Artemis II - Orion (Integrity) auf SLS

“Dieser Planet ist unglaublich schön aus jeder Höhe…”

https://x.com/astro_reid/status/2042964898699972668?s=61&t=x9L1XvDUeMp-MtwlAU4EoQ

Hallo

Ich habe den Skip vielleicht nicht richtig verstanden.

So wie ich es verstehe dient der Skip zwei Zwecken:
1) geringere Belastung des Hitzeschild
2) Präzisierung der Anflugbahn

Nur zu 2)
Bei den Apollo Mondflügen konnte die NASA die Anflugbahn
nicht präzise genug messen. Wir haben ein Problem:
verbrennen oder Tschüss ins Weltall.

Aber Ingenieure finden immer eine gute Lösung. On Time - On Cost - On Quality.
Da kommt jetzt der Skip. Die Bahn der Kapsel muss korrigiert werden können.
Die Bahn der Kapsel beim Wiedereintritt ist eine Feuerkugel.
Mit Infrarot kann man das vom Boden aus gut vermessen.
Aber man konnte während des ersten Teil des Skip keinen Funkkontakt
herstellen (wegen Plasma).
Als die Kapsel aus dem Skip herauskam, wurden Korrekturparameter
hochgeladen für den 2ten Teil.

Und jetzt die Frage:
Gab es mit Orion Funkkontakt nach dem ersten Teil ?
Oder konnte der Funkkontakt erst nach dem 2ten Teil aufgebaut werden ?
Hat Orion nach dem ersten Skip Korrekturparameter bekommen ?
 
Matjes

Hallo,

siehe https://www.youtube.com/watch?v=10SgOfupEOE
und/oder https://www.lockheedmartin.com/en-us/news/features/2022/orion-skip-maneuver.html
oder https://www.nasa.gov/missions/orion-spacecraft-to-test-new-entry-technique-on-artemis-i-mission/

Darin wird erklärt dass:
durch den skip kann zwischen erstem und zweitem Eintritt Hitze  vom Hitzeschutzschild in den Weltraum dissipiert werden, beim zweiten Eintritt ist die Geschwindigkeit geringer und damit auch die Wärmelast.
Durh den skip kann der Landepunkt korrigiert werden (ich hab noch nicht ganz verstanden wie das geht, bzw. zu welchem Zeitpunkt korrekturen eingegeben werden. Anscheinend wird nur der erste Eintritt so gesteuert dass die gewünschte Weite für den skip zum 2. Eintritt erreicht wird.)

Skip Reentry wurde bei Artemis II nicht angewendet. Um die thermische Belastung des Hitzeschildes gleichmäßiger zu halten, wurde stattdessen ein etwas steilerer Eintrittswinkel gewählt, sodass das erste Abprallen an der Atmosphäre gerade vermieden wurde.

@Matjes

Die Korrekturen dürften nicht zwischen Skip und Eintritt erfolgen. Es dürfte eher so sein:

• Man kommt etwas ungenau vom Mond zurück, hat die genauen Parameter erst relativ spät und muss aber eine Landezone treffen, die ggf.  auch erst kurzfristig genau definiert wird, je nach Wetter. Wenn die Kapsel abgetrennt ist, kann man den ersten Anflug auch nicht mehr korrigieren.
• Man definiert und steuert dann den Skip so, dass man man über die Flugweite die Landezone beim Eintritt trifft.

Zwischen Skip und Eintritt sollte die Kapsel nur ballistisch/passiv unterwegs gewesen sein und ihre Lage im Raum steuern, aber nicht mehr die Bahn.

Skip Reentry wurde bei Artemis II nicht angewendet. Um die thermische Belastung des Hitzeschildes gleichmäßiger zu halten, wurde stattdessen ein etwas steilerer Eintrittswinkel gewählt, sodass das erste Abprallen an der Atmosphäre gerade vermieden wurde.

