éxito la prueba de aborto de lanzamiento de Crew Dragon y destruye el cohete a propósito». Space.com . Archivado desde el original el 28 de julio de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  20. ^ ScienceAlert (19 de enero de 2020). «Con una explosión espectacular, la Crew Dragon de SpaceX acaba de pasar una prueba de seguridad crucial». ScienceAlert . Archivado desde el original el 13 de agosto de 2022 . Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  21. ^ Malik, Tariq (19 de enero de 2020). "Cómo funciona hoy la prueba de aborto del lanzamiento de Crew Dragon de SpaceX en 10 pasos no tan sencillos". Space.com . Archivado desde el original el 16 de junio de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  22. ^ Atkinson, Ian (17 de enero de 2020). «SpaceX lleva a cabo con éxito la prueba de aborto en vuelo de Crew Dragon». NASASpaceFlight.com . Archivado desde el original el 25 de julio de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  23. ^ NASA. «Estación Espacial Internacional - NASA». NASA.gov . Archivado desde el original el 1 de octubre de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  24. ^ Jones, Daniel L. (3 de marzo de 2015). «Orion Launch Abort System (LAS) | Propulsion on Pad Abort 1 (PA-1)» (PDF) . Servidor de informes técnicos de la NASA . Archivado (PDF) del original el 30 de septiembre de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  25. ^ ab Gebhardt, Chris (21 de mayo de 2020). "Examinando los modos de aborto del lanzamiento y las ubicaciones de amerizaje de Crew Dragon". NASASpaceFlight.com . Archivado desde el original el 26 de septiembre de 2024. Consultado el 2 de octubre de 2024 .
  26. ^ DeSisto, Austin (24 de mayo de 2020). «Cronología del día de lanzamiento de Crew Dragon: desde la puesta del traje hasta el acoplamiento con la ISS». Everyday Astronaut . Archivado desde el original el 26 de septiembre de 2024 . Consultado el 2 de octubre de 2024 .