Rakieta SpaceX Falcon-9: przegląd, funkcje i lista startów

Spisu treści:

Rakieta SpaceX Falcon-9: przegląd, funkcje i lista startów
Rakieta SpaceX Falcon-9: przegląd, funkcje i lista startów
Anonim

Otwierając agencję lotniczą w 2002 roku, amerykański przedsiębiorca Elon Musk postawił przed nim dość ambitne cele. Stwierdził, że wkrótce przestrzeń pozaziemska stanie się dostępna nie tylko dla państwowych korporacji wojskowych i kosmicznych, ale także dla zwykłego turysty.

Prywatne czy publiczne?

Przez ponad 15 lat działalności SpaceX, Musk zdołał zrobić wiele z tego, co zostało ogłoszone na początku jego tworzenia. Pojawiła się nowa generacja rakiet SpaceX Falcon 9, zdolnych do powrotu na Ziemię i nie spalających się w gęstych warstwach atmosfery. Udało się ustalić, że turyści mogą potencjalnie odwiedzić orbitę ziemską. Może nie wysoko, tylko 100 tysięcy kilometrów, a stamtąd obserwować naszą planetę tylko przez cztery minuty, ale to też wielkie zwycięstwo prywatnego biznesu. Mało kto jednak uważa, że SpaceX to firma działająca na indywidualnych funduszach. Nawet w Stanach Zjednoczonych informacje o stałym finansowaniu agencji Musk z budżetu NASA od dawna nie były dostępne. Aktualności. Oprócz pieniędzy, które korporacja przedsiębiorcy otrzymuje w ilości wystarczającej na jego projekty, ma on dostęp do wszystkich tajnych osiągnięć NASA.

Elona Muska
Elona Muska

Pomimo wielu nieudanych eksperymentów z użyciem rakiety nośnej SpaceX Falcon 9, której listy startowe zawierają około 50 dat na początku 2018 roku, tylko kilka z nich okazało się prawdziwymi porażkami. Ale główne zadanie - ponowne wykorzystanie pierwszego stopnia, a następnie innych kluczowych elementów aparatu podbijającego kosmos, udało się inżynierom Elona Muska osiągnąć. Widząc ich prawdziwe sukcesy, nie powinno dziwić, że prywatny przedsiębiorca otrzymuje miliardy budżetowych pieniędzy na swoje projekty. Niemniej jednak loty Falcon 9 są pozycjonowane wyłącznie jako loty prywatne.

Test - ze zmiennym powodzeniem

Początkowo Musk planował stworzyć do 2018 roku urządzenie zdolne do odwiedzania kosmosu jak taksówka. Jednak znacznie więcej niż czas zaplanowany na realizację tych celów minął, zanim powstał SpaceX Falcon 9. Pierwszej klasy rakiety z tej rodziny, Falcon 1, były już w stanie wynieść ładunek na niską orbitę okołoziemską w 2009 roku, ale służyły swojemu twórcy tylko jako materiał promocyjny, potwierdzający dostępność miejsca dla prywatnych deweloperów.

Pierwsze starty Falcona 1 miały miejsce cztery lata po założeniu SpaceX. Nie można ich zaliczyć do udanych ze względu na nieracjonalnie wysokie koszty sprzętu i trzy katastrofy z rzędu z całkowitą utratą pocisków. Duzi inwestorzy do swoich pomysłów Musk równieżnie udało się przyciągnąć. Minęło jeszcze kilka lat, zanim SpaceX z powodzeniem wystrzelił booster Falcon 9. Ale to, co umożliwiło to, było w dużej mierze możliwe dzięki kilku udanym startom Falcon 1 w 2008 roku, kiedy to booster był w stanie dostarczyć ładunek na zamierzoną orbitę. Według samego Muska, gdyby znowu poniósł porażkę w tym czasie, musiałby porzucić głośne, ambitne projekty z powodu zwykłego braku pieniędzy. Pod względem wskaźników ekonomicznych jego pomysł okazał się porażką, ale jego element wizerunkowy na całym świecie okazał się ogromnym sukcesem. Musk nie mógł sobie życzyć lepszej reklamy dla swojego pomysłu.

