Bukan rahasia lagi bahwa NASA mencari kontraktor ruang angkasa swasta untuk membantu membawa beberapa rencana saat ini membuahkan hasil. Untuk itu, NASA dan SpaceX berpartisipasi dalam proyek berbagi data yang belum pernah terjadi sebelumnya yang akan menguntungkan mereka berdua.
Proyek ini berlangsung pada 21 September ketika, setelah beberapa upaya, NASA dan Angkatan Laut AS menggunakan serangkaian kamera pelacak IR untuk menangkap rekaman salah satu roket Falcon 9 yang dapat digunakan kembali milik SpaceX dalam penerbangan. Kamera merekam roket ketika mesin tahap kedua dinyalakan dan tahap pertama, setelah terlepas dan terjatuh, menyalakan kembali mesinnya untuk menurunkan dirinya kembali ke Bumi untuk mendaratkan zero-g di permukaan laut.
Data yang dihasilkan dibagi antara kedua pihak dan akan menguntungkan keduanya.
Bagi SpaceX, manfaatnya berupa informasi terperinci yang disediakan NASA mengenai suhu dan pemuatan aerodinamis pada roket Falcon 9, yang akan membantu mereka dalam upaya mengembangkan sistem roket yang dapat digunakan kembali. Bagi NASA, para insinyur mendapatkan kesempatan untuk mengumpulkan data tentang propulsi retro supersonik yang suatu hari nanti dapat membantu mereka menurunkan muatan multi-ton besar-besaran ke permukaan Mars.
"Karena teknologi yang diperlukan untuk mendarat muatan besar di Mars berbeda secara signifikan dari yang digunakan di Bumi, investasi dalam teknologi ini sangat penting," kata Robert Braun, peneliti utama untuk proyek Propulsive Descent Technologies (PDT) dan profesor di Institut Georgia. Teknologi di Atlanta. Dia juga mantan Kepala Teknolog NASA. “Ini adalah set data kesetiaan tinggi pertama dari sistem roket yang mengarah ke arah perjalanannya saat bepergian dengan kecepatan supersonik dalam kondisi yang relevan dengan Mars. Analisis dari kumpulan data yang unik ini akan memungkinkan para insinyur sistem untuk mengekstraksi pelajaran-pelajaran penting untuk penerapan dan pemasukan retro-propulsi supersonik ke dalam misi NASA di masa depan. ”
Supersonic retro-propulsion pada dasarnya berarti menghasilkan dorongan supersonik untuk mengurangi kecepatan setelah masuknya atmosfer. Selain aerobraking, ini adalah salah satu cara yang diusulkan untuk mendaratkan alat berat dan habitat di Mars.
Braun tentu tidak asing dengan konsep itu. Setelah kembali ke Georgia Tech, Braun - seorang spesialis di bidang entri, keturunan dan pendaratan (EDL) - bekerja dengan insinyur dari universitas dan berbagai pusat NASA untuk mengembangkan proposal untuk program uji coba konsep ini.
Pada saat itu, Direktorat Misi Teknologi Luar Angkasa NASA (STMD) menolak rencana itu karena terlalu mahal, tetapi agensi itu masih membutuhkan cara untuk mendaratkan muatan lebih dari 20 ton jika ingin meningkatkan ekspedisi manusia ke Mars. Dan mengingat bahwa misi yang diusulkan akan berlangsung dalam 16 tahun ke depan, semakin banyak informasi yang mereka peroleh sekarang, semakin baik.
Dalam Kedalaman: Pendekatan Pendaratan Mars: Masalah Pendaratan Muatan Besar di Permukaan Mars
Karenanya keputusan untuk bermitra dengan SpaceX. Pada dasarnya, Proyek PDT membuat kesepakatan untuk menggunakan teknik pencitraan inframerah udara - yang dikembangkan untuk mempelajari pesawat ulang-alik dalam penerbangan setelah kecelakaan Columbia - untuk mengumpulkan data tentang supersonik retro-propulsi yang saat ini digunakan SpaceX untuk pengembangan kendaraan peluncurannya yang dapat digunakan kembali.
Kolaborasi semacam ini tanpa preseden, dan seperti yang dikatakan Braun kepada Space Magazine melalui email, sangat menguntungkan kedua peserta:
“Ini adalah set data kesetiaan tinggi pertama dari sistem roket yang mengarah ke arah perjalanannya saat bepergian dengan kecepatan supersonik dalam kondisi yang relevan dengan Mars. Sinergi antara minat NASA dalam meningkatkan entri Mars, keturunan dan kemampuan pendaratannya serta minat Space X dan operasi eksperimental sistem transportasi ruang yang dapat digunakan kembali memberikan peluang unik untuk mendapatkan data ini dengan biaya rendah. Analisis dari kumpulan data unik ini akan memungkinkan para insinyur sistem untuk mengekstraksi pelajaran-pelajaran penting untuk pemasukan retropropulsi supersonik ke dalam misi-misi NASA di masa depan yang mungkin suatu hari menurunkan muatan-muatan besar ke permukaan Mars sambil memberikan SpaceX dengan wawasan teknik untuk memajukan pengembangan transportasi ruang yang dapat digunakan kembali. sistem."
Setelah upaya gagal untuk menggambarkan roket pada dua misi sebelumnya - 18 April dan 14 Juli - proyek berhasil dengan penerbangan CRS-4 pada 21 September. Diluncurkan pada malam hari, NASA mengandalkan dua pesawat - WB-57 dan NP-3D Orion - yang dilengkapi dengan sensor gelombang tengah IR untuk mendokumentasikan masuknya kembali tahap pertama roket.
Tahap pertama adalah bagian dari roket yang dinyalakan saat peluncuran dan membakar pendakian roket hingga kehabisan propelan, di mana saat itu dibuang dari tahap kedua dan kembali ke Bumi. Itu selama kembalinya, atau turun, bahwa NASA menangkap inframerah berkualitas tinggi dan gambar definisi tinggi dan memantau perubahan dalam kepulan asap saat mesin dihidupkan dan dimatikan.
Tonton video rekamannya:
Untuk NASA, periode penerbangan yang paling relevan untuk operasi masa depan di Mars datang ketika tahap pertama bepergian pada sekitar Mach 2 sekitar 30.000 - 45.000 meter (100.000-150.000 kaki) di atas permukaan. Dua sensor IR midwave - dipasang di pod hidung pada WB-57 dan secara internal pada NP-3D - berada sekitar 60 mil laut dari roket ketika ia menyalakan kembali mesinnya untuk propulsi retro supersonik.
Yang menghasilkan gambar mentah di mana panggung muncul lebar 1 piksel dan panjang 10 piksel, tetapi peningkatan selanjutnya oleh para spesialis di Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins meningkatkan resolusi secara dramatis.
"Minat NASA dalam membangun entri Mars, keturunan dan kemampuan pendaratan kami, serta minat SpaceX dan operasi eksperimental dari sistem transportasi ruang angkasa yang dapat digunakan kembali memungkinkan akuisisi data ini dengan biaya rendah, tanpa membangun proyek penerbangan khusus sendiri," kata Charles Campbell, Manajer proyek PDT di Johnson Space Center NASA di Houston.
Insinyur di NASA dan SpaceX sekarang mengkorelasikan data itu dengan telemetri perusahaan dari peluncuran Falcon 9 September 21 dari pengangkut kargo Dragon ke Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk mempelajari dengan tepat apa yang dilakukan kendaraan dalam hal penembakan mesin dan manuver ketika dihasilkan tanda tangan yang dikumpulkan oleh pesawat.
