Telstar 19V auf Falcon 9 (B1047.1)

Die F9B5 scheint ja auch leistungsmäßig mehr Reserven zu haben als B4.
Denkt ihr die 7.000 kg in den GTO waren jetzt die absolute Obergrenze?

Da es erst der 2. Block 5 Start überhaupt war, denke ich die F9 Block 5 hat noch Reserven nach oben.

Bei NSF schätzen sie ca. 14.000km Apogäum. Wie erwartet wird der Satellit eine Menge delta-v einbringen müssen, GEO-2400m/s. Unklar ist aber noch, wie viel Inclination abgebaut wurde. Wir werden die Veröffentlichung der Bahndaten in ca. 1 Tag abwarten müssen. Block 5 ist nicht so viel besser wie das Gewicht des Satelliten auszusagen scheint.

Hallo,

mir erschien die Oberstufe bei der Abtrennung des Satellit auch etwas langsam und etwas niedrig im Vergleich zu früheren Missionen. Ich bin gespannt, ob unsere "Flugverlauf-Grafiken"-Ersteller Hinweise beim Vergleich mit "leichteren" GTO Missionen einer F9 Block 4 finden.

Gruß

Mario

Zur Startmasse:
Ed Kyle gibt ebenfalls die 7075 kg an, schreibt aber auch, dass ein gewisser Teil Treibstoff zum Erreichen der geostationären Endbahn benötigt wird.

http://www.spacelaunchreport.com/

Erst mal Gratulation an SpaceX.

John hat finde ich mal wieder die beste Langzeitbelichtung gezaubert.
Bild wurde aus zwei Belichtungen kombiniert.


https://twitter.com/johnkrausphotos/status/1020912356984000512

Die F9B5 scheint ja auch leistungsmäßig mehr Reserven zu haben als B4.
Denkt ihr die 7.000 kg in den GTO waren jetzt die absolute Obergrenze?

Es war ein sub-GTO. GTO-2400 laut reddit/nsf. 250 km x 14500 km @27 deg

Zur Startmasse:
Ed Kyle gibt ebenfalls die 7075 kg an, schreibt aber auch, dass ein gewisser Teil Treibstoff zum Erreichen der geostationären Endbahn benötigt wird.

http://www.spacelaunchreport.com/

Von diesen 7075 kg, was ist davon Treibstoff?

Zitat von: Progress100 am 22. Juli 2018, 10:34:52

Zur Startmasse:
Ed Kyle gibt ebenfalls die 7075 kg an, schreibt aber auch, dass ein gewisser Teil Treibstoff zum Erreichen der geostationären Endbahn benötigt wird.

http://www.spacelaunchreport.com/

Von diesen 7075 kg, was ist davon Treibstoff?

Trockenmasse des Satelliten scheinen ca. 3t zu sein.

[–]jobadiah08 / REDDIT

I am predicting a 250 km x 14500 km @27 deg inclination orbit, which equates to a GTO-2400 orbit.

Assuming the released masses are correct (3031 kg dry, and 7075 kg wet), and the apogee motor is rather efficient (~320s Isp), the satellite will have around 2600 m/s of delta V.

https://old.reddit.com/r/spacex/comments/90plwe/rspacex_telstar_19v_official_launch_discussion/?st=jjwlosmc&sh=41e2866d

Vergleiche auch mit Antwort #16

Start bis Landung 1. Stufe  und 2. Stufe SECO1:


https://www.youtube.com/watch?v=ylq6ZmVAlcI 


Hier der komplette SpaceX Webcast:


https://www.youtube.com/watch?v=xybp6zLaGx4

Vom zünden der Triebwerke bis zum Abheben ging es diesmal deutlich schneller, oder kam es mir nur so vor?

Die ersten Orbitdaten laufen ein, SpaceTrackOrg:

2018-059A/43562 : 243 x 17863 km x 27.00°
2018-059B/43563 : 242 x 17860 km x 27.00°

https://twitter.com/Cosmic_Penguin/status/1020982011161268224

17863km Apo. ist bei 7t schon ok. 

Vom zünden der Triebwerke bis zum Abheben ging es diesmal deutlich schneller, oder kam es mir nur so vor?

Die gefühlten 3 sec Vorstart hab ich wenn dann auch nicht mitbekommen.
Mir kam es auch so vor das sie fast instant los sind.
Die Zündung war fast bei 0 sec.

Zitat

[–]jobadiah08 / REDDIT

I am predicting a 250 km x 14500 km @27 deg inclination orbit, which equates to a GTO-2400 orbit.