Nach meinem Wissen gab es einen Skip, oder habe ich das falsch in Erinnerung? Scott Manley hat es in seinem letzten Video über "die Sage des Hitzeschilds" auch gezeigt. Es gab Anpassungen gegenüber Artemis I: weniger hoch, weniger Abkühlung. Praktisch haben sie die Atmosphäre nicht verlassen, aber die Flugbahn ist wieder angestiegen.

Zitat von: ragger65 am Heute um 01:28:14

Skip Reentry wurde bei Artemis II nicht angewendet. Um die thermische Belastung des Hitzeschildes gleichmäßiger zu halten, wurde stattdessen ein etwas steilerer Eintrittswinkel gewählt, sodass das erste Abprallen an der Atmosphäre gerade vermieden wurde.

Nach meinem Wissen gab es einen Skip, oder habe ich das falsch in Erinnerung? Scott Manley hat es in seinem letzten Video über "die Sage des Hitzeschilds" auch gezeigt. Es gab Anpassungen gegenüber Artemis I: weniger hoch, weniger Abkühlung. Praktisch haben sie die Atmosphäre nicht verlassen, aber die Flugbahn ist wieder angestiegen.

Hier gibt's eine Grafik dazu:


(Quelle: https://mashable.com/article/artemis-ii-reentry-splashdown-explained)

Es stimmt schon, voll reingeplumpst sind sie nicht. Aber der leichte Anstieg der Flugbahn hat sich in den dichteren Schichten der Atmosphäre (ca. 60 km Höhe) abgespielt. Es gab also nicht wie beim klassischen Skip Reentry ein Abkühlen des Hitzeschildes im Fast-Vakuum. Die Idee dabei war, dem Hitzeschild den kritischen Temperaturzyklus heiß-kalt-heiß zu ersparen. Der Begriff "Lofted Reentry" wurde dafür verschiedentlich verwendet, das trifft es wohl ganz gut.

Werden diese 4 Astronauten [w+m] nochmals bei einer Mission dabei sein ? Dieses Team scheint ja SEHR gut harmoniert zu haben.

Gruß vom Rudolf

Guten Tag

Für mich ist diese Präzision des Wiedereintrittes und damit auch die Genauigkeit des erreichten Landepunktes sehr erstaunlich.
Die Atmosphäre hat ja keine konstante Beschaffenheit und Ausdehnung. Das wird sich doch alles auf die Flugbahn auswirken.
Wenn man also da von "oben" hereinkommt hat man Unsicherheiten. Trotzdem schafft man es die Flugbahn so hin zu bekommen, das die Bahn dieses "Lofted Reentry" geflogen und dann recht genau die Landezone erreicht wird. Phantastisch! Aber wie geht das?
Wird die Lage der Kapsel während des Eintritts nachgeregelt um diese Flugbahn zu halten?
Aber die wissen während sich Plasma um sie herum befindet eventuell auch nicht genau wie sie orientiert sind.
Für mich sind da so viele Fehlergrößen drin, das ich echt nicht verstehe wie das so gut funktioniert.
1. Da ziehe ich vor den Beteiligten Technikern den Hut! 2. Wie bringen die das hin?

Viele Grüße, James

An Rudof M.: Das war zu Apollo Zeiten nicht der Fall. Ich glaube auch zu Shuttle Zeiten nicht. Also gehe ich eher davon aus, das es auch hier nicht erfolgen wird.

Die Kapseln regeln ihre Anstellung. Wenn sie keine äußere Referenz haben, müssen sie das mit einem INS (Intertial Navigation System) machen, das passend kalibriert und initialisiert ist. Das INS misst die Beschleunigungen der Kapsel und integriert sie zu aktueller Geschwindigkeit und zurückgelegtem Weg. Das hat auch jedes größere Flugzeug an Bord.

Hallo

Schillrich hat Recht: Änderung der Anstellung.

Bei Apollo haben Sie es jedenfalls so gemacht.