Krok testowany

Do 2013 roku sprzęt korporacji poprawił się tak bardzo, że SpaceX wystrzelił rakietę Falcon 9 w nadziei na uratowanie pierwszego etapu dla przyszłych lotów. Wreszcie Musk mógł zacząć realizować swoje główne zadanie - wynalezienie aparatu wielokrotnego użytku. 13 września z bazy sił powietrznych Vandenberg wystrzelono nową modyfikację rakiety nośnej rodziny Falcon. Zastosowany w nim silnik Merlin 1D pomógł wystrzelić kilka satelitów na LEO (niska orbita referencyjna). W sumie tego dnia urządzenie dostarczyło w kosmos prawie 13 ton ładunku. Podczas uruchamiania i odłączania pierwszego etapu przeprowadzono test jego powrotu na Ziemię. Ale wspaniały projekt Grasshopper, który miał odnieść największy sukces od czasu powstania korporacji SpaceX, nie powiódł się.

nocny start rakiety
nocny start rakiety

Z powodu niedokładności obliczeń i nieoczekiwanego obrotu pierwszego stopnia w okresie hamowania, posuwpaliwo ze zbiorników szło z przerwami, co doprowadziło do zniszczenia pierwszego etapu i zaniechania zaplanowanej próby drugiego. Zgodnie z pierwotnym planem miała realizować misję wystrzelenia statku kosmicznego na wyższe orbity z wielokrotnym rozruchem silnika. Ponieważ porażka z pierwszym etapem okazała się dla twórców zupełnie nieoczekiwana, obawiali się zdecydować na dalszy test drugiego. Jednak ustalono przyczynę niepowodzenia operacji. To było zamarzanie paliwa. W 2013 roku przeprowadzono w sumie trzy starty Falcona 9, z których jedno polegało na umieszczeniu satelity na orbicie geotransferowej.

Następuje powrót pierwszego etapu

Aby zrozumieć, dlaczego dla Elona Muska tak ważne było zachowanie pierwszego kroku, jest kilka plusów przemawiających za tym pomysłem. Po pierwsze, znacznie tańsze jest wielokrotne używanie tego samego silnika niż instalowanie nowego przed każdym startem. To tak, jakby właściciel samochodu przed kolejną podróżą wymienić silnik. Koszty są oczywiście niewspółmierne, ale przykład jest więcej niż ilustracyjny. Po drugie, nawet przy kolosalnej naprawie silnik nadal będzie tańszy niż nowy, więc choć w nieco uszkodzonej formie, ale zwrócenie go z powrotem może doprowadzić do obniżenia kosztów całego projektu. Ale Musk nadal jest biznesmenem. I po trzecie, dzięki zaoszczędzonym pieniądzom można zorganizować nowe premiery. Dlatego duże nadzieje pokładał w rakiecie SpaceX Falcon 9, która zdążyła już podołać kilku poważnym zadaniom.

platforma spływowa Falcon 9
platforma spływowa Falcon 9

Najpierwudana operacja zwrotu pierwszego etapu została przeprowadzona w 2014 roku. W sumie w tym okresie przeprowadzono sześć startów rakiet nośnych. Wszystko z wyrzutni na przylądku Canaveral. W trzech z nich, wyprodukowanych 18 kwietnia, 14 lipca i 21 września, zaplanowano przeprowadzenie operacji powrotu pierwszego etapu. Niestety z powodu niesprzyjających warunków atmosferycznych w strefie rozbryzgowej oraz niedokładnych obliczeń projektantów nie udało się uratować pierwszych etapów. Wszyscy zatonęli. Jednak telemetria lotu wykazała, że wszystkie trzy eksperymenty zakończyły się sukcesem, a etapy schodziły w podane kwadraty.

Przełom 2015

Ale prawdziwy triumf, którego Musk doświadczył w 2015 roku. I nie chodzi o to, że w ciągu tych 12 miesięcy udało mu się już wykonać siedem lotów, a dwa z czterech eksperymentów na powrocie z pierwszego etapu zakończyły się pomyślnie. Jedna z rakiet SpaceX Falcon 9, która została wystrzelona 11 lutego, zdołała przenieść statek kosmiczny do punktu Lagrange'a poza orbitą ziemską. Partnerami projektu zostały trzy amerykańskie korporacje państwowe: NASA, NOAA i USAF. Ten ostatni wyposażył operację w instalację radarową. To z powodu jej niepowodzeń wystrzelenie rakiety było kilkakrotnie przekładane, ale ostatecznie zostało to przeprowadzone i to bardzo pomyślnie.

