Launch escape test

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen

Een launch escape test of launch abort test is een test waarbij de het ontsnappingssysteem met de ontsnappingsmotoren van een ruimteschip zich moeten bewijzen. Deze moeten zeer snel een ruimteschip op veilige afstand van een exploderende raket kunnen brengen.

Er bestaan twee typen launch abort tests. De pad abort test vanuit een statische situatie, en de in-flight abort test vanaf een versnellende draagraket bij maximale dynamische druk.

Pad abort test[bewerken]

Een pad abort test (letterlijk "platformafbreektest") is een testvlucht waarbij wordt bewezen dat een ruimtecapsule met zijn launch escape system (LES) in staat is met voldoende snelheid en reactiesnelheid van een exploderende, stilstaande raket te kunnen ontsnappen. Hiervoor worden vaak prototypes van ruimtecapsules gebruikt die qua aerodynamica en gewicht overeenkomen met het eindproduct. Deze zogenaamde boilerplate wordt ook niet op een daadwerkelijke draagraket geplaatst, maar alleen op een ring of blok die de bovenkant van de draagraket simuleert. Dat gebeurt inclusief de adapter die de capsule vasthoudt tijdens een normale vlucht.

De capsule krijgt vervolgens een gesimuleerd anomaliesignaal aangeleverd, ontsteekt automatisch zijn ontsnappingsmotoren en vliegt in enkele seconden met een hoge versnelling weg. Vervolgens moet de capsule door parachutes gestabiliseerd worden, waarna de landingsparachutes moeten uitklappen en moeten aantonen dat de capsule veilig op een veilige afstand op de grond of in het water kan landen.

In-flight abort test[bewerken]

Tijdens een in-flight abort test (ook wel ascent abort test) wordt een ruimteschip op een draagraket geplaatst. Deze stijgt op en versnelt door de atmosfeer. De som van de tegendruk van de atmosfeer en de kracht van de versnelling die op de capsule werken wordt dynamische druk genoemd. Wanneer deze maximaal is wordt het punt max-q bereikt. Dit is over het algemeen het ideale moment om de test uit te voeren. Want als een capsule bij max-q in staat is om los te komen van de booster en op veilige afstand kan komen, dan is dit tijdens de gehele lancering mogelijk.

Launch escape tests[bewerken]

Mercury[bewerken]

Pad abort test van een Mercury-boilerplate.

NASA's Mercurycapsule is meermaals aan een pad abort test onderworpen. Twee van deze tests waren succesvol. Ze vonden plaats op 22 en 28 juli 1959. De laatste vond plaats vanaf een daadwerkelijke testraket (Little Joe) waarbij meer instrumentarium aanwezig was om vibraties en geluidsdruk te meten.

Apollo[bewerken]

Little Joe II met een Apollo-testartikel

Voor de Apollo command module van het Apolloprogramma werd tweemaal een pad abort test met een boilerplate-versie uitgevoerd. Bij de eerste vlucht op 1963 bewees de escapemotor zich evenals de landingsparachutes. Naderhand bleek dat er nogal wat roet van de ontsnappingsmotor op de boilerplate was gekomen.

Bij een tweede pad abort test in 1965 waren er geen problemen met roetaanslag.

Voor de Apollo CSM werden vier in-flight abort tests uitgevoerd op Little Joe II-raketten die voor dit doeleinde waren ontwikkeld. De tests werden op verschillende hoogtes en snelheden uitgevoerd. De derde lancering ging niet als gepland. De raket begon ongecontroleerd hard om zijn as te draaien waardoor deze uit elkaar viel en explodeerde. Het ontsnappingssysteem werd hierdoor geactiveerd en bleek perfect te werken.

Voor de meeste abort-tests werden massasimulators gebruikt, Bij de vierde in-flight abort test werd voor het eerst een echte Appollo CSM gelanceerd.

Orion Pad abort 1 op de White Sands missile range

Orion[bewerken]

Op 6 mei 2010 werd op de White Sands Missile Range een pad abort test met een boilerplate van de Orion-capsule zonder problemen uitgevoerd. De vlucht werd Pad Abort-1 (PA-1) genoemd.

2 juli 2019 werd een in-flight abort test uitgevoerd. Voor deze testvlucht had Northrop Grumman Innovation Systems een SR118 rakettrap aangepast. De SR118 is van oorsprong de eerste trap van de Peacekeeper, een voormalige ICBM. De in-flight abort test zal vanaf Cape Canaveral LC-46 worden uitgevoerd. Na 55 seconden werd de boilerplate-Orion van de booster weggetrokken. Deze Orion-simulator was niet met parachutes uitgerust en zou in zee storten en zinken. De parachutes waren reeds goed getest bij 41 droptests. Voor het moment van impact werden 12 datarecorders afgeworpen zodat ze uit de oceaan konden worden gevist. Deze testvlucht werd Ascent Abort-2 genoemd. Vanaf LC-46 worden ook Minotaurs die ook uit Peacekeeper onderdelen zijn opgebouwd gelanceerd.

New Shepard[bewerken]

De New Shepard heeft een pusher-ontsnappingsmotor, oftewel de motor zit aan de onderkant van de capsule en duwt deze dus weg van de raket.

Met de New Shepard-capsule voerde Blue Origin in oktober 2012 een pad abort test-vlucht uit.

In oktober 2016 werd een eerste in-flight abort test uitgevoerd bij Max-Q. Hoewel de kans groot was dat de booster door de escapemotor of de veranderde aërodynamica beschadigd zou worden, werd deze herbruikbare raket veilig op de grond gezet.

Op 18 juli 2018 werd met succes een in-flight abort test kort na afkoppeling van de raket in de bovenste atmosfeer uitgevoerd.

Dragon 2[bewerken]

Pad Abort[bewerken]

Dragon Pad Abort-test

Op 6 mei 2015 vond een pad abort test met een prototype SpaceX' Dragon 2 genaamd Dragonfly plaats vanaf Cape Canaveral Air Force Station Lanceercomplex SLC-40. De acht SuperDraco’s, hypergolische motoren die aan de zijkant van de Dragon zitten, vuurden gedurende vijf seconden. Op het hoogste punt werd de “kofferbak” afgestoten. Hierna werden de stabilisatieparachutes uitgeklapt gevolgd door de landingsparachutes. Een 99 seconden later landde de Dragonfly enkele honderden meters verderop in de Atlantische oceaan. De Dragon is het eerste ruimtevaartuig dat vloeibare brandstoffen voor de ontsnappingsmotoren gebruikt.

In-flight abort[bewerken]

SpaceX was van plan in juni 2019 een in-flight abort test uit te voeren. Tijdens een voorbereidende test op 20 april 2019 explodeerde echter de hiervoor geselecteerde capsule C201 die eerder voor testvlucht SpX-DM1 werd gebruikt. Daarom zal nu Dragon C205 hiervoor gebruiken. Voor de in-flight abort test wordt een aangepaste Falcon 9 gebruikt. De tweede trap bevat geen motor maar is wel volledig getankt. Het is vrijwel zeker dat de normaliter herbruikbare booster daarna niet in staat is te landen doordat de niet aerodynamische top van de booster een flinke klap van de atmosfeer krijgt wanneer de Dragon er vanaf vliegt. De raket zal naar alle waarschijnlijkheid exploderen. Een poging tot landing wordt niet ondernomen en er is daarom geen landingsgestel aanwezig. De boostertrap die wordt gebruikt is booster B1048 die reeds drie maal eerder vloog. De test wordt op een hoogte van 15 km uitgevoerd.

Lange tijd wilde SpaceX de ontsnappingsmotoren van de Dragon 2 wanneer ze niet gebruikt worden om een lancering af te breken als retroraketten voor een propulsieve landing gebruiken. Dit plan werd in 2017 om veiligheidsredenen geannuleerd.

Starliner[bewerken]

Ook de Boeing Starliner zal een pad abort test ondergaan. De Starliner heeft als LES een aantal door Aerojet Rocketdyne vervaardigde pusher-motoren onderaan de servicemodule. De test staat gepland om op 5 november 2019 plaats te vinden op de White Sands Missile Range in New Mexico.

Een in-flight abort test is niet vereist voor NASA’s Commercial Crew-programma en anders dan SpaceX heeft Boeing deze niet ingepland.

Dream Chaser[bewerken]

Ook de bemande versie van de Dream Chaser mini-Space shuttle zal met pusher-escape-motoren worden uitgerust. Wanneer deze getest zullen worden is onbekend.

Gaganyaan[bewerken]

De Indian Human Spaceflight Caspsule die door de ISRO wordt ontwikkeld en inmiddels Gaganyaan is gedoopt, heeft op 5 juli 2018 met gedeeltelijk succes een pad abort test ondergaan. De parachutes werden echter iets te vroeg afgekoppeld waardoor de testcapsule de laatste meters viel en hard op het water klapte.

Alternatieve ontsnappingsmogelijkheden[bewerken]

Behalve de ontsnappingsmotoren zijn lanceercomplexen vaak ook uitgerust met meerdere tokkelbanen vanuit de lanceertoren. Deze kunnen worden gebruikt voor situaties waarbij de ontsnappingsmotoren niet functioneel zijn zoals een probleem met de bemanningsmodule zelf. Bij de Spaceshuttle was dit zelfs de enige ontsnappingsmogelijkheid aangezien deze geen ontsnappingsmotoren had. Ruimtevaarders worden in de voorbereiding op hun vlucht getraind in het gebruik van de tokkelbaan.

Zie ook[bewerken]