Nexø I von Copenhagen Suborbitals

Was dort blubbert ist der verdampfende LOX.

Das meinte ich doch mit "Sauerstoff übrig?"

Und was würde soviel Styropor in der Spitze machen? Ich denke, ein Test sollte immer real annähernd sein? Ein Sauerstoff tank ist doch da oben nicht ?

Abgesehen vom frustrierenden Stream war der Start doch zu (na sagen wir mal) 90% erfolgreich. Warum es kurz vor Erreichen des MECO ein "Ereignis" gab wird man in den nächsten Tagen herausfinden. Das gesamte Material ist geborgen worden, was man nach einem vergleichbaren Absturz nicht unbedingt erwarten konnte.

Also erstmal einen herzlichen Glückwunsch an die Copenhagen Suborbitals.

Robert

Ja ich denk auch - der Start sah gut aus (allerhand Startschub ! ) und sie haben die Stufe. Das hilft Ursachen finden.
Mal schaun, wie die Strahlruder aussehn .....

Die Spitze war sogar noch gefüllt.
Leider hat sich der Fallschirm nicht entfaltet.
Sie haben glaube ich auch keine Telemetriedaten empfangen.  :'(
Mit der Rauchspur gegen Ende des Fluges hat aber ein wenig nach einem bestimmten SpaceX Start ausgesehen... 

Aber trotzdem Glückwunsch, dass der Start und die erste Flugphase so gut funktioniert haben! 

Was auch auffällt, ist das die Steuerung gut funktioniert hat.
Die Rakete ist sehr nah von ihrem Startplatz heruntergekommen.

Der Stream von der Rückfahrt (auf dänisch) läuft weiterhin. Aber es gibt für die Crew immer noch kein Bier!

Robert

Der Platz, an dem sie ihre Brote schmieren ist genau der Punkt, wo eben noch eine Rakete gestartet ist. Ist vielleicht schön warm da, aber sicherlich vom Arbeitsschutz nicht freigegeben.

Nun ist auch der Stream von Bord der Sputnik zu Ende.

Insgesamt doch erfolgreich und mit vielen Infos für die Nexø II.

Photo: Carsten Olsen

Nach der Bergung:

Beide Bilder von Facebook

Im Blog auf Ing.dk wird schon einiges spekuliert.
Da bei Nexø I das BPM5 Triebwerk mit sog. Pressure blow down betrieben wird, ändert sich während des Burns ständig das Mischungsverhältnis. Die zusätzliche Beschleunigung kann natürlich bei den statischen Testläufen nicht simuliert werden, der genaue Ablauf ist also nicht getestet. Es kann also nicht ausgeschlossen werden, dass sich das Triebwerk selbst "ausgeblasen" hat.
Ein plötzlicher Druchabfall durch ein Leck ist aber genauso möglich. Im Stream sieht man jedenfalls eine weiße Wolke, die auf unverbrannten Treibstoff deutet und keine Explosion.

Aber CS selbst meldet, dass noch nicht einmal alle Videos gesichtet wurden oder es eine Nachbesprechung aller gegeben hat.

Ich meine im Kommentar vom Stream übrigens gehört zu haben, dass alle freien Räume in der Rakete extra mit Styropor gefüllt wurden, um den Auftrieb zu erhöhen.

Da der Abzug des gesamten Materials sicher dauert, werden wir uns wohl auch gedulden müssen, bis es eine Antwort gibt. Hoffentlich in einem guten Video mit etwas besseren Bildern als beim Livestream. Aber sicherlich nicht so spannend 

Von mir ein dickes Lob an Copenhagen Suborbitals! Ihr hab ein LiveStream über mehrere Stunden von der Ostsee von mehreren Schiffen gesendet.

Glückwunsch von mir für den erfolgreichen Start und die erfolgreichen ersten Flugsekunden (Fast eine Minute). Das haben schon viele andere versemmelt.

Und ein letztes Glückwunsch zum erfolgreichen Bergen der Rakete. Das haben schon viele andere vermasselt und dann mit der Rakete viele wichtige Daten verloren. Ihr habt es Geschafft!

Das scheinbar irgend etwas kaputt gegangen ist, sollte kein großes Problem sein. PR-Technisch ist es natürlich nicht optimal, aber von der Technik her war es hoffentlich nur ein einzelnes, identifizierbares und behebbares Problem.

Macht weiter so, ich werde den nächsten Start (oder anderen LiveStream) von Euch auf jeden Fall mit Begeisterung schauen!

Ich hab mir das Video nochmal angeschaut, offensichtlich haben sie doch ein wesentliches Teil nicht bergen können, und das ist der untere Teil der Spitze, in dem die Elektronik, also Telemetrie, die Datenspeicherung und weitere Kameras installiert sind. Was sie rausgefischt haben ist nur das obere Compartment in dem die Schirme untergebracht sind.

