Δεν είναι μυστικό ότι η NASA αναζητά ιδιωτικούς εργολάβους διαστήματος για να βοηθήσει στην υλοποίηση ορισμένων από τα τρέχοντα σχέδιά της. Προς το σκοπό αυτό, η NASA και η SpaceX συμμετείχαν σε ένα πρωτοφανές έργο ανταλλαγής δεδομένων που θα ωφελήσει και τους δύο.
Το έργο πραγματοποιήθηκε στις 21 Σεπτεμβρίου όταν, μετά από πολλές προσπάθειες, η NASA και το Ναυτικό των Η.Π.Α. χρησιμοποίησαν μια σειρά από κάμερες παρακολούθησης υπερύθρων για να συλλάβουν πλάνα ενός από τους επαναχρησιμοποιήσιμους πυραύλους του SpaceX's Falcon 9 κατά την πτήση. Οι κάμερες κατέγραψαν τον πύραυλο καθώς ο κινητήρας του δεύτερου σταδίου αναφλέχθηκε και το πρώτο στάδιο, αφού αποσπάστηκε και έπεσε μακριά, επανέλαβε τους κινητήρες του για να χαμηλώσει πίσω στη Γη για μηδενικό άγγιγμα στην επιφάνεια της θάλασσας.
Τα προκύπτοντα δεδομένα κοινοποιούνται μεταξύ των δύο μερών και θα ωφελήσουν και τα δύο.
Για το SpaceX, το όφελος έρχεται με τη μορφή λεπτομερών πληροφοριών που παρέχει η NASA σχετικά με τις θερμοκρασίες και την αεροδυναμική φόρτωση στον πύραυλο Falcon 9, που θα τους βοηθήσει στις προσπάθειές τους να αναπτύξουν ένα επαναχρησιμοποιήσιμο σύστημα πυραύλων. Για τη NASA, οι μηχανικοί έχουν την ευκαιρία να συλλέξουν δεδομένα σχετικά με την υπερηχητική αναδρομική πρόωση που μπορεί κάποια μέρα να τους βοηθήσουν να μειώσουν τα ογκώδη ωφέλιμα φορτία πολλών τόνων στην επιφάνεια του Άρη.
«Επειδή οι τεχνολογίες που απαιτούνται για την προσγείωση μεγάλων ωφέλιμων φορτίων στον Άρη είναι σημαντικά διαφορετικές από αυτές που χρησιμοποιούνται εδώ στη Γη, η επένδυση σε αυτές τις τεχνολογίες είναι κρίσιμη», δήλωσε ο Robert Braun, κύριος ερευνητής του έργου Propulsive Descent Technologies (PDT) της NASA και καθηγητής στο Ινστιτούτο της Γεωργίας Τεχνολογίας στην Ατλάντα. Είναι επίσης πρώην επικεφαλής τεχνολόγος της NASA. «Αυτό είναι το πρώτο σύνολο δεδομένων υψηλής πιστότητας ενός συστήματος πυραύλων που κατευθύνεται προς την κατεύθυνση του ταξιδιού του ενώ ταξιδεύει με υπερηχητικές ταχύτητες σε συνθήκες σχετικές με τον Άρη. Η ανάλυση αυτού του μοναδικού συνόλου δεδομένων θα επιτρέψει στους μηχανικούς του συστήματος να εξαγάγουν σημαντικά μαθήματα για την εφαρμογή και την έγχυση υπερηχητικής αναδρομικής πρόωσης σε μελλοντικές αποστολές της NASA. "
Η υπερηχητική ρετρό πρόωση σημαίνει βασικά τη δημιουργία υπερηχητικής ώσης για να ρίξει την ταχύτητα μετά την ατμοσφαιρική είσοδο. Παράλληλα με την αεροναυτιλία, αυτό είναι ένα από τα προτεινόμενα μέσα προσγείωσης βαρέου εξοπλισμού και οικοτόπων στον Άρη.
Ο Μπράουν σίγουρα δεν είναι ξένος στην ιδέα. Αφού επέστρεψε στην Georgia Tech, ο Braun - ειδικός στην είσοδο, την κατάβαση και την προσγείωση (EDL) - συνεργάστηκε με μηχανικούς από το πανεπιστήμιο και διάφορα κέντρα της NASA για να αναπτύξει μια πρόταση για ένα πρόγραμμα δοκιμής πτήσης αυτής της έννοιας.
Εκείνη την εποχή, η Διεύθυνση Αποστολής Διαστημικής Τεχνολογίας της NASA (STMD) απέρριψε το σχέδιο για υπερβολικό κόστος, αλλά ο οργανισμός χρειάζεται ακόμα έναν τρόπο για να προσγειωθεί ωφέλιμο φορτίο άνω των 20 τόνων, αν θέλει ποτέ να πραγματοποιήσει μια ανθρώπινη αποστολή στον Άρη. Και δεδομένου ότι η προτεινόμενη αποστολή πρόκειται να πραγματοποιηθεί εντός των επόμενων 16 ετών, τόσο περισσότερες πληροφορίες λαμβάνουν τώρα, τόσο το καλύτερο.
Σε βάθος: Η προσέγγιση προσγείωσης του Άρη: Τα προβλήματα της προσγείωσης μεγάλων ωφέλιμων φορτίων στην επιφάνεια του Άρη
Εξ ου και η απόφαση να συνεργαστεί με το SpaceX. Βασικά, το PDT Project συνήψε συμφωνία για τη χρήση αερομεταφερόμενων τεχνικών απεικόνισης υπερύθρων - που αναπτύχθηκαν για να μελετήσουν το Space Shuttle κατά την πτήση μετά το ατύχημα της Κολούμπια - για τη συλλογή δεδομένων σχετικά με την υπερηχητική ρετρό-πρόωση που η SpaceX χρησιμοποιεί επί του παρόντος για την επαναχρησιμοποιήσιμη ανάπτυξη οχημάτων.
Αυτό το είδος συνεργασίας δεν έχει προηγούμενο, και όπως είπε ο Braun στο Space Magazine μέσω email, έχει όφελος και για τους δύο συμμετέχοντες:
«Αυτό είναι το πρώτο σύνολο δεδομένων υψηλής πιστότητας ενός συστήματος πυραύλων που κατευθύνεται προς την κατεύθυνση του ταξιδιού του ενώ ταξιδεύει με υπερηχητικές ταχύτητες σε συνθήκες σχετικές με τον Άρη. Η συνέργεια μεταξύ του ενδιαφέροντος της NASA να βελτιώσει την είσοδο στον Άρη, την ικανότητα καθόδου και προσγείωσης και το ενδιαφέρον του Space X και την πειραματική λειτουργία ενός επαναχρησιμοποιήσιμου διαστημικού συστήματος μεταφοράς παρείχε μια μοναδική ευκαιρία για τη λήψη αυτών των δεδομένων με χαμηλό κόστος. Η ανάλυση αυτού του μοναδικού συνόλου δεδομένων θα επιτρέψει στους μηχανικούς του συστήματος να εξαγάγουν σημαντικά μαθήματα για την έγχυση υπερηχητικής ανατροπής σε μελλοντικές αποστολές της NASA που μπορεί μια μέρα να μειώσουν τα μεγάλα ωφέλιμα φορτία στην επιφάνεια του Άρη παρέχοντας παράλληλα στο SpaceX μηχανική εικόνα για να προωθήσει την ανάπτυξη μιας επαναχρησιμοποιήσιμης διαστημικής μεταφοράς Σύστημα."
Μετά από ανεπιτυχείς προσπάθειες απεικόνισης του πυραύλου σε δύο προηγούμενες αποστολές - 18 Απριλίου και 14 Ιουλίου - το έργο πέτυχε με την πτήση CRS-4 στις 21 Σεπτεμβρίου. Ξεκίνησε τη νύχτα, η NASA βασίστηκε σε δύο αεροσκάφη - ένα WB-57 και ένα NP-3D Orion - εξοπλισμένο με αισθητήρες IR μεσαίου κύματος για την τεκμηρίωση της επανεισόδου στην πρώτη φάση του πυραύλου.
Το πρώτο στάδιο είναι το μέρος του πυραύλου που αναφλέγεται κατά την εκτόξευση και καίγεται μέσω της ανάβασης του πυραύλου έως ότου εξαντληθεί από το προωθητικό, στο οποίο σημείο απορρίπτεται από το δεύτερο στάδιο και επιστρέφει στη Γη. Κατά τη διάρκεια της επιστροφής του, ή της κατάβασης, η NASA κατέλαβε ποιοτικές υπέρυθρες και υψηλής ευκρίνειας εικόνες και παρακολούθησε τις αλλαγές στο καπνό καθώς οι κινητήρες ήταν ενεργοποιημένοι και απενεργοποιημένοι.
Παρακολουθήστε το βίντεο του βίντεο:
Για τη NASA, η περίοδος της πτήσης που ήταν πιο σχετική για μελλοντικές επιχειρήσεις πάνω από τον Άρη ήρθε όταν το πρώτο στάδιο ταξίδευε σε περίπου Mach 2 περίπου 30.000 - 45.000 μέτρα (100.000-150.000 πόδια) πάνω από την επιφάνεια. Οι δύο αισθητήρες IR μεσαίου κύματος - τοποθετημένοι σε μια μύτη στο WB-57 και εσωτερικά στο NP-3D - απέχουν περίπου 60 ναυτικά μίλια από τον πύραυλο, όταν επανέλαβε τους κινητήρες του για υπερηχητική ρετρό-πρόωση.
Αυτό παρήγαγε ακατέργαστες εικόνες στις οποίες η σκηνή εμφανίστηκε πλάτος 1 pixel και μήκος 10 pixel, αλλά η επακόλουθη βελτίωση από ειδικούς στο εργαστήριο εφαρμοσμένης φυσικής Johns Hopkins University βελτίωσε την ανάλυση δραματικά.
«Το ενδιαφέρον της NASA για την οικοδόμηση της εισόδου στον Άρη, της ικανότητας κατάβασης και προσγείωσης και το ενδιαφέρον της SpaceX και η πειραματική λειτουργία ενός επαναχρησιμοποιήσιμου συστήματος διαστημικής μεταφοράς επέτρεψαν την απόκτηση αυτών των δεδομένων με χαμηλό κόστος, χωρίς να δημιουργήσουμε ένα αποκλειστικό έργο πτήσης», δήλωσε ο Charles Campbell, Διευθυντής έργου PDT στο διαστημικό κέντρο Johnson της NASA στο Χιούστον.
Οι μηχανικοί της NASA και της SpaceX συσχετίζουν τώρα αυτά τα δεδομένα με την τηλεμετρία της εταιρείας από την έναρξη της 21ης Σεπτεμβρίου Falcon 9 ενός αερομεταφορέα φορτίου Dragon στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για να μάθουν ακριβώς τι έκανε το όχημα όσον αφορά την πυροδότηση κινητήρα και τον ελιγμό όταν παρήγαγε τις υπογραφές που συλλέγει το αεροσκάφος.
