So wäre es, ein Schiff auf seinem epischen "Belly Flop" -Manöver zu steuern.

So wäre es, ein Schiff auf seinem epischen “Belly Flop” -Manöver zu steuern.

Wenn Sie einen der jüngsten Teststarts von SpaceX gesehen haben, haben die Starship-Prototypen während des Flugs ein Manöver mit weißen Fingerknöcheln gestartet, bevor sie zur Erde zurückgekehrt sind.

Vor der Landung sind die Starship-Prototypen so konzipiert, dass sie einen „Bauchflop“ auslösen, bei dem sie ihre Motoren abstellen, auf die Stirn klappen und horizontal frei fallen, bevor sie aufstehen – fast wie ein Delphin, der aus der Luft springt. Wasser. Es ist eine unglaubliche Demonstration der Manövrierfähigkeit des Raumfahrzeugs, aber für SpaceX ist es entscheidend, den Flip zu treffen. Dies sind nur Prototypen, aber SpaceX erwartet, dass das fertige Starship-Produkt in die Erdatmosphäre zurückkehrt. auf seiner SeiteVerwenden Sie die Luft um ihn herum, um seinen Sturz zu verlangsamen, bevor Sie sich aufrichten und auf seinen Füßen landen. Es ist eine gute Idee, aber es wäre auch eine interessante Fahrt für jeden an Bord.

Das Manöver wirft eine ernste Frage auf. Das Raumschiff soll menschliche Passagiere in den Weltraum befördern. Wie wäre es also, während eines Bauchflops tatsächlich drinnen zu sein?

Um dem auf den Grund zu gehen, haben wir Christopher Combs, Assistenzprofessor für Maschinenbau an der Universität von Texas in San Antonio, hinzugezogen. Sie könnten Combs als einen der Experten erkennen, die sich auf a gewogen haben vorheriges futuristisches Gedankenexperiment – Wenn Sie in einen SpaceX Rideshare-Frachtstart einsteigen und die Hoffnung haben könnten, die Reise zu überleben. Glücklicherweise sollte der Bellyflop deutlich weniger gefährlich sein – sobald SpaceX versteht, wie man aufhört. Raumschiff, nach dem es explodieren soll – aber wir wollten immer noch verstehen, wie es wäre, drinnen zu sein.

Hier ist unser Gespräch, das der Klarheit halber bearbeitet und komprimiert wurde.

Futurismus: Starship-Prototypen machen dieses seltsame Bauchflop-Manöver während ihrer Testsprünge. Können Sie zusätzlich zu unserer Frage zur Pilotenerfahrung ein wenig darüber sprechen, was SpaceX mit dieser Flip-Technik macht und warum diese Manövrierfähigkeit betont wird?

Christopher Combs: Sie müssen nicht mit dem Gesicht nach unten floppen, um ein paar Meilen zu springen. Sie versuchen es zu demonstrieren und zu präsentieren, denn wenn sie in die Umlaufbahn gehen oder sich der Umlaufgeschwindigkeit nähern, muss es langsamer werden. Sie können mit diesem Fahrzeugtyp nicht einfach direkt hineingehen.

Sie wollen ein bisschen Aero-Bremsen und eine Art Gleiten oder Hügel, wo sie landen werden. Wenn die Dinge so schnell gehen oder Sie mit Hyperschall-Aerodynamik zu tun haben, wird ein abgerundeter Körper in vielerlei Hinsicht bevorzugt. Sie nutzen das Sprichwort aus: “Nun, wir werden hineingehen, dieses Ding seitwärts drehen, hochfliegen und die Klappen verwenden, um die Art und Weise zu steuern, wie wir hereinkommen, damit wir im Grunde angemessen verlangsamen können Sie müssen nicht die ganze Zeit Raketen benutzen. “”

Ist dieser Ansatz ungewöhnlich? Die anderen Raketen, die SpaceX wiederverwendete, kamen nicht zur Seite zurück.

Kämme: Ich meine, es sei denn, Sie möchten das Space Shuttle zählen. Es ist also fast so, als würden sie sagen: “Was ist, wenn Sie das Space Shuttle nehmen, aber anstatt Räder darauf zu setzen und auf einer Landebahn zu landen, wollten Sie vertikal mit einer Rakete landen.”

