VEGA VV-001 mit LARES & CubeSats

Kann ich so bestaetigen, wobei zumindest fuer Sentinel 3B derzeit das Startdatum auf Oktober 2014 liegt.

Das sind allerdings die "offiziellen" Startdaten. Realistisch wuerd es sich wahrscheinlich fuer beide S3 um etwa ein halbes Jahr nach hinten verschieben.

Ah, danke!
Wieder was gelernt...

Ich liebe die Italiener, hab ich das schon mal erwähnt?  Nur die Framerate könnte was höher sein. Aber vielleicht kommt da ja noch was besseres.

Die letzten Sekunden zeigen ja die erste Brennphase in einer normalen Framerate nochmals ...

Aber: Sie rollt deutlich, oder? Vom Start (bzw. nachdem die Wolkendecke passiert ist) bis mitten in die Brennphase der zweiten Stufe sieht man deutlich, dass die Rakete rollt. Erst mitten in der zweiten Brennphase wird das gestoppt. War das gewollt?

Die letzten Sequenzen scheinen etwas hektisch geschnitten: Irgendwas wird abgestoßen, irgendwas rotiert und richtet sich über den Wolken aus und dann werden LARES und ein CubeSat ausgestoßen. Da fehlen wohl Sequenzen, um alles einwandfrei einordnen zu können.

Die erste Stufentrennung sieht heftig aus. Also ob die Rakete in einer Sekunde um 90° gedreht wird. Denke mal das liegt an den inkonstanten fps des Videos.

Gruß, Klaus

Ich würde sagen das ist die dritte, oder sogar vierte Stufe ... oder welchen Zeitindex meinst du?

3:43. Mit der realen Zeit nach Liftoff hat das ja aber nix zu tun. Und wenns die zweite ist, auch dann säh es komisch aus.

Gruß, Klaus

Das ist nicht die erste Trennung.

Ich sehe Folgendes:
Bis 3:41 erscheint die Bildfolge stetig/zusammenhängend.

2:03
Erster Brennschluss + Abwurf der ersten Stufe + Zündung der zweiten Stufe (passt auch zum Flugprofil)

3:19
Brennschluss der zweiten Stufe. Der Stack treibt antriebslos weiter.

3:41
Zweite Stufe wird abgeworfen.

... ab jetzt wird's unübersichtlich ...

3:41+
Die Bilder würde ich einem Feststoffantrieb zuordnen, also der dritten Stufe. Ich denke aber, die Bilder zeigen nur noch die letzten Züge der Drittstufe.

4:05
Die Drittstufe wird abgeworfen. Sie bleibt kurz "in der Nähe" (scheint sogar wieder näher zu kommen ), dann beschleunigt die Oberstufe davon.

4:25
LARES wird plötzlich ausgesetzt ...

EDIT
Sorry, noch mal umgeschrieben und "schön" geordnet ...

4:05
Die Drittstufe wird abgeworfen. Sie bleibt kurz "in der Nähe" (scheint sogar wieder näher zu kommen ), dann beschleunigt die Oberstufe davon.

Hallo,

Das abwerfen der Drittstufe war nach dem sichtbaren Material aus dem Video eine knappe Sache.Wie oben beschrieben die Abtrennung bei 4:05 im Video dann entfernt sich die dritte Stufe langsam....ab 4:11 scheint sie wirklich wieder näher zu kommen.Zum Glück bei 4:13 die Zündung der Oberstufe.Das hätte echt zu einer Kollision der beiden Stufen kommen können.

gruß jok

Ich bin wirklich gespannt, ob wir noch was zu möglichen Anomalien hören, eben diese Stufentrennung und evtl. das Rollen der ersten und zweiten Stufe.

