Falcon 9

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Falcon 9 (Фалькон 9)
Falcon 9 (Фалькон 9)
Запуск Фалькон 9 с Драконом на борту
Общие сведения
Страна Соединённые Штаты Америки США
Семейство Фалькон
Назначение ракета-носитель
Разработчик SpaceX
Изготовитель SpaceX
Основные характеристики
Количество ступеней 2
Длина версия 1.0: 55 м
версия 1.1: 68.4 м
Диаметр 3,7 м
Стартовая масса версия 1.0: 333 т
версия 1.1: 506 т
Масса полезной нагрузки
  - на НОО версия 1.0: 8 т
версия 1.1: 13 т
  - на ГПО версия 1.0: 2,9 т
версия 1.1: 4,8 т
История запусков
Состояние действующая (2010 год)
Места запуска о.Омелек, ат.Кваджалейн, Маршалловы Острова;
Стартовый комплекс №40 КЦ Кеннеди, Флорида, США
Число запусков 5
  - успешных 4
  - частично неудачных 1
Первый запуск версия 1.0: 2010
версия 1.1: 2013[1]
Последний запуск 1 марта 2013
 
Ускоритель (Ступень 0) — схема Тяжёлая и S9
РН «Фалькон 9»
Количество ускорителей 2
Маршевые двигатели 9 × Мерлин 1C
Тяга 416,7 тс (4086 кН)
Удельный импульс Уровень моря: 255 с
Вакуум: 304 с
Горючее керосин
Окислитель кислород
Первая ступень
Маршевые двигатели 9 × Мерлин 1C
Тяга 416,7 тс (4086 кН)
Удельный импульс Уровень моря: 255 с
Вакуум: 304 с
Время работы 178 с
Горючее керосин
Окислитель кислород
Вторая ступень
Маршевый двигатель Мерлин Вакуум
Тяга 52,3 тс (513 кН)
Удельный импульс Вакуум: 342 с[2]
Время работы 345 с
Горючее керосин
Окислитель кислород

Falcon 9 («Фа́лькон 9», «Сокол 9») — одноразовая ракета-носитель семейства РН Фалькон компании «SpaceX». Первый запуск новой ракеты-носителя состоялся 4 июня 2010 года. Предлагаются различные конфигурации ракеты-носителя с массой доставляемой полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО) в диапазоне 10,4-32 т и на геопереходную орбиту (ГПО) в диапазоне 4,7-19,5 т. Цена вывода спутника для заказчика составит от $49,9 млн до $56 млн, в зависимости от массы и объёма полезной нагрузки (для варианта РН «Фалькон 9», до 10 т на НОО и 4,7 т на ГПО).[3] Контейнер полезной нагрузки имеет диаметр в диапазоне 3,6-5,2 м. «Фалькон 9» также рассматривается в качестве кандидата для запуска коммерческого пилотируемого космического аппарата (ПКА) SpaceX Dragon и его грузового варианта для снабжения МКС.

Сравнимые ракеты-носители: Зенит 3 - Дельта IV - Атлас V - Ариан 5 - GSLV Mk. III (Индия) - Великий поход 5 - Ангара 5 - H-IIB - Протон М

Конструкция[править | править исходный текст]

Слева направо: «Фалькон 1», «Фалькон 9» v1.0, «Фалькон 9» v1.1, «Фалькон Хэви»

Базовая конфигурация ракеты-носителя состоит из двух ступеней. Первая ступень «Фалькон 9» v1.0 использует девять ЖРД Мерлин 1C, вторая ступень — один ЖРД Мерлин Вакуум, который является модификацией того же двигателя для работы в вакууме.[4]

Так же, как и РН «Фалькон 1», последовательность запуска «Фалькон 9» предусматривает возможность остановки процедуры запуска на основании проверки двигателей и систем ракеты-носителя перед стартом. Если проблема обнаружена, процесс останавливается и происходит откачка топлива и окислителя из ракеты. Таким образом, для обеих ступеней предусмотрена возможность повторного использования и проведение стендовых испытаний перед полетом.[5]

SpaceX развивает несколько центров со стартовыми площадками. Первый из них расположен на мысе Канаверал (Флорида, США) на стартовой площадке № 40. Именно отсюда был осуществлен первый полет РН «Фалькон 9» 4 июня 2010 года. Этот стартовый комплекс использовался ранее списанными РН Титан III и Титан IV. Вторая площадка оборудована на Базе Ванденберг, стартовый комплекс 4, для вывода при помощи РН «Фалькон 9» спутников на полярные орбиты, в частности Iridium Next.