Dafür haben sie aber jede Menge Videos erzeugt, die in den nächsten Tagen/Wochen veröffentlicht werden sollen. Ich vermute mal, Vostok ist mit der verladenen Rakete auf dem Weg nach Kopenhagen, allerdings müssen die Mitarbeiter erstmal ihrem "bezahlten Nebenjob" -wie sie es nennen- nachgehen und werden eine erste Aufarbeitung am nächsten Wochenende vornehmen.

Robert

CS hat eine erste offizielle Vermutung über den Grund des Nexø I-Versagens formuliert:

http://copenhagensuborbitals.com/preliminary-impressions-nexo-flight-event/

Demnach ist vor dem Start zuviel LOX eingefüllt worden.

Zur Erinnerung (s. ab Post #78!):

Die Waage, auf der die Rakete vor dem Start steht, zeigte nach dem Abschluss des Betankens unerwartet zu wenig LOX an (ca. 10 kg). Es wurde dann entschieden "noch schnell" 10 kg nachzufüllen. Dadurch war allerdings das Druckgaspolster im LOX viel kleiner als vorgesehen, was dazu führte, dass der Sauerstoffanteil wegen des stark abfallenden Drucks zu niedrig wurde und deshalb die Verbrennung stoppte.

Dazu kamen mehrere Sensor- und Softwareprobleme, die verhinderten, dass die Spitze abgesprengt wurde als der Schub aufhörte.

Das ist einfach das Problem mit dieser fleutigen* Waagekostruktion und einem LOX-Schlauch, der bei niedrigen Temperaturen so hart wird, dass er selber Kräfte auf die Waage überträgt.

Aber hohen Respekt, dass CS das Problem so schnell aufarbeitet und kommuniziert.

Robert

*fleutig: flatterig, instabil, nicht den Anforderungen entsprechend (aus meiner nordfriesischen Heimat)

Eine Waage, um den Füllstand zu messen - ich wollt es erst nicht glauben !
Es gibt Tanksensoren auf optischer (Brechungsindex)Basis, die einfach alles überstehen. Und wenn man da 2 oder drei in Kompensation betreibt mit einigen kurzen Pausen beim Befüllen....
Was solls - die Jungs lernen halt dazu...

Ich hab jetzt ein Video gefunden, wo diese Waage im Bild ist:



dort bspw. nach ca. 4:00 min und ca. 7:00 min.

Irgendwo war auch mal zu sehen, wie sich der Schlauch verhält, nachdem LOX durchgeflossen war, der steht wie ein Gartenschlauch, in dem das Wasser gefroren ist, knallhart.

Im Endeffekt (wenn es sich dann bestätigt) eine Fehlentscheidung, die unter Zeitdruck (die Starterlaubnis für das NATO-Schießgebiet war zu der Zeit bereits abgelaufen) und durch ein falsch anzeigendes Messgerät ausgelöst wurde. Dazu kamen Fehler in der Software, die durch kurzfristige Eingriffe entstanden und nicht ausgetestet wurden.

Das sind alles Probleme, die jeder "professionelle" Raketenbetreiber auch schon gemacht hat.

Daher: CS ist auf einem guten Weg, die Hardware hat -so wie es aussieht- einwandfrei funktioniert.

Robert

Hier ist noch ein Video von der "Startwaage" ab ca. 3:30 min.

Teaser für längeres Video zum Start:


Das Ding macht ganz schön Krach, auch beim runterkommen

Es wundert mich, warum Nexø I nach dem Triebwerksversagen so plötzlich ihren ganzen Speed verloren hat und runtergefallen ist. Sie hätte doch auch ohne Antrieb durch den Schwung erst mal weiter aufsteigen müssen. Da muss doch etwas mehr passiert sein???

Ich glaube, die Rakete ist noch weiter aufgestiegen nach dem Triebwerksversagen. Die Frage ist, ab wann hat Schub gefehlt.

Meine Vermutung der Ablauffolge:
- Es war zu viel Sauerstoff im Tank und zu wenig Druckluft (?) um den Tank unter Druck zu halten
- Somit war irgendwann der Druck zu niedrig, ab jetzt stimmt das Mischungsverhältnis nicht mehr, der Schub geht stark zurück
- Der Druck sinkt weiter, der Mischungsverhältnis wird immer schlechter, der Schub lässt nahezu nach
- Der Druck sinkt noch weiter, das Mischungsverhältnis wird so schlecht, daß das Triebwerk aus geht.
- Ab jetzt sieht man das LOX als Dampfwolke austreten, der Schub fehlt jedoch schon länger
- Ab jetzt hat die Kamera die Rakete wieder eingefangen
- Die Rakete hat keinen Schub mehr und somit kann die Lageregelung nicht mehr arbeiten
- Die Rakete dreht sich, der Windwiderstand nimmt stark zu
- Die Geschwindigkeit sinkt auf 0, die Rakete fällt wieder zu Boden.

