Falcon Heavy

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Falcon Heavy
Falcon Heavy
Ракета-носитель Falcon Heavy на стартовой площадке LC-39A (визуализация)
Общие сведения
Страна Соединённые Штаты Америки США
Семейство Falcon
Назначение Ракета-носитель
тяжелого класса
Разработчик Флаг США SpaceX
Изготовитель Флаг США SpaceX
Стоимость запуска $90 млн
Основные характеристики
Количество ступеней 2+
Длина

70 м

Диаметр 3,7 м (12,2 м)
Стартовая масса

1 420 788 кг

Масса полезной нагрузки
 — на НОО

63 800 кг

 — на ГПО

26 700 кг

 — на Марс

16 800 кг

 — на Плутон

3500 кг

История запусков
Состояние Разрабатывается
Места запуска

LC-39A, КЦ Кеннеди
SLC-4E, Ванденберг

Число запусков

0

Первый запуск

2017 год (планируется)

Ступени
Ускоритель (Ступень 0)
Количество ускорителей 2
Маршевые двигатели 9 × Merlin 1D
Тяга уровень моря: 7607 кН
вакуум: 8227 кН
Удельный импульс уровень моря: 282 с
вакуум: 311 с
Горючее керосин RP-1
Окислитель жидкий кислород
Первая ступень
Маршевые двигатели 9 × Merlin 1D
Тяга уровень моря: 7607 кН
вакуум: 8227 кН
Удельный импульс уровень моря: 282 с
вакуум: 311 с
Горючее керосин RP-1
Окислитель жидкий кислород
Вторая ступень
Маршевый двигатель Merlin 1D Vacuum
Тяга вакуум: 934 кН
Удельный импульс вакуум: 342 с
Время работы 397 с
Горючее керосин RP-1
Окислитель жидкий кислород
Commons-logo.svg Falcon Heavy на Викискладе
Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png Logo YouTube por Hernando.svg Анимация полёта

Falcon Heavy (букв. с англ. — «тяжёлый сокол») — проектируемая американская ракета-носитель тяжёлого класса семейства Falcon.

Falcon Heavy разрабатывается компанией SpaceX. Планируется, что носитель сможет доставлять до 63,8 т на низкую опорную орбиту, до 26,7 т на геопереходную орбиту, до 16,8 т на Марс и 3,5 т на Плутон[1].

Первый запуск намечен на 2017-й год.

История создания[править | править вики-текст]

О разработке ракеты-носителя Falcon Heavy заявил руководитель компании SpaceX Илон Маск на пресс-конференции в Национальном пресс-клубе в Вашингтоне (англ.), округ Колумбия 5 апреля 2011 года. Первоначально была заявлена дата первого запуска в 2013 году со стартовой площадки на авиабазе Ванденберг[2].

Завершение разработки и дебютный запуск ракеты многократно откладывались.

Falcon Heavy — одна из тех вещей, которые, на первый взгляд, выглядят легко. Просто берём две первые ступени и используем их как навесные ускорители. На самом деле нет, это безумно сложно и потребовало переработки конструкции центрального блока и массу различного оборудования. Это действительно было шокирующе тяжело перейти с одно-блочной на трёх-блочную ракету.

Илон Маск, на пресс-конференции после первого повторного использования первой ступени Falcon 9[3].

После аварии ракеты-носителя Falcon 9 в июне 2015 года, приоритет работ над первым запуском Falcon Heavy, который планировался в конце года, был снижен в пользу ускорения возвращения к полётам ракеты Falcon 9[4], и перенесён сначала на весну 2016[5], а позже на конец 2016 года. Также была изменена стартовая площадка для дебютного запуска, на LC-39A Космического центра имени Кеннеди во Флориде. На стартовом комплексе проводились роботы по переоборудованию его для запусков Falcon Heavy[6].

Повреждение стартового комплекса SLC-40 при взрыве Falcon 9 в сентябре 2016 года, вынудило компанию SpaceX к ускорению работ по вводу в действие комплекса LC-39A для переноса на него своих пусковых операций на восточном побережье США. Завершение работ по доработке стартового стола под запуски Falcon Heavy было отложено, в пользу максимально скорого начала запусков ракеты Falcon 9 с этой стартовой площадки. После восстановления комплекса SLC-40, которое планируют закончить летом 2017 года, запуски Falcon 9 будут перенесены на него, позволив завершить подготовку комплекса LC-39A для дебютного запуска Falcon Heavy, который ожидается в конце 2017 года[7].

