SpaceX's Falcon 9: Ракета для дракона

Дракон и Сокол 9, вторая стадия, после второго этапа разделения. (Изображение предоставлено НАСА)

Ракета Falcon 9 - это транспортное средство, которое выводит в космос космический корабль Dragon компании Space Exploration Technologies (SpaceX). SpaceX регулярно использует Falcon 9 для доставки своего космического корабля Dragon на Международную космическую станцию. Дракон совершил первый визит сюда на частном космическом корабле в октябре 2012 года.

SpaceX рассматривает Falcon 9 как ступеньку к еще более тяжелой ракете, названной Falcon Heavy. Эта ракета, которая все еще находится в стадии разработки и, как ожидается, будет запущена в 2017 году, ее вес составит до 117000 фунтов. (53000 кг) груза в космос. Это примерно вдвое больше, чем космический шаттл мог доставить в космос.

Начиная с 2013 года SpaceX совершила несколько полетов Falcon 9, используя первую ступень, которая, по ее словам, может быть многоразовой, при условии правильной посадки. Компания добилась мягких посадок как в океане, так и на суше. 8 апреля 2016 года ракета-носитель Dragon приземлилась на дрон-корабль в Атлантическом океане. Это была пятая попытка за 15 месяцев.

Технические характеристики

Высота: 229,6 футов (70 метров)
Диаметр: 12 футов (3,7 м)
Масса: 1 194 000 фунтов. (541 300 кг)
Полезная нагрузка на низкую околоземную орбиту (НОО): 28 991 фунт. (13 150 кг)
Полезная нагрузка на геостационарную переходную орбиту (GTO): 10 692 фунта. (4850 кг)

Falcon 9 - двухступенчатая ракета. Согласно SpaceX, первая ступень состоит из девяти двигателей Merlin и баков из алюминиево-литиевого сплава, содержащих жидкий кислород и ракетный керосин (РП-1).

Время горения: 162 секунды
Тяга на уровне моря: 1,53 миллиона фунтов. или 6,806 килоньютон (кН)
Тяга в вакууме: 1,6695 миллиона фунтов. (7 426 кН)

Вторая ступень имеет один двигатель, который зажигается после разделения ступеней.

Время горения: 397 секунд
Тяга: 210 000 фунтов. (934 кН)

Космический стартовый комплекс 40 на мысе Канаверал, военно-воздушная база во Флориде оживает, когда двигатели Мерлина загораются под ракетой Falcon 9, выводящей на орбиту капсулу Dragon, 7 октября 2012 года.

Финансирование огня

SpaceX впервые возвестила о существовании Falcon 9 в пресс-релиз в 2005 году. Тогда по цене до 35 миллионов долларов за рейс (сегодня это 61,2 млн. Долл. США ), ракета была разработана в ответ на запросы потребителей, говорится в сообщении компании.

В то время SpaceX разрабатывала более легкую ракету Falcon 1 и планировала постепенно увеличивать возможности с помощью пусковой установки Falcon 5 «среднего класса».

«Тем не менее, в ответ на требования заказчиков относительно недорогих улучшенных возможностей запуска, SpaceX ускорила разработку ракеты-носителя [одноразового использования], модернизировав Falcon 5 до Falcon 9», - заявила компания.

Рано перечисленные клиенты ракеты включали такие компании, как Bigelow Aerospace , Avanti Communications и MacDonald, Dettwiler and Associates.

По данным SpaceX, это стоило более 300 миллионов долларов на разработку автомобиля «с чистого листа до первого запуска за четыре с половиной года».

Компания выиграла один из востребованных коммерческих орбитальных транспортных услуг НАСА, который стоил компании SpaceX до 278 миллионов долларов при условии, что она выполнит все поставленные задачи. SpaceX - одна из компаний, получивших награды в рамках программы НАСА по коммерческим экипажам. Программа направлена на запуск астронавтов на Международную космическую станцию с использованием американских транспортных средств примерно в 2018 году.

Разработка

Первичная конструкция Falcon 9 была завершена в апреле 2007 года, а первые несколько запусков двигателей прошли в январе 2008 года.

SpaceX провела год, тестируя двигатели, завершившись «запуском на полную продолжительность полета» в ноябре того же года. В сообщении для своих последователей калифорнийская компания рекламировала способность ракеты компенсировать отказ двигателей в полете - аргумент в пользу покупателей.

