ARES 1-X, Vorbereitung und Testflug

Guten Morgen,

die NASA hat jetzt für ARES-I-X eine extra Seite auf Ihrer Homepage eingerichtet. Die neuesten Informationen zum Testflug im kommenden Jahr soll es dann immer dort geben:

http://www.nasa.gov/mission_pages/constellation/ares/flighttests/aresIx/index.html

Quelle: http://www.nasa.gov/home/hqnews/2008/jul/HQ_M08131_Ares_I-X_Website.html

...und das passende Poster gibt es auch schon.. :


[size=9]Bild: NASA[/size]
HiRes Version

Ares I-X Fact Sheet (PDF)

Gruß
Holi


[size=10]Neuen Thread eröffnet und deswegen den Betreff geändert von KSC
[/size]

Hi,

Es gibt ein paar neue Bilder rund um ARES:
http://mediaarchive.ksc.nasa.gov/search.cfm?cat=4

Das Aft Skirt des ARES-1 Booster:
Ob es um das Teil für den Erstflug von ARES-1 oder
 für Testzwecke gedacht ist steht nicht so richtig im Text.


Und die neuen Masten für die Blitzableiter an LC-39 B nehmen Gestalt an   :


nico

...Ob es um das Teil für den Erstflug von ARES-1 oder
für Testzwecke gedacht ist steht nicht so richtig im Text.

Das ist bereits Flight Hardeware für ARES 1-X im kommenden Jahr.
So mitte September gehen übrigens die Komponenten von ARES 1-X schon ins VAB.

Gruß,
KSC

Bei nasaspaceflight gibt es ein Update zu den aktuellen Problemen (im Englischen besser als issues bezeichnet) mit ARES I-X.

Quelle: http://www.nasaspaceflight.com/content/?cid=5477

• Vibrationen (Thrust Oscillation, TO) werden v.a. am Ende der Brennphase der ersten Stufe ein Problem sein. Nach neuen Simulationen sind die axialen Schwingungen schwächer, die lateralen stärker. Es könnte zu einem Problem mit dem Range Safety System kommen, da es überlastet werden könnte. Evtl. benötigt man eine extra (Sicherheits-)Freigabe für den Start.
• Stochastische Simulationen ergaben eine 2-9%ige Wahrscheinlichkeit, dass die erste Stufe mit der Spitze voran absteigen könnte, was die Fallschirme wirkungslos machen würde. Der Aufschlag auf dem Ozean würde die Stufe zerstören. Bisher war man davon ausgegangen, dass nur beim 5-Segment-Booster dieses Problem auftreten könnte.

(Das verstehe ich jetzt nicht ganz, beim Shuttle gibt es das Problem doch auch nicht. Soll das nur an der Verlängerung und der Leermasse durch das fünfte Segment liegen?)

• Die Verwendung von ATLAS-Software und des RoCS (Roll Controll System) der PEACEKEEPER bereitet etwas Sorgen, da hier Anpassungen notwendig sind und verifiziert werden müssen.
• Der knappe Zeitplan führt zu Stress, da sich viele Arbeiten, Meetings und Arbeitsgruppen überlappen. Es sei für das Leitungspersonal schwer alles gleichzeitig "zu überblicken". Außerdem fehlt der Ausblick auf noch kommenden Arbeitsaufwand.

(Das verstehe ich jetzt nicht ganz, beim Shuttle gibt es das Problem doch auch nicht. Soll das nur an der Verlängerung und der Leermasse durch das fünfte Segment liegen?)

Bei Ares I-X wird nicht nur die Leermasse des fünften Segmentes hinzukommen. Um dennoch so nah wie möglich an den späteren Bedingungen zu sein wird eine Dummy Masse in das fünfte Segment eingebaut werden, welche der Masse des späteren Treibsatzes entspricht.