Utrata pierwszych etapów we wszystkich siedmiu startach na tle tak znaczącego przełomu również niewiele przyćmiła twórcę SpaceX. Rozumiał, że w niedalekiej przyszłości będą mogli przeprowadzić dokładniejsze lądowanie w wyznaczonych do tego kwadratach i będą mogli nie tylko oszczędzać, ale i ponownie wykorzystywać. W końcu razod razu eksperymenty na ich lądowaniu okazały się bardziej udane. Jednak jeden z lotów 2015 był katastrofalny dla korporacji Elona Muska. Po 139 sekundach wybuchła rakieta SpaceX Falcon 9, a wraz z nią statek kosmiczny Dragon. W kolejnych badaniach udało się ustalić, że przyczyną zniszczenia nośnika były awarie drugiego etapu. Mimo to porażka nie powaliła przedsiębiorcy i już w grudniu tego samego roku przeprowadził kolejny start Falcona 9 z wyniesieniem na orbity 11 satelitów. Co więcej, po wylądowaniu na przylądku Canaveral, skąd wystartował, pierwszy etap po naprawach wkrótce ponownie ruszył.

Klienci wybierają Falcona 9

Do 2016 roku Elon Musk pozyskał wsparcie nie tylko korporacji państwowych Stanów Zjednoczonych, ale także innych stanów. W tym czasie przeprowadzał wystrzeliwanie na orbitę, oprócz amerykańskich satelitów Korei Południowej, Włoch, Francji, Turkmenistanu. Większość z nich została przeprowadzona pod patronatem NASA. Tak było z lotami statku kosmicznego Dragon na Międzynarodową Stację Kosmiczną w 2012 roku. Pierwszy start rakiety SpaceX Falcon 9 odbył się 22 maja w ramach programu COTS Demo Flight połączonej misji drugiej i trzeciej. Sonda zdołała zbliżyć się do ISS na odległość dziesięciu metrów i zadokować. Szóstego dnia Dragon poleciał lotem powrotnym i 31 maja pluskał się w Oceanie Spokojnym u wybrzeży Kalifornii.

wystrzeliwanie satelitów na orbitę
wystrzeliwanie satelitów na orbitę

Drugi lot Dragona na ISS nie był tak udany: nie było możliwe ponowne uruchomienie drugiego etapu itestowy model satelity Orbcomm-G2 dwa dni po wystrzeleniu rakiety nośnej zboczył z orbity i spłonął w atmosferze. Ten start SpaceX Falcon 9 z wyrzutni Cape Canaveral SLC-40 miał miejsce 8 października 2012 roku. Prowadziła go również NASA. Do 2016 roku było to główne miejsce testowania rakiet SpaceX, dopóki jedna z nich nie zniszczyła go w eksplozji.

Katastrofa na wyrzutni

Stało się to 1 września 2016 r. Na dwa dni przed planowanym startem rakiety SpaceX Falcon 9 z satelitą telekomunikacyjnym Amos-6 na pokładzie konieczne było wykonanie testu. W rejonie drugiego etapu podczas napełniania zbiornika ciekłym tlenem doszło do potężnej eksplozji i późniejszego pożaru.

Ekspertom udało się ustalić, że zmiana konfiguracji butli na sprężony hel doprowadziła do tragedii. Ugięcia powstałe w aluminiowych warstwach wewnętrznych ścian zbiorników, które zewnętrznie pokryto włóknem węglowym. A w nich, między warstwą wewnętrzną i zewnętrzną, gromadził się ciekły tlen, który następnie zapalał się. Krótko przed wystrzeleniem rakiety zmieniono konfigurację cylindrów w celu unowocześnienia wyposażenia, ale nie przeprowadzono odpowiedniego testu. Wraz z kolejnymi premierami postanowiono wrócić do czołgów o sprawdzonej konstrukcji.

Eksplozja pojazdu startowego Falcon 9
Eksplozja pojazdu startowego Falcon 9

Po tej porażce Musk nie uruchomił ponownie SpaceX Falcon 9 w 2016 roku. Relacje naocznych świadków tej tragedii wskazują, że katastrofa stała się głównym rozczarowaniem twórcy prywatnej korporacji kosmicznej i najbardziej nierentownej do tej pory firmyw całej swojej historii. Zdecydował się na kolejną premierę w styczniu 2017.

18 zaczyna. Spośród nich wszystkie zakończyły się sukcesem

Wyrzutnia SLC-40 na przylądku Canaveral była nieużywana przez długi czas. Starty rakiet z rodziny Falcon 9 zostały przeniesione do bazy Vandenbeh i ośrodka Kennedy Center. Od pierwszego dnia 14 stycznia dziesięć satelitów Iridium nowej generacji zostało z powodzeniem wystrzelonych na orbitę. Ta premiera była pod wieloma względami pocieszeniem dla Elona Muska po wrześniowej katastrofie. Całkowita masa ładunku wynosiła prawie 10 ton. Udało się z powodzeniem wjechać na pierwszy etap na pływającą platformę Just Read the Instructions. Dlatego późniejsze uruchomienie SpaceX Falcon 9 z Iridium 4 Launch (rodzaj systemów telefonii satelitarnej, na które zapotrzebowanie zaczęło rosnąć, a liczba zamówień wzrosła) było w dużej mierze możliwe dzięki udanym startom przeprowadzonym na początku 2017 roku.

