SpaceX & Falcon 9 — переворот индустрии Краткий экскурс Приветствую ...
26 августа 2020 года
22:33
SpaceX & Falcon 9 — переворот индустрии Краткий экскурс Приветствую ...
Текст новости:
SpaceX & Falcon 9 — переворот индустрии
Краткий экскурс
Приветствую всех читателей. Данная статья написана исключительно на моём базисе энтузиазма, любительской основе и неравнодушия к, пожалуй, ныне самому известному американскому предпринимателю, изобретателю и инженеру — Илону Риву Маску и его главному детищу — корпорации SpaceX и не претендует на звание профессионального продукта ремесла копирайтинга. Меня всегда удивлял энтузиазм, амбиции, не имеющее пределов мышление, психологическая стойкость и успешность Илона Маска, и поэтому речь сегодня пойдет о вводной истории компании SpaceX и его главном нашумевшем детище — ракете-носителе Falcon 9. Стоит отметить, что в данной статье не будет описываться становление всей линейки ракет-носителей Falcon, потому что, лично на мой взгляд, все продукты этой линейки до Falcon 9 и после являлись не очень интересными с научной и экономической точек зрения, а главный фигурант данной статьи, Falcon 9, удовлетворяет эти запросы и стал отправной точкой эпохи многоразового применения ракет-носителей.
Поехали.
Продвижение в массы SpaceX и экономические перспективы
История наша начнётся не в стенах этой компании, а в стенах национального управления по аэронафтике и исследованию космического пространства, т.е. «NASA» (National Aeronautics and Space Administration).
В начале XXI века именитое агенство находилось на «перипетии». Старая стратегия, когда практически всем космосом заведовала эта контора, уже не работала. Времена, когда вся Америка в едином порыве строила гигантские ракеты, чтобы отправить героев в прекрасное «далекое» ушли на страницы истории. Космический челнок Space шатал морально устарел, а потрясали в нём теперь только расходы на обслуживание. Катастрофа же в Колумбии 1 февраля 2003 года убила не только экипаж корабля, в состав которого входили 7 астронавтов, но и всю программу. В итоге, после её закрытия, единственным способом для астронавтов добраться до космоса стали российские ракеты «Союз». Этот факт очень забавлял российских экспертов и очень бесил американских, что, снова же, еще больше забавляло российских. В это же время в США, да и в остальном мире стал возникать вопрос: «Не на том ли этапе мы прогресса, чтобы космосом занимались не только гигантские космоагенства, но и более компактные и гибкие организации?». В данном случае нужно уточнить, что речь идёт о полном цикле работ: от производства до самой эксплуатации. Сами по себе ракеты в США строили негосударственные компании, которые, правда, тоже переросли и обленились. Эта идея хоть и не нравилась чиновникам, но всё же пошла в дело. Внимание к развитию частного сектора и созданию нового космического рынка значительно возросло. Эта стратегия преследовала 2 основные цели. С одной стороны, NASA является гигантским научно-исследовательским институтом и предполагается, что агентство сконцентрируется именно на фундаментальной работе с космосом, делегировав часть компетенции частным компаниям и выполняя при этом административный контроль (что-то вроде государственного космического регулятора). Это позволит оптимизировать расходы и сконцентрироваться на основных задачах. С другой стороны, доминирование на американском рынке ракетных комплексов концерна «ULA» (United Launch Alliance), фактически, монополизировало рынок. Это привело к регрессу конкуренции, а соответственно, замедлению развития и непомерному росту цен. США это совсем не помогало. Гос. структурам приходилось раскошеливаться, а частные заказчики нашли себе лучшую компанию в России, Европе и Китае. Еще в 2006 году была инициирована программа «COTS» (Commercial Orbital Transportation Services), целью которой была поддержка частных компаний в разработке и создании носителей и космических аппаратах, способных работать на орбите земли, в первую очередь, с МКС (Международной Космической Станцией).
