Wiederverwendbarkeit und Landefähigkeit der Falcon-Familie

Also ich glaube nicht, dass man sich in über 90km Höhe bei Drücken von unter 1 mbar Gedanken über Böen und Luftströmungen machen muss.... Da sind für den Rückflug korrekte Ausrichtung und schließlich Masse und Geschwindigkeit ausschlaggebend.
Wieso hält man eigentlich außerdem in allen Diskussionsforen so vehement an diesen Gridfins fest?? Die wurden genau einmal bei nicht hohen Geschwindigkeiten getestet und waren beim nächsten Test schon nicht mehr dran. Nichts ist uns über die Ergebnisse bekannt.

Woher weißt du, daß sie nicht mehr dran waren? Es gibt noch kein Video vom letzten erfolgreichen Flug. Die Grid Fins sind von Besuchern der Gegend regelmäßig gesehen worden.

Für den Rückflug können sie in meinen Augen aus oben genanntem Grund nur wenig Bedeutung haben und für eine Funktion als Stabilisatoren beim schnellen Sinkflug/Wiedereintritt besitzt man noch keinerlei Erfahrungswerte. Möglich dass sie tatsächlich am Ende eingesetzt werden, aber es klingt häufig wie "ohne die geht's nicht für eine präzise Landung". Wieso sollte man ohne Gridfins auf einer Barke landen können, aber nicht auf einem Pad an Land?

OK, es gibt noch keine endgültigen Kenntnisse, ob sie verwendet werden. Wir werden mehr wissen, wenn wir dev.2 in Neu Mexiko sehen.

Aber wie kommst du darauf, daß sie bei der Landung auf einer Barke nicht eingesetzt werden?

Also das Delta-V für den Rückflug - nur unter Berücksichtigung der Gravitation zu berechnen - ist doch wirklich nicht so schwer. Das ist ein Variationsproblem mit den zwei Randbedingungen Ort 1 und Ort 2. Dann die Rückflugweg so optimieren, dass der Delta-V-Bedarf minimal wird und gleichzeitig dem Gravitationsgesetz gehorchen. Es gibt da jede Menge ähnliche historische Probleme, z.B. die Brachistochrone oder die Tautochrone. Ich bin sicher, es gibt Leute in in Amerika, die die Mathematik von 1697 (in diesem Jahr hat Bernoulli das Brachistochronenproblem gelöst) beherschen. Wenn man dann noch die gigantische numerische Rechenpower berücksichtigt, die heute zur Verfügung steht, wird das zum Kinderspiel für einen Mann oder Frau vom Fach.

Wind und Wettereinflüsse müssen aufgrund ihrer dynamischen Natur eh später noch on the fly korrigiert werden wie bei einer modernen Bombe. Hier sehen wir die Mutter aller Bomben (Mother of all Bombs - MOAB) mit Gridfins, genau dieselbe Art von Fins, die auch die Falcon hat:



Hier sehen wir die MOAB kurz vorm Einschlag. Anstatt des Sprengkopfes denkt man sich jetzt ein Triebwerk unten hin, dass die Geschwindigkeit rechtzeitig auf Null reduziert, ist doch alles nicht so schwer vorzustellen. Ich verstehe das hier alles gar nicht..


Alles Probleme, die schon vor langer Zeit gelöst wurden.

Guter Punkt, das habe ich aus der Erinnerung heraus gesagt. Hoppla, hat mich diese da so im Stich gelassen?
Habe mal etwas im Thread nachgeschmökert und diesen Post als Erklärung für meine verklärte Erinnerung gefunden:

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=10338.msg295424#msg295424

Das Video danach haben wir ja nicht gesehen, somit magst du recht haben oder auch nicht. Wir wissen eben am Ende tatsächlich nicht, ob die noch dran waren.

Die Vermutung, dass die Barke ohne Grid Fins angeflogen wird, liegt natürlich ebenso im Reich der Spekulation, wie andersherum. Es wurde nur noch nie eine normale Mission damit geflogen und es gibt aktuell auch keine anderslautenden Infos, was natürlich wenig heißen muss.

Es bedarf jetzt auch nicht eines rüstungstechnischen Beweises, dass die Gridfins funktionieren und schon anderenorts erprobt sind. Ist mir alles bekannt, zumal diese dort einen erheblichen Beitrag zur Stabilisierung und Präzision haben. Nichts davon habe ich in Frage gestellt, nur dass das Fehlen eben dieser ein Showstopper für eine (präzise) Padlandung ist.