Es gibt einen Schwerpunkt und einen Auftriebspunkt. Wenn beide hintereinander
liegen fliegt die Kapsel geradeaus. Wenn durch Massenverlagerung in der Kapsel
der Schwerpunkt verändert wird oder durch Steuertriebwerke die Lage der Kapsel
geändert wird hat es zur Folge, daß der Schwerpunkt und der Auftriebspunkt nicht
mehr hintereinander liegen. Dann kann die Bahn beliebig nach oben, unten, rechts
oder links geändert werden.

Matjes

@Matjes

Die Korrekturen dürften nicht zwischen Skip und Eintritt erfolgen. Es dürfte eher so sein:

• Man kommt etwas ungenau vom Mond zurück, hat die genauen Parameter erst relativ spät und muss aber eine Landezone treffen, die ggf.  auch erst kurzfristig genau definiert wird, je nach Wetter. Wenn die Kapsel abgetrennt ist, kann man den ersten Anflug auch nicht mehr korrigieren.
• Man definiert und steuert dann den Skip so, dass man man über die Flugweite die Landezone beim Eintritt trifft.

Zwischen Skip und Eintritt sollte die Kapsel nur ballistisch/passiv unterwegs gewesen sein und ihre Lage im Raum steuern, aber nicht mehr die Bahn.

Das ist auch der Grund für die etwas rustikale Abholung der Crew. Bei Artemis-I wurden mehrere amphibische Kriegsschiffe (Landungsboote) im vermuteten Landegebiet verteilt, die aber evtl. mehrere Stunden gebraucht hätten, bis sie die Kapsel erreicht und an Bord bekommen hätten. Das wollte man der Crew nicht zumuten und hat daher mehrere Hubschrauber so eingesetzt, dass sie die Kapsel in wenigen Minuten erreichen konnten.

Bei einer Landung aus einem Erdorbit kann man den Anflug wesentlich präziser steuern, so dass man das Schiff für die Bergung der Kapsel schon vorher sehr genau positionieren kann.

Zitat von: Schillrich am Heute um 08:48:01

Nach meinem Wissen gab es einen Skip, oder habe ich das falsch in Erinnerung? Scott Manley hat es in seinem letzten Video über "die Sage des Hitzeschilds" auch gezeigt. Es gab Anpassungen gegenüber Artemis I: weniger hoch, weniger Abkühlung. Praktisch haben sie die Atmosphäre nicht verlassen, aber die Flugbahn ist wieder angestiegen.

Es stimmt schon, voll reingeplumpst sind sie nicht. Aber der leichte Anstieg der Flugbahn hat sich in den dichteren Schichten der Atmosphäre (ca. 60 km Höhe) abgespielt. Es gab also nicht wie beim klassischen Skip Reentry ein Abkühlen des Hitzeschildes im Fast-Vakuum.

Ist das nicht nur ein scheinbarer Anstieg?
Die Höhe wird über Grund gemessen, die Kapsel kommt in der Höhe immer noch mit recht hoher Geschwindigkeit rein, und legt dadurch eine nicht zu vernachlässigende Strecke zurück. Durch die Kugelform der Erde "biegt" sich die Oberfläche nach unten weg, während die Kapsel geradeaus fliegt. Erst wenn die Kapsel weit genug abgebremst ist, dass sie weniger vorwärts Strecke zurücklegt, als durch die Rundung der Erdoberfläche nach unten "wegfällt" sinkt sie relativ zur Erdoberfläche.

Zitat von: ragger65 am Heute um 01:28:14

Skip Reentry wurde bei Artemis II nicht angewendet. Um die thermische Belastung des Hitzeschildes gleichmäßiger zu halten, wurde stattdessen ein etwas steilerer Eintrittswinkel gewählt, sodass das erste Abprallen an der Atmosphäre gerade vermieden wurde.

Nach meinem Wissen gab es einen Skip, oder habe ich das falsch in Erinnerung? Scott Manley hat es in seinem letzten Video über "die Sage des Hitzeschilds" auch gezeigt. Es gab Anpassungen gegenüber Artemis I: weniger hoch, weniger Abkühlung. Praktisch haben sie die Atmosphäre nicht verlassen, aber die Flugbahn ist wieder angestiegen.