В марте 2017 года было анонсировано, что при первом запуске ракеты-носителя, в качестве боковых ускорителей будут повторно использованы 2 первые ступени ракеты-носителя Falcon 9, возвращённые после предыдущих запусков. Во время дебютного запуска планируется возвращение боковых ускорителей к месту запуска и посадка на Посадочной зоне 1, в то время как центральный блок первой ступени выполнит посадку на плавающей платформе. Также рассматривается возможность, что при дебютном запуске будет проведены испытания по возврату второй ступени ракеты-носителя[3].

В начале апреля 2017 года, на испытательном предприятии SpaceX в Техасе был установлен для статичного прожига первый боковой ускоритель для дебютного запуска Falcon Heavy, восстановленная и модифицированная первая ступень B1023, вернувшаяся на плавающую платформу после запуска спутника Thaicom 8 в мае 2016 года[7].

В конце апреля его место на испытательном стенде занял новый центральный блок B1033[8]. 9 мая 2017 года компания SpaceX сообщила об успешном прожиге этой ступени[9][10].

Вторым боковым ускорителем для первого запуска станет ступень B1025, вернувшаяся на посадочную площадку после запуска SpaceX CRS-9 в июле 2016 года[8].

Стоимость запуска[править | править вики-текст]

Анонсированная стоимость запуска Falcon Heavy несколько раз менялась. Составляла 80—125 млн $ в 2011 году[11]. В 2012 году указывалась стоимость запуска 83 млн при полезной нагрузке до 6,4 т на ГПО и 128 млн для нагрузки более 6,4 т на ГПО, в 2013 году была указана стоимость соответственно 77,1 и 135 млн. С 2014 года на сайте компании указывалась только стоимость запуска с полезной нагрузкой до 6,4 т на ГПО, составляла 85 млн, увеличилась до 90 млн в 2015 году (для спутников до 8 т на ГПО)[12].

Контракты[править | править вики-текст]

В мае 2012 года был подписан первый коммерческий контракт с компанией Intelsat, на запуск их спутника связи ракетой-носителем Falcon Heavy[13]. Из-за задержек с разработкой ракеты, впоследствии запуск спутника Intelsat 35e был перенесён на ракету-носитель Falcon 9[14]

В декабре 2012 года Военно-воздушные силы США подписали контракт со SpaceX на запуск космических аппаратов по программе Министерства обороны STP-2 (англ. Space Test Program) с помощью Falcon Heavy. Миссия подразумевает выведение двух основных аппаратов и множества второстепенных на различные орбиты и будет использоваться как часть сертификации ракеты-носителя для более важных правительственных оборонных заказов[15].

В июле 2014 года компания Inmarsat подписала соглашение на запуски 3 своих спутников ракетой Falcon Heavy. В связи с задержками, в декабре 2016, запуск одного из этих спутников был отдан конкуренту SpaceX, компании Arianespace, для запуска на ракете-носителе «Ариан-5»[16]. Другой спутник, Inmarsat-5 F4, также запущен ракетой Falcon 9.

В начале 2015 года компания ViaSat[en] подписала соглашение на запуск с помощью Falcon Heavy спутника ViaSat-2, но в феврале 2016 года компанией было принято решение переместить запуск этого спутника на ракету «Ариан-5», для того чтобы остаться в рамках намеченного контрактными обязательствами расписания. Контракт на запуск со SpaceX был сохранён, для запуска одного из трёх спутников следующего поколения ViaSat-3 в 2019-2020 годах, с опцией на запуск ещё одного[17].

В апреле 2015 года был подписан контракт на запуск спутника Arabsat-6A[18].

В апреле 2016 года SpaceX объявила о планах запуска с помощью Falcon Heavy миссии Red Dragon для демонстрации технологии управляемой реактивной посадки на поверхность Марса[19]. Изначально запуск намечался на 2018 года, позже был перенесён на 2020.

27 февраля 2017 года компания SpaceX анонсировала планы на полёт пилотируемого корабля Dragon 2 с двумя частными пассажирами, с выполнением облёта Луны и возвратом на Землю. Запуск предварительно намечен на конец 2018 и будет выполнен ракетой-носителем Falcon Heavy[20].

Конструкция[править | править вики-текст]

Боковые ускорители[править | править вики-текст]

Два ускорителя, выполненных на основе первой ступени Falcon 9 FT, закрепляются по бокам первой ступени ракеты-носителя. На верхушке ускорителей размещён композитный защитный конус. Каждый ускоритель имеет по 9 жидкостных ракетных двигателей Merlin 1D, расположенных по схеме Octaweb, c одним центральным двигателем и остальными восемью, расположенными вокруг него.