Логотип «ULA» (United Launch Alliance)
Логотип «ULA» (United Launch Alliance)
Логотип программы «COTS» (Commercial Orbital Transportation Services)
Логотип программы «COTS» (Commercial Orbital Transportation Services)
Логотип «NASA» (National Aeronautics and Space Administration)
Логотип «NASA» (National Aeronautics and Space Administration)
Теперь мы возвращаемся в SpaceX. Итак, в старых и добрых 2008-ом и 2009-ом годах, SpaceX осуществила 2 запуска PayLoad (полезных нагрузок) в космос, с помощью ракет-носителей собственной разработки — Falcon 1. Эта ракета стала первым успехом компании, и не столько с точки зрения эффективности самой ракеты, сколько с точки зрения авторитета. Она доказала, что SpaceX — серьёзный игрок, претендующий на определённую роль в индустрии. Итак, SpaceX умеет делать ракеты, а раз малыш такой талантливый — надо бы отправить его на конкурс «COTS» (Commercial Orbital Transportation Services), который уже был в самом разгаре. Победители конкурса делили между собой финансирование «NASA» (National Aeronautics and Space Administration) на разработки ракет среднего класса. $500 mill. — отличное подспорье для частников, хотя по факту это была стоимость одного запуска шатла. В конкурсе участвовало 19 компаний, а в победители вышли 3: Orbital Science Corporation (OSC, с 2014 года Orbital ATK), Rocketplane Kistler и SpaceX. Rocketplane Kistler позже не справилась со своим проектом и выпала из гонки. В течение нескольких лет компания SpaceX получала грант от NASA COTS в $396 mill. на создание ракеты-носителя «Falcon 9» и корабля «Dragon». Orbital Science Corporation получила $288 mill. на создание ракеты-носителя «Antares» и корабля «Cygnus». В 2008 году в рамках продолжения программы «COTS», была инициирована программа «CRS» (Commercial Resupply Services). По этой программе SpaceX и Orbital Science получали контракты: контракт SpaceX — CRS: $1.6 bill. за 12 запусков; контракт OSC — CRS: $1.9 bill. за 8 запусков, по доставке грузов на МКС на своих ракетах и кораблях. Благодаря контрактам «COTS» и «CRS», SpaceX удалось значительно ускорить работы по ракете-носителю Falcon 9. В ускорении работ также сыграла большую роль поддержка специального офиса NASA COTS, который занимался техническим консультированием участников программы. При этом, SpaceX оставалась относительно небольшой компанией, и все её силы были брошены на девятку. Falcon 1 покинул сцену, едва на неё забравшись, а средняя Falcon 5 так и не появилась. Одним из основных для программы COTS являлось условие, что эта программа нужна лишь для поддержки и ускорения развития частных ракетостроителей. NASA изначально поставила участников перед фактом, что они должны выполнять работы самостоятельно и в дальнейшем эксплуатировать свою технику также самостоятельно, не рассчитывая исключительно на гос. поддержку. тут можно вспомнить все те приключения, которые устраивает программа «F-35» для пентагона из-за того, что Lockheed Martin знает, что военные все равно никуда не денутся. Космодельцам тут же сказали: «Будете успешными — красавчики, обанкротитесь — никто по вам скучать не будет.». Напомню, компания «Rocketplane Kistler» тоже была финалистом программы «COTS» — по ней никто не скучал. Эта схема сработала: в 2014 году SpaceX опубликовала отчёт, по которому на ниокры по ракете-носителю Falcon 9 и капсуле Dragon потрачено $846 mill. ($396 mill. грант NASA COTS + $450 mill. средств SpaceX). По расчётам комиссии по финансовому контролю NASA и ВВС до конца 2017 года программа обойдется примерно в $1.7 bill., что для американской космонавтики сумма совершенно смешная. По их «прикидкам», если бы работой занималась сама NASA, эта цифра была бы 2-3 раза больше. К примеру, на ракету SLS (Space Launch System — Р-Н сверхтяжёлого класса) они за последние годы уже потратили больше $7 bill., при том, что в общем-то ни одной ракеты мы еще не видели. Да, SLS сверхтяжёлая ракета. Она больше и мощнее, а значит и должна быть дороже, но ощущение такого лёгкого «переедания» все равно присутствует. Как уже положено, Илон Маск сходу заявил, что уже в 2009 году Falcon 9 будет летать. Однако, реалии разработки и американская бюрократия с ним не согласились, но работы все равно двигались быстро. Уже к концу 2009 года SpaceX проводила огневые испытания ступеней на своей базе в Макгрегоре, а в 2010 году космодром «Cape Canaveral» впервые увидел собранную ракету Falcon 9. Особым приключением стало производство. Старый завод, на котором делали маленькие ракеты Falcon 1 не подходил, и компания переехала в Хоторн, пригород Лос-Анджелеса. SpaceX заняла закрытую площадку, раньше принадлежавшую «Northrop Grumman Corporation», там до сих пор находится. 4 июня 2010 года был выполнен первый испытательный пуск. Эта миссия была выполнена в рамках собственных испытаний SpaceX. В декабре того же года начались испытания по программе COTS с полноценным кораблём Dragon. Полет был успешным. Корабль дважды облетел землю и приводнился в тихом океане. После этого испытания SpaceX торжественно влетела в нудный период сертификации ракеты, компонентной базы и производства, который длился больше года. Завершающие испытания пуск был выполнен весной 2012 года, когда корабль Dragon впервые был пристыкован к МКС. Falcon 9 был официально признан ракетой-носителем. Статистика по полётам: с 4 июня 2010 года по 18 августа 2020 года был проведен 91 пуск. Пуски ракет Falcon 9 проводятся с 3-ёх основных стартовых площадок: в космическом центре «Кеннеди»; космодроме «Ванденберг»; космодроме «Cape Canaveral».
