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SPACEX FALCON 9 – esempio di previsione del successo o meno dell’atterraggio del primo stadio sulla base di alcuni dati di input – I parte –

L’ATTERAGGIO DEL PRIMO STADIO DEL FALCON 9

L’atterraggio del primo stadio del Falcon 9 può avvenire in due tipi di piattaforme: o nell’oceano o, su una della zone di atterraggio vicino alle rampe di lancio di SpaceX. Di seguito riporto le varie fasi nel caso di atterraggio nell’oceano.

Fasi di lancio e atterraggio del primo stadio del Falcon 9 nella piattaforma autonoma presente nell'oceano (droneship)
Figura 9.
(Fasi di lancio e atterraggio del primo stadio del Falcon 9 nella piattaforma autonoma presente nell’oceano ).

Le fasi dell’atterraggio nella piattaforma oceanica sono così suddivise:

FaseDescrizione
LaunchLancio del razzo Falcon 9 con accensione dei 9 motori disponibili.
AscentAscesa del razzo Falcon 9 (il veicolo viaggia fino a raggiungere una velocità massima di 4.5 Mach).
Stage SeparationIl primo stadio viene rilasciato in atmosfera
Flip ManeuverI propulsori a gas freddo all’azoto capovolgono il primo stadio.
Booster Apogee
Il primo stadio raggiunge la quota di apogeo di circa 130 Km. La quota nella variante di atterraggio su pad nella terraferma la quota di apogeo è di 200 Km circa.
Grid Finds DeployDispiegamento delle alette di atterraggio.
Entry BurnsI motori rallentano la discesa del primo stadio. La fase è composta da due sottofasi entry burns begins e entry burns end. Nella prima vengono attivati 3 motori, mentre nella seconda, la velocità di caduta del razzo viene portata a quella subsonica dagli engine.
Aerodynamics GuidanceControllo aerodinamico attraverso le alette di atterraggio.
Vertical landingI motori agiscono di nuovo per far atterrare in modo corretto il primo stadio. Durante questa fase agiscono i motori veri e propri, i propulsori a gas freddo all’azoto e le alette di atterraggio.
LandingScatta a 10 minuti dall’atterraggio vero e proprio.
Tabella 1
(Descrizione delle varie fasi di atterraggio del primo stadio del Falcon 9 su una piattaforma autonoma di SpaceX presente nell’oceano).

Copiando da internet, sono riuscito a recuperare alcune immagini dal sito di Space X riguardanti alcuni componenti citati nelle fasi e in particolare le seguenti.

Visualizzazione dei propulsori utilizzati durante la fase Flip Maneuver e le alette di atterraggio.
Figura 10.
(In rosso i propulsori utilizzati durante la fase Flip Maneuver. In verde le alette di atterraggio).
Fase di lancio e atterraggio nel caso di atterraggio nella zona prospicente alla zona di lancio.
Figura 11.
(Fase di lancio e atterraggio nel caso di atterraggio nella zona prospicente alla zona di lancio).

La seconda fase di atterraggio nella zona prospicente alla zona di lancio è composta dalle stesse fasi dell’atterraggio del primo stadio sulla piattaforma in mare. In realtà vi sono delle differenze, e quella più significativa la differenza di quota di apogeo raggiunta dal booster (primo stadio).

Ma cosa significa quota di apogeo?

Quando la velocità verticale del razzo è nulla si dice che il razzo ha raggiunto l’APOGEO, ovvero il punto più alto. In questo brevissimo istante inizia la ricaduta del razzo perché attratto dalla forza di gravità. A 100 Km circa esiste una linea di suddivisione tra l’atmosfera terrestre e lo spazio chiamata Karman Line. Il primo stadio di fatto supera nei due casi questa linea.

Oltre a parlare di fase di lancio e fase di atterraggio, parlerò, a grandi linee, di alcune caratteristiche di un razzo composto da più stadi.

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