Ракета SpaceX Falcon-9: огляд, особливості та список запусків


Опубликованно 15.05.2018 02:24

Ракета SpaceX Falcon-9: огляд, особливості та список запусків

Відкриваючи у 2002 році аерокосмічне агентство, американський підприємець Ілон Маск ставив перед ним досить амбітні завдання. Він заявляв, що незабаром позаземне простір стане доступним не тільки для державних військових і космічних корпорацій, але й для звичайного туриста. Приватний чи державний?

За більш ніж 15 років діяльності агентства SpaceX Маску вдалося зробити багато чого з заявленого на зорі його створення. З'явилися ракети нового покоління SpaceX Falcon 9, здатні повертатися на Землю, а не згорять у щільних шарах атмосфери. Вдалося встановити, що навколоземну орбіту потенційно можуть відвідувати туристи. Нехай не високо, всього на 100 тисяч кілометрів, і спостерігати звідти за нашою планетою лише протягом чотирьох хвилин, але і це – велика перемога приватного бізнесу. Втім, у те, що SpaceX – функціонуюча на індивідуальні засоби компанія, вже мало хто вірить. Навіть у тих же США інформація про постійному фінансуванні агентства Маска з бюджету NASA – давно не новина. Крім грошей, які корпорація підприємця отримує в достатній для його проектів розмірі, що він має доступ до всіх секретних розробок NASA.

Незважаючи на багато невдалі експерименти використання ракети-носія SpaceX Falcon 9, списки пусків якої на початок 2018 року містять близько 50 дат, лише деякі з них виявилися дійсно провальними. Але основне завдання – багаторазового використання першої сходинки, а потім і інших ключових елементів підкорює космос апарату, інженерам Ілона Маска вдалося досягти. Бачачи їх реальні успіхи, дивуватися тому факту, що приватний підприємець отримує мільярди бюджетних грошей на свої розробки, не варто. Тим не менш позиціонуються польоти Falcon 9 виключно як приватні. Пробні – з перемінним успіхом

Спочатку Маск планував створити апарат, здатний відвідувати космос зразок таксі, до 2018 року. Але пройшло набагато більше запланованого для реалізації цих цілей часу, перш ніж було створено SpaceX Falcon 9. Ракети першого класу цього сімейства, Falcon 1, були вже до 2009 року здатні вивести вантаж на навколоземну орбіту, але служили для свого творця лише в якості рекламного матеріалу, що доводить доступність космосу для приватних розробників.

Перші запуски Falcon 1 вдалося провести через чотири роки з моменту заснування SpaceX. Віднести їх до вдалим не можна через невиправдано високих витрат на обладнання і сталися трьох поспіль катастроф з повною втратою ракет. Великих інвесторів до своїх ідей Маск також залучити не зумів. Минуло ще кілька років, перш ніж SpaceX успішно запустила ракету-носій Falcon 9. Але тому, що це стало можливим багато в чому сприяли кілька успішних запусків Falcon 1 в 2008 році, коли ракета-носій змогла доставити вантаж на задану орбіту. За запевненням самого Маска, якби і в той раз він знову зазнав невдачі, від гучних амбітних проектів йому б довелося відмовитися із-за звичайною брак грошей. За економічними показниками його ідея виявилася провальною, але її іміджева складова у всьому світі мала грандіозний успіх. Кращої реклами свого дітища Маск і бажати не міг. Ступінь зазнали

До 2013 року обладнання корпорації було вдосконалено настільки, що SpaceX запустила ракету Falcon 9, сподіваючись на збереження першою сходинкою для подальших польотів. Нарешті Маск зміг приступити до реалізації основної своєї задачі – винаходи апарату багаторазового використання. 13 вересня з авіабази Ванденберг стартувала ракета-носій сімейства Falcon нової модифікації. Стояв на ній двигун Merlin 1D допоміг вивести на НГО (низька опорна орбіта) кілька супутників. Всього в цей день апарат доставив в космос майже 13 т вантажу. Під час запуску і відключення першого ступеня було проведено випробування її повернення на Землю. Але грандіозний проект Grasshopper, який повинен був стати найуспішнішим з моменту створення корпорації SpaceX, зазнав невдачі.

Із-за неточності в розрахунках і непередбаченого обертання першого ступеня в період гальмування подача палива з баків пішла з перебоями, що призвело до руйнування першого ступеня і відмови від запланованого випробування другий. За первісним планом вона повинна була виконати місію виведення космічних апаратів на більш високі орбіти з багаторазовим запуском двигуна. Так як невдача з першою сходинкою виявилася абсолютно несподіваною для розробників, зважитися на подальше випробування другий вони побоялися. Однак причину провалу операції вдалося встановити. Нею стало замерзання палива. Всього у 2013 році було вироблено три запуску Falcon 9, один з яких – з виведенням супутника на геопереходную орбіту. Є повернення першій ступені!