Ich glaube, daß das Triebwerk mit schlechtem Mischungsverhältnis noch einige Zeit gefeuert hat. Nur halt mit wenig/kaum Schub. Somit täuscht es, daß die Rakete sehr schnell wieder runter gekommen ist. Leider war die Telemetrie nicht im Bild zu sehen, da sie wohl ausgefallen war. Sonst könnte man die Daten auswerten.

Moin Hugo,

du hast es im Wesentlichen zusammengefasst (ersetze "Druckluft" durch Helium).

Ein Knackpunkt ist, dass bei der momentanen Konstellation (wird bei Nexø-2 geändert) ein Brennschluss nicht klar erkennbar ist, weil solange Treibstoff und LOX nachfließen, bis eins von beiden "alle" ist. Der Beschleunigungssensor, der einen Brennschluss signalisieren und nach einer eingestellten Zeit den Ballute aktivieren sollte, wurde daher vor dem Start abgeschaltet, um zu vermeiden, dass noch während des Aufstiegs die Schirme öffnen, weil die Beschleunigung nahe Null ist, obwohl das Triebwerk noch arbeitet.

Stattdessen wurde der Wert eines Drucksensors der Brennkammer ("Druck ist weg, jetzt gehts nach einer einstellbaren Zeit wieder nach unten") verwendet. Dieser Messwert war allerdings während der Beschleunigungsphase so früh zu niedrig, dass er als Sensorfehler interpretiert wurde. Das Programm hat dann auf auf einen Standardablauf geschaltet und ging (bis zum Splashdown) davon aus, dass die Rakete immer noch im Steigflug war. Eine barometrische Auslösung der Schirme hätte hier geholfen.

Die Kamera, die den Aufstieg live verfolgt hat, war auf dem Antennenträger montiert, der den Kontakt zur Rakete hatte, daher war Nexø-1 meistens "in der Nähe" des Live-Bildes zu sehen.

Fehler sind zum Lernen da.

Robert

Zumindest teilweise wurde auch Telemetrie empfangen. Die Geschwindigkeit während des Ausstiegs erreichte nur maximal 83 m/s. Nicht wirklich schnell. Zeigt aber wir hervorragend die Steuerung arbeitet.
Es wurde wohl auch versucht einen manuellen Befehl zum Öffnen des Fallschirms zu senden, was aber aus noch unbekannten Gründen nicht ausgeführt wurde.

Wie im von Makemake verlinkten "teaser"  (#113) bei etwa 1:55 zu hören ist:

"we are loosing power"

Und nach der Warnung "we have a sea fall" schlägt das Teil ins Wasser und springt nach etwa 12(!) Sekunden wieder von der Oberfläche hoch (Frage wie tief ist es dazwischen abgetaucht?).

Und die nachfolgende Bergungsaktion, gefilmt vom "Blue Rib", (dem ersten Schlauchboot vor Ort) ist einfach geil inszeniert  .

Die offiziellen Videozusammenschnitte des Starts werden sicherlich interessant.

Robert

Die Frage ist, ob mit Power der Schub gemeint ist oder die Versorgungsspannung.

Die Frage ist, ob mit Power der Schub gemeint ist oder die Versorgungsspannung.

So wie sich die Rakete zu diesem Zeitpunkt geweigert hat weiter zu steigen, denke ich er meint eindeutig den Schub.

CS hat einen weiteren Artikel über den Start veröffentlicht (englisch):

http://copenhagensuborbitals.com/nexo-1-guidance-navigation-control/

Als eine Hauptursache für das Versagen des Antriebs nach etwa 22 sec. wird die zu starke Erwärmung des LOX während der langen Standzeit vor dem Start angegeben, bedingt durch den Nachtank-Vorgang und Schiffe, die sich nicht an die Sperrgebietsregeln gehalten haben.

Da das LOX-Abblasventil nicht korrekt funktionierte, entstand im Tank ein Druck von ca. 10 bar, der sowohl das Befüllen des Tanks mit Helium als Druckgas verhinderte, als auch das Kochen des LOX. Dadurch wurde der Sauerstoff im Tank überkritisch (Siedeverzug durch einen zu hohen Gasdruck) und ging bei einer Druckentlastung (also beim Einströmen in die Brennkammer) bereits teilweise in den Gaszustand über. Dadurch wurde eine Mischung aus LOX und GOX in den Brennraum gesprüht, wodurch sich das Gemisch zu sehr in Richtung Ethanol-Überschuss entwickelte. Durch den fehlenden Gegendruck aus dem Triebwerk wurde dadurch zuviel Treibstoff in die Brennkammer gefördert, so dass der eigentliche Aussetzer dann durch den Mangel an Ethanol entstand. Das Problem einer ungeregelten LOX- und Treibstoff-Zufuhr, die nur durch das He-Druckpolster erzeugt wird, sollte ohnehin bei Nexø-II geändert werden durch ein "Pressure Management".