«Испытательные запуски подтвердили, что на первом этапе SpaceX использует девять двигателей, а также позволяет останавливать двигатели, не влияя на работу остальных двигателей», SpaceX написал в ноябре 2008 г.

Это демонстрирует способность Falcon 9 терять двигатели в полете и при этом успешно выполнять свою миссию, так же как коммерческий авиалайнер спроектирован так, чтобы быть безопасным в случае отказа двигателя. Как и у авиалайнера, двигатели Falcon 9 заключены в защитную оболочку, которая гарантирует, что возгорание или повреждение двигателя не повлияет на остальную часть транспортного средства ».

Falcon 9 был разработан для подъема космического корабля Dragon. НАСА предоставило деньги по нескольким коммерческим контрактам на экипаж, чтобы помочь финансировать разработку Dragon, поскольку его основным заказчиком должны были стать грузовые полеты НАСА на Международную космическую станцию. SpaceX впервые в мире посетила станцию вместе с Dragon в 2012 году и теперь является одной из двух частных компаний, предоставляющих регулярные грузовые полеты на МКС (наряду с компанией Orbital Sciences, которая управляет космическим кораблем Cygnus).

SpaceX провела статический огонь своей ракеты Falcon 9 30 апреля 2012 года. Во время испытания девять двигателей Merlin, которые приводят в действие ракету

Компания SpaceX провела статический огонь своей ракеты Falcon 9 30 апреля 2012 года. Во время испытания девять двигателей Merlin, которые приводят в действие первую ступень ракеты, загорелись на две секунды.(Изображение предоставлено SpaceX)

Взлет

12 января 2009 г. ракета Falcon 9 поднялся в вертикальное положение на мысе Канаверал. Пройдет несколько месяцев, прежде чем ракета полетит в космос, но SpaceX заявила, что конфигурация необходима для тестирования всех систем в следующем году.

SpaceX надеялась отправить ракету в космос в 2009 году, но фактическая дата запуска была 7 июня 2010 года. Ракета прошла все ожидаемые этапы, но во время запуска столкнулась с неожиданным креном.

Поскольку космический корабль «Дракон» все еще находился в стадии разработки, ракета доставила в космос фиктивную полезную нагрузку. Наконец, 8 декабря 2010 года Falcon 9 стал источником огня для «Дракона». Это был первый случай, когда ракета доставила в космос частную беспилотную космическую капсулу, которая затем благополучно вернулась на Землю.

Хотя Falcon 9 несколько раз успешно выводил Дракона в космос, у ракеты были проблемы с ростом. Например, проблема с двигателем вынудил прервать до того, как Дракон взлетел на МКС на испытательный полет в мае 2012 г.

Проблема с двигателем также испортила первый официальный грузовой рейс Dragon на станцию пять месяцев спустя. Дракон благополучно прибыл в пункт назначения, но спутник на борту - нет. Прототип спутниковой службы обмена сообщениями Orbcomm рано выпал с орбиты всего через пять дней после запуска. Однако компания из Нью-Джерси заявила, что получила некоторые тестовые данные во время короткого пребывания спутника в космосе.

Самый катастрофический момент для Falcon 9 наступил в июне 2015 года, когда ракета взорвалась в воздухе на борту космического корабля Dragon, который должен был пополнить запасы Международной космической станции. Причина кроется в неисправной стойке, и полеты были приостановлены на несколько месяцев. [Галерея: Сокол и драконы SpaceX]

Точечные приземления

SpaceX хочет использовать свой опыт с Falcon 9 для разработки ракеты еще большей грузоподъемности: Falcon Heavy. Первый испытательный пуск этой ракеты ожидается в 2016 году.

В 2011 году компания заявила, что надеется использовать Falcon Heavy для выхода на рынок оборонной продукции, на котором тогда доминировал United Launch Alliance. SpaceX и ВВС урегулировал судебный процесс в 2015 году это было связано с присуждением контракта с ULA.

К 2013 и 2014 годам некоторые критики утверждали, что SpaceX запускает гораздо меньше рейсов, чем планировалось. Одновременно компания начала запускать версию Falcon 9 с многоразовой первой ступенью. Цель состоит в том, чтобы снизить затраты на запуск.

Дополнительные ресурсы