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Die Erfahrung mit Mitfahrgelegenheiten, über die wir gesprochen haben, hat ein unglückliches Ende, egal wie Sie es betrachten. Aber das Raumschiff soll tatsächlich Menschen in die Umlaufbahn bringen. Aber es sieht so aus, als würde dieses Manöver immer noch eine schlechte Zeit machen.

Kämme: Ich meine, ich weiß es nicht. Ich denke, “schlecht” hängt von Ihrer Sichtweise ab, oder? Wenn Sie jemand sind, der Achterbahnen nicht mag, würde Ihnen das nicht gefallen. Es wird nicht Ihr Flug mit Southwest Airlines sein – es wird wahrscheinlich einige Beschwerden geben. Es wird dich offensichtlich nicht töten. Ich frage mich, ob dies eines dieser Dinge ist, in denen sie sagen, dass Menschen mit bestimmten Bedingungen das vielleicht nicht tun sollten. Ich denke es wird passieren.

Ich meine, für die Raumfahrt würde ich denken, dass es etwas strenger ist als “Man muss so groß sein, um fliegen zu können.”

Kämme: Ja in der Tat. Eine interessante Sache über den Flip in Bezug auf die G-Kraft: FlightClub.io modellierte diese Raumschiff-Tests, um den Gs zu finden, den das Fahrzeug erlebt. Sie sahen ungefähr zweieinhalb von ihnen, was besonders für kurze Zeiträume ziemlich überschaubar ist. Es ist nichts zu beängstigend.

Und in Bezug auf das Drehmanöver hängt es davon ab, wo sie Menschen platzieren. Wo liegt Ihr Schwerpunkt in Bezug auf Ihren Druckmittelpunkt und wo sitzen Sie in Bezug auf diese Punkte – dies bestimmt, wie viel Kraft Sie tatsächlich sehen. Aber wenn Sie sich die Videos ansehen und einige der Dinge ansehen, die SpaceX veröffentlicht hat, dreht sich das Raumschiff mehr oder weniger um den Nasenkegel. Der größte Teil der Rotation erfolgt also näher an der Position der Raketen, da sie die Klappen verwenden und ihre Rotationsachse bei diesem Manöver ausrichten. Und ich bin sicher, dass es beabsichtigt ist.

Ist es nur eine Funktion der Raketen unten und oben, die sich weniger drehen? Muss es bewusst gestaltet werden?

Kämme: Dies hängt von der Position der Raketen, der Position der Klappen, der Ausrichtung der Klappen und der Gewichtsverteilung der Rakete ab. Wir haben einen Schwerpunkt, der eine Art geometrisches Ding ist und durch die Masse bestimmt wird. Und dann haben Sie ein Druckzentrum, das bestimmt, auf welches Zentrum Ihre aerodynamischen Lasten wirken. Diese beiden Dinge bestimmen, wie sich etwas dreht, wenn eine bestimmte Kraft angewendet wird. Es ist wichtig bei der Gestaltung von Flugzeugen und allen möglichen Dingen. Und so haben sie es mit ihrem Design so eingerichtet, dass die Rotationsachse sehr nahe an dem Ort liegt, an dem sich die Besatzung befindet oder an dem sich die Passagiere befinden.

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Ich kann mir vorstellen, dass Sie beim Umdrehen nicht viel Gs spüren werden, ich glaube nicht, weil sie diese Achse lokalisieren können, aber Sie werden sich trotzdem ein bisschen drehen. Sie erleben immer noch Gs der Verzögerung – obwohl es keine verrückte Menge ist – also wird es vielleicht ein wenig unangenehm und ein wenig desorientiert sein? Weil du dich umdrehen wirst. Aber keine lebensbedrohlichen Sachen. Äh, ich würde auf dem Flug keinen Hot Dog essen. Es mag wie eine Art Karneval erscheinen.

Denken Sie, dass Ihre Position wichtig ist?

Kämme: Ich denke, es wird ein bisschen anders sein, aber nicht wesentlich. Und ich weiß nicht genau, wie sie die Menschen orientieren werden. Aber du bist alle im selben Ring. Abhängig davon, wie genau die Achse ausgerichtet ist, wird es einige Leute geben, die sich so gut wie nichts fühlen, denke ich, und andere, die ein bisschen mehr bekommen. Trotzdem ist es nicht der Unterschied, den Sie erleben würden, wenn Sie am Ende der Rakete wären.

Es muss gezielt für Menschen konzipiert werden. Und ich war neugierig, ob Sie sich Gedanken über die Art von Überlegungen gemacht haben, die aus technischer Sicht ins Spiel kommen. Gibt es zusätzliche Schritte, um die Fahrt und insbesondere den Turnaround überlebensfähiger oder vielleicht weniger stinkend zu machen?