Assuming the released masses are correct (3031 kg dry, and 7075 kg wet), and the apogee motor is rather efficient (~320s Isp), the satellite will have around 2600 m/s of delta V.

https://old.reddit.com/r/spacex/comments/90plwe/rspacex_telstar_19v_official_launch_discussion/?st=jjwlosmc&sh=41e2866d

Mal angenonmmen die obigen Zahlen für Anfangs- und Endmasse stimmen. dann kann der Satellit mit dem angenommenen spez. Impuls eines chemischen Antriebs von 320 s einen Geschwindigkeitszuwachs von ca. 2600 m/s durchführen. Dann bleiben besagte 3031 kg Masse im GEO übrig.

1.  Normalerweise werden Satelliten in eine GTO-1800 gebracht, also mit nur noch 1800 m/s nötigem Geschwindigkeitszuwachs (siehe z.B. Atlas User Guide). Damit blieben mit den gleichen Annahmen ca. 4000 kg im GEO übrig, also fast ein Drittel mehr Endmasse. Das kann dann lebensverlängernder Treibnstoff sein - der Satellit benötigt reguläre Bahnkorrekturen im GEO, sogenannte Nord-Süd-Kontrolle - oder mehr Sendeelektronik, solange die elektrische Leistung der Solarflächen alles versorgen kann. Oder eine Mischung aus beidem.

2.  Die Satellitenplattform SSL-1300 hat heutzutage elektrische Antriebe [http://www.sslmda.com/html/1300_series_platform.php] (#5 Stationary Plasma Thruster) und nur noch kleine Triebwerkchen für die N-S Kontrolle. Die benötigen nur sehr wenig Treibstoff, dafür braucht der Satellit dann mehrere Monate (zum Vergleich, bei Start von Kourou etwa 6 Monate und dabei ist weniger Inklinationsabbau nötig). Im SpaceX PressKit steht nur wage daß der Satellite nach der Orbitanhebung in diesem Sommer seinen Dienst aufnimmt. Bei rein elektrischen Antrieben für die Orbitanhebung wäre es wohl nicht bis Ende des Sommers zu schaffen.

Die ersten Orbitdaten laufen ein, SpaceTrackOrg:

Zitat

2018-059A/43562 : 243 x 17863 km x 27.00°
2018-059B/43563 : 242 x 17860 km x 27.00°

https://twitter.com/Cosmic_Penguin/status/1020982011161268224

17860km Apo. ist bei 7t schon ok. 

Welches Delta-v wird benötigt in einen äquatorialen GEO  ?

Wird die 2. Stufe zurückgeholt, oder reicht der Treibstoff dafür nicht mehr?

Welches Delta-v wird benötigt in einen äquatorialen GEO  ?

Wiki spuckt (11.070 km/h) aus. 
Hab doch ein bißchen rechnen müssen, 7,8 km/s braucht man Minimum für dein LEO + ca. 2 km/s (Gravityloss & Luftwiederstand) + 2,8 km/s (LEO -> GEO) = 13,6 km/s insgesamt.
Bitte korrigiert mich falls ich da daneben liege.
https://de.wikipedia.org/wiki/Delta_v

@Captain-S: Ich denke die 2te Stufe hat dafür zu wenig Treibstoff, unter anderem wissen wir noch nicht genau ob das die Block5 Oberstufe überhaupt batterietechnisch schafft so lange durchzuhalten für so ein Burn im Apogäum.

Welches Delta-v wird benötigt in einen äquatorialen GEO  ?

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=45842.msg1839805#msg1839805

Nutzer soltasto kalkuliert 2065m/s. Viel besser als die Schätzungen gestern. Da haben die Daten gefehlt, die durch Ausfall der Verbindung nicht sichtbar waren. Mir wurde da schon etwas komisch, niemand wußte zunächst etwas, auch der Holst der Übertragung war unsicher. Dann großes aufatmen, als die Bestätigung für korrekten Orbit kam.

Nutzer ZachF kalkuliert, daß mit der gleichen Trägerleistung ca. 6150kg in GTO -1800m/s transportiert werden könnten.

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=43465.msg1839819#msg1839819

Der Ablauf über die Zeit gesehen ist folgende:

1) Satellit und Rakete sind perfekt aufeinander abgestimmt. Man fliegt in den GTO
2) Die Rakete wird stärker. Die Satelliten bleiben unverändert. Man fliegt in den Super-GTO. Der Super-GTO hilft, die Inklination schneller abzubauen. Aber Super-GTO ist in der Summe schlechter.
3) Die Satelliten bekommen mehr Treibstoff (und mehr Ausrüstung). Man fliegt wieder in den GTO und ist wieder bei (1) angekommen.