Гео-расположение пусковых площадок.
Гео-расположение пусковых площадок.
По версиям Falcon 9
По версиям Falcon 9
По стартовым площадкам
По стартовым площадкам
По результатам миссии
По результатам миссии
По результатам посадки
По результатам посадки
В 2017 году из 18 пусков 12 были выполнены по контрактам с заказчиками из Соединенных Штатов. Из них 4 были выполнены по контракту NASA CRS по доставке грузов на МКС и 2 по заказу силовых структур, 6 заказов были коммерческими, ещё 6 пусков были выполнены в рамках контрактов с иностранным заказчиками. 1 ракета вывела сразу 2 больших спутника из США и ЕС.
Falcon 9 — систематика & характеристики
Falcon 9 является двухступенчатой ракетой-носителем тяжёлого класса. По характеристикам бОльшая часть конструкций — классика. Первая ступень оснащена 9-тью двигателями «Merlin», именно поэтому ракета называется Falcon 9. В качестве топлива используется жидкий кислород, заполняющий 2 бака из алюминиево-литиевого сплава. Вторая ступень максимальна унифицирована с первой и является фактически её упрощённой версией. Силовая установка — 1 двигатель «Merlin» вакуум, адаптированный для работы в безвоздушном пространстве. В качестве топлива используется тот же жидкий кислород. В обеих ступенях для поддержания нужного давления в баке нагнетается сжатый гелий. PayLoad закрывается композитным обтекателем длиной 13 м. и диаметром 5.2 м. Falcon 9 по нынешним меркам считается вполне надёжной ракетой. У неё этот показатель находится на уровне примерно 96 %, но до лидеров отрасли по этому показателю не дотягивает. Например, у Р-Н семейства «Союз» надёжность стоит на отметках в 97-98%. Такая надёжность для довольно молодого изделия является результатом очень придирчивой проверки программы испытания. Наличие сразу 9-ти двигателей 1-ой ступени также обеспечивает безопасность полёта, даже в случае частичного отказа. Это было подтверждено во время первой миссии CRS-1, когда 1 из merlin'ов вышел из строя, но Dragon на МКС прибыл успешно.
Запуск Falcon 9 со спутником Bangabandhu-1 (11 мая 2018)
Запуск Falcon 9 со спутником Bangabandhu-1 (11 мая 2018)
Модификации
С модификациями 2 нюанса. Во-первых, это не обычные версии, которые компании делают параллельно. Во-вторых, SpaceX сопровождали Falcon 9, скажем так, агрессивными ниокрами и модернизациями вплоть до того, что почти каждая последующая запускаемая ракета отличалась от предыдущей. Ранние же поколения назывались v1.0 или v1.1.
Falcon 9 v1.0
Под этим индексом выпускалось первое поколение ракет, появившееся в 2010 г. и летавшее 5 раз до 2013 г. V1.0 была самой простой и являлась фактически масштабированием ракеты Falcon 1. Первая ступень получила получила 9 двигателей «X Merlin 1C», создающих тягу в 3807 кН (уровень моря). Вторая ступень оснащалась 1 двигателем X Merlin 1C Vacuum, создающим тягу в 420 кН. Двигатели ракеты унаследовала напрямую от Falcon 1: это были старые добрые Merlin 1C, адаптированные для атмосферы на 1 ступени и для вакуума на второй соответственно. Стартовая масса ракеты достигала 318 т. Она могла вывести на НОО (Низкую околоземную орбиту) нагрузку массой до 9 т. В принципе, v1.0 имела не плохие характеристики, но и содержала критический недостаток для эпохи айфонов. Она была обычным ракетным носителем.
Falcon 9 v1.0 запускается с беспилотным космическим кораблем Dragon в рамках миссии по доставке грузов на Международную космическую станцию в марте 2013 года, пятого и последнего полета Falcon 9 версии 1.0.
Falcon 9 v1.0 запускается с беспилотным космическим кораблем Dragon в рамках миссии по доставке грузов на Международную космическую станцию в марте 2013 года, пятого и последнего полета Falcon 9 версии 1.0.
Falcon 9 v1.1
В 2013 году вышел «патч», который пошел в ход с 6 пуска. Новая версия не просто исправила ошибки предыдущей, но и внесла ряд других существенных изменений. Ракета в габаритах выросла в длину на 13.5 м., при этом стартовая масса перешагнула за 500 т. Важнейшим техническим новшеством являлся новый двигательный блок. В v1.0 двигатели были выстроены в 3 ряда квадратом, а управление выполнялось распределением тяги между ними