Was sorgt für das wieder ansteigen der Flugbahn? Die Kapsel hat ja weder ausreichend Delta-V noch werden es in dieser Höhe aerodynamische Effekte sein oder? Ist die Flugbahn einfach so gewählt, dass sie nur kurz die Atmosphäre streift und dann wieder austritt? Also dass die Bahn (bis auf die Abbremsung) eigentlich gar nicht geändert wird und es nur im Bezug zur Erde so aussieht als würde sie angehoben?

Zitat von: ragger65 am Heute um 09:15:45

Zitat von: Schillrich am Heute um 08:48:01

Nach meinem Wissen gab es einen Skip, oder habe ich das falsch in Erinnerung? Scott Manley hat es in seinem letzten Video über "die Sage des Hitzeschilds" auch gezeigt. Es gab Anpassungen gegenüber Artemis I: weniger hoch, weniger Abkühlung. Praktisch haben sie die Atmosphäre nicht verlassen, aber die Flugbahn ist wieder angestiegen.

Es stimmt schon, voll reingeplumpst sind sie nicht. Aber der leichte Anstieg der Flugbahn hat sich in den dichteren Schichten der Atmosphäre (ca. 60 km Höhe) abgespielt. Es gab also nicht wie beim klassischen Skip Reentry ein Abkühlen des Hitzeschildes im Fast-Vakuum.

Ist das nicht nur ein scheinbarer Anstieg?
...

Es ist ein Anstieg, nicht scheinbar . Aber du meinst wahrscheinlich, ob er durch dynamischen Auftrieb oder durch reine Kinematik der Trajektorie geometrisch bedingt ist.

...

Was sorgt für das wieder ansteigen der Flugbahn? Die Kapsel hat ja weder ausreichend Delta-V noch werden es in dieser Höhe aerodynamische Effekte sein oder? Ist die Flugbahn einfach so gewählt, dass sie nur kurz die Atmosphäre streift und dann wieder austritt? Also dass die Bahn (bis auf die Abbremsung) eigentlich gar nicht geändert wird und es nur im Bezug zur Erde so aussieht als würde sie angehoben?

Die Bahn ändert sich. Die Kapsel fliegt "angestellt" durch die Atmosphäre und verspürt einen Auftrieb (eine aerodynamische Kraft). Durch Rollen können sie sogar leicht nach links und rechts steuern (war bei Apollo zumindest so). Sie steuern/kontrollieren aber v.a. die Stärke der Bremsung im ersten Eintauchen, und darüber wie weit der Hüpfer danach geht.

Auch die Einstellung des Anstellwinkels ist recht interessant. Der wird durch den Massenschwerpunkt bestimmt. D.h. das eine Änderung des Anstellwinkels, welche durch Triebwerksfeuern erzeugt wurde nur von kurzer Dauer ist, da das System in seine Ruhelage zurückkehrt. D.h. zur Bahnregulierung müssen dann die kurzfristigen Änderungen des Anstellwinkels ausreichen, oder stellt sich ein neues Gleichgewicht zwischen (wie weiter oben erwähnt) Auftriebspunkt und Angriffspunkt des Schwerkraftvektors ein? Vermute aber eine Rückkehr in die Ausgangslage sonst wäre das System eher unstabil.

Edit: ich ergänze das selber noch mal. Es müssen die kurzfristigen Änderungen reichen. Das System kehrt auf alle Fälle in die Ausgangslage zurück. Denn der Trebwerkseinfluß ist auch nur eine Störung, Und das System muß sich  nach einer Störung wieder selber ausrichten.

Sie können durch Rollen den Schwerpunkt auslenken (zur Seite und "nach oben"). Dadurch ergibt sich im geometrischen Zusammenspiel mit dem Angriffspunkt für den Auftrieb dann die Möglichkeit die Kapsel "zu kippen" und die Anstellung zur Strömung zu kontrollieren.