Первая ступень[править | править вики-текст]

Первая ступень Falcon Heavy являет собой структурно усиленный центральный блок, выполненный на основе первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 FT, модифицированный для закрепления двух боковых ускорителей. Оборудован девятью жидкостными ракетными двигателями Merlin 1D. Сверху расположена промежуточная структура, вмещающая двигатель второй ступени и оборудованная механизмами расстыковки ступеней.

Суммарно при запуске 27 двигателей Мерлин 1D (центральный блок и боковые ускорители) создают тягу 22 819 кН на уровне моря и 24 681 кН в вакууме[1].

Falcon Heavy, как и Falcon 9, будет оснащена элементами системы многоразового использования для контролируемого возвращения и мягкой посадки как центрального блока, так и боковых ускорителей. Возврат ступеней снижает максимальную полезную нагрузку ракеты-носителя. В связи с тем, что первая ступень Falcon Heavy при расстыковке со второй ступенью будет обладать значительно большей скоростью и находиться намного дальше от стартовой площадки, в сравнении с первой ступенью Falcon 9, то необходимость её возврата на посадочную площадку повлечёт значительное снижение массы выводимой нагрузки. Поэтому в высокоэнергетических запусках на геопереходную орбиту она будет осуществлять посадку на плавающую платформу. Боковые ускорители, напротив, будут иметь возможность возврата к месту старта и посадки на землю при подавляющем большинстве сценариев запуска[21]. Для посадки боковых ускорителей Falcon Heavy на территории Посадочной зоны 1 планируется создать ещё две посадочные площадки[22].

Изначально планировалась возможность установки на Falcon Heavy уникальной системы перекрёстной подачи топлива, позволяющей двигателям центрального блока использовать топливо из боковых ускорителей в первые минуты после старта. Это давало бы возможность сохранить больше топлива в центральном блоке для более продолжительной его работы после отделения боковых ускорителей, и, как следствие, увеличить максимальную массу выводимой полезной нагрузки[1]. Впоследствии приоритет разработки данной системы был снижен из-за нежелания дополнительно усложнять конструкцию, а также из-за отсутствия на рынке спроса на столь тяжёлую полезную нагрузку. Работа над разработкой данной системы продолжается, её внедрение возможно в будущем. На начальном этапе будет использоваться схема, при которой сразу после запуска ракеты-носителя тяга двигателей центральной секции будет максимально снижена для экономии топлива. После отделения боковых ускорителей двигатели первой ступени будут снова включены на полную тягу[21]. Подобную схему использует ракета-носитель Delta IV Heavy.

Вторая ступень[править | править вики-текст]

Вторая ступень аналогична используемой на ракете-носителе Falcon 9, оборудована одним двигателем Merlin 1D Vacuum с номинальным временем работы 397 секунд и производимой тягой 934 кН. Технические характеристики двигателя позволяют запускать его многократно в течение полёта[23].

Стартовые площадки[править | править вики-текст]

По состоянию на 2017 год, SpaceX готовит следующие стартовые комплексы для ракеты-носителя Falcon Heavy:

  • Космический центр Кеннеди (мыс Канаверал, Флорида, США) — LC-39A; арендуется у NASA. Ранее стартовый комплекс использовался для запусков ракет Сатурн-5 и Спейс Шаттл. В настоящее время стартовый комплекс используется для запусков Falcon 9, в дальнейшем планируется использовать его для запусков Falcon Heavy и пилотируемых запусков корабля Dragon V2, первый запуск намечен на 2017 год.
  • База Ванденберг (Калифорния, США) — SLC-4E; арендуется у ВВС США. Ранее стартовый комплекс использовался для запуска ракет Титан-3 и Титан-4. В настоящее время используется для запусков Falcon 9 и модернизируется для запуска Falcon Heavy.

Посадочные площадки[править | править вики-текст]

В соответствии с озвученной стратегией возврата и повторного использования первой ступени Falcon 9 и Falcon Heavy, компания SpaceX заключила договор аренды на использование и переоборудование 2-х площадок на западном и восточном побережье США[24].

Планируется переоборудование данных стартовых комплексов, с сооружением площадок для управляемого приземления как первой ступени, так и боковых ускорителей для Falcon Heavy.

Кроме того, компания SpaceX владеет специально изготовленной для посадки первой ступени Falcon 9 плавающей платформой, которая в будущем будет использована для посадки центрального блока первой ступени ракеты-носителя Falcon Heavy.

