HiSoUR – Hi So You Are

Historia
W 2009 roku prezes SpaceX Elon Musk wyartykułował ambicje „stworzenia zmiany paradygmatu w tradycyjnym podejściu do ponownego wykorzystania sprzętu rakietowego.”

W październiku 2014 roku, SpaceX publicznie ogłosił, że zakontraktował ze stocznią w Luizjanie budowę pływającej platformy lądowania dla orbitalnych pojazdów nośnych wielokrotnego użytku. Wczesne informacje wskazywały, że platforma będzie przenosić lądownik o wymiarach około 90 na 50 metrów (300 stóp × 160 stóp) i będzie zdolna do precyzyjnego pozycjonowania, dzięki czemu platforma będzie mogła utrzymać swoją pozycję do lądowania pojazdów nośnych. W dniu 22 listopada 2014 roku Musk opublikował zdjęcie „autonomicznego statku dronowego kosmodromu” wraz z dodatkowymi szczegółami dotyczącymi jego konstrukcji i rozmiaru.

Od grudnia 2014 roku pierwszy użyty statek dronowy, barka Marmac 300 firmy McDonough Marine Service, bazował w Jacksonville na Florydzie, na północnym krańcu terminalu wycieczkowego JAXPORT (30.409144°N 81.582493°W), gdzie SpaceX zbudował stanowisko do zabezpieczenia stopnia Falcon podczas operacji po wylądowaniu. Stanowisko składa się z czterech cokołów o wadze 6 800 kg (15 000 lb), wysokości 270 cm (107 cali) i szerokości 244,5 cm (96,25 cali), przykręconych do betonowej podstawy. Ruchomy dźwig będzie podnosił scenę ze statku i umieszczał ją na podstawach. W tym miejscu będą wykonywane takie czynności, jak usunięcie lub złożenie nóg przed ustawieniem stopnia w pozycji poziomej do transportu ciężarówką.

Miejsce lądowania ASDS podczas pierwszego testu lądowania znajdowało się na Atlantyku, około 200 mil (320 km) na północny wschód od miejsca startu na Przylądku Canaveral i 165 mil (266 km) na południowy wschód od Charleston w Południowej Karolinie.

W dniu 23 stycznia 2015 r., podczas napraw statku po nieudanym pierwszym teście, Musk ogłosił, że statek ma nosić nazwę Just Read the Instructions, z siostrzanym statkiem planowanym do startów na zachodnim wybrzeżu, który ma nosić nazwę Of Course I Still Love You. 29 stycznia SpaceX opublikowało zmanipulowane zdjęcie statku z nazwą, ilustrujące jak będzie wyglądał po pomalowaniu. Oba statki zostały nazwane na cześć dwóch General Contact Units, statków kosmicznych dowodzonych przez autonomiczne sztuczne inteligencje, które pojawiają się w The Player of Games, powieści Kultura autorstwa Iaina M. Banksa.

Pierwszy Just Read the Instructions został wycofany w maju 2015 roku po około sześciu miesiącach służby na Atlantyku, a jego obowiązki przejął Of Course I Still Love You. Były ASDS został zmodyfikowany poprzez usunięcie przedłużaczy skrzydeł, które przedłużyły powierzchnię barki, oraz sprzętu (pędniki, kamery i sprzęt komunikacyjny), który został dodany w celu ponownego dostosowania go jako ASDS; elementy te zostały zachowane do ponownego wykorzystania w przyszłości. W 2018 r. firma SpaceX rozpoczęła budowę trzeciej barki, A Shortfall of Gravitas.

Aktywna flota ASDS
Na początku 2015 r. firma SpaceX wynajęła dwie dodatkowe barki pokładowe – Marmac 303 i Marmac 304 – i zainicjowała refit w celu skonstruowania dwóch dodatkowych statków ASDS zdolnych do autonomicznej pracy, zbudowanych na kadłubach tych barek Marmac.