So eine Wiederannäherung samt Kollision haben wir ja bei der Falcon 1 mal gesehen, als dort das Triebwerk der ersten Stufe noch mal "gerülpst" hat. Bei Feststofftriebwerken war mir dieses Problem bisher nicht bekannt, wobei die aber auch noch "nachbrennen" und Masse ausstoßen, eigentlich sogar unkontrollierter und länger als ein abklingendes Flüssigtriebwerk. Bei Boostern tritt das Problem so nicht auf, da die seitlich abgestoßen werden. Bei einer zentralen Trennung (u.a. mit einem Federimpuls), kann der Restschub hier aber fatal sein.
Es wäre auch möglich, das erste Korrektur-/Manöver-Zündungen der Oberstufe diese gebremst haben.

Ja so in Etwa hab ichs auch gesehen - Aussetzen des LARES-'Discoballs' zwischen 4:25 und 4:30 des Videos - und ab 4:36 noch der Abwurf der Cubesats. Und ja, auch ich war etwas überrascht, als die letzte Solid-Oberstufe (wohl mit dem Restschub des Ausbrennens bevor AVUM zündete) nochmal näherkam.

Interessant für mich war ausserdem, dass man der langsamen Rotation des Trägers zumindest während der ersten beiden Stufen scheinbar nicht (zumindest nicht erkennbar) entgegengewirkt hat, sondern Rollsteuerungsaktivitäten erst während der Z9 (und später AVUM) Flugphasen erkennbar waren.

Desweiteren war für mich, der die ganze Mission incl. Timing mitverfolgt hat, interessant festzustellen, dass die Solid-Flugphasen noch sekundengenau mit der Plan-Timeline übereinstimmten, während die AVUM-Phasen nach und nach einige Sekunden früher als geplant stattfanden - zum Schluss lag man etwa 10 Sekunden vor der Planung. Das heisst wohl, dass AVUM etwas mehr Performance an den Tag legte, als ursprünglich gedacht - und dabei insgesamt hervorragend gearbeitet hat.

-ZiLi-

Also bei NSF hat jemand (der offenbar Insiderinfos aus Italien hat) geschrieben, dass die Performance der Feststoffstufen besser war als geplant und daher die AVUM weniger leisten musste.

Also bei NSF hat jemand (der offenbar Insiderinfos aus Italien hat) geschrieben, dass die Performance der Feststoffstufen besser war als geplant und daher die AVUM weniger leisten musste.

Klar, das kann natürlich sein (und ist wohl auch so). Schliesslich liegen die Brenndauern der Solids ziemlich fest, und somit können die -Anpassung des Fight PATHs vorausgesetzt, was offensichtlich geschah- der AVUM ermöglichen, ihren Job genau wie geplant, nur eben etwas zeitlich angepasst zu erledigen, solange bestimmte Solidstufen-Performancegrenzen nicht unter- oder überschritten werden. Das passt also mit den Timeline-Diskrepanzen.

-ZiLi-

Die leichte Rotation eines Feststoffträgers kann (!) auch beabsichtigt sein.

Feststoffmotore brennen im Umfang nie ganz gleichmäßig ab, der Gasausstoß in der Düse ist nie exakt zentriert. Dies kann zu Kursabweichungen führen. Läßt man den Motor rotieren, heben sich diese Ungleichmäßigkeiten auf und die Rakete bleibt auf Kurs.

Ausgelöst werden kann die Rotation von den Lageregelungstriebwerken des Trägers (z.B. von denen der AVUM)

Ob das hier der Fall war, bliebe zu verifizieren

Gruß
roger50

Hallo Rüdiger,

das wäre sinnvoll/wirkungsvoll, wenn die Asymmetrie im Schub systematisch wäre. Das sollte man aber bei der Produktion im Griff haben. Eine stochastisch verteilte Asymmetrie im Abbrand und Schub würde sich hingegen von selbst über die Zeit herausmitteln, oder zumindest in ihrer Wirkung minimieren.

Also ich denke mir mal, dass im Fall der Rotation eines Trägers mit einem einzelnen kardanisch aufgehängten Triebwerk (das macht die X/Y-Steuerung zur Verfolgung des vorgegebenen Flugpfads) so lange wie möglich auf Rolleingriffe verzichtet - sofern man innerhalb eines Drehzahllimits bleibt, weil sonst evtl. der Betriebsmittelverbrauch für Pitch/Yaw-Korrekturen zu hoch wird. Denn man will schliesslich möglichst wenig Treibstoff für die Lageregelung mitführen müssen - und solange die Masse des Trägers noch hoch ist, braucht man halt mehr Sprit für diese. Wenn der Träger aber immer 'weiss' wie weit er sich gerade gedreht hat, ist schliesslich alles in Butter. Und wenn dann erstmal die ersten schweren Stufen weg sind, kann man immer noch anfangen, auch in Roll, und nicht nur Pitch und Jaw zu stabilisieren. Das Video SCHEINT zumindest genau diese Steuerphilosophie zu bestätigen.

-ZiLi-

Moin,

wenn ich das richtig sehe, dann hat zwar die Erststufe (P80) eine eigene Steuerung der Schubdüse (Thrust Vector Control), nicht aber die zweite und dritte Stufe. Dann würde das von mir beschriebene, und von 'ZiLi' untermauerte Scenario genau zutreffen.

Deshalb auch erst das Drehen, nachdem die Erststufe weg war...

Gruß
roger50

Guten Morgen,

Deshalb auch erst das Drehen, nachdem die Erststufe weg war...

Das verstehe ich noch nicht. Was meinst du?


Dass die Rollrate sich nicht weiter steigert (zumindest nicht signifikant), spricht auch dafür, dass die erste Stufe den Effekt nicht weiter selbst erzeugt. Ich tippe auf eine Ursache beim Lösen vom Starttisch. Bei der Falcon 9 haben wir so was ja auch gesehen. Dort hatte sich ein paar Kabel/Schläuche einen Tick zu spät gelöst. Wobei deren Steuerung das sofort gestoppt hat.

Nein, nein - TVC (also schwenkbare Schubdüsen für Pitch/Yaw-Kontrolle) ist zwar bei allen drei Solid-Stufen vorhanden, aber halt keine Rollsteuerung - das wäre ohne zusätzliche Rollkontrolldüsen nur mit mindestens zwei unabhängig schwenkbaren Antriebsdüsen in einer Stufe machbar. Die komplette Rollkontrolle der Vega erfolgt also durch das Attitude Control System, welches in der AVUM verbaut ist. Und hier ist es natürlich eine Sache der Auslegung, (auch der Navigationsplattform, ob sie eine kontinuierliche Rotation mit mehreren Umdrehungen verträgt), wie gross/kräftig man das gestalten möchte oder kann. Und somit erscheints mir halt logisch, dass man auf Rolleingriffe soweit möglich verzichtet, solange der Launcher noch eine hohe Masse besitzt.

Edit: Ich habe jetzt doch noch mal im Vega users Manual nachgesehen und zitiere daraus: The attitude control during the orbital flight (3-axis or spin-up) and roll control during the Z9 and the AVUM flight, is provided by two clusters of three cold gas (GN2) thrusters. Desweiteren steht später noch im Avionik-Kapitel: During the 1st and 2nd stage flight, the vehicle is guided according to a predefined attitude law. For the 3rd stage and the AVUM flight, the OBC defines an optimal guidance law to reach the targeted orbit. Das heisst, man verzichtet also scheinbar komplett auf eine Rollkontrolle während der ersten zwei Stufen (P80+Z23). Interessant...

-ZiLi-

Hallo ZiLi,

man kann auch mit einer Düse eine Rollrate anregen/steuern, einfach indem man die Düse fortlaufend im Kreis auslenkt. Dann bekommt der Abgasstrahl eine Drehimpuls und umgekehrt auch die Rakete. Das ist dann zwar kein reines/pures Rollen, sondern mit Pitch/Yaw gekoppelt, aber das gibt es u.a. bei Lenkflugkörpern.

