Aurait-il été judicieux d'installer un système de terminaison de poussée similaire à ceux des ICBM Minuteman dans les SRB de la navette spatiale afin de permettre des largages précoces en cas d'abandon?

C Stuart Hardwick, Scifi Author primé, Analog Regular

Q: Aurait-il été judicieux d'installer un système de terminaison de poussée similaire à ceux des ICBM Minuteman dans les SRB de la navette spatiale pour permettre un largage anticipé en cas d'abandon?

Content que tu aies demandé. Il se trouve que, en ma qualité de chef de l’univers, j’ai lu le rapport du gouvernement de 1971 qui a répondu à cette question au cours du déjeuner d’aujourd’hui.

La réponse est "peut-être".

Mais avant d’y arriver, la plupart des gens ne sont probablement pas conscients que la terminaison de poussée des moteurs de fusée à propergol solide était une chose, alors voici une brève explication:

Contrairement aux moteurs-fusées à carburant liquide, les moteurs-fusées à propergol solide ne peuvent pas être étranglés ou arrêtés une fois allumés. Une fois qu'il est en cours de gravure, vous pouvez attendre jusqu'à l'épuisement ou le réduire en bits; il n'y a plus aucun moyen de l'éteindre. C'est un gros problème si vous devez annuler (comme avec les missions habitées) ou si vous avez besoin être en mesure d'atteindre des cibles dans une vaste zone géographique, ce qui signifie une fermeture anticipée pour éviter de survoler des cibles proches.

[Minuteman II troisième étape.]

[Moteur générique plus similaire à une troisième étape de Minuteman III.]

Le port de terminaison de poussée est essentiellement une petite porte dans le boîtier du moteur, maintenue en place par des attaches cassables. Lorsque l'ordinateur détermine que l'étage supérieur du missile a atteint le point de coupure souhaité, il déclenche de petits explosifs pour ouvrir les ports de terminaison, lesquels sont espacés régulièrement autour du boîtier. Les gaz d'échappement qui se sont précipités dans la buse pour générer la poussée sont soudainement évacués de tous les côtés, laissant tomber la pression à l'intérieur du moteur presque sous vide et éliminant la poussée. Tout propulseur restant brûle alors à un rythme considérablement accéléré.

Vous pouvez voir comment cela fonctionne dans ce CGI d'une gravure d'étage supérieur Minuteman III:

Donc, cela aurait-il été une bonne idée d'installer un système de terminaison de poussée dans les SRB de la navette spatiale pour permettre un largage précoce en cas d'abandon?

Eh bien, cette idée a été utilisée avec succès dans l’UA120 SRB qui alimentait les lanceurs Titan III et Titan IV. Il s’agissait d’un moteur de 150 pouces de diamètre et de 5 segments d’une hauteur de 150 pieds. Il a été envisagé de lancer des capsules d’équipage au projet de laboratoire orbital Manned d’Air Force (une station d’espionnage) basé sur Gemini et similaire au Almaz soviétique qui a ensuite été rebaptisé Salyut et appelé station spatiale.

Le Titan IIIC a été utilisé pour lancer une capsule de test Gemini liée au MOL (ci-dessus), mais la version cotée en série aurait nécessité un moteur de fusée à 7 segments plus grand et un certain nombre de modifications. Les détails de ces modifications sont révélateurs.

Le système de terminaison de poussée UA120 ne comportait que deux ports, espacés pour éviter le dynamitage du noyau Titan. Pour recevoir la fusée à 7 segments, les points de fixation devaient être renforcés pour résister aux forces de torsion pendant la terminaison, et le système de terminaison devait maintenir 100 000 livres de poussée pour préserver l’intégrité structurelle du noyau.

Pensez à cela. Ces moteurs de fusée sont gros et lourds et traînants. Même si vous pouviez les fermer, cela déchirerait le véhicule de lancement. Ainsi, le système de terminaison de poussée ne peut pas simplement évacuer la poussée, il doit le ventiler de manière à conserver suffisamment de poussée pour empêcher le noyau de se déchirer. C’est extrêmement difficile à faire et il n’est pas très probable qu’elle soit fiable lors d’un avortement. Cela signifie que d’une manière ou d’une autre, la terminaison de poussée va frapper le lanceur avec des charges dynamiques sérieuses - et tout se passe bien.

http://www.nro.gov/foia/declass/...

Maintenant, passez six ans et les recherches qui ont été menées sur l’UA120 constituent la base de la conception des SRB de la Navette Spatiale, qui sont beaucoup plus importants. À ce moment-là, les tests effectués pour Titan ont montré que la terminaison de poussée fonctionne beaucoup mieux avec les ports situés à l'extrémité supérieure (avant) du boîtier du moteur. Mais avec le délicat orbiteur boulonné ci-dessous, cela ne semble guère pratique. La porte du port et les autres débris ne peuvent pas être jetés là où ils pourraient frapper l'orbiteur, et placer les ports à la base du SRB réduira considérablement leur efficacité. La seule solution pratique consiste à pointer légèrement les ports TT pour que les débris puissent être projetés, mais cela obligera les SRB à presser le réservoir externe comme un melon mûr, ce qui signifie qu'il faudra rajouter de grandes armatures en acier pour résister à cette force. . Ajoutez à cela, la grosse pile de navettes est plus sensible aux forces dynamiques provoquées lors de la terminaison de poussée avec de tels gros moteurs, les entretoises, et toute autre modification nécessaire pour adapter le TT ajoutera des milliers et des milliers de livres à un orbiteur en difficulté de ses commanditaires.

https://ntrs.nasa.gov/archive/na...

Donc ... oui, en principe, Thrust Termination aurait pu être utilisé pour permettre un avortement. Avec une instrumentation appropriée et des contrôles automatiques, cela pourrait même avoir sauvé Challenger. Mais cela pourrait aussi avoir causé son propre désastre, et cela aurait peut-être poussé le design déjà risqué sur le précipice "c'est du vilain gars".

Joel Berson, Retraité maintenant, mais était dans l'aérospatiale depuis plus de 30 ans, la mécanique, l'inspection et principalement la gestion de projet.
Résolu le 8 avril 2018 · L'auteur a 1,3k réponses et 1m répond aux vues

Dans le cas de la navette, cela n'aurait pas empêché la catastrophe.

Le problème n’était pas de savoir comment empêcher les SRB de créer une poussée. Le SRB a subi une brûlure qui a enflammé le réservoir de carburant liquide. La réduction de la poussée laisserait encore du combustible solide dans le SRB, mais sans trop de pression. ont continué.

L'autre problème est la détection précoce. Le contrôle n’avait pas d’alerte précoce appréciable du brûlage au fur et à mesure de sa progression. Il n’ya probablement pas eu de baisse de pression suffisante dans le SRB pour déclencher des alarmes trop tard.

La meilleure façon pour la navette de survivre était de séparer la navette de son réservoir et celle de SRB si le problème avait été détecté suffisamment tôt, mais ce n’était pas le cas et n’aurait probablement pas pu le faire.

Dave Griffin, Photographe, production vidéo, mécanicien web
Répondu le 22 mars 2018

Pas un ingénieur de fusée, mais j'en doute. La contre-question technique aux propositions comme celle-ci est "À quelle fin?" Tuer les moteurs SRB fait-il en sorte qu’un avortement soit plus viable? Au début du lancement, en mettant fin à la poussée dans les SRB, la pile s'arrêterait en plein vol et s'écraserait au sol, tuant tout le monde. Je suppose que bien après Max-Q, vous pourriez fermer les SRB et les déposer comme "normal", mais c'est une fenêtre extrêmement étroite pour obtenir un scénario d'abandon (par rapport à la complexité d'avoir les périphériques en premier lieu) Enfin, je pense qu’il ya un sentiment général que la plupart des modes d’abandon RTLS étaient probablement fatals de toute façon.

Je ne le mettrais pas dans la catégorie "bonne idée".

Mark Shainblum, Auteur de science-fiction primé par Aurora Award (1984-présent)
Répondu le 21 mars 2018 · L'auteur a 4,9k réponses et 1,9 million de réponses

Je ne vois pas comment un système de terminaison de poussée pourrait fonctionner avec un propulseur à fusée solide. Le plus gros problème d'ingénierie avec les SRB est qu'ils ne peuvent pas être étranglés ou arrêtés une fois qu'ils sont allumés.

Ou voulez-vous dire simplement les déposer prématurément? Je présume que si cela était possible, la NASA l'aurait fait.

Navette spatiale, voyage spatial, NASA, exploration spatiale