Of Course I Still Love You
Druga barka ASDS, Of Course I Still Love You (OCISLY), była w trakcie budowy w stoczni w Luizjanie od początku 2015 r. z wykorzystaniem innego kadłuba – Marmac 304 – w celu obsługi wodowań na wschodnim wybrzeżu. Został zbudowany jako zamiennik pierwszego Just Read the Instructions i wszedł do służby operacyjnej dla Falcona 9 Flight 19 pod koniec czerwca 2015 roku. Od czerwca 2015 r. jego portem macierzystym było Jacksonville na Florydzie, ale po grudniu 2015 r. został przeniesiony 160 mil (260 km) dalej na południe, do Port Canaveral.

Pomimo że wymiary statku są niemal identyczne jak pierwszego ASDS, wprowadzono kilka ulepszeń, w tym stalową ścianę przeciwwybuchową wzniesioną między kontenerami rufowymi a pokładem lądowania. Statek był na miejscu do testu lądowania pierwszego stopnia misji CRS-7, która nie powiodła się podczas startu 28 czerwca 2015 r.

8 kwietnia 2016 r. pierwszy stopień, który wystrzelił statek kosmiczny Dragon CRS-8, pomyślnie wylądował po raz pierwszy w historii na OCISLY, co jest również pierwszym w historii lądowaniem statku dronowego.

W lutym 2018 r. centralny rdzeń Falcona Heavy Test Flight eksplodował przy uderzeniu obok OCISLY, który uszkodził dwa z czterech pędników na statku dronowym. Dwa pędniki zostały usunięte z barki Marmac 303 w celu naprawy OCISLY.

Just Read the Instructions
Trzecia barka ASDS, wykorzystująca kadłub Marmac 303, została zbudowana w 2015 r. w stoczni w Luizjanie, a barka przepłynęła przez Kanał Panamski w czerwcu 2015 r., przewożąc przedłużenia skrzydeł jako ładunek na pokładzie, ponieważ ASDS, gdy będzie kompletny, będzie zbyt szeroki, aby przejść przez kanał.

Portem macierzystym dla Marmac 303 jest port w Los Angeles, w morskim kampusie badawczym i biznesowym AltaSea w porcie zewnętrznym San Pedro. Platforma lądownicza i statki pomocnicze zaczęły tam cumować w lipcu 2015 r. przed rozpoczęciem głównej budowy AltaSea, która jest zaplanowana na 2017 r.

SpaceX ogłosił, że Marmac 303 będzie drugim ASDS, który zostanie nazwany Just Read the Instructions (JRtI) w styczniu 2016 r., na krótko przed jego pierwszym użyciem jako platformy lądowniczej dla Falcona 9 Flight 21.

W dniu 17 stycznia 2016 r. JRtI został po raz pierwszy użyty podczas próby odzyskania pierwszego stopnia boostera Falcona 9 z misji Jason-3 z Vandenberg. Booster pomyślnie wylądował na pokładzie; jednak tuleja blokująca nie zatrzasnęła się na jednej z nóg, co spowodowało, że rakieta przewróciła się, eksplodując przy zderzeniu z pokładem. 14 stycznia 2017 r. SpaceX wystrzelił Falcona 9 Flight 29 z Vandenberg i wylądował pierwszym stopniem na JRtI, który znajdował się około 370 km (230 mi) w dole Oceanu Spokojnego, co czyni go pierwszym udanym lądowaniem na Pacyfiku.

W trakcie budowy
SpaceX rozpoczął budowę czwartej barki pokładowej na początku 2018 r.

Krótki Gravitas
Czwarta barka ASDS została ogłoszona jako będąca w trakcie budowy w lutym 2018 r. i stanie się drugim aktywnym ASDS opartym na wschodnim wybrzeżu. Jej port macierzysty będzie znajdował się w Port Canaveral. Ten przyszły jednocześnie użyteczny ASDS, wraz z OCISLY, nosi nazwę A Shortfall of Gravitas (ASoG) i podobnie jak reszta floty, jego nazewnictwo oparte jest na nazwach używanych w serialu Culture. Oczekuje się, że droneship będzie gotowy do działania w połowie 2019 roku.