Du meinst das Prinzip der 'Gerissenen Rolle'? Das ist aber ein recht rüdes Verfahren, wenn man den Schubvektor um den Bewegungsvektor herum rotieren lässt. Und richtig gut funktioniert das auch nur im Atmosphärenflug, weil dann auch noch die Aerodynamik eine positive Kopplung hat (zumindest bei aerodynamisch stabilen Flugkörpern, was im gegensatz zu Flugzeugen aber bei real existierenden Raketen häufig nicht gegeben ist). Sowas würde ich jedenfalls meiner Nutzlast (und auch der Trägerstruktur) nicht ohne Not zumuten wollen, und wenn überhaupt, dann höchstens als 'Notprogramm' mit in die Avionik programmieren.

-ZiLi-

... Dann bekommt der Abgasstrahl eine Drehimpuls und umgekehrt auch die Rakete. Das ist dann zwar kein reines/pures Rollen, sondern mit Pitch/Yaw gekoppelt, aber das gibt es u.a. bei Lenkflugkörpern.

Dazu würde passen, dass die VEGA bestimmten Quellen nach bei ihren ersten Flügen noch mit französischer Avionik - ich vermute mal aus dem französischen ICBM-Programm - unterwegs sein soll.

Gruß   Pirx

Hallo

Und richtig gut funktioniert das auch nur im Atmosphärenflug, weil dann auch noch die Aerodynamik eine positive Kopplung hat (zumindest bei aerodynamisch stabilen Flugkörpern, was im gegensatz zu Flugzeugen aber bei real existierenden Raketen häufig nicht gegeben ist).

@ZiLi
Das sehe ich anders herum. Raketen sind häufig aerodynamisch stabil, v.a. Lenkflugkörper. Ariane 1 bis 4, Saturn, Scout hatten sogar passive Heckflossen, um den Druckpunkt der aerodynamischen Kräfte hinter/unter den Schwerpunkt zu verlegen und so immer eine aerodynamische Rückstellkraft zu bekommen, falls sich mal ein Anstellwinkel einstellt. Mir ist bisher nicht bekannt, dass andere Träger labil oder gar instabil ausgelegt wären. Das hätte wenig bis keinen Vorteil.

@Pirx
Ich meinte das aber allgemein bzw. grundsätzlich und theoretisch als Argument gegen ZiLis Punkt ("2 Triebwerke notwendig"). Für eine Großrakete kann ich es mir nicht vorstellen, da gebe ich ZiLi dann Recht.

Na im Allgemeinen gilt eine angenäherte Kegelform auch als aerodynamisch stabil, aber mit den heutigen grossen Fairings, und dem Verzicht auf Heckflossen sind heutige Träger - und wir reden ja aktuell immer noch über die Vega - allerhöchstens aerodynamisch neutral. Man könnte es ja mal durchrechnen, für verschiedene Flugphasen. Ich denke aber, speziell in den ersten 20 Sekunden wirds zumindest kritisch sein, was Schwerpunkt und Druckpunkt angeht - genau dann wenns durch die dichtesten Luftschichten geht. Aber in der Hinsicht ist die Rollkontrolle eh unwichtig, da gehts nur um Pitch und Yaw. Und auch nach der Trennung von P80 und am Beginn des Z23-Brands hat man nochmal ne aerodynamisch relativ kritische Phase, zumindest meiner Meinung nach.

-ZiLi-

Es gab wohl eine Telemetrieproblem beim Jungfernflug:
http://www.spacenews.com/launch/121002-vega-suffered-telemetry-outage-first-flight.html

Während der Brennphase der dritten Stufe war die Rakete genau parallel zum Downlink ausgerichtet und dadurch ist das Funksignal im Abgasstrahl verloren gegangen. Daher konnten auch keine Daten von der Separation der Nutzlastverkleidung gewonnen werden.

Als Lösung muss entweder die Flugbahn verändert werden oder eine neue Bodenstation gebaut werden. Für diese Modifikation erfragt man jetzt neues Geld bei der ESA Ministerratskonferenz.

Vega kostet derzeit laut Artikel 32 Millionen Euro, bei 4 Starts pro Jahr könnte man auf 22 Millionen Euro kommen, glaubt man. Unterstützungszahlungen wie die 120 Millionen für Ariane sind derzeit für Vega offenbar nicht notwendig.

Nächster Flug im März mit Proba-V.