Als Folge der mangelhaften Verbrennung nahm der Druck im Brennraum zu einem frühen Stadium ab, das wurde von der Bordelektronik als Sensorfehler interpretiert, woraufhin auf ein zeitbasiertes Standardprogramm umgeschaltet wurde, in dem zu diesem Zeitpunkt die Schirmauslösung nicht vorgesehen war. Die versuchte manuelle Schirm-Auslösung versagte dann aufgrund von Fehlern in der Kontrollbox.

Beide Fehler traten auf, weil das Equipment in dieser Zusammenstellung nicht getestet wurde. Insbesondere die LOX-Problematik wurde vorher nicht erkannt, da es zwar ca. 30 Triebwerkstests gegeben hatte, diese fanden aber nicht als Hot Fire Test in der Rakete, sondern in einer Konstellation mit externen Tanks statt.

Die wesentlichen Daten konnten während des Fluges empfangen werden und zeigen eine perfekte Steuerung trotz der geringen Triebwerksleistung, auch die restliche Hardware hat einwandfrei funktioniert, trotzdem wird der Nexø-II-Flug erst nächstes Jahr erfolgen.

Die Rakete ist mit einer Geschwindigkeit von 530 km/h aufgeschlagen, dabei ist leider die Elekronik mitsamt weiteren gespeicherten Daten in eine Tiefe von 75 m versunken, aber das Gerät selber kann jetzt jedenfalls genau untersucht werden.

Robert

edit:

Ich hatte den vorherigen Artikel nicht erwähnt, in dem die Vorbereitungen und Probleme im Vorfeld des Starts und eine erste Einschätzung der Fehlfunktionen beschrieben werden (englisch):

http://copenhagensuborbitals.com/nexo-flew-fell-back/

Danke, rok!

Durch die Auswertung solcher Fehler wird gezeigt, wie komplex doch die Systeme für ein Flüssigkeitstriebwerk sind.
Ein Raketen-Tank ist eben nicht wie ein Auto-Tank, sondern erfordert eine ausgeklügelte Druckregelung.
Verschiedene Steuer- und Regelungssystemen müssen aufeinander abgestimmt sein und schnell reagieren. 
Dabei müssen zahlreiche potenzielle Fehlerquellen berücksichtigt werden.

So ein Hotfire-Test der kompletten Stufe wäre da schon nützlich.

Nützlich würde ich nicht sagen... Fast schon Pflicht. Zumindest alle Systeme und betankungsvorgänge so detailgetreu zur realen flugsituation wie möglich. Aber das ist meist einfacher gesagt als getan. Spreche aus eigener Erfahrung. :-)

Mir ist bei der Aufarbeitung des Nexø I-Starts durch CS aufgefallen, dass die Fehler, die die einzelnen Mitarbeiter gemacht haben, klar von ihnen selbst dargestellt werden und im Umfeld der Situation begründet (nicht entschuldigt) werden, ich finde das sehr beeindruckend!

1. Thomas Pedersen (Engineer, PhD, Lead space strategy, CS board member, der Mann, der den Startknopf drückt) schildert die Situation in der er erkannte, dass der LOX-Zustand unklar war und in der es seine alleinige Entscheidung war, trotzdem zu starten.

"From here on we have essentially lost control over the pressure in the LOX tank. Having the rocket in direct sunlight with rising pressure in the tank leads to increasing temperature and decreasing density in the LOX. The LOX heats sufficiently that only the high pressure keeps is subcritical. I seriously consider calling a scrub and head home. I confer briefly with Scott, and he reminds me that as Flight* the decision is mine to make. As you all know, the decision was to continue and launch Nexø I."

http://copenhagensuborbitals.com/nexo-flew-fell-back/


2. Flemming Nyboe (Active guidance, PhD, der Verantwortliche für die Steuerungssoftware)
bekennt sich zur kurzfristigen Deaktivierung des Beschleunigungssensors, eine Entscheidung, die sich als "unglücklich" erwies:

".... Nexø 1, which was actually expected to lose speed during the last part of its engine burn, because thrust would not exceed the sum of gravity and drag forces. Thus, I removed the acceleration limit entirely, leaving only chamber pressure and a hard timeout. This decision was ill-fated."


http://copenhagensuborbitals.com/nexo-1-guidance-navigation-control/

Es sind einfach verdammt sympatische Leute!

Robert

  * soll heissen "Flight Director"