Третья стартовая площадка, расположена на острове Омелек, атолл Кваджалейн (Маршалловы Острова). Отсюда осуществлялись все запуски РН «Фалькон 1», а так же планировались запуски РН «Фалькон 9» с коммерческими грузами (без КА «Дракон»)[6], но в настоящее время нет запланированных запусков с этой площадки.

Варианты «Фалькон 9»[править | править исходный текст]

  • Фалькон 9 v1.0 (block 1) — состоит из первой ступени без боковых ускорителей и второй ступени. Двигатели Merlin 1C, вес ракеты 318 тонн. Предполагалось, что стоимость запуска этого РН составит 56 млн USD, масса выводимого груза на НОО 8 500 — 9 000 кг и на ГПО — 3 400 кг. Фактически, ракета использовалась только для запусков космического корабля Dragon.
  • Фалькон 9 v1.1 — состоит из удлиненной по сравнению с v1.0 первой ступенью и второй ступени. Используются двигатели Merlin 1D, вес ракеты увеличен до 506 тонн. Изменено расположение двигателей. Вместо трех рядов по три двигателя используется компоновка с центральным двигателем и расположением остальных по окружности. Заявленная масса выводимого груза на НОО 13 150 кг и на ГПО — 4 850 кг. Стоимость запуска 56,5 млн USD.
  • Фалькон 9 v1.1 (R) —первая ступень оснащена посадочными стойками, используемыми для стабилизации ракеты и мягкой посадки . После разделения первая ступень осуществляет торможение путем кратковременного включения трех из девяти двигателей с целью обеспечить вход в плотные слои атмосферы на приемлемой скорости, а затем, уже возле поверхности земли (воды) включается центральный двигатель и ступень должна осуществить мягкую посадку по схеме, отрабатываемой в рамках проекта Grasshopper. Использование элементов многоразового использования (посадочные стойки и запас топлива) может уменьшить полезную нагрузку от 15 до 30%.
  • Фалькон 9 Хеви (англ. Heavy, Тяжелый) — будет иметь дополнительную пару присоединенных сбоку боковых ускорителей на базе первой ступени. Стоимость вывода на ГПО спутника массой до 6,4 т составит 77,1 млн USD, более тяжелого спутника - 135 млн USD. Масса выводимого груза на НОО 53 000 кг, на ГПО — 21 200 кг и на траекторию к Марсу 13 200 кг. По заявлению главы SpaceX Элона Маска, «Фалькон Хеви» станет самой мощной ракетой в мире и второй по мощности в истории после «Сатурна-5» (то есть из всех РН, когда-либо выводивших груз на НОО без довыведения). Первый запуск «Фалькон Хеви» планируется в 2014 году.

Запуски с острова Омелек (ат. Кваджалейн) производятся с точки, имеющей меньшую широту. Близость к экватору позволяет использовать вращение Земли для увеличения выводимой полезной нагрузки на орбиту, что приводит к снижению удельной стоимости. Предполагается, что минимальная цена килограмма полезной нагрузки для обоих вариантов ракеты-носителя составит 3273-3365 USD/кг для НОО и 7826 — 11 000 USD/кг для ГПО.[7][8][9][10][11] Сравнение стоимости запусков в основной статье «Полезная нагрузка. Стоимость доставки грузов на орбиту».

История[править | править исходный текст]

В ходе выступления перед сенатским комитетом по коммерции, науке и транспорту (США) в мае 2004 года, глава SpaceX Элон Маск торжественно заявил: «долговременные планы требуют тяжелого и, в случае наличия спроса покупателей, даже сверхтяжелого носителя. […] В конечном счете, я верю, что цена выводимой на орбиту полезной нагрузки в 500 USD/Фунт и меньше вполне достижима.»[12]

SpaceX формально анонсировала РН «Фалькон 9» 8 сентября 2005 года, описывая новую ракету как «полностью многоразовый тяжелый носитель.»[13] Для среднего варианта «Фалькон 9» указывалась масса груза, выводимого на НОО, равной 9 500 кг и цена 27 млн.USD за полет.

12 апреля 2007 года SpaceX анонсировала, что основная часть первой ступени «Фалькон 9» была закончена.[14] Стены баков выполнены путем холодной сварки алюминия.[15] Конструкция была перевезена в центр SpaceX в Уэйко (Техас, США), где проводились стендовые огневые испытания первой ступени. Первые испытания с двумя двигателями, присоединенными к первой ступени, производились 28 января 2008 года и закончились успешно. 8 марта 2008 года три ЖРД Мерлин 1C были испытаны в первый раз, 29 мая были испытаны одновременно пять двигателей и первые испытания всех девяти двигателей на первой ступени, которые проводились 31 июля и 1 августа, закончились успешно.[16][17][18] 22 ноября 2008 года все девять двигателей первой ступени РН «Фалькон 9» прошли испытания длительностью, соответствующей длительности полета (178 с).[19]

Изначально первый полет РН «Фалькон 9» и первый полет РН с ПКА «Дракон»COTS») были запланированы на конец 2008 года, но неоднократно откладывались по причине огромного количества работы, которую предстояло выполнить. Согласно утверждению Элона Маска, сложность технологических разработок и требования законодательства для запусков с мыса Канаверал сказались на сроках.[20]

В январе 2009 года РН «Фалькон 9» была впервые установлена в вертикальном положении на стартовой площадке № 40 КЦ им. Кеннеди на мысе Канаверал, Флорида.[21]

Первый запуск[править | править исходный текст]

Первый демонстрационный полет РН «Фалькон 9» состоялся 4 июня 2010 года с мыса Канаверал 18:45 по UTC. В 18:54 отделилась вторая ступень и макет полезной нагрузки успешно вышел на орбиту[22]. Ракета была запущена со второй попытки. Первая попытка запуска была отменена за несколько секунд до старта из-за технической неполадки.

Второй запуск[править | править исходный текст]

Второй полет РН «Фалькон 9» состоялся 8 декабря 2010 года в рамках программы НАСА «COTS».[23] Полезная нагрузка — коммерческий корабль «Дракон». Капсула Dragon дважды облетела Землю, после чего вошла в атмосферу и приводнилась в Тихом океане. До сих пор возвращаемые космические корабли удавалось построить только государственным агентствам России, США, Китая, Японии и Индии, а также Европейскому Космическому Агентству.

Третий запуск[править | править исходный текст]

Третий полет РН «Фалькон 9» состоялся 22 мая 2012 года в рамках программы НАСА «COTS». Полезная нагрузка — коммерческий корабль «Дракон». 25 мая 2012 года корабль осуществил сближение с МКС на дистанцию 10 метров и успешно пристыкован с помощью манипулятора «Канадарм2», установленном на модуле «Спокойствие». Корабль доставил на МКС 520 килограммов груза. «Дракон» находился в составе станции в течение 5 дней, 16 часов и 5 минут. 31 мая 2012 года космический корабль был отстыкован от МКС, после чего вошел в атмосферу и успешно приводнился в Тихом океане, около побережья штата Калифорния.

Запуски[править | править исходный текст]

Полет № Дата и время Тип Стартовая площадка Название миссии, полезная нагрузка Орбита Заказчик Результат
1 4 июня 2010, 18:45UTC v1.0[24] Мыс Канаверал SLC-40 Макет КК Dragon Низкая опорная орбита SpaceX Успех
Первый демонстрационный полет ракеты Falcon 9
2 8 декабря 2010, 15:43UTC v1.0[24] Мыс Канаверал SLC-40 NASA COTS — Demo 1 КК Dragon Низкая опорная орбита NASA Commercial Orbital Transportation Services Успех
Трехчасовой испытательный полет КК Dragon.
3 22 мая 2012, 07:44UTC[25] v1.0[24] Мыс Канаверал SLC-40 NASA COTS — Demo C2/C3 КК Dragon Низкая опорная орбита NASA Commercial Orbital Transportation Services Успех
Вывод на орбиту, маневрирование и стыковка КК Dragon с международной космической станцией. Первый ночной запуск ракеты Falcon 9. Первая попытка запуска ракеты планировалась 19 мая, но была прервана автоматикой из-за выхода показателей давления в одном из двигателей за пределы нормы. Вторая попытка запуска 22 мая была успешной. Совмещение миссий COTS2 и COTS3. Первая доставка полезного груза для международной орбитальной станции.
4 8 октября 2012, 00:34 UTC v1.0 Мыс Канаверал SLC-40 Главный полезный груз: SpaceX CRS-1 КК Dragon Низкая опорная орбита NASA Commercial Resupply Services Успех
Попутный полезный груз: Orbcomm-G2 Низкая опорная орбита Orbcomm Неудача
При достижении ракетой-носителем максимального аэродинамического сопротивления, на 79-й секунде полета был сорван конический обтекатель первого двигателя. Двигатель был аварийно остановлен из-за потери давления. Это привело к увеличенному времени работы остальных восьми двигателей для выхода на запланированную орбиту. Полет продемонстрировал заявленную возможность ракеты Falcon 9 завершить миссию при отключении одного из девяти двигателей. КК Dragon был успешно выведен на орбиту.[26] Однако, в результате сбоя, вторичная полезная нагрузка была выведена на более низкую орбиту, чем было запланировано и сгорела в атмосфере через 4 дня. Возможность успешного вывода на орбиту спутника Orbcomm-G2 имелась, но была сопряжена с потенциальной угрозой безопасности международной космической станции.
5 1 марта 2013 v1.0[24] Мыс Канаверал SLC-40 SpaceX CRS-2 КК Dragon Низкая опорная орбита NASA Commercial Resupply Services Успех
Последний полет ракеты Falcon 9 модификации block 1 v1.0 с девятью двигателями Merlin 1C.
6 29 сентября 2013, 15:51 UTC v1.1[24] Калифорния, авиабаза Ванденберг, SLC-4E CASSIOPE, Cascade CX, POPACS, DANDE, CUSat Полярная MDA Corp Успех
Демонстрационный/коммерческий запуск. Первый полет ракеты Falcon 9 модификации v1.1, с новыми двигателями Merlin 1D и возможностью вывода на низкую опорную орбиту до 13 тонн груза. Все спутники выведены на заданные орбиты. Во время запуска проводилось испытание элементов вертикальной посадки первой ступени ракеты (проект Grasshopper). Планировалось торможение и попытка приводнения первой ступени без использования посадочных стоек. Испытание системы посадки неудачное из-за незапланированного вращения первой ступени в ходе торможения и последующих перебоев подачи топлива из-за центрифугирования его в баках. Первая ступень разрушена. После выполнения основной программы полета планировалось испытание второй ступени в качестве разгонного блока для будущих запусков на высокие орбиты, в частности, возможность многократного запуска двигателя. Испытание было неудачным из-за замерзания топлива вблизи от магистрали криогенного окислителя.
7 3 декабря 2013, 22:41 UTC v1.1[24] Мыс Канаверал SLC-40 Спутник связи SES-8 Геопереходная SES Успех
Первый запуск полезной нагрузки на геопереходную орбиту. Масса полезной нагрузки 3200кг. Запуск дважды откладывался из-за технических неполадок.
8 6 января 2014, 22:06 UTC v1.1[24] Мыс Канаверал SLC-40 Спутник связи Thaicom 6 Геопереходная Thaicom Успех
Масса полезной нагрузки 3016кг.
9 18 апреля 2014, 19:25 UTC v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 Главный полезный груз: SpaceX CRS-3 КК Dragon Низкая опорная орбита NASA Commercial Resupply Services Успех
Попутный полезный груз: ALL-STAR/THEIA, PhoneSat 2.5, SporeSat, TSAT, KickSat-1(104 Sprites) Низкая опорная орбита Успех
КК Dragon доставил на МКС 2200кг полезного груза и должен вернуть на Землю 1600кг, включающих в себя результаты научных экспериментов. Впервые на первую ступень ракеты были установлены посадочные опоры, предназначенные для мягкого приземления. После отделения первой ступени был проведен эксперимент по контролируемому снижению с высоты 80км и скорости около 10000км/ч, раскрытию опор и приводнению. Из-за шторма в районе приводнения ступень не найдена, однако, по данным телеметрии, эксперимент считается успешным.
10 10 мая 2014 v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 спутники Orbcomm FM45, FM46, FM47, FM48, FM49, FM50 Orbcomm Планируется
11 6 июня 2014 (или 8 августа) v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 SpaceX CRS-4, Spinsat, Arkyd-3 Низкая опорная NASA Commercial Resupply Services Планируется
12 июнь (или июль) 2014 v1.1 Мыс Канаверал SLC-40 Asiasat 8 Геопереходная Asiasat Планируется
август (или октябрь) 2014 v1.1 Мыс Канаверал SLC-40 AsiaSat 6 (Thaicom 7) Геопереходная Asiasat Планируется
12 сентября 2014 (или 26 ноября) v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 SpaceX CRS-5, AggieSat 4, Bevo 2 Низкая опорная NASA Commercial Resupply Services Планируется
ноябрь 2014 v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 спутники Orbcomm FM51, FM52, FM53, FM54, FM55, FM56, FM57, FM58, FM59, FM60, FM61 Orbcomm Планируется
5 декабря 2014 (или январь 2015) v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 SpaceX CRS-6 Низкая опорная NASA Commercial Resupply Services Планируется
2015 v1.1 Мыс Канаверал SLC-40 Turkmensat 1 Turkmen Ministry of Communications Планируется
2015 January 13 v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 DSCOVR, Sunjammer NASA Планируется
2015 February v1.1 Мыс Канаверал SLC-40 Satmex 7, ABS 3A Asia Broadcast Satellite, Satmex Планируется
2015 March 1 v1.1(R) Калифорния, авиабаза Ванденберг, LC4 Jason-3 NASA/NOAA Планируется
First launch of NASA and NOAA joint science mission (not related to CRS contracts)
2015 April 2 v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 SpaceX CRS-7 Низкая опорная NASA Commercial Resupply Services Планируется
2015 v1.1(R) Калифорния, авиабаза Ванденберг, LC4 Iridium-Next 03 -12