Щоб зрозуміти, чому для Ілона Маска було так важливо домогтися збереження першого ступеня, слід навести кілька плюсів на користь цієї ідеї. По-перше, багаторазово використовувати один і той же двигун набагато дешевше, ніж перед кожним стартом встановлювати новий. Це як власнику автомобіля перед черговою поїздкою міняти мотор. Витрати непорівнянні, природно, але приклад більш ніж показовий. По-друге, навіть при колосальному ремонті двигун все одно буде дешевше нового, тому нехай у кілька зіпсованому вигляді, але повернення його назад здатне призвести до здешевлення проекту в цілому. А Маск все-таки комерсант. І по-третє, на зекономлені гроші можна було б організувати нові запуски. Тому на ракету SpaceX Falcon 9, яка вже змогла впоратися з кількома серйозними завданнями, він покладав великі надії.

Першу успішну операцію по поверненню першої ступені вдалося здійснити у 2014 році. Всього протягом цього періоду було проведено шість запусків ракет-носіїв. Всі – зі стартового майданчика мису Канаверал. У трьох з них, вироблених 18 квітня, 14 липня і 21 вересня, планувалося здійснити операції по поверненню першого ступеня. На жаль, із-за несприятливих погодних умов у районі приводнення і неточних прорахунки конструкторів зберегти перші щаблі не вдалося. Всі вони затонули. Але телеметрія польотів показала, що всі три експерименту були успішними, і щаблі справили спуск в заданих квадратах. Проривний 2015-й

Але справжній тріумф Маск зазнав у 2015 році. І справа не в тому, що йому протягом цих 12 місяців вдалося здійснити вже сім польотів, а два з чотирьох експериментів по поверненню першої ступені завершилися сприятливо. Однієї з ракет SpaceX Falcon 9, яка стартує 11 лютого, вдалося вивести космічний апарат, що знаходиться за межами земної орбіти точку Лагранжа. Партнерами проекту стали три американські держкорпорації: NASA, NOAA і USAF. Остання забезпечувала операцію радарної установкою. Саме за її неполадок старт ракети кілька разів відкладався, але в підсумку він все-таки був проведений, і досить успішно.

Втрати перших ступенів у всіх семи запусках на тлі такого значного прориву також мало затьмарювали творця SpaceX. Він розумів, що найближчим часом вони зможуть здійснювати більш точну посадку у визначені для цього квадрати і їх вдасться не лише зберегти, але і повторно використовувати. Адже раз за разом експерименти по їх приземлення виявлялися більш вдалими. Проте все ж один із польотів 2015 року став катастрофічним для корпорації Ілона Маска. На 139 секунді ракета SpaceX Falcon 9 вибухнула, а разом з нею і космічний корабель Dragon. У подальших дослідженнях вдалося встановити, що причинами руйнування носія стали неполадки другого ступеня. Тим не менш, невдача не підкосила підприємця, і вже в грудні цього ж року він здійснив черговий запуск Falcon 9 з виведенням 11 супутників на їх орбіти. Мало того, поруч лежить приземлена на мис Канаверал, звідки й стартував, перша щабель після ремонту незабаром знову вирушила в політ. Замовники вибирають Falcon 9

До 2016 року Ілон Маск заручився підтримкою не тільки держкорпорацій Сполучених Штатів, але й інших держав. До цього моменту він здійснював виведення на орбіти, крім американських, супутників Південній Кореї, Італії, Франції, Туркменістану. Більшість з них здійснювалося під патронажем NASA. Так було і з польотами корабля Dragon до Міжнародної космічної станції в 2012 році. Перший запуск ракети SpaceX Falcon 9 виробили 22 травня в рамках програми COTS Demo Flight суміщених другої і третьої місій. Кораблю вдалося наблизитися до МКС на відстань десяти метрів і пристикуватися. На шосту добу Dragon відправився в зворотний політ і 31 травня приводнився в Тихому океані неподалік від узбережжя Каліфорнії.

Другий політ Dragon до МКС виявився не таким вдалим: не вдалося здійснити повторний запуск другого ступеня, а випробувальна модель супутника Orbcomm-G2 через два дні після старту ракети-носія відхилилася від орбіти і згоріла в атмосфері. Цей запуск SpaceX Falcon 9 із стартового майданчика SLC-40 мису Канаверал був проведений 8 жовтня 2012 року. Їм також керувало NASA. До 2016 року це був основний полігон для ракет SpaceX, поки одна з них при вибуху не зруйнувала його. Катастрофа на стартовому майданчику

Сталося це 1 вересня 2016 року. За два дні до запланованого старту ракети-носія SpaceX Falcon 9 з телекомунікаційним супутником «Амос-6» на борту необхідно було провести випробувальний пропалення. Потужний вибух і наступний за ним пожежа трапилися в районі другого ступеня під час закачування бака рідким киснем.

