Los principales cambios del Bloque 3 al Bloque 5 son motores de mayor empuje y mejoras en las patas de aterrizaje. Muchos otros pequeños cambios ayudaron a agilizar la recuperación y la reutilización de los propulsores de primera etapa , aumentar la tasa de producción y optimizar la reutilización. Cada propulsor del Bloque 5 está diseñado para volar 10 veces con sólo una mínima atención y hasta 100 veces con renovación. [12]
En 2018, Falcon 9 Block 5 sucedió a la versión de transición del Block 4. El vuelo inaugural lanzó el satélite Bangabandhu-1 el 11 de mayo de 2018. La misión CRS-15 del 29 de junio de 2018 fue la última versión del Bloque 4 del Falcon 9 que se lanzó. Esta fue la transición a una flota exclusivamente del Bloque 5. [13] [14]
Descripción general
De izquierda a derecha, Falcon 9 v1.0 , tres configuraciones de lanzamiento de Falcon 9 v1.1 , tres configuraciones de Falcon 9 v1.2 (Full Thrust) , tres configuraciones de Falcon 9 Block 5 y cuatro de Falcon Heavy .El satélite bangladesí Bangabandhu-1 es la primera carga útil lanzada por el Falcon 9 Block 5. [15]
Los cambios de diseño del Bloque 5 se deben principalmente [16] a las actualizaciones necesarias para el programa de tripulación comercial de la NASA y los requisitos de lanzamiento espacial de seguridad nacional . Incluyen mejoras de rendimiento, mejoras de fabricación y "probablemente unos 100 cambios" para aumentar el margen para los clientes exigentes. [17]
En abril de 2017, el director ejecutivo de SpaceX, Elon Musk, dijo que el Bloque 5 contará con entre un 7% y un 8% más de empuje al mejorar los motores (de 176.000 libras de fuerza (780.000 N) a 190.000 libras de fuerza (850.000 N) por motor). [12] El bloque 5 incluye un sistema de control de vuelo mejorado para un ángulo de ataque optimizado en el descenso, lo que reduce los requisitos de combustible para el aterrizaje.
Para resistencia a la reutilización:
se espera que pueda lanzarse al menos 10 veces; [18] [19] logrado en 2021 [20]
hasta 100 usos con reforma; [19] [18] [21]
un escudo térmico reutilizable que protege los motores y las tuberías en la base del cohete;
un revestimiento de protección térmica en la primera etapa para limitar el daño por calentamiento de reentrada, incluida una capa de protección térmica negra en las patas de aterrizaje, la pista de rodadura y la etapa intermedia;
válvulas rediseñadas y recalificadas, más robustas y de mayor vida útil;
Recipientes a presión compuestos rediseñados (COPV 2.0) para helio , para evitar la congelación del oxígeno dentro de la estructura de los tanques que conduce a la ruptura.
Para una reutilización rápida:
renovación reducida entre vuelos; [19]
un conjunto de patas de aterrizaje retráctiles para una recuperación y envío rápidos. [23]
la estructura Octaweb [24] está atornillada en lugar de soldada, lo que reduce el tiempo de fabricación. [25]
Mejoras
Desde el debut del Bloque 5, SpaceX ha seguido repitiendo su diseño, procesos de fabricación y procedimientos operativos. [26] Entre otros cambios, los propulsores iniciales del Bloque 5 no tenían los tanques rediseñados de recipientes a presión compuestos envueltos (COPV2). [27] El primer propulsor con tanques COPV2 fue el propulsor B1047 en la misión Es'hail 2 el 15 de noviembre de 2018, y el segundo propulsor que utilizó los tanques COPV2 fue el CRS-16 / B1050 , que tuvo su primer lanzamiento el 5 de diciembre de 2018. [28] Los propulsores posteriores del Bloque 5 también son más fáciles de preparar para el vuelo, por lo que SpaceX "prefiere retirar" los núcleos más antiguos asignándolos a misiones prescindibles cuando sea posible. [29] Después de que un propulsor resultara dañado en el mar en 2022, gran parte de la flota fue mejorada con patas de aterrizaje "autonivelantes". Estas patas ayudan a garantizar que el propulsor pueda fijarse correctamente al Octograbber, incluso en estados del mar subóptimos. [30]
Para mejorar el rendimiento del cohete, SpaceX ha modificado la configuración del acelerador y los tiempos de separación. [26] [31]
Kits de extensión de la misión
SpaceX CRS-18 presentaba un kit de extensión de misión Falcon a la segunda etapa estándar, que equipaba la segunda etapa con una banda pintada de oscuro (para control térmico), COPV adicionales para control de presurización y líquido de encendido TEA-TEB adicional. Las actualizaciones brindaron a la segunda etapa la resistencia necesaria para inyectar las cargas útiles directamente en una órbita geosincrónica o de alta energía, donde la segunda etapa necesita horas después del lanzamiento. [32] Según los requisitos de la misión, son kits de Costa Media y Costa Larga, es decir, la cantidad de botellas de helio para presurización y baterías adicionales para energía y otro hardware para garantizar que los sistemas de combustible y etapas funcionen durante el tiempo necesario. [33] [34]
Merlin 1D Vacuum versión boquilla corta
El lanzamiento de la misión Transporter-7 presentó un nuevo diseño o variante de extensión de boquilla de vacío Merlin 1D destinado a aumentar la cadencia y reducir costos. Esta nueva extensión de boquilla es más corta y, como resultado, disminuye tanto el rendimiento como el uso de material; pero con esta boquilla el motor produce un 10% menos de empuje en el espacio. Esta boquilla sólo se utiliza en misiones de menor rendimiento, ya que disminuye la cantidad de material necesario en un 75%. Esto significa que SpaceX puede lanzar tres veces más misiones con la misma cantidad de niobio metálico raro que con el diseño más largo. [8] [33] A junio de 2023, se desconocen las características de la segunda etapa de boquilla pequeña.
Calificación humana
Los procesos de certificación de la NASA de la década de 2010 especificaron siete vuelos de cualquier vehículo de lanzamiento sin cambios importantes de diseño antes de que el vehículo obtuviera la certificación de la NASA para vuelos espaciales tripulados y se permitiera volar a los astronautas de la NASA. [27] [28]
El diseño del Bloque 5 lanzó a los astronautas por primera vez el 30 de mayo de 2020, en un vuelo contratado por la NASA denominado Crew Dragon Demo-2 . [35] Este fue el primer vuelo espacial orbital tripulado lanzado desde los Estados Unidos desde la última misión del transbordador espacial en 2011, y el primero operado por un proveedor comercial. [36]
^ ab El lanzamiento de la misión Transporter-7 presentó un nuevo diseño de extensión de boquilla de vacío Merlin 1D destinado a aumentar la cadencia y reducir costos. Esta nueva extensión de tobera es más corta y, como resultado, el motor tiene un menor impulso específico y, por tanto, menor rendimiento. Debido a esto, sólo volará en misiones que no necesiten la capacidad de rendimiento total del Falcon 9. [8]
Referencias
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enlaces externos
Enlace a la guía del usuario de Falcon Archivado el 2 de diciembre de 2020 en Wayback Machine , por SpaceX. Actualizado en enero de 2019 específicamente para las actualizaciones del Bloque 5.
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