Es bedarf jetzt auch nicht eines rüstungstechnischen Beweises, dass die Gridfins funktionieren und schon anderenorts erprobt sind. Ist mir alles bekannt, zumal diese dort einen erheblichen Beitrag zur Stabilisierung und Präzision haben. Nichts davon habe ich in Frage gestellt, nur dass das Fehlen eben dieser ein Showstopper für eine (präzise) Padlandung ist.

Wir sind uns doch einig, wir wissen es nicht genau. Daß ich die Verwendung von Grid Fins für wahrscheinlich halte, ist nicht durch Kenntnisse der Absichten von SpaceX gestützt. Wenn sie die benötigte Präzision alleine mit den Kaltgas-Steuerdüsen hinkriegen, wäre das auch gut und vielleicht in den Grenzen der Kapazität sicherer.

 
Vielleicht liegt's auch einfach daran, dass mir die Dinger aufgrund des Rüstungshintergrunds nicht gefallen und ich esv einfach am liebsten sehen würde, wie sie es ohne schaffen.

Das Landepad für Falcon 9R dev.2 in Neu-Mexiko in Google maps.

https://www.google.com/maps/place/32%C2%B056%2747.8%22N+106%C2%B054%2737.6%22W/@32.9467627,-106.9109596,249m/data=!3m1!1e3!4m2!3m1!1s0x0:0x0

Weil mal das Gerücht aufkam, sie landen auf einer Barke / Ponton / Leichter etc. Geht das rechtlich überhaupt?
So weit ich mich erinnere hatte Blue Origin ein Patent darauf und der letzte Stand war, dass SpaceX dieses Anfechtet. Damit wäre wohl so eine Lösung in naher Zukunft erstmal ausgeschlossen, außer SpaceX zahl Gebühren dafür. Was ich mir nicht vorstellen kann

Weil mal das Gerücht aufkam, sie landen auf einer Barke / Ponton / Leichter etc. Geht das rechtlich überhaupt?
So weit ich mich erinnere hatte Blue Origin ein Patent darauf und der letzte Stand war, dass SpaceX dieses Anfechtet. Damit wäre wohl so eine Lösung in naher Zukunft erstmal ausgeschlossen, außer SpaceX zahl Gebühren dafür. Was ich mir nicht vorstellen kann

Da gibt es viele Meinungen. Ich würde mich nicht festlegen. Daß das Patent die Klage übersteht, scheint unwahrscheinlich. Es ist einfach zu absurd. Aber welche Auswirkungen es jetzt hat und wie lange so ein Prozess dauert, keine Ahnung.

Geht das rechtlich überhaupt?

Ein Patentinhaber hat nicht das Recht, die private Nutzung der patentierten Erfindung zu unterbinden, sondern nur die kommerzielle Nutzung!

SpaceX möchte auf der Barke jedoch nur zu Demonstrationszwecken landen und setzt die "Technologie" somit nicht gewerblich ein. Geld verlangen sie von ihren Kunden ja nur im Rahmen der normalen Starttätigkeit, also ganz ohne Wiederverwendbarkeitsrabatt. Ich vermute auch, dass die Rakete und somit die erste Stufe rechtlich laut Vertrag immer noch SpaceX gehört.
Eine Landung wäre also aktuell ein rein privates (wenngleich recht öffentliches) Entwicklungsunterfangen.
Die Anfechtung des Patents bezieht sich imho vielmehr auf eine eventuelle Nutzbarkeit für spätere Seelandungen für die Falcon Heavy Cores und erst wenn SpaceX dann die Wiederverwendbarkeit tatsächlich auch in ihre gewerblichen Tätigkeiten miteinbezieht, d.h. damit Geld verdient....erst dann käme es zu einer Patentverletzung.

Dann nützt eine erfolgreiche Demonstration gar nichts, solange SpaceX nicht die Patentlizenz für die spätere Nutzung erhält.

Ich würde mich sehr wundern wenn sie mit dem Paten nicht eh Schiffbruch erleiden würden, eine Nutzung eines schwimmenden Körpers zur Landung wird ja eh schon lange gemacht und ist beileibe nichts patent würdiges.
Das ist eher eine Idee und keine Entwicklung. Für mich hört sich das nach einer Patenttroll Geschichte an.

Sie wollen doch aber später im kommerziellen Einsatz (also wenn Rabatte an Kunden weitergegeben werden) an Land landen und da greift das Patent bekanntlich nicht. Bis die Wiederverwendbarkeit von Falcon Heavies relevant wird, haben genügend Patentanwälte Zeit selbst ein langwieriges Verfahren zu bestreiten.

Nur mal dumm gefragt, gibt es dieses Patent schon oder wurde es bisher nur eingereicht?

Würde mich echt mal interessieren.

Es wurde vor kurzem erteilt. Danach hat SpaceX gegen das Patent eingereicht, die zur Zeit verhandelt wird. SpaceX hat eine Reihe von Gründen für ihre Klage eingereicht, die praktisch jeden einzelnen Punkt des Patents als unbegründet darstellt. Der Patentinhaber hat 3 Monate Zeit, dazu Stellung zu nehmen.

Dann nützt eine erfolgreiche Demonstration gar nichts, solange SpaceX nicht die Patentlizenz für die spätere Nutzung erhält.

Doch, sie hat einen Nutzen. Es geht im Augenblick mehr darum, die Genauigkeit der Zielsteuerung zu demonstrieren, um die Genehmigung für die angestrebten Landlandungen zu bekommen.

Landung auf Barken wird eher mittelfristig interessant, hauptsächlich wie schon von Doc Hoschi gesagt, für die zentrale Stufe der Heavy. Sie ist natürlich auch für Falcon Erststufen nutzbar.

Übrigens würde das Patent auch keine Landung auf einer Plattform abdecken oder auf einer Barke mit Beinen, die eine stabile Unterlage für die Landung bieten. Das wäre eine der Optionen. Dafür müßten sie aber gar nicht klagen.

Ich würde mich riesig freuen wenn sich hier die Rechtslage ändern würde.
Ein Dumpfbackenpatent zu erteilen, ist fast schon sowas wie die Begünstigung einer kriminellen Handlung und das ist dann ein Straftatbestand.

Rechtslage? *Schrill kicher*
Es geht in größeren Bereichen immer um "ich kann Dich stören oder kaputtmachen".

@SpaceX COO next Falcon9R shall be delivered within 2 months for testing and the sent to New Mexico to fly #WSBW2014 pic.twitter.com/aj8Tl14yzR

https://twitter.com/maximeputeaux/status/509365783664005120

Also die nächste F9R soll bereits in 2 Monaten fertig sein, das wäre dann Mitte November ca. Ein erster Flug noch vor Weihnachten scheint möglich.  Ich freue mich bereits auf die Tests in NewMexico, das wir superspannend! Wer kann sich nicht an die Bilder aus 2001 und anderen Filmen erinnern. Wenn die F9R aus 100km Höhe wieder zur senkrechten Landung ansetzt, das werden Bilder zum dahinschmelzen sein (für den SpaceX-Fan)!

Gibt es denn bereits Informationen, ob und ab wann noch einmal parallele Arbeiten in McGregor mit der Dev-1 Variante stattfinden werden?

Aussage von Musk Ende April:

“We’re going to keep doing tests at McGregor with the F9-R Dev 1 and F9-R Dev 2 will be at Spaceport America. Anything we can test at a relatively low altitude – below around 10,000 feet – will continue to be tested at McGregor,”

Quelle: http://www.nasaspaceflight.com/2014/04/rockets-return-home-spacex-pushing-boundaries/

Meinst du das Personal in McGregor? Das F9R Personal wird sicher nach New Mexico verlegt oder die Leute arbeiten jetzt an anderen Sachen.

Ich glaube nicht, dass es nochmal eine F9R-Dev1 geben wird, sicher macht man jetzt alles mit der 2er Variante. Vieles wurde ja auch schon in McGregor getestet und die anspruchsvollen Tests gehen nur noch in New Mexico. Sichere Informationen habe ich auch nicht. Shotwell erwähnt nur eine weitere F9R.

Sorry, hatte bereits vor deiner Antwort den Satz zum Personal wieder gelöscht.
Naja, was immer auch kommen mag, die Tests in New Mexico dürften tatsächlich noch (!) mehr Nervenkitzel versprechen.

Bei der F9R Regelungstechnik werden offenbar auch neueste Forschungsergebnisse vom MIT verwendet. Hier die Webseite von Lars Blackmore am MIT, der sich mit Regelung beschäftigt:
http://web.mit.edu/larsb/www/stochasticcontrol.htm

Er ist Entry, Descent und Landing Teamleiter bei SpaceX laut seinem Twitter: https://twitter.com/larsblackmore

Forschungsschwerpunkt auf autonome und robuste Regelung. Ich bin kein GNC-Mensch aber rein optisch merkt man schon, dass hier in seine Paper eine Menge Arbeit geflossen ist.

Übrigens soll laut NSF bei SpaceX der Schwerpunkt allgemein so liegen, dass die Rakete mehr können soll und die Bodeninfrastruktur reduziert werden soll. Dazu gehören z.B. der Rückflug der Erststufe, ein autonomes FTS (die Rakete merkt selbst, wenn sie vom Kurs abgekommen ist und sprengt sich) und damit eine Reduzierung der Radarstationen und natürlich allgemein ein einfacheres Processing. Das stellt natürlich höhere Anforderungen an die GNC-Software.

Das Ziel ist ganz klar eine Flugzeug-ähnliche Operation.

Übrigens soll laut NSF bei SpaceX der Schwerpunkt allgemein so liegen, dass die Rakete mehr können soll und die Bodeninfrastruktur reduziert werden soll. Dazu gehören z.B. der Rückflug der Erststufe, ein autonomes FTS (die Rakete merkt selbst, wenn sie vom Kurs abgekommen ist und sprengt sich) und damit eine Reduzierung der Radarstationen und natürlich allgemein ein einfacheres Processing. Das stellt natürlich höhere Anforderungen an die GNC-Software.

Das Ziel ist ganz klar eine Flugzeug-ähnliche Operation.

...Was Sinn macht und vielleicht als allgemeine Entwicklung in der Raketentechnik einige Jahrzehnte überfällig ist. Dass so viel "am Boden" gemacht wird ist eine historisch gewachsene Situation. In den 60ern passte die Technik schlicht und einfach nicht in die Rakete bzw. das Raumschiff.* Später auf dem Weg zum Mars wird ein Raumschiff ebenfalls autonom agieren und reagieren müssen. Funktionen oder die Überwachung an Mission Control auslagern geht bei einigen Minuten (bis zu 20 Min für Kommunikation in eine Richtung) nicht. Raumsonden können das bereits aus den genannten Gründen zumindest teilweise.

*Dazu kommt, dass man nur Technik fliegen lassen wollte die unverzichtbar an Bord ist. Technik am Boden kann ja  -anders als die Rakete - mehrfach verwendet werden.

Für die kommende Raketenentwicklung wird es heißen, dass Raketen zukünftig stärker mit Technik vollgestopft sind. Raketen werden nicht mehr - salopp gesagt - ein Tank mit Triebwerken und bisschen Elektronik sein. Auch in ihrer technischen Komplexität als Flüggerät "wie es dasteht" werden sich die Raketen den Flugzeugen annähern.

Kann man, sollte man das so direkt mit dem Flugzeug vergleichen? Soooviel Autonomie seh ich auch nicht im Flugzeug. Viele viele kleine hilfreiche Sachen , ok. Aber da gibts Korridore und ihre Überwachung, Piloten, Personal in den Towers etc etc. Und von der absoluten Bevormundung durch die Software/Sensorik ist man ja wieder etwas abgerückt.
Eine Rakete zu "stark eingeschränkt kommunikativen" Punkten (Mars und weiter) muß doch schon informationstheoretisch ganz anders durchdrungen werden oder ? Und dazu kommen dann noch psychologische Erwägungen, denk ich.

Bei einer MCT mit 100 Menschen an Board, eher nicht so schlimm.

Mal eine Frage:
Wenn man bei den kommmenden Flügen es tatsächlich schaffen sollte, eine Erststufe auf einer Barke zu landen und die Erststufe dann heile an Land zu bringen, wäre das dann nicht der bestmöglichste Testartikel? Immerhin könnte man dann das Verhalten anhand einer vollwertigen Erststufe untersuchen und die redundant eingebaute Flughardware bzw. -software wäre sicherlich auch von Vorteil, wie sich gezeigt hat. Und so nebenbei könnte man mal schauen, wie lange man eine Erststufe betreiben kann, bis sie den Geist aufgibt. Plus, man würde sich die Kosten für den Bau eines neuen Testartikels sparen, könnte Erfahrungen sammeln, was das Wiederaufbereiten der Erststufe anbelangt und man könnte anhand der Erfahrungen mit den Erststufentests und der Wiederaufbereitung anfangen, realistisch zu kalkulieren, was denn ein Flug mit einer wiederverwendbaren Erststufe kosten könnte, wenn es wirtschaftlich sein soll.