Und genau der 3. Schritt scheint hier jetzt erreicht zu sein. Nachdem die Falcon lange überdimensioniert war für die Satelliten und man somit den Super-GTO fliegen konnte, stimmt mit Telsat19V das Verhältnis wieder perfekt. Natürlich ist es gefühlt ein Rückschritt, da man nur noch GTO statt Super-GTO schafft. Aber wenn dafür die Lebenszeit vom Satelliten länger ist, weil er mehr Treibstoffreserven hat, oder weil er einen Sender oder einen Akku mehr als Reserve hat, ist es kein Rückschritt, sondern ein Gewinn.

Es ist ein Gewinn in der Summe auf Grund des früheren Masseabwurfes. Je früher man Masse abwirft, desto weniger Masse muss man beschleunigen. Und hier hat der Satellit die Falcon9 früher abgeworfen. Früher = Besser. Damit ist die Falcon9 nicht schlechter, nur weil der Orbit kleiner ist.

Vereinfacht gesagt ist der Satellit seine eigene 3. Stufe?

Das läuft vielleicht darauf hinaus, dass er einen Großteil des Treibstoffes verbrauchen wird, um seine endgültige Bahn zu erreichen.

Ganz so einfach ist es leider nicht, zur korrekten Analyse muss man die Leermassen der F9B5 Oberstufe wissen (4000kg+x), deren ISP=348s, den ISP=320s des Satellitenantriebs und dessen Leermasse wissen.
Zusätzlich braucht man natürlich einen größeren Tank im Satelliten wenn der mehr Treibstoff mitnehmen muss, also dM_tank.
Ein einfacher Überschlag hilft hier aber: das Verhältnis beider ISPs=320s/348s=0,91954
Da die F9B5 Oberstufe über 4t hat, ist der geringere ISP des Satelliten leicht zu verschmerzen,
das der Satellit mit seinem Masseverhältniss von 7075kg/3031kg mit seinem ISP ein dV von 2661ms/s erreichen könnte, die selbe Oberstufe aber nur 11000kg/7000kg (=kleinerer Tank) aber nur ein dV von 1543m/s erreichen könnte.

Anders ausgedrückt könnte die Oberstufe bei fast leerem Tank des Satelliten ZUSÄTZLICHE 1543m/s ermöglichen, der Satellit aber 2631m/s trotz des kleineren ISP's.

Wichtig ist hier das selbst mit den Bedingungen immer noch keine optimale Massenverteilung erreicht wird, da wäre man vermutlich noch um einiges besser dran wenn man dem Sat noch mehr Treibstoff auf Kosten der Absetzgeschwindigkeit spendiert.

Der Ablauf über die Zeit gesehen ist folgende:

1) Satellit und Rakete sind perfekt aufeinander abgestimmt. Man fliegt in den GTO
2) Die Rakete wird stärker. Die Satelliten bleiben unverändert. Man fliegt in den Super-GTO. Der Super-GTO hilft, die Inklination schneller abzubauen. Aber Super-GTO ist in der Summe schlechter.
3) Die Satelliten bekommen mehr Treibstoff (und mehr Ausrüstung). Man fliegt wieder in den GTO und ist wieder bei (1) angekommen.

Und genau der 3. Schritt scheint hier jetzt erreicht zu sein. Nachdem die Falcon lange überdimensioniert war für die Satelliten und man somit den Super-GTO fliegen konnte, stimmt mit Telsat19V das Verhältnis wieder perfekt. Natürlich ist es gefühlt ein Rückschritt, da man nur noch GTO statt Super-GTO schafft. Aber wenn dafür die Lebenszeit vom Satelliten länger ist, weil er mehr Treibstoffreserven hat, oder weil er einen Sender oder einen Akku mehr als Reserve hat, ist es kein Rückschritt, sondern ein Gewinn.

Es ist ein Gewinn in der Summe auf Grund des früheren Masseabwurfes. Je früher man Masse abwirft, desto weniger Masse muss man beschleunigen. Und hier hat der Satellit die Falcon9 früher abgeworfen. Früher = Besser. Damit ist die Falcon9 nicht schlechter, nur weil der Orbit kleiner ist.

Der Satellit wurde gestern aber nicht in einen GTO ausgesetzt sondern in eine sub-GTO, da das Apogeum nur 17836 km Höhe hatte statt 35786 km, dazu hatte der GTO 27° Inklination, die auch abgebaut werden müssen.