Запуски[править | править вики-текст]

Дата, время
(UTC)
Стартовая
площадка
Полезная нагрузка Орбита Заказчик Результат Посадка ступеней
БУ ЦБ БУ
Планируемые запуски
1 3 квартал 2017[25] КЦ Кеннеди, LC-39А Макет полезной нагрузки SpaceX B1023-2 B1033 B1025-2
Первый демонстрационный полёт. Планируется посадка боковых ускорителей на землю и центрального блока на плавающую платформу. В качестве боковых ускорителей планируют повторно использовать восстановленные первые ступени ракеты-носителя Falcon 9, посаженые после предыдущих запусков[26][27].
2 3 квартал 2017[25] КЦ Кеннеди, LC-39А Space Test Program-2 НОО USAF
Второй демонстрационный полёт с запуском полезной нагрузки.
2018 КЦ Кеннеди, LC-39А ArabSat 6A ГПО ArabSat
2019-2020 КЦ Кеннеди, LC-39А ViaSat-3 ГПО ViaSat
2020 КЦ Кеннеди, LC-39А Red Dragon к Марсу SpaceX
Непилотируемый полёт корабля Dragon с посадкой на Марс.

См. также[править | править вики-текст]

  • Семейство ракет-носителей Falcon

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 Falcon Heavy (англ.). spacex.com.
  2. US co. SpaceX to build heavy-lift, low-cost rocket (англ.). Reuters (5 April 2011).
  3. 1 2 Musk previews busy year ahead for SpaceX (англ.). Spaceflight Now (4 April 2017).
  4. Falcon 9 Failure Linked To Upper Stage Tank Strut (англ.). Space News (20 July 2015).
  5. First Falcon Heavy Launch Scheduled for Spring (англ.). Space News (2 September 2015).
  6. SpaceX seeks to accelerate Falcon 9 production and launch rates this year (англ.). Space News (4 February 2016).
  7. 1 2 Falcon Heavy build up begins; SLC-40 pad rebuild progressing well (англ.). NASA Spaceflight (12 April 2017).
  8. 1 2 SpaceX Static Fire spy sat rocket and prepare to test Falcon Heavy core (англ.). NASA Spaceflight (25 April 2017).
  9. First core of SpaceX’s Falcon Heavy rocket fired in Texas (англ.). Spaceflight Now (10 May 2017).
  10. Static fire test brings Falcon Heavy one step closer to debut (англ.). Space News (9 May 2017).
  11. Falcon Heavy overview
  12. Capabilities & Services (англ.). spacex.com.
  13. Intelsat signs first commercial Falcon Heavy launch agreement SpaceX (англ.). SpaceX (29 May 2012).
  14. SES agrees to launch satellite on ‘flight-proven’ Falcon 9 rocket (англ.). Spaceflight Now (30 August 2016). — «Intelsat, one of the world’s largest geostationary satellite operators alongside SES, has one launch reserved on a newly-built Falcon 9 rocket in the first quarter of 2017, when the Intelsat 35e satellite will launch from Cape Canaveral.».
  15. SpaceX get their foot in the EELV door with double launch contract win (англ.). NASA Spaceflight (5 December 2012).
  16. Citing SpaceX delays, Inmarsat moves satellite launch from Falcon Heavy to Ariane 5 (англ.). Spaceflight Now (9 December 2016).
  17. ViaSat trades in Falcon Heavy launch for Ariane 5 (англ.). Spaceflight Now (15 February 2016).
  18. Arabsat contracts go to Lockheed Martin, Arianespace and SpaceX (англ.). Spaceflight Now (29 April 2015).
  19. SpaceX announces plans for Dragon mission to Mars (англ.). Space News (28 April 2016).
  20. SpaceX announces plan for circumlunar human mission (англ.). Space News (27 February 2017).
  21. 1 2 Falcon Heavy (англ.). spaceflight101.com.
  22. SpaceX, Air Force assess more landing pads, Dragon processing at LZ-1. NASA Spaceflight (11 января 2017).
  23. Falcon 9 v1.1 & F9R Launch Vehicle Overview (англ.). www.spaceflight101.com.
  24. SpaceX leases property for landing pads at Cape Canaveral, Vandenberg (англ.). spaceflightnow.com (17 February 2015).
  25. 1 2 Launch Schedule (англ.). Spaceflight Now. Проверено 18 января 2016.
  26. SpaceX to launch Falcon Heavy with two “flight-proven” boosters this year (англ.). Space News (31 March 2017).
  27. SpaceX Static Fires Falcon 9 for EchoStar 23 launch as SLC-40 targets return (англ.). NASA Spaceflight (9 March 2017).

Ссылки[править | править вики-текст]