Charakterystyka
AsDS to autonomiczne statki zdolne do precyzyjnego pozycjonowania, początkowo z dokładnością do 3 metrów (9,8 stopy) nawet w warunkach sztormowych, wykorzystujące informacje o pozycji GPS i cztery napędzane silnikiem diesla pędniki azymutalne. Oprócz autonomicznego trybu pracy, statki mogą być również sterowane telerobotycznie.

Pędniki azymutalne to hydrauliczne jednostki napędowe z modułowymi jednostkami napędowymi diesel-hydraulicznymi wyprodukowanymi przez Thrustmaster, producenta sprzętu morskiego w Teksasie. Powracająca rakieta musi nie tylko wylądować w granicach powierzchni pokładu, ale musi także poradzić sobie z falami oceanicznymi i błędami GPS.

SpaceX wyposaża statki w różne czujniki i technologie pomiarowe, aby zebrać dane na temat powrotów boostera i prób lądowania, w tym komercyjne kamery GoPro.

W centrum lądowników ASDS znajduje się okrąg, który otacza stylizowane „X” SpaceX w punkcie lądowania X-marks-the-spot.

Nazwa
Dwie nazwy ASDS użyte do tej pory, Just Read the Instructions (JRtI) i Of Course I Still Love You (OCISLY), oddają hołd dziełom zmarłego autora science fiction Iaina M. Banksa, opierając się na jego fikcyjnym uniwersum Culture. Zarówno JRtI jak i OCISLY to nazwy ogromnych, czujących statków gwiezdnych, które pojawiły się w powieści Gracz w gry. Trzecią nazwą, która zostanie użyta w czwartym ASDS będzie A Shortfall of Gravitas (ASoG), która również jest zaczerpnięta z uniwersum Culture Iaina M. Banksa. Seria Culture ma gag na posiadanie niektórych statków, które zawierają „Gravitas” w swoich nazwach.

Just Read the Instructions (Marmac 300)
Platforma lądownicza górnego pokładu pierwszej barki o nazwie Just Read the Instructions miała wymiary 52 m × 91 m (170 ft × 300 ft), podczas gdy rozpiętość nóg lądownika Falcon 9 v1.1 wynosiła 18 m (60 ft). Statek został wycofany w 2015 roku.

Of Course I Still Love You (Marmac 304)
Of Course I Still Love You został zbudowany jako przebudowa barki Marmac 304 do lądowań na Oceanie Atlantyckim. Jej port macierzysty znajduje się w Port Canaveral na Florydzie od grudnia 2015 r., po tym jak przez rok była portowana w Porcie Jacksonville przez większą część 2015 r.

Just Read the Instructions (Marmac 303)
Just Read the Instructions, druga barka o tej nazwie, została zbudowana jako refit barki Marmac 303 w 2015 r. do wyładunków na Oceanie Spokojnym. Jej portem macierzystym jest Port Los Angeles w Kalifornii.

A Shortfall of Gravitas (w budowie)
Czwarty ASDS nosi nazwę A Shortfall of Gravitas, w budowie od początku 2018 roku, będzie wykorzystywany na wschodnim wybrzeżu do obsługi wysokich prędkości lotu dla Falcona 9 i tandemowych lądowań oceanicznych dla bocznych boosterów Falcona Heavy.

Operacja
Holownik jest używany do sprowadzenia ASDS do pozycji oceanicznej, a statek wsparcia stoi w pewnej odległości od bezzałogowego ASDS. Statki początkowo używane na wschodnim wybrzeżu to Elsbeth III (holownik) i Go Quest (wsparcie). Po wylądowaniu technicy i inżynierowie zazwyczaj wchodzą na platformę lądowniczą i zabezpieczają nogi rakiety, aby zablokować pojazd na miejscu do transportu z powrotem do portu. Stopień rakiety jest przymocowany do pokładu statku dronów za pomocą stalowych przytrzymywaczy przyspawanych do nóg nóg lądownika. W czerwcu 2017 roku OCISLY zaczął być wdrażany z robotem, który wjeżdża pod rakietę i po wylądowaniu chwyta się zacisków przytrzymujących umieszczonych na zewnętrznej stronie konstrukcji Falcona 9. Fani nazywają robota „Optimus Prime” lub „Roomba”, przy czym to ostatnie określenie stało się skrótem od „Remotely Operated Orientation and Mass Balance Adjustment.”