Es ergeben sich für den Flug von diesem sub-GTO in den GEO mehrere Strategien. Ich habe mal versucht diese durchzurechnen (mit entsprechender Variation der weiter oben diskutierten Rechenwege):

1.  Erstes Bahnmaneuver:  Anheben im GTO-Apogeum des GTO-Perigeums zum GEO, kein Inklinationsabbau;
     Zweites Bahnmaneuver:  Anheben im GTO-GEO-Transfer-Apogeums des GTO-GEO-Transfer-Perigeums zum GEO (Zirkularisierung) und Inklinationsabbau
     Das ergibt ein gesamt Delta-v von 3315 m/s  (1914 m/s + 1401 m/s)

2.  Erstes Bahnmaneuver:  Anheben im GTO-Apogeum des GTO-Perigeums zum GEO, mit Inklinationsabbau;
     Zweites Bahnmaneuver:  Anheben im GTO-GEO-Transfer-Apogeums des GTO-GEO-Transfer-Perigeums zum GEO (Zirkularisierung)
     Das ergibt ein gesamt Delta-v von 2960 m/s  (2512 m/s + 448 m/s)

3.  Erstes Bahnmaneuver:  Anheben im GTO-Perigeum des GTO-Apogeums zum GEO, kein Inklinationsabbau;
     Zweites Bahnmaneuver:  Anheben im GTO-GEO-Transfer-Apogeums des GTO-GEO-Transfer-Perigeums zum GEO (Zirkularisierung) und Inklinationsabbau
     Das ergibt ein gesamt Delta-v von 2278 m/s  (476 m/s + 1801 m/s)

4.  Erstes Bahnmaneuver:  Anheben im GTO-Perigeum des GTO-Apogeums zum GEO, mit Inklinationsabbau;
     Zweites Bahnmaneuver:  Anheben im GTO-GEO-Transfer-Apogeums des GTO-GEO-Transfer-Perigeums zum GEO (Zirkularisierung)
     Das ergibt ein gesamt Delta-v von 6151 m/s  (4677 m/s + 1474 m/s)

Das günstigste ist Variante 3. Das entspricht auch so in etwa den üblichen Darstellungen der Flugbahnen bei der Proton, wo erst zum Schluss die Inklination abgebaut wird (im erdferntesten Bahnpunk, daher ist ja auch super-GTO attraktiv für die Satelliten, wenn es die Rakete schafft.)

Ganz so einfach ist es leider nicht, zur korrekten Analyse muss man die Leermassen der F9B5 Oberstufe wissen (4000kg+x), deren ISP=348s, den ISP=320s des Satellitenantriebs und dessen Leermasse wissen.
Zusätzlich braucht man natürlich einen größeren Tank im Satelliten wenn der mehr Treibstoff mitnehmen muss, also dM_tank.
Ein einfacher Überschlag hilft hier aber: das Verhältnis beider ISPs=320s/348s=0,91954
Da die F9B5 Oberstufe über 4t hat, ist der geringere ISP des Satelliten leicht zu verschmerzen,
das der Satellit mit seinem Masseverhältniss von 7075kg/3031kg mit seinem ISP ein dV von 2661ms/s erreichen könnte, die selbe Oberstufe aber nur 11000kg/7000kg (=kleinerer Tank) aber nur ein dV von 1543m/s erreichen könnte.

Anders ausgedrückt könnte die Oberstufe bei fast leerem Tank des Satelliten ZUSÄTZLICHE 1543m/s ermöglichen, der Satellit aber 2631m/s trotz des kleineren ISP's.

Wichtig ist hier das selbst mit den Bedingungen immer noch keine optimale Massenverteilung erreicht wird, da wäre man vermutlich noch um einiges besser dran wenn man dem Sat noch mehr Treibstoff auf Kosten der Absetzgeschwindigkeit spendiert.

Wenn man das so betrachtet dann muss man auch bedenken, daß der Satellit anschließend 15+ Jahre im GEO eine Nord-Süd Kontrolle durchführen muiss. Je größer der Satellit (steigt mit der Leermasse der Tanks für den GTO-GEO Transfer) desto mehr Treibstoff wird für die N-S Kontrolle gebraucht. Der Isp von kleine Lageregelungstriebwerken ist schlechter als der des Apogäummotors. Es sei denn, man hat elektrische Antriebe an Bord. Dann ist die ganze Optimierung völlig anders, da elektrische Antrieb mit dem Isp um mindestens eien Größenordnung über dem der Oberstufe liegen. Allerdings verlängert sich die Flugdauer vom GTO zum GEO beträchtlich, mehrere Monate sind da üblich. Das will man auch nicht zu weit verlängern.

Freisetzen des Satelliten Telstar 19: