NASA test raket met hdr-3d-high-speed-camera

Onderzoekers van NASA hebben een camera ontwikkeld die stereoscopische hdr-beelden op hoge snelheid opneemt. De ruimtevaartorganisatie gebruikt de camera om de raketuitlaat van het nieuwe Space Launch System mee te onderzoeken.

De camera, met de naam High Dynamic Range Stereo X-camera of HiDyRS-X, is ontworpen om beelden te krijgen die kunnen helpen bij onderzoek naar hoe gassen uit de uitlaat van een raket naar buiten komen en hoe de constructie zelf reageert. Met een normale camera filmen kan ook, door sterk onder te belichten, maar daardoor wordt de omgeving weer zo donker dat het bijna niet mogelijk is om te zien hoe de rest van de motor reageert, schrijft NASA.

De beelden die NASA naar buiten bracht, werden geschoten bij de test van Qualification Motor 2 of QM-2. Deze motor of booster moet gebruikt gaan worden bij de eerste testvlucht van SLS die gepland staat voor eind 2018. Het is de krachtigste raket ooit gebouwd en is bedoeld om bemande vluchten naar Mars te verzorgen.

Het testen van de booster vond plaats in de woestijn van de Amerikaanse staat Utah, waarbij mensen zich op grote afstand van de test bevonden. Een booster kan ook niet tussentijds uitgezet of herstart worden, waardoor een herhaling van de opnames niet kon. De camera stond op een timer, maar die functioneerde niet, waardoor de camera via een manual override aangezet moest worden. Dat was niet het enige probleem: de elektriciteitskabel van de camera schoot los doordat de grond schudde door de kracht van de raket.

Ondanks de problemen leverden de beelden interessante kennis op, zegt onderzoeker Howard Conyers. Zo was het voor het eerst mogelijk de uitlaatgassen vanuit de straalbuis te zien komen en tegelijkertijd de bewegingen van de constructie van het uiteinde van de straalbuis te zien.

De factsheet van het systeem is bij Game Changing Development van NASA te vinden.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (46)

[djexplo]

Deze HDR camera heeft niet alleen een camera-lens, maar bevat ook lensjes vlak bij de de sensor zoals bij een LightField camera. Onder elke lensje zit een andere neutral-density filter die het licht absorbeert (als bij een zonnebril). Door de dikte van deze filters te varieren voor de verschillende lensjes krijg je een mosaic aan fotootjes die gevoelig zijn voor verschillende hoeveelheden licht.
Dit is dus handiger dan standaard HDR waarbij meerdere foto's met een andere sluitertijd worden gemaakt, nadeel is verlies aan spatieele resolutie.

Innovative Imaging and Research (I2R) proposes to develop a 21st Century high-speed, color extreme high dynamic range (Color-XHDR) video recording system that will produce calibrated, engineering-grade video to accurately document rocket motor firings, at close range within a test cell, without image saturation. This novel imaging system will include a compact, single camera/single focal plane array camera and end-to-end image processing software to produce, high quality, low noise, high-speed video not currently possible with today's technology. The compact cameras will be compatible with existing SSC camera housing, as all acquired imagery will be stored off-camera to prevent loss of information in the event of a mishap. The system will be able to record entire test sequences at 250 fps lasting up to 45 minutes. Most importantly, the system will produce XHDR (>120 dB dynamic range) HD format imagery so that relatively dark test cell infrastructure and test article hardware will be visible alongside exhaust plumes that may also contain hot molten debris with brightness levels approaching that of the sun. Because the imagery will be calibrated, the system will also provide engineering information such as color temperature and particle trajectory velocities. Geometric calibration will enable multiple properly positioned cameras to provide accurate 3-D XHDR image products. Rocket engine certification ground testing requires clear visual high-speed video recording that can capture essential information for NASA during rocket engine certification ground testing. This need is particularly true in the event of a mishap, when investigations into the underlying cause ensue. The cameras in use today at SSC have significant limitations including plume saturation, rolling shutter image wobble, camera geometric distortion, and no off-board storage, which makes it nearly impossible, in catastrophic situations that result in the loss of a camera, to obtain critical information.

Bron

[smeaggie]

En meer info over de raket / het space launch system is hier te vinden: http://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/rocket.html

Daar is ook een fact sheet van de booster te downloaden, ik citeer:

Length: 177 feet
Diameter: 12 feet
Weight: 1.6 million pounds each
Propellant: polybutadiene acrylonitrile (PBAN)
Thrust: 3.6 million pounds each
Operational time: 126 seconds

Standing 17 stories tall and burning approximately six tons of propellant every second, each booster generates more thrust than 14 four-engine jumbo commercial airliners.

Impressive! Overigens is de camera vast ook impressive, maar daar heb ik helemaal geen verstand van

[Reactie gewijzigd door smeaggie op 23 juli 2024 03:09]

[Blokker_1999]

De booster is in essentie een verlengde versie van deze van het STS (Shuttle programma). De raket zelf is ook gebasseerd op STS technologie en maakt gebruik van een wegwerp versie van de hoofdmotoren van de Shuttle (de oude, herbruikbare motoren zullen tijdens de eerste lanceringen nog gebruikt worden).

In essentie is de SLS een voortzetting van het STS wat destijds bedoeld was als modulair ontwerp om naast de Shuttle ook andere landeringen mogelijk te maken. Een doel dat nooit bereikt werd.

[jeroentje710]

Heb je toevallig enig idee hoe deze raket zich gaat verhouden tegenover de Falcon Heavy die binnen enkele maanden zijn eerste test vlucht heeft?

Ben wel benieuwd of NASA met deze raket Space x weer voorbij gaat of dat Elon Musk het toch weer weet te presteren om binnen veel korte development curve een betere raket neer te zetten.

Edit:

Ik ben even op zoek gegaan en terecht gekomen bij het volgende artikel

Falcon Heavy vs SLS

Aangezien de Falcon dit jaar zijn eerste vlucht al gaat zien en dus zo'n 2 jaar eerder is gaat mijn stem uit naar Space X die mij keer op keer blijven verbazen. Zo'n 3x goedkoper bij low earth orbit.

Voor de reis naar mars is het nog even afwachten wat het gaat worden met de colonial transporter van Space X

[Reactie gewijzigd door jeroentje710 op 23 juli 2024 03:09]

[EthirNandor3]

In dit overzicht op wiki kun je alle raketten vergelijken: https://en.wikipedia.org/...of_orbital_launch_systems

Overigens dikt de Nasa dit wel een beetje aan: uiteindelijk kan de grootste uitvoering van de raket 143 ton in LEO brengen. De Saturn V deed 140 ton, dus dat is maar 3 ton meer (is dat verschil toevallig?, of ontworpen om te kunnen zeggen dat het de grootste ooit is?).

Voorlopig halen ze nog niet de helft met 70 ton.
Dat is overigens nog wel bijna 3 keer meer dan wat de space shuttle mee kon nemen.

[Reactie gewijzigd door EthirNandor3 op 23 juli 2024 03:09]

[mbb]

bedankt voor de link, interressante site.
Jammer (voor deze discussie) dat de Falcon 1.2/1.1FT er de waarde voor TMI (TMI - Trans Mars Injection) en voor de SLS de waarde van TLI (Trans Lunar Injection) in staat, en we dus de waardes voor LEO moeten vergelijken.
Ik weet niet of ze ook al de meest recente upgrade van de Falcon FT van laatst hebben meegenomen.
En dan komt er nog de nieuwe Raptor methaan motor, vrij zeker voor de second stage voordat de SLS vliegt, en mogelijk ook voor de First stage.

[Reactie gewijzigd door mbb op 23 juli 2024 03:09]

[mbb]

Hier is een technische vergelijking:
http://www.planetary.org/...all-the-way-to-orbit.html

Het hangt ervan af hoe je rekent; als je cost-to-orbit berekend, is de Falcon heavy een stuk beter.

Uit de tabel van Wikipedia (Link EthirNandor3 )
FH 54,400 to LEO
SLS 70,000 to LEO of 105,000 to LEO voor block 1B
Even voor het gemak ervan uitgaan dat dit in dezelfde verhouding naar de Maan en Mars schaalt, is de SLS voorlopig zo'n 20% tot 50% sterker

Echter ik heb berekeningen gezien van de kosten voor de SLS van 1 miljard (zonder) tot 2 miljard (inclusief ontwikkelingskosten). per stuk. Zie ook de uitleg van NumbersGuy op de site die je zelf linkt.

De Falcon Heavy kost slechts 90 miljoen
Voor 1 SLS kun je dus 10 tot 20 Falcon Heavy's vliegen, en is het risico van je lading als er eentje faalt dus beperkt.


Daarnaast zijn er de kosten van de investering; SpaceX draagt deze grotendeels zelf, gebaseerd op stapsgewijze verbeteringen van de Falcon tijdens winstgevende vluchten.
De SLS wordt volledig door NASA gefinancierd, waardoor dat al jaren bijna het hele budget opslokt, en dat ook nog jaren zal blijven doen (25 miljard voor de eerste testvlucht, en nog eens 25 miljard voor de tweede, omdat die gedeeltelijk andere hardware krijgt.

En ten slotte de investering in de lading; de Falcon Heavy is op de vrije markt beschikbaar voor meerdere doelen, en wordt door de betaalbare prijs ook daadwerkelijk al besteld door meerdere partijen (amerinaakse leger, commerciele satellieten, SpaceX Mars vlucht)

De SLS kan alleen door NASA worden gebruikt, en vliegt grote dure langdurige ladingen.
Echter juist door de prijs heeft NASA er nog geen ladingen voor gebouwd (ook niet door Amerikaanse congres besteld), en zal dus voorlopig niet beschikbaar zijn.

Zie ook paying-for-the-road-to-mars door Donald F. Robertson voor verdere onderbouwing van modulaire missies.

Overigens wil SpaceX in de toekomst ook een grote raket ontwikkelen voor hun mars-reizen.
Ten slotte; toen de SLS werd voorgesteld was de Space Shuttle naar het ISS gestopt, maar de commerciele vervanging ervan pas net in beeld aan de horizon. Laat staan commerciele (bemande) vluchten naar mars.
Ook was het Constellation programma geschrapt als te duur, en wou de amerikaanse Senaat er een opvolger voor om de mensen aan het werk te houden. Dus was het Senate Launch System toen op zich misschien geen slechte keus.

[Reactie gewijzigd door mbb op 23 juli 2024 03:09]

[madcow22]

Mij lijkt dat ze een andere design filosofie hebben. Die van nasa is speciaal gedesigned voor lange afstanden en maximale snelheid terwijl de heavy designed is voor cargo rond de aarde.

[jeroentje710]

Voor zover ik weet zal de Heavy ook gewoon gebruikt worden voor de eerste missies van Space X richting mars.

Op deze manier zullen ze hier wat ervaring op doen om vervolgens de colonial transporter te ontwikkelen die over een jaar of 15/20 mensen in grotere getallen naar mars te kunnen krijgen.

Daarnaast vind ik dat Space x zich nu al meermaals bewezen heeft. Ze hebben in de afgelopen 14 jaar een winstgevend bedrijf neer weten te zetten terwijl ze ondertussen ongelooflijk veel opstart kosten hebben moeten maken in de vorm van fabricage en landingzones ect.

Ook hebben ze nog eens een enorme R&D lopen die er voor gezorgd heeft dat de Falcon Heavy dit jaar al zijn eerste vlucht zal hebben. Ondertussen is ook de Raptor engine al weer in ontwikkeling.

Dit terwijl zowel NASA als de Europese Ariane 5 veel vertraging hebben bij development en daardoor ook nog eens veel duurder zijn. Terwijl ze vaak veel minder verschillen met hun voorgangers.

Een ander plus punt van de Falcon Heavy is dat ook bij het uitvallen van motoren (dacht ergens gelezen te hebben dat hij bij uitval van 3 van de 27 motoren alsnog zijn taak kan volbrengen) zijn doel nog haalt. Dit geeft toch een enorm voordeel doordat de Falcon hierdoor erg betrouwbaar zal zijn.

[amas]

Nooit gedacht dat er zoveel brandstof zo snel wordt opgeblazen. 800 ton brandstof in 2 min

[flippy]

voordat iedereen gaat lachen over een kabeltje die losraakt: de hoeveelheid geweld die bij zo'n booster vrijkomt is gewoon bijna niet te behappen. men zou het ook niet overleven als men er bij zou staan. de saturn 5 raktet staat ook te boek als het luidste object ooit gemaakt, het ging 4x de wereld rond en registreerde meer dan 220SPL op 15 kilometer afstand. het enigste wat meer lawaai maakt is een atoombom...

stel je dus even voor wat zo'n cameraatje die er 150 meter vanaf staat moet doorstaan..

[Reactie gewijzigd door flippy op 23 juli 2024 03:09]

[Ample Energy]

Als wij op 150 meter zouden staan zouden we het alleen al vanwege het geluid niet overleven. Sterker nog, bijv. een Saturn V kon gras op 1.5 km afstand nog doen ontbranden met alleen de geluidsgolven

[Sammiege]

serious? Heb je daar een bronnetje van? ik ben wel benieuwd namelijk.

[Ample Energy]

Zelfs een video:
https://vimeo.com/100839827

De Saturn V produceerde 220 dB aan geluid. Dat is zo luid dat energie niet meer door de lucht kan bewegen, maar die lucht samenperst en weg duwt. Door die compressie van de lucht wordt de temperatuur en druk dusdanig verhoogt dat er brand kan ontstaan in het gras. Er moesten miljoenen liters water op de launch pad worden gedumpt, anders zou het geluid de raket zelf slopen en de betonnen launch pad doen smelten.

Voor de leukste bronnen moet je eigenlijk naar het Kennedy Space Center in Florida. Er werken daar talloze mensen die je de mooiste verhalen uit eerste hand kunnen vertellen.

http://www.makeitlouder.com/Decibel%20Level%20Chart.txt
http://waitbutwhy.com/2016/03/sound.html
http://nerdist.com/what-is-the-loudest-possible-sound/

Ik heb vandaag geen tijd meer, maar voor interessant leesmateriaal moet je googelen op wat geluid doet na 190-195 dB. Dat is bizar. Misschien kan een andere tweaker hier wat over vertellen?

[Blokker_1999]

Alleen hoort er imho op dit soort materiaal kabels en connecteren gebruikt te worden die vastgeschroefd zijn, net om dat soort van problemen te voorkomen. Indien nodig zelfs met de nodige borgingen om te voorkomen dat het alsnog kan lostrillen.

[flippy]

klopt helemaal, echter kan het natuurlijk gebeuren. het is erg lastig om zulke schokgolven onder controle te houden. ook voor nasa.

[Verwijderd]

Ik denk eerder dat de electronica problemen gaat krijgen met dit soort G-krachten. Soldeerpunten die losraken, chips die lostrillen etc.

[aliberto]

Ik zat mezelf eens af te vragen, stel je zou 1000+ van deze krachtige motoren hebben verankerd in de grond en ze stralen allemaal dezelfde richting uit gedurende 15 minuten (of iets dergelijks) zou het mogelijk zijn om met al deze krachten de aarde sneller of langzamer te laten draaien?

[Universal Creations]

Dat kun je ook gewoon uitrekenen. Maar ik gok dat je heel veel motoren nodig hebt, om ook maar iets te bereiken. Vergeet niet dat de aarde een massa heeft van zo'n 6 x 10[sup24[/sup kg met bijbehorend traagheidsmoment.

[smeaggie]

Nee, dat gaat niet werken. De aarde heeft te veel momentum om aan te passen. Hier wordt het uitgerekend voor je: https://www.reddit.com/r/...ly_affect_earths_spin_by/

[RoelZ]

Wauw! Ik hoop dat er meer getest is dan alleen die camera... 3 minuten ziljoen liter brandstof down the drain

Wat overigens nu wel erg goed om te zien is hoe stabiel die raket emit!

Edit: als je het versnelt afspeelt zie je dat ze de sturing aan het testen zijn

[Reactie gewijzigd door RoelZ op 23 juli 2024 03:09]

[flippy]

er is helemaal geen liters brandstof doorheen gegaan. deze boosters hebben een vaste brandstof die bestaat uit grote ringen:

http://www.nasa.gov/image...82638main_SRBinspect3.jpg

[graey]

En laat een liter nou gewoon een eenheid voor volume zijn. Een blok van 10 bij 10 bij 10 centimeter heeft een volume van 1 liter, of dat nou wordt ingenomen door gas, vloeistof, vaste stof, plasma...

[Clavis]

Gaaf om eens die kracht die vrijkomt te zien, ipv een geel/witte straal. Mooie techniek.

[Skoppie426]

Indrukwekkende beelden.

[Hoppa!]

Ik zit toevallig net een spekje te eten en vraag me af hoe ver je van die straal af moet gaan zitten om nog een beetje een eetbare marshmallow te maken.....?

[DigitalExorcist]

50 centimeter is voldoende. Als je de marshmallow 0,001 seconden in de vlam houdt tenminste.

Oftewel: de afstand is minder belangrijk dan de tijd die je aan het verhitten bent ;-)

[Hoppa!]

Ik wil het zelf ook overleven.

[DigitalExorcist]

Overleven wordt ernstig overgewaardeerd...

[flippy]

dan is het ongeveer een kilometer of 5 als je niks om je gehoor geeft (oordopjes helpen niet), 15km als je geen gehoorbescherming hebt.

[DigitalExorcist]

Die camera is leuk hoor, maar doe mij dat merk spanbanden !! Goed spul zeg ik.

[R1]

Hoe zeker je zo'n motor aan de grond met deze stuwkracht??
Iets met heipalen, beugel (zichtbaar) en moeren/bouten?

[_Thanatos_]

Gewoon de rem ingedrukt houden.

[Verwijderd]

Stuwkracht wordt tegen gehouden door in de grond verwerkte betonnen blokken. Daarnaast heeft de contraptie geen groot momentum. Dus hoewel er veel kracht bij komt kijken, is het een gerichte explosieve kracht en kan, ook door het gebrek aan groot momentum, een dik groot blok beton, het geheel op zijn plaats houden.
Natuurlijk met de nodige beugels, moeren, bouten, etc.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 03:09]

[Patrickkkk]

Met hetzelfde mechanisme als waarmee hij aan de raket gemonteerd wordt