Експертам вдалося встановити, що до трагедії призвело зміна конфігурації балонів для стисненого гелію. У алюмінієвих внутрішніх шарах стінок ємностей, покритих зовні вуглеволокном, утворилися прогини. А в них, між внутрішніми та зовнішніми шарами, скупчився рідкий кисень, який згодом і запалав. Незадовго до старту ракети конфігурацію балонів в цілях модернізації обладнання змінили, але належного випробування не було проведено. При подальших запусках було вирішено повернутися до ємностей перевіреної конструкції.

Після цієї невдачі більше в 2016-му Маск не виробляв запуски SpaceX Falcon 9. Відгуки очевидців цієї трагедії свідчать, що катастрофа стала головним до цього часу розчаруванням творця приватної космічної корпорації і найбільш збитковою компанією за весь час її діяльності. На наступний запуск він зважився в січні 2017 року. 18 стартів. З них успішних – все

Стартова площадка SLC-40 на мисі Канаверал надовго вийшла з використання. Запуски ракет сімейства Falcon 9 були перенесені на базу Ванденбе і територію КЦ Кеннеді. З першої 14 січня було успішно виведено на орбіту десять супутників нового покоління Iridium. Цей старт багато в чому став розрадою для Ілона Маска після вересневої катастрофи. Сумарна вага корисного вантажу склав майже 10 тонн. Вдалося успішно приводнить першу сходинку на плаваючу платформу Just Read the Instructions. Тому згодом старт SpaceX Falcon 9 з Iridium 4 Launch (свого роду системами супутникової телефонії, на які став рости попит, а кількість замовлень збільшилася) багато в чому став можливий завдяки успішним пускам, здійсненим на початку 2017-го.

Всього ж в цьому році корпорація SpaceX здійснила 18 запусків, і ні один не привів до якихось суттєвих втрат. Перші щаблі поверталися на майданчики стаціонарної посадкової зони, то на плавучі платформи. Супутники успішно виводилися на орбіти. Вдалося повторно використовувати герметичну спускаемую капсулу космічного корабля Dragon, запустити космоплан Boeing X-37B, розширити географію замовників і багато іншого. Всі ці удачі дали відчутну компенсацію після фінансових втрат катастрофи на мисі Канаверал. І, звичайно, комерційний успіх принесли S paceX Falcon 9 Launch з супутниками Iridium NEXT. Засекречений Zuma

Крім всіх перерахованих вище безсумнівних успіхів корпорації Ілона Маска можна виділити ще одну, яка спостерігалася протягом останніх трьох років. Часова відстань між запусками ракет-носіїв помітно скорочувалася. Часом між стартами Falcon 9 проходило всього кілька днів. Плюсом співробітників корпорації також є і те, що досить часто чергові ракети в космос відправлялися з однієї і тієї ж майданчики. Як з SpaceX Falcon 9 Launch з майданчика КЦ Кеннеді 3 і 23 червня 2017 року. А вже через два дні знову була використана майданчик на базі Ванденбе.

В черговий раз дивувати зацікавлена спільнота Ілон Маск мав намір в листопаді 2017-го. Але старт ракети з секретним вантажем під кодовою назвою Zuma був перенесений на січень 2018 року. 8 числа цього місяця був проведений успішний запуск ракети з таємничим апаратом для одного з державних замовників США, назва якого ЗМІ з'ясувати поки не вдалося. Однак незабаром з'явилося повідомлення, що засекречений вивести супутник на орбіту все-таки не вдалося. На борту SpacexFalcon 9 Zuma все ж перебував, і цього зовсім не приховують в корпорації Маска, але воліють до докладних коментарів не вдаватися зважаючи на вкрай секретної місії запущеного об'єкта. Надії і дійсність

Якого-небудь істотного прориву в подальшому розвитку корпорації від виконання таємницею місії в SpaceX не очікують. Запуски будуть проводитися за раніше наміченим розкладом. У 2018 році і в наступні періоди заплановано по кілька десятків стартів Falcon 9, огляди та відгуки фахівців про яких сходяться в одному: основну місію - створити ракету-носій багаторазового використання, зробити космос доступніше - Маск виконав, але Марс так і не колонізував, істотного зниження витрат на твір одного запуску не домігся. Створюючи свою корпорацію у 2010 році, він мав намір досягти до 2018-го значно більшого.

Можливо, виведення у відкритий космос Zuma SpaceX Falcon 9 найближчим часом відкриє для приватного космічного агентства нові перспективи, так як назва виробника секретного об'єкта – Northrop Grumman Corporation – говорить саме за себе. Однак більший успіх Маску здатний принести проект створення ракети-носія нового покоління Falcon Heavy. На сьогодні вона найбільша з усіх, які коли-небудь створювалися, і відноситься до категорії важкого класу. Її потужність здатна доставляти в космос набагато більше вантажу, у десятки разів знижувати вартість одного польоту і створювати економію на кількості запусків. Крім того, її використання планується здійснювати багаторазово.


banner14

Категория: Студентам