Flight 1 (x10)

Iridium Communications Inc. Планируется
2015 June 19 v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 SpaceX CRS-8, BEAM Низкая опорная NASA Commercial Resupply Services Планируется
2015 August v1.1 Мыс Канаверал SLC-40 AMOS-6 Spacecom Планируется
2015 September v1.1(R) Калифорния, авиабаза Ванденберг, LC4 SAOCOM-1A CONAE Планируется
2015 November 11 v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 SpaceX CRS-9 Низкая опорная NASA Commercial Resupply Services Планируется
2015 v1.1 Мыс Канаверал SLC-40 Satmex 9, ABS 2A Asia Broadcast Satellite, Satmex Планируется
2015 v1.1 Мыс Канаверал SLC-40 JCSat-14 JSAT Corporation Планируется
2015 v1.1(R) Калифорния, авиабаза Ванденберг, LC4 FORMOSAT 5 NSPO Планируется
2015 v1.1 Мыс Канаверал SLC-40 SES 9 SES World Skies Планируется
2016 February 19 v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 SpaceX CRS-10 Низкая опорная NASA Commercial Resupply Services Планируется
2016 May 3 v1.1(R) Мыс Канаверал SLC-40 SpaceX CRS-11 Низкая опорная NASA Commercial Resupply Services Планируется
не ранее октября 2015 Google Lunar X Prize Moon Mission Astrobotic Technology Планируется[27]
Доставка на Луну ровера с 240 фунтов (110 кг) полезной нагрузки.