Koncepcja, projekt i działanie statku
Długoterminowym celem SpaceX jest sprowadzenie obu stopni rakiety z powrotem na miejsce startu. Dzięki zastosowaniu platformy lądowniczej unoszącej się na oceanie, w fazie testowej techniki uniknięto zagrożenia dla ludzi, którego należałoby się obawiać, gdyby kontrolowany powrót nad zamieszkany ląd nie powiódł się. Założyciel i dyrektor generalny SpaceX, Elon Musk, z góry oszacował prawdopodobieństwo powodzenia pierwszej próby lądowania na 50 procent, w pierwszym roku testów na 80 procent.

Ponieważ lądujący stopień rakietowy z silnikiem odrzutowym skierowanym w dół stwarzałby znaczne zagrożenie dla załogi platformy podczas wyhamowywania, a ponadto można by się spodziewać, że platforma będzie się rozbijać od zderzenia do zderzenia, wykonano ją bezzałogowo.

Pierwszy autonomiczny dron kosmodromowy otrzymał Landedeck podczas przebudowy statku Marmac 300, który ma około 90 metrów długości i 50 metrów szerokości. Dodatkowo od tego czasu posiada pojemność 15 000 metrów sześciennych wody balastowej, która stabilizuje położenie platformy.

Sokół Falcon 9 wymaga lądowiska o szerokości około 22 metrów, dlatego po umieszczeniu na pływającej platformie wymagana jest bardzo precyzyjna kontrola zarówno rakiety, jak i statku. Dlatego autonomicznym statkiem dronem kosmodromu z czterema napędzanymi silnikami diesla jest pędnik azymutalny (Portable Dynamic Positioning System) amerykańskiej firmy Thrustmaster. Za pomocą radiolokacji GPS może on dzięki temu automatycznie utrzymywać swoją pozycję wbrew wiatrowi i prądom wodnym. Nawet podczas sztormu platforma lądowania nie powinna odchylić się więcej niż 3 metry od zamierzonej pozycji. Ponadto statek nie posiada własnego napędu i jest holowany do miejsca, w którym się znajduje.

Po sztormie, który spowodował poważne uszkodzenia, platforma została odbudowana w marcu i kwietniu 2015 roku. Wymieniono m.in. dwie jednostki napędowe na mocniejsze (obecnie każda o mocy ok. 1000 KM) oraz zainstalowano ścianę falochronu.

Pierwsze testy lądowania
SpaceX wykorzystuje do testów stopnie rakietowe, które są już używane do komercyjnych startów satelitów lub do lotów zaopatrzeniowych na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) na zlecenie NASA. Te opłacone przez klienta rakiety muszą być jedynie dodatkowo wyposażone w kontrolę lądowania i chowane nogi do lądowania. Następnie planowane jest próbne tankowanie wylądowanego stopnia rakiety i ponowne starty.

Już na płycie lotniska, z. Na przykład w kwietniu i lipcu 2014 roku SpaceX wystrzelił dwie komercyjne misje satelitarne, takie jak Na przykład dla Orbcomm pierwszy stopień mógł być wylądowany próbnie w sposób kontrolowany, ale potem już tylko bezpośrednio na oceanie, gdzie stopnie zniknęły.

Pierwszym startem rakiety był piąty lot zaopatrzeniowy SpaceX do ISS (SpaceX CRS-5), zaplanowany na 16 grudnia 2014 r., ale odroczony do 10 stycznia 2015 r. z powodu problemów z silnikiem.

Pierwsza próba: SpaceX CRS-5
Piąty lot zaopatrzeniowy do ISS, start rakiety Falcon 9 10 stycznia 2015 roku o 9:47 UTC i przetransportowanie na orbitę statku kosmicznego Dragon z ładunkiem. Pierwszy stopień ponownie mógł być sterowany z powrotem do atmosfery zgodnie z przeznaczeniem, a także dotarł do lądownika. Stopień rakiety rozbił się przy lądowaniu. Według Elona Muska, nie było wystarczająco dużo 10% płynu hydraulicznego na pokładzie, więc cztery płetwy kratowe zamontowane na szczycie rakiety straciły swoją funkcję stabilizacji i kontroli. Platforma lądownicza została tylko nieznacznie uszkodzona.

Statek stacjonował w odległości ok. 320 mil na północny wschód od miejsca startu w Cape Canaveral Air Force Station na 30,8 stopnia szerokości geograficznej północnej i 78,1 stopnia długości geograficznej zachodniej.

2. próba: Start Deep Space Climate Observatory
11 lutego 2015 roku firma SpaceX wystrzeliła rakietę Falcon 9 w imieniu projektu USAF NASA i NOAA Deep Space Climate Observatory i chciała wykonać drugą próbę lądowania. Jednak silna burza w rejonie lądowania nie pozwoliła na użycie drona. Udało się jednak sterować rakietą z odchyleniem zaledwie 10 metrów do pierwotnie zamierzonej pozycji.

3. próba: SpaceX CRS-6
W szóstym locie zaopatrzeniowym do ISS, Falcon 9 został wystrzelony 14 kwietnia 2015 roku o godzinie 20:10:41 UTC. Podobnie jak w pierwszej próbie, pierwszy stopień dotarł do autonomicznego statku dronów kosmodromu o nowej nazwie Just Read the Instructions. Pierwszy stopień dotarł jednak skośnie po podejściu, w którym mocno zataczając się do pionu, rozbił się.

4. próba: SpaceX CRS-7 (nieudana)
W siódmym locie zaopatrzeniowym do ISS po tym, jak 28 czerwca 2015 roku eksplodowało planowanie, użyto Falcona 9. W związku z tym próba powrotu została pominięta w pierwszym terminie drugi ASDS, Of Course I Still Love You powinien być użyty.

5. próba: Jason-3
W dniu 17 stycznia 2016 roku w Vandenberg Air Force Base wystartował ostatni Falcon 9 w wersji 1.1 z satelitą obserwacji Ziemi Jason 3 na pokładzie. Satelita został pomyślnie przetransportowany na orbitę. Parametry startowe pozwoliłyby w zasadzie na powrót pierwszego stopnia na miejsce startu, ale nie zostało to przyznane w terminie umożliwiającym uzyskanie zgody właściwego organu ochrony środowiska na lądowanie. W związku z tym zaplanowano lądowanie statku na Pacyfiku. Podczas lądowania jedna z czterech nóg lądownika uległa uszkodzeniu, prawdopodobnie nie była zablokowana w pozycji otwartej. Ze względu na brak stabilności stopień rakietowy przewrócił się na platformie lądowniczej i został w znacznym stopniu zniszczony. Zdjęcia pokazały, że blok silnika pozostał na pokładzie.

6. próba: SES-9
Do startu SES-9 4 marca 2016 roku SpaceX przewidywał na podstawie parametrów startowych bardzo niskie prawdopodobieństwo sukcesu. W przeciwieństwie do poprzednich prób z jednym silnikiem, do wyhamowania użyto trzech silników. Lądowanie nie powiodło się i ponownie zatonąłem uszkodzony, u. a. z dziurą w pokładzie i kilkoma odłamkami rakiety na pokładzie z powrotem do portu.

7. próba: CRS-8
8 kwietnia 2016 roku wystrzelono Falcona 9 na misję zaopatrzeniową do ISS. 9 minut i 10 sekund po udanym starcie, pierwszy krok kontynuował pionowo na Of Course I Still Love You. Po raz pierwszy udało się przeprowadzić udane i bezpieczne lądowanie pierwszego stopnia na statku dronie Autonomous spaceport.

Po udanym lądowaniu na platformę lądowniczą zrzucono oddział spawaczy, którzy przyspawali składane podpory na stalowej platformie, aby prawie 50-metrowa rakieta nie przewróciła się na wzburzonym morzu.
Dalsze misje
6 maja 2016 r: Udane lądowanie pierwszej nocy przy starcie JCSAT-14 na satelicie Of Course I Still Love You. Lądowanie wynikało z parametrów startu z trzema silnikami.
27 maja 2016: kolejne udane lądowanie pierwszego stopnia przy starcie Thaicom-8 na Of Course I Still Love You. Lądowanie wynikało z parametrów startowych z trzema silnikami. Przy lądowaniu wystąpiły drobne trudności. Strefa zgniotu pierwszego stopnia Falcona 9 została z jednej strony wyeksploatowana na tyle, że rakieta przechyliła się na pokład. Udostępniono materiał wideo z kamery umieszczonej na Falconie 9.
15 czerwca 2016 r: Lądowanie awaryjne pierwszego stopnia po uruchomieniu Eutelsat 117 West B / ABS 2A na Of course i still love you. Lądowanie powinno być wykonane ponownie z trzech silników, ale przez zmniejszenie wydajności silnika, nie było twarde uderzenie i zniszczyć etap. Trzy silniki poszły na maksymalną moc zbyt wcześnie, aż etap prawie zatrzymał się. Paliwo zgasło, a następnie rakieta przewrócił się, ponieważ zewnętrzny silnik był pierwszy niedostatecznie zasilany, i spadł z wysokości około 20 metrów na statku Drone.
14 stycznia 2017: Udane lądowanie pierwszego stopnia przy starcie Iridium Next 1 na Just Read the Instructions. Podczas zwalniania z 2000 do 1000 m / s przed wejściem w atmosferę, 3 silniki zostały zdetonowane, do lądowania, aby osiągnąć wolniejsze zwalnianie, ale tylko jeden silnik.
June 23, 2017: Udane lądowanie pierwszego etapu na starcie BulgariaSat-1 na Of Course I Still Love You. Lądowanie to wynikało z parametrów startu z trzema silnikami. Było to także, po udanym ponownym użyciu pierwszego stopnia na starcie SES-10, drugie ponowne użycie pierwszego stopnia i tym samym drugie lądowanie tegoż. Został on użyty podczas misji 14 stycznia 2017 roku, dzięki czemu stał się pierwszym pierwszym stopniem, który wylądował na obu dronach.
25 czerwca 2017 roku: Udane lądowanie pierwszego stopnia przy starcie Iridium Next 2 na Just Read the Instructions. Podczas zwalniania z 2000 do 1000 m / s przed wejściem w atmosferę, 3 silniki zostały zdetonowane, do lądowania, aby osiągnąć wolniejsze zwalnianie, ale tylko jeden silnik.
24 sierpnia 2017: Udane lądowanie pierwszego stopnia przy starcie FORMOSAT-5 na Just Read the Instructions.
October 9, 2017: Udane lądowanie pierwszego stopnia przy starcie Iridium Next 3 na Just Read the Instructions.
11 października 2017 r: Udane lądowanie pierwszego stopnia przy starcie SES-11 / EchoStar 105 na Of Course I Still Love You.
30 października 2017 r: Udane lądowanie pierwszego stopnia na starcie Koreasat 5A na Of Course I Still Love You.
6 lutego 2018 roku: Katastrofa rdzenia centralnego pierwszego Falcona Heavy obok Of Course I Still Love You. Wrak rdzenia centralnego uszkodził części statku Spaceport.

Pierwsze udane rozmieszczenie zregenerowanego pierwszego poziomu: Mission SES-10 on March 30, 2017
Z wznowionego pierwszego stopnia Falcona 9 z misji SpaceX CRS-8 z 8 kwietnia 2016 roku udało się 30 marca 2017 roku w misji SES -10 zarówno transport drugiego stopnia i ładunku użytecznego, tytułowego satelity komunikacyjnego SES-10, w przestrzeń kosmiczną, jak i nowe lądowanie na jednym z dwóch autonomicznych statków dronów kosmodromu SpaceX, I Love Love You Course na Oceanie Atlantyckim. Start rakiety odbył się wcześniej z kompleksu startowego 39a w Kennedy Space Center.