Łącznie w tym roku firma SpaceX Corporation przeprowadziła 18 startów i żadna z nich nie przyniosła żadnych znaczących strat. Pierwsze etapy powróciły albo na miejsca lądowiska stacjonarnego, albo na platformy pływające. Satelity zostały pomyślnie wystrzelone na orbity. Możliwe było ponowne użycie ciśnieniowej kapsuły opadającej statku kosmicznego Dragon, wystrzelenie samolotu kosmicznego Boeing X-37B, rozszerzenie geografii klientów i wiele więcej. Wszystkie te sukcesy zapewniły namacalną rekompensatę za straty finansowe katastrofy na przylądku Canaveral. No i oczywiście start S paceX Falcon 9 z satelitami Iridium NEXT przyniósł komercyjny sukces.

Tajna Zuma

Oprócz wszystkich powyższych niewątpliwych sukcesów korporacji IlonaMożna wyróżnić jeszcze jedną maskę, którą zaobserwowano w ciągu ostatnich trzech lat. Odstęp czasowy między startami rakiet nośnych został wyraźnie skrócony. Czasami między premierami Falcona 9 minęło tylko kilka dni. Zaletą pracowników korporacji jest również fakt, że dość często kolejne rakiety były wysyłane w kosmos z tego samego miejsca. Podobnie jak w przypadku startu SpaceX Falcon 9 z witryny Kennedy Center w dniach 3 i 23 czerwca 2017 r. A dwa dni później strona w bazie Vandenbe została ponownie wykorzystana.

Tajny ładunek Zumy
Tajny ładunek Zumy

Po raz kolejny Elon Musk zamierzał zaskoczyć zainteresowaną społeczność w listopadzie 2017 roku. Jednak start rakiety z tajnym ładunkiem o kryptonimie Zuma został przełożony na styczeń 2018 roku. 8 tego miesiąca rakieta została pomyślnie wystrzelona z tajemniczym urządzeniem dla jednego z klientów rządu USA, którego nazwy media nie były jeszcze w stanie poznać. Wkrótce jednak pojawiła się wiadomość, że nadal nie można umieścić tajnego satelity na orbicie. Zuma wciąż był na pokładzie SpacexFalcon 9 i wcale nie jest to ukryte w korporacji Musk, ale wolą nie uciekać się do szczegółowych komentarzy ze względu na niezwykle tajną misję wystrzelonego obiektu.

Nadzieje i rzeczywistość

Żaden znaczący przełom w dalszym rozwoju korporacji z tajnej misji w SpaceX nie jest spodziewany. Premiery będą realizowane zgodnie z wcześniej zaplanowanym harmonogramem. W 2018 roku i w kolejnych okresach planowanych jest kilkadziesiąt premier Falcona 9, recenzje i recenzje ekspertów, co do których zgadzają się co do jednego:główną misję - wynalezienie rakiety wielokrotnego użytku, aby przestrzeń była bardziej dostępna - wypełnił Musk, ale nigdy nie skolonizował Marsa, nie osiągnął znaczącej redukcji kosztów wytworzenia jednego startu. Tworząc swoją korporację w 2010 roku zamierzał osiągnąć znacznie więcej do 2018 roku.

Pojazd startowy Falcon 9
Pojazd startowy Falcon 9

Być może kosmiczny start Zuma SpaceX Falcon 9 w bardzo niedalekiej przyszłości otworzy nowe perspektywy dla prywatnej agencji kosmicznej, jak mówi sama nazwa producenta tajnego obiektu - Northrop Grumman Corporation. Jednak projekt stworzenia rakiety nośnej nowej generacji Falcon Heavy może przynieść większy sukces Muskowi. Dziś jest największym ze wszystkich, jakie kiedykolwiek powstały i należy do kategorii klasy ciężkiej. Jego moc jest w stanie dostarczyć znacznie więcej ładunku w przestrzeń kosmiczną, zmniejszając koszt jednego lotu dziesiątki razy i tworząc oszczędności na liczbie startów. Ponadto planowane jest jego wielokrotne używanie.

Zalecana: