Dlaczego spadochrony są super i bez sensu jednocześnie

Dziś RocketLab będzie po raz pierwszy próbował złapać Electrona. Rakieta ma wejść w atmosferę bez żadnego hamowania silnikami, jedyne co zrobią to spróbują ja tak ustawić by weszła w atmosferę od silnikami do przodu. Ale nie będzie żadnego reentry burn jak w przypadku SpaceX. Jak już rakieta się znajdzie w gęstszych warstwach atmosfery (i nadal będzie w jednym kawałku!) to wypuści mały spadochronik stabilizujący. Minutę później wypuści normalne spadochrony i grzecznie wyląduje w wodzie skąd wyciągnie ją statek. Oczywiście wodowanie gwarantuje że rakiety się nie da ponownie użyć, w tym wypadku chodzi tylko o sprawdzenie czy jakby ją złapano helikopterem to czy nadawała by się do ponownego użycia.

Co może pójść źle? Pierwszy problem to tzw. „roll control” – czyli mówiąc inaczej przy hipersonicznych prędkościach rakieta może zacząć wirować. Wirowanie może uniemożliwić wypuszczenie spadochronów, może spowodować zakręcenie się linek i zduszenie czaszy a jeżeli będzie szczególnie mocne to rakieta może się rozlecieć.

Drugi problem to przeciążenia. Takie balistyczne wejście w atmosferę powoduje olbrzymie przeciążenia – rzędu kilkunastu G. Rakieta może tego nie wytrzymać. Nie bez powodu SpaceX robi reentry burn.

Trzeci problem to grzanie atmosferyczne. To co na dole może się przypalić. Zresztą nie tylko na dole, przepływ plazmy w czasie hipersonicznego lotu jest trudny do modelowania i w sumie nie wiadomo gdzie ona wlezie i co stopi. Szczególnie że rakieta jest zrobiona z włókien węglowych które nie lubią wysokich temperatur.

Co może pomóc? Przede wszystkim rakieta jest relatywnie lekka w stosunku do swojego przekroju co pozwoli na mniej gwałtowne hamowanie w atmosferze. A poza tym separacja następuje przy relatywnie niewielkiej prędkości – podobnie jak w przypadku SpaceX.

Dlaczego SpaceX nie stosuje spadochronów w przypadku F9? Problemem jest nie rozmiar samego spadochronu ale to co dalej – jak posadzić rakietę bezpiecznie na ziemi? Jak pokazuje saga osłon ładunku sterowanie spadochronem jest relatywnie trudne. W przypadku F9 łapanie rakiety za pomocą helikoptera nie wchodzi w rachubę z uwagi na masę. Poza tym spadochrony nie są czymś co da się szybko poskładać i przygotować do następnego lotu. RocketLab się nie śpieszy. Rakieta jest lekka i złapanie jej helikopterem jest realne. Jednak podejrzewam że wcześniej czy później wydłużą trochę Electrona, zwiększą wydajność silników i będą próbowali zrobić to samo co SpaceX. Oczywiście zakładając że będą mieli na tyle zamówień żeby im się to opłacało. Zauważcie że silniki Electrona mają szanse być bardzo trwałe – nie mają one turbosprężarek które są najszybciej zużywającą się częścią każdego silnika. Nic nie stoi na przeszkodzie by użyć je wiele razy. Tak, myślę że RocketLab pójdzie w ślady SpaceX.