BTW: Vielleicht sollten wir die Diskussion in unserem neuen Ares I-X Thread weiterführen. *werbung mach*

Man muss das mal ein wenig sortieren:
@Schillrich: Beim Shuttle liegt die Situation anders. Zum Einen gibt es zwei Booster, deren Oszillationen sich teilweise gegeneinander kompensieren, zum Anderen gibt es zwischen den Boostern, innerhalb des ET (im Inter Tank Bereich) eine Verbindung, eine Art Verstrebung, der für eine Versteifung sorgt und verhindert, dass die Struktur resonante Schwingungen aufbaut. Das gibt es natürlich bei nur einem einzigen Booster nicht.

Dass es auch bei ARES 1-X dies Schwingungsprobleme gibt ist neu. Es war klar, dass es auch Oszillationen geben wird, aber bisher ist man davon ausgegangen, dass man damit bei dem Testflug keine Probleme haben wird.
Was Schillrich da an Problem aufzählt, ist eine Analyse des für ARES 1-X zuständigen Chef-Ingenieurs und dessen Team.
Wie man auch vom STS Programm weiß, sind diese Leute extrem kritisch und vorsichtig. Sie adressieren Risiken, auch wenn sie noch so unwahrscheinlich sind, was ja auch deren Job ist  
Dass es dadurch zu wesentliche Verzögerungen bei ARES 1-X kommen wird, glaube ich derzeit nicht.

Klar ist aber, dass die Schub Oszillationen nach wie vor das allergrößte Problem für ARES ist.

Gruß,
KSC

Hallo,

ich meinte nicht die Schwingungen, sondern das angesprochene Problem, dass der Booster kopfüber zur Oberfläche zurückfallen könnte. Das Problem gibt es anscheinend beim kürzeren STS-Booster nicht.

Ich denke wenn man mehrere "Ringe" bzw. "Stufen" durch eine variierende Stärke der Bindung im Treibsatz erzeugt, die als Reflektoren einen Teile der Schubwellen zurückwirft, auf mehrere Stellen verteilt, sollte die Schubwellen weitestgehend kompensiert werden.

An jeder Stufe wird ein Teil der Schubwelle zurückgeworfen und wenn diese dabei geeignet phasenverschoben zu einander sind kann sich auch keine starke Hauptschwingung ausprägen:

|/    \|
|-    -|
|/    \|
|-    -|
|/    \|
|-    -|

Komplett verwaschen müßte die Schubwelle werden, wenn die Reflexionskante doppelt-gegenläufig-wendelförmig an den Innenwänden entlangläuft. Gleichzeitig sollte dadurch auch der Innenwiderstand im Booster für den Schubstrahl abnehmen .. was vermutlich überraschen dürfte

Hallo,

ich meinte nicht die Schwingungen, sondern das angesprochene Problem, dass der Booster kopfüber zur Oberfläche zurückfallen könnte. Das Problem gibt es anscheinend beim kürzeren STS-Booster nicht.

Aha, jetzt hab ich’s verstanden ;-)
Du meinst Möglichkeit, des “Kopfüber Rückfalls”. Man hat Monte Carlos Simulationen gemacht, bei denen sich ergeben hat, dass mit geringere Wahrscheinlichkeit ein solches Szenario eintreten könnte.
 Ich bin mir nicht sicher, ob das ein Spezifikum des 5 Segment Boosters ist. Ich weiß nicht, ob es für den 4 Segment Shuttle Booster auch solche Rechnungen gibt, aber ich halte es für möglich, dass es auch bei den Shuttle Boostern eine gewisse Möglichkeit dafür gibt.

Laut der Analyse fürchtet man nicht, dass dadurch das Fallschirmsystem versagen würde, sondern dass durch den falschen “reentry” ein Strukturversagen eintreten könnte. Das wäre bei einem Testflug, bei dem man hinterher die Struktur eingehend analysieren will, natürlich äußerst unerwünscht ;-)
Ob es zum Strukturversagen kommt, weiß man aber noch nicht, das wird noch analysiert.

Gruß,
KSC

In dem Artikel steht aber:

threat of four segment first stage diving nose first into the ocean. Such a re-entry would see the stage racing back to Earth, with the parachutes useless, before smashing into the ocean. This would likely result in the stage being destroyed on impact.