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1.  (англ.) SpaceX enters the realm of heavy-lift rocketry, SpaceFilghtNow, 05.04.2011
  2. New Merlin Vacuum engine demonstrates highest efficiency for an American hydrocarbon rocket engine.
  3. Falcon 9 overview раздел Pricing and perfomance
  4. Обзор «SpaceX.com» ракеты-носителя «Фалькон 9». (en)
  5. NASA, SpaceX (unknown). «Space Act Agreement Between National Aeronautics And Space Administration And Space Explorations Technologies Corp. For Commercial Orbital Transport Services Demonstration (COTS)» (PDF). Проверено 2007-11-22.
  6. COTS Status Update & Crew Capabilities. (en). SpaceX (17 июня 2009). Архивировано из первоисточника 30 марта 2012.
  7. Спецификация «Фалькон 9» SpaceX. (en), Space Launch Report (5 июля 2007 год). Архивировано из первоисточника 7 декабря 2007.
  8. Monster Progress Update (Mostly Falcon 9), SpaceX (17 августа 2007 год).
  9. Обзор «Фалькон 1». (en), SpaceX (28 сентября 2007 год).
  10. Обзор «Фалькон 9». (en), SpaceX (28 сентября 2007 год).
  11. Обзор «Фалькон 9 Хеви». (en), SpaceX (28 сентября 2007 год).
  12. Testimony of Elon Musk. Космический челнок и будущее ракет-носителей(недоступная ссылка — история). U.S. Senate. Архивировано из первоисточника 30 мая 2008.
  13. SpaceX анонсирует полностью многоразовый тяжелый РН «Фалькон 9». (en). SpaceX (8 сентября 2005). Архивировано из первоисточника 30 марта 2012.
  14. SpaceX закончила работы над основной конструкцией топливных баков первой ступени «Фалькон 9». (en), PR Newswire (12 апреля 2007).
  15. Начались испытания бака первой ступени РН «Фалькон 9» SpaceX (en), satNews.com (16 апреля 2007).
  16. SpaceX: Первые испытания девяти двигателей «Фалькон 9». (en). NASA Spaceflight (2 августа 2008). Архивировано из первоисточника 30 марта 2012.
  17. SpaceX проводит первые испытания нескольких двигателей на первой ступени «Фалькон 9». (en). The Space Fellowship (28 января 2008). Архивировано из первоисточника 30 марта 2012.
  18. SpaceX проводит испытания трех двигателей «Фалькон 9». (en). SpaceX (28 марта 2008). Архивировано из первоисточника 30 марта 2012.
  19. SpaceX успешно провела полные испытания РН «Фалькон 9» длительностью, соответствующую полетной. (en). SpaceX. Архивировано из первоисточника 30 марта 2012.
  20. Rob Coppinger. SpaceX первый полет РН «Фалькон 9» отложен на шесть месяцев и состоится в первом квартале 2009 года. (en), Flight Global (27 февраля 2008).
  21. SpaceX: Развитие событий с РН «Фалькон 9». (en)
  22. Запуск частной ракеты-носителя Falcon 9 прошёл успешно Компьюлента
  23. Частный космический грузовик Dragon стартовал с мыса КанавералИнтерфакс
  24. 1 2 3 4 5 6 7 Clark, Stephen Q&A with SpaceX founder and chief designer Elon Musk. SpaceFlightNow (18 May 2012). Проверено 29 июня 2012. Архивировано из первоисточника 21 ноября 2012.
  25. Falcon 9/Dragon Launch: Engine repair expected by tonight. SpaceX (19 May 2012). Проверено 20 мая 2012. Архивировано из первоисточника 12 февраля 2013.
  26. SpaceX CRS-1: Post launch press conference
  27. Specner, Malia. SpaceX success brings Pittsburgh space startup closer to mission (29 мая 2012). Проверено 31 мая 2012.

Внешние ссылки[править | править исходный текст]