Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Czym są okna startowe? Kiedy rakieta może polecieć w kosmos?

Rekomendowane odpowiedzi

Z powodu problemów, jakie pojawiły się w jednym z 4 silników głównego stopnia rakiety nośnej, dzisiejszy start misji Artemis I został odwołany. Inżynierowie szukają teraz przyczyny kłopotów. Jeśli je znajdą i problem zostanie naprawiony, próbę kolejnego startu można będzie podjąć 2 września. Wtedy to, o godzinie 18:48 czasu polskiego otworzy się kolejne, 2-godzinne, okno startowe. Jeśli i wówczas się nie uda, NASA może próbować w innych oknach.

Czym są okna startowe?

Wyobraźmy sobie, że znajdujemy się na środku stadionu lekkoatletycznego i chcemy spotkać się z jednym z biegnących po bieżni zawodników. Możemy go gonić, ale wymaga to od nas, żebyśmy biegli szybciej od niego.Zużyjemy przy tym sporo energii. Znacznie rozsądniej jest obliczyć, kiedy biegacz znajdzie się w najbardziej korzystnym miejscu, byśmy mogli go przechwycić i w odpowiednim momencie wyruszyć na spotkanie. Obliczenia muszą być precyzyjne, byśmy nie przybyli ani zbyt wcześnie, ani zbyt późno. Optymalny czas do wyruszenia to właśnie nasze okno startowe.

I podobnie wygląda to w przypadku misji kosmicznych. Okno startowe to po prostu okres, w którym pojazd kosmiczny może o wyznaczonym czasie osiągnąć wyznaczony punkt w przestrzeni. Bierze się przy tym pod uwagę możliwości napędu rakiety nośnej oraz trasę obiektu kosmicznego, z którym nasz pojazd ma się spotkać. Dlatego też okna są różne podczas różnych misji. Na przykład w przypadku misji na Marsa okno startowe otwiera się co 780 dni. Z kolei podczas misji Voyager 2 skorzystano ze zdarzającej się raz na 175 lat okazji, by pojazd kosmiczny mógł odwiedzić Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. Z drugiej zaś strony mamy przykład misji Rosetta, która początkowo miała badać kometę 46P/Wirtanen, ale okazja ta uległa zaprzepaszczeniu z powodu przełożenia startu i dla misji wybrano nowy cel, kometę 67P/Czuriumow-Gierasimienko.

Okienka startowe misji Artemis I

Na wybór okna startowego dla Artemis I wpływają cztery elementy. NASA chce umieścić Oriona na odległej wstecznej orbicie Księżyca. To wysoce stabilna orbita, z dwoma punktami Lagrange'a. Znajdujący się na niej pojazd porusza się w kierunku przeciwnym do kierunku Księżyca wokół Ziemi. Dotychczas z orbity tej korzystał tylko jeden pojazd, chiński Chang'e 5. Żeby wejść na tę orbitę konieczne jest uruchomienie w odpowiednim punkcie i momencie silników, które wprowadzą pojazd w lot do Księżyca. Manewr ten zwany jest TLI (Trans-Lunar Injection), a precyzja jego wykonania jest niezwykle ważna. To jeden z elementów, który należy brać pod uwagę przy obliczaniu okna startowego.

Drugim elementem są warunki oświetleniowe. Opracowane przez NASA zasady misji mówią, że Orion nie może jednorazowo znajdować się w cieniu dłużej niż przez 90 minut. Potrzebuje bowiem promieni słonecznych dla swoich paneli, ponadto powinien utrzymywać optymalną temperaturę.

Kolejne elementy są związane z procesem lądowania. W jego trakcie Orion ma wejść w górne partie ziemskiej atmosfery, następnie na chwilę je opuścić i ponownie – ostatecznie już – zanurzyć się w atmosferze. By jednak tego dokonać, pojazd musi w odpowiednim czasie osiągnąć odpowiednią trajektorię względem Ziemi. Ostatni zaś element to czas lądowania. Orion ma wylądować na oceanie w ciągu dnia, po to, by oczekującym ekipom łatwiej było kapsułę odnaleźć i podjąć.

Jak już wspomnieliśmy, najbliższe okno startowe dla Artemis I otworzy się 2 września. Jeśli NASA podejmie próbę startu i się ona nie uda, to można ją będzie powtórzyć 5 września. NASA opublikowała kalendarz [PDF] dostępnych okien startowych pomiędzy sierpniem 2022 a lipcem 2023. Okna startowe będą dostępne w czasie ponad 140 dni. Jednak dodatkowe zasady oraz plan misji nie pozwalają na skorzystanie ze wszystkich z nich. Po pierwsze, zasady NASA mówią, że – jeśli rakieta nośna została zatankowana – to pomiędzy 1. a 2. próbą startu musi upłynąć co najmniej 48 godzin, a pomiędzy 2. a 3. próbą co najmniej 72 godziny. Po drugie zaś, niektóre okna startowe pozwalają na przeprowadzenie misji trwającej 38 do 42 dni, a niektóre – od 26  do 28 dni. Decyzja więc, co do wyboru okna nie jest oczywista. A plany zawsze może pokrzyżować pogoda.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
W dniu 29.08.2022 o 15:55, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Ostatni zaś element to czas lądowania. Orion ma wylądować na oceanie w ciągu dnia, po to, by oczekującym ekipom łatwiej było kapsułę odnaleźć i podjąć.

W zasadzie ten dzień to mogliby sobie odpuścić. Wymyślono już całkiem niezłe oświetlenia - tak że nie ma wielkiej różnicy dla ludzi czy jest dzień czy takie oświetlenie. 
Tak samo można się dokładnie namierzyć. I tak samo kapsuła może dać sygnał świetlny.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
18 godzin temu, thikim napisał:

W zasadzie ten dzień to mogliby sobie odpuścić. Wymyślono już całkiem niezłe oświetlenia - tak że nie ma wielkiej różnicy dla ludzi czy jest dzień czy takie oświetlenie. 
Tak samo można się dokładnie namierzyć. I tak samo kapsuła może dać sygnał świetlny.

Sądzę, że chodzi o całą procedurę, a nie tylko możliwość zauważenia kapsuły. Zanim zostanie ona podjęta, jest sprawdzana przez nurków. Lepiej to robić za dnia. Poza tym wszelkie przyczepianie lin czy jak tam oni ją wyciągają, też łatwiej zrobić w ciągu dnia. No i dochodzi jeszcze kwestia warunków pogodowych. Przy niekorzystnych zdecydowanie lepiej pracuje się gdy jest jasno, niż gdy trzeba świecić lampami.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Artemis I to przede wszystkim misja testowa, której celem jest sprawdzenie rakiety SLS i kapsuły załogowej Orion. Jednak stała się ona też okazją do wysłania w przestrzeń kosmiczną licznych instrumentów naukowych. Wraz z Orionem SLS wyniosła szereg niewielkich satelitów typu CubeSat, żagle słoneczne, glony i fantomy do badania promieniowania kosmicznego.
      Urządzenia CubeSat umieszczono w Orion Stage Adapter, który łączy Interim Cryogenic Propulsion Stage z modułem serwisowym autorstwa Europejskiej Agencji Kosmicznej i Orionem. W ten sposób wysłano 10 niewielkich satelitów. Trzy nie były gotowe na czas, stąd puste miejsca na prezentowanym zdjęciu.
      Wspomniane CubeSat to:
      - LunaH-Map, którego zadaniem będzie zbadanie ilości i rozkładu lodu na Księżycu,
      - Omotenashi, który ma uderzyć w powierzchnię Srebrnego Globu z prędkością 2500 m/s i zbadać radioaktywność wznieconego pyłu,
      - Equuelus – poleci do punktu libracyjnego L2, a po drodze zademonstruje precyzyjne manewry za pomocą silnika strumieniowego wykorzystującego wodę. W L2 będzie obserwował Księżyc oraz plazmę wokół Ziemi,
      - Lunar Ice Cube to misja podobna do LunaH-Map. Dodatkowo stelita będzie badał obieg wody na Księżycu,
      - LunIR ma na pokładzie nowatorski czujnik wysokotemperaturowy pracujący w średniej podczerwieni. Najpierw stworzy obraz termiczny powierzchni Księżyca, a następnie uda się w podróż w głębsze regiony kosmosu, podczas której za pomocą czujnika będzie obrazował gwiazdy,
      - ArgoMoon wykorzysta swój mikronapęd do manewrowania wokół Artemis Interim Cryogenic Propulsion Stage. Wykona jego zdjęcia, które przydadzą się inżynierom. Następnie wejdzie na orbitę eliptyczną wokół Ziemi, skąd zacznie wykonywać fotografie Ziemi i Księżyca,
      - Team Miles używa 12 plazmowych silników strumieniowych na wodę. Jego twórcy mają nadzieję, że dzięki nim przeleci 96 milionów kilometrów i spróbuje nawiązać łączność radiową z Ziemią za pomocą nowatorskiego oprogramowania,
      - NEA Scout to co prawda CubeSat ale rozwinie on imponujący żagiel słoneczny o powierzchni 80 metrów kwadratowych. Dzięki żaglowi poleci do odległej o 150 milionów kilometrów asteroidy. A na miejscu wykona jej pomiary, zdjęcia, dokładnie określi jej położenie w przestrzeni kosmicznej, kształ, właściwości jej obrotu, zbada znajdujący się wokół niej pył oraz właściwości regolitu,
      - BioSentinel – to jedyny CubeSat z eksperymentem biologicznym. Ma na pokładzie specjalnie zmodyfikowane drożdże. Są one wraźliwe na promieniowanie kosmiczne. Drożdże będą nawadniane w różnych odstępach czasowych i będzie badany stopień ich uszkodzenia przez promienie kosmiczne. Eksperyment ma pokazać, jak lepiej chronić astronautów poza Ziemią,
      - CuSP zabrał ze sobą niewielką kosmiczną stacje pogodową, która mierzy pola magnetyczne oraz nisko- i wysokoenergetyczne cząstki. Jeśli eksperyment się powiedzie, w przyszłości wokół Słońca zostanie rozmieszczona cała flotylla takich pojazdów, dzięki czemu lepiej będziemy rozumieli naszą gwiazdę.
      Wewnątrz Oriona umieszczono zaś trzy manekiny. Pierwszy z nich, Moonikin Campos, znajduje się na miejscu dowódcy Oriona i ubrany jest w kombinezon Orion Crew Survival System, zdolny do utrzymania człowieka przy życiu przez 6 dni. Czujniki na manekinie mierzą promieniowanie, przyspieszenie i wibracje, jakim będzie poddawany w czasie misji.
      Dwa pozostałe manekiny to Helga i Zohar, a każdy z nich został wyposażony w ponad 6000 miniaturowych czujników promieniowania. A raczej każda, gdyż manekiny mają wiernie oddawać organizm kobiety, który ma więcej wrażliwej na promieniowanie tkanki niż organizm mężczyzny. Zohar została ubrana dodatkowo w kamizelkę ochronną AstroRad, by sprawdzić, na ile jest ona efektywna.
      Ponadto na pokładzie Oriona znalazł się Biology Experiment-1. Jego zadaniem jest sprawdzenie wpływu pobytu w przestrzeni kosmicznej na różnego typu próbki biologiczne. Są to nasiona, glony, grzyby i drożdże.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Artemis I w końcu wystartowała. Po dwukrotnym przekładaniu startu i wielotygodniowych oczekiwaniach, rozpoczęła się misja, której celem jest podróż pojazdu załogowego Orion poza Księżyc i powrót na Ziemię.
      Silniki SLS zostały uruchomione o godzinie 7:47 czasu polskiego. Orion już oddzielił się od SLS i kontynuuje lot samodzielnie. Będzie się przy tym wspomagał jednym dużym silnikiem, który w najbliższym czasie zostanie uruchomiony dwukrotnie. W końcu, około 2 godzin od startu, silnik odłączy się od pojazdu, a Orion będzie kontynuował podróż. Przeleci około 2 milionów kilometrów i znajdzie się 450 600 kilometrów od Ziemi. To dalej niż jakikolwiek inny pojazd załogowy wysłany przez człowieka. Przeleci wokół Księżyca i wróci na naszą planetę. Jego podróż potrwał około 25,5 doby. Planuje się, że 11 grudnia wyląduje na powierzchni Pacyfiku niedaleko wybrzeży San Diego.
      Orion wejdzie w atmosferę z prędkością 39 400 km/h, a jego osłona termiczna rozgrzeje się do temperatury 2760 stopni Celsjusza. To połowa temperatury powierzchni Słońca. Dzięki tarciu atmosfery Orion zwolni do prędkości 520 km/h. Wtedy, w bardzo precyzyjnie ustalonej kolejności, rozwinie się 11 spadochronów, które spowolnią pojazd do 27 km/h i z taką prędkością uderzy on w powierzchnię oceanu.
      W czasie misji inżynierowie będą szczegółowo śledzili parametry pojazdu. Uzyskane w ten sposób informacje przydadzą się podczas planowanej na rok 2024 załogowej Artemis II. Podąży ona mniej więcej tą samą trasą, co Artemis I, ale z ludźmi na pokładzie. Kilka lat później będzie miała misja Artemis III, w ramach której ludzie powrócą na Księżyc.
      Obecnie (58 minut po starcie) Orion znajduje się w odległości niemal 404 000 kilometrów od Księżyca i się od niego oddala. Pojazd porusza się z prędkością niemal 24 000 km/h. Można go na bieżąco śledzić na uruchomionej przez NASA witrynie.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...