Kämme: Es sind Raketen, also können Sie mit Dingen wie Schub und Schwung umgehen und all das entwerfen. Sie können die Dinge etwas langsamer angehen [than a cargo launch]Vielleicht schenken Sie der Vibration der Dinge mehr Aufmerksamkeit und gestalten mehr, wissen Sie, um die Umgebung angenehm zu gestalten.

Wir haben gezeigt, dass Sie dies mit dem menschlichen Weltraumflug tun können, der zuvor stattgefunden hat, und es wird unterschiedliche Standards für den menschlichen Raumflug geben, aber ja, Sie würden Ihrem Design unterschiedliche Belastungsgrenzen und verschiedene Arten von Kraftbegrenzungen auferlegen. Und Sie entwerfen, wie Sie all diese Motoren und alles anzünden. Also ja, Sie würden anders damit umgehen als wenn es nur Instrumentierung oder was auch immer wäre. Es ist eine Überlegung, die Sie machen würden, aber es ist nicht etwas Undenkbares.

Es ist sicherlich anders für Crew-Starts und Fracht-Starts, aber was ist mit Überschlag und Bauch im Vergleich zu vertikalem Start und Landung?

Kämme: Ähnlich wie wir darüber gesprochen haben, mussten sie darüber nachdenken, wo die Leute sein würden und wo das Fahrzeug abbiegen würde. Sie haben Grenzen, wie hart und schnell sie dieses Manöver ausführen können. Dies sind Überlegungen, die berücksichtigt werden müssen, wenn Sie die Lücke zwischen dem, was Sie in einem Flugzeug machen, und dem, was Sie mit einem Raumschiff machen, schließen.

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Sie müssten diese Dinge sicherlich im Auge behalten. Gleichzeitig denke ich, dass es eine Menge technischer Erfahrung gibt, was Menschen in Bezug auf Arten von Lasten und Kräften und Erfahrungen zwischen allem, was wir in der Raumfahrt getan haben, aber auch mit Flugzeugen, bewältigen können. . Es gibt also viel Wissen, das aus der Vergangenheit geerbt wurde.

ich würde sagen [SpaceX has] bestimmte Designeinschränkungen, aber offensichtlich müssen sie die Dinge immer noch so gestalten, dass sie es können [land successfully].

Ich möchte Sie nach den explosiven Nachwirkungen fragen, die wir gesehen haben, weil dies offensichtlich Probleme sind. Diese spiegeln nicht unbedingt die Erfahrung der Besatzung wider, außer der Tragödie. Gibt es jedoch ein Gleichgewicht zwischen dem Bau einer komfortablen Rakete und dem Bau einer Rakete mit guter Leistung?

Kämme: Es geht nur darum, die Messlatte in Ihrem Design höher zu legen. Das nimmt nichts von dem, was SpaceX tut. Sie sind alle Prototypen. Dieses Zeug passiert, wenn Sie Dinge zum ersten Mal tun.

Recht. Und sie explodieren und lernen viel.

Kämme: Ja, und dann lernst du eine Lektion und reparierst sie. Das Faszinierende an SpaceX ist, dass sie all diese Lektionen sehr öffentlich und mit umfangreichen Tests lernen. Und viele Orte tun das nicht. Sie können sehr schnell Lektionen lernen. Wir sehen, wie sich der Designprozess vor uns abspielt, was erstaunlich ist.

Aber ja, sie haben ihre Lektion gelernt und SpaceX hat gezeigt, dass sie nicht immer wieder dieselben Fehler machen. Sie werden eine Sache reparieren und vielleicht wird etwas anderes auftauchen, aber irgendwann werden sie alles herausfinden, was meiner Meinung nach hier passieren wird, weil sie dort gute Problemlöser haben.

Und sie waren das letzte Mal nah. Sie waren so nah.

Kämme: Ja in der Tat. Wir haben den Punkt “Kann das funktionieren?” Es geht nur darum, die Dinge zu optimieren, die Details zu optimieren, das Ventil richtig einzustellen oder den Reifen so zu machen, wie er sollte, oder sicherzustellen, dass das Bein nicht so ausfällt. Und das ist nur Technik. An diesem Punkt sollten die Dinge wirklich wiederholbar werden..

SpaceX lehnte einen Kommentar ab.

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