Durch "Spitze voran" wären die Fallschirme wirkungslos und man würde auf der Oberfläche aufschlagen.


(ohne jetzt kleinlich sein zu wollen )

Vll. kann man den Booster vorher mit einen kleinen Schirm vorher relativ sanft in die richtige Position bringen?

Vll. kann man den Booster vorher mit einen kleinen Schirm vorher relativ sanft in die richtige Position bringen?

Sowas ähnliches nennt man unter Fallschirmspringern "Drogue Chute" und ist von Tandemfallschirmsystemen bekannt.

Es gibt jedoch verschiedene Probleme dabei.
Allen voran ist es so, dass ein Fallschirm nicht einfach wahllos nach draussen gekickt wird, sondern er wird sorgfältig von Hilfsschirmen in einer Linie herausbefödert (zu kompliziert, das hier im Detail zu beschreiben). Dabei muss aber auch der Hilfsschirm (oder im Fall des Tandemsystems/des hier fraglichen Falls der Drogue Chute) selber in den Wind geworfen werden. Released man jetzt den Hilfsschirm/Drogue Chute unter dem fallenden Objekt, besteht die Möglichkeit, dass sich der Schirm mit dem Objekt selber verfängt und es zumindest zu Öffnungsverzögerungen kommt.
Dies wäre bei einem normalen Fallschirmspringer der Fall, wenn er den Hilfsschirm ("Pilot Chute") auf Öffnungshöhe in Rückenlage schmeisst. Das habe ich selber mal in einem Anflug von geistiger Umnachtung gemacht und das Resultat war ein brutales umreissen meines Körpers und eine sich anschließend recht ruppige, unbequeme Öffnung meines Hauptschirmes.

Das A und O einer sauberen Fallschirmöffnung ist entgegen der landläufigen Meinung nicht das saubere packen (bzw. ist das auch sehr wichtig, aber ein Schirm "will" eigentlich immer aufgehen), sondern die stabile Lage des Springers/des Objektes in der Luft, und zwar in der richtigen Richtung.
Nur in absoluten Ausnahmefällen (z.B. Reserveaktivierung in nur noch sehr geringer Höhe) geht man das Risiko ein, auch aus ungünstigen Fluglagen heraus die "Wäsche zu lüften"  

Danke! Das war sehr informativ! ^^

Der Schirm den ich meine soll im Grund nicht mehr machen als den Booster reorientieren.  Das Herumreissen würde ja nur bedeuteten, daß er zu viel zu sehr überdimensioniert ist.  Der Orientierungsschirm kann ruhig 0.5 Minute benötigen, bis der Booster die korrekte Lage hat denke ich.
Wenn man zu zwei Seiten einen kleinen Schirm ausstößt sollte wenigstens einer korrekt funktionieren.

Danke! Das war sehr informativ! ^^

Der Schirm den ich meine soll im Grund nicht mehr machen als den Booster reorientieren.  Das Herumreissen würde ja nur bedeuteten, daß er zu viel zu sehr überdimensioniert ist.  Der Orientierungsschirm kann ruhig 0.5 Minute benötigen, bis der Booster die korrekte Lage hat denke ich.
Wenn man zu zwei Seiten einen kleinen Schirm ausstößt sollte wenigstens einer korrekt funktionieren.

Hauptsache die beiden Schirme wissen, dass sie zu verschiedenen Seiten rausfliegen sollen.   Sie werden in der praxis paarig in der gleichen Richtung dem Lufstrom folgen.
Sicher ist die von Dir überlegte Methode nicht ganz unpraktikabel, aber was die von Dir angegebene Rotations-Zeit angeht, sehe ich ein Problem:
Entweder Du hast einen Drogue Chute/Pilot Chute der so groß ist, dass er den "Job" schnell erledigt und hast dadurch eine ziemliche Belastung auf die verwendeten Verbindungselemente ("Bridle"), oder Du machst es so, dass es wirklich eine halbe Minute dauert, bis das Dingen rumgedreht ist. Die Wahrheit wird in der Praxis irgendwo dazwischen liegen, denn eine halbe Minute Beschleunigung im freien Fall eines solch massenreichen Objektes bedeutet mal eben, dass da schnell ein Stück Metall mit ein paar hundert Stundenkilometern zur Erde donnert.
Die sich anschließende Fallschirmöffnung wird dann die Schirme pulverisieren.
Fallschirme sind nicht dazu ausgelegt, bei jeder Geschwindigkeit zu operieren. Irgendwo müssen sie ja die Bewegungsenergie abbauen und dabei entstehen ziemliche Kräfte.
Der Prüfstandard TSO c23d gibt beispielsweise eine maximale Gebrauchsgeschwindigkeit von 150 Knoten (278 km/h) an, mich würde es aber nicht wundern, wenn eine derartig schweres Bauteil nach 30 Sekunden Fall in (verhältnismäßig) dünner Atmosphäre
Geschwindigkeiten jenseits der 700, 800 km/h aufgebaut hat (im Vakuum sogar knapp 1060 km/h!). Was die damit verbundenen Öffnungsprobleme betrifft brauche ich nicht zu erläutern.
Wenn Du mal eine Schirmöffnung der etwa strammeren Sorte erlebt hast, weisst Du, was das bedeutet.  

Die Kräfte hält man schlicht nicht für Möglich.
Unfälle im Fallschirmsport, bei denen sich Fallschirme aus hohen Geschwindigkeiten (>250-300 km/h) ausversehen und viel zu schnell geöffnet haben, haben Springern schon die Oberschenkelknochen gebrochen (passiert glücklicher Weise extrem selten).

Guten Morgen,

zu bedenken ist noch, dass man eine schrittweise Öffnungssequenz anwenden kann: entweder öffnet sich der Hauptschirm schrittweise (erhöht die Komplexität), oder es werden nacheinander verschiedene immer größere Schirme ausgestoßen (erhöht Komplexität und Masse).

Beim Shuttle-SRB sieht es grob so aus (aus der englischen Wiki):

• 218s nach Brennschluss auf ca. 4878m Höhe
  Abwurf der Nase und Auswurf des "Pilot-Schirms" (3,5m). Der Pilotschirm zieht sofort den Bremsschirm aus (16m), welcher in 2 Stufen (7s, 12s) entfaltet. Der Schirm stabilisiert den SRB und richtet ihn aus.
  
• 243s nach Brennschluss auf ca.1676m Höhe
  Der Bremsschirm trennt die Kegelspitze des SRB ab. Dabei werden die Hauptschirme (41m) ausgezogen. Auch die Hauptschirme entfalten sich in 2 Stufen (10s, 17s)
  Im Wasser werden die Hauptschirme dann abgeworfen.
  

Alles in allem ziemlich komplex für so ein System ... bedingt durch die Größe und das Flugprofil.

In dem Artikel steht aber:

Zitat

threat of four segment first stage diving nose first into the ocean. Such a re-entry would see the stage racing back to Earth, with the parachutes useless, before smashing into the ocean. This would likely result in the stage being destroyed on impact.

Durch "Spitze voran" wären die Fallschirme wirkungslos und man würde auf der Oberfläche aufschlagen.


(ohne jetzt kleinlich sein zu wollen )

Ich weiß nicht, wo nasaspaceflight.com das her nimmt.
In der eigentlichen Analyse steht zu den Fallschirmen jedenfalls nichts.
Da steht: …

Analysis Shows 2% and 9% of tue simulations- have nose first reentry- working on % of possible struktural failures for nose first reentry

Ich interpretiere das so, dass man durch die nicht normale Lage strukturelle Schäden befürchtet, noch bevor die Fallschirme ins Spiel kommen.
Wenn sich die Schirme nicht öffnen und der Booster auf dem Wasser aufschlägt, dann ist ja klar, das das Ding kaputt ist, da braucht man eigentlich keinen Prozentsatz für strukturelle Schäden mehr ausrechen

Wollen wir wirklich nicht kleinlich sein, es ist auf jeden Fall so, dass das ein Problem wäre, das einige wichtige Daten des Testflugs kosten würde, egal ob die Struktur beim Rücksturz, oder beim Aufschlag auf das Wasser zerstört würde.

Gruß,
KSC

Oder aber, was ich dann für wahrscheinlich halte:

Wenn die Stufe "falsch" fällt, kommt es beim Ausstoß der Schirme zu großen Belastungen (hat SkyDive ja erklärt) und dass führt dann zum strukturellen Versagen.

Ja, das ist gut möglich.

Gruß,
KSC

Hallo zusammen,
ich hab auf Youtube eben ein Video gefunden, dass den Verlauf des Ares 1-X Testflug darstellt.

Ebenso eines, dass den Verlauf des 1-Y Fluges zeigt. Auch wenn es hier eigentlich nicht hingehört, poste ich es der Information halber. Wenn es geändert werden soll, einfach schreien, liebe Mods

Was mich doch sehr wundert: Auf der NASA-Seite ist nichts von den Videos zu sehen. Falls sie einer von euch finden sollte, wäre ich für den Downloadlink sehr dankbar.


Ares 1-X Testflug:



Klick für eine größere Darstellung auf der Seite von Youtube.

Hier wird der Oberstufen- und Orion-Dummy nach dem MECO (Main Engine Cutoff) in Drehung versetzt und sich selbst überlassen.


Ares 1-Y Testflug:



Klick für eine größere Darstellung auf der Seite von Youtube.

Hier ist sehr interessant, was mit der Oberstufe und Orion nach dem MECO geschieht. Das Abort-System wird aktiviert. Gut sichtbar ist die Steuersequenz, um die Kapsel zu drehen und sie in die korrekte Flugausrichtung für die Landung zu bringen. Es schaut schon reichlich spektakulär aus.

Viele Grüße,
Olli

Schöne Videos ... was mir auffällt:

• Man zeigt bei ARES I-X nicht den unkontrollierten Aufschlag des Oberstufen-/Nutzlastdummies. Ich glaube man möchte kein "negatives" (zerstörerisches) Video zeigen, also reine PR .
• Das Missionslogo für ARES I-X scheint festzustehen. War das hier schon bekannt?

http:// https://images.raumfahrer.net/up010318.jpg

• Bei ARES I-Y zeigen sie sogar die Oszillationen im Video, in Zeitlupe.

spektakulär ist vor allem der Sound. Was würden die erst für einen Film machen, wenn es um etwas so spektakuläres wie den Shuttle ginge.

Was mir beim Ares 1-Y Flug noch auffällt:

Beim Abort wird die Kapsel über eine Drehung nach oben um die Spitze des Abort-Motors gedreht.
Wieso nicht unten herum? Wäre das für die Crew nicht deutlich angenehmer, als dieser Purzelbaum?

Gruß, Olli

Anscheinend, hatte ich eine ganz falsche Vorstellung von der "Oszillationen". Ich dachte an Vibrationen im Material - was ich hier in dem Video sehe scheinen aber Schwingungen in der ganzen Struktur zu sein. Sicher nicht fachmännisch ausgedrückt, aber ihr versteht doch was ich meine?

Hallo knt,

die gesamten Schwingungen werden eine Überlagerung vieler einzelner Frequenzanteile sein. Es werden sicherlich auch hochfrequente Schwingungen in der Struktur auftreten. Diese starken Amplituden der niederfrequenten Anteile werden wahrscheinlich durch das Zusammenspiel des hohlen SRBs als Resonanzkörper mit den Schubschwankungen ausgelöst.

Das Ganze ist zwar nur ein Video, aber die werden nicht freiwillig übertrieben haben ...

Die gesamten Schwingungen werden eine Überlagerung vieler einzelner Frequenzanteile sein. Es werden sicherlich auch hochfrequente Schwingungen in der Struktur auftreten.

Ja, genau - das meinte ich Ich hatte nur nicht damit gerechnet, das die hochfrequenten Schwingungen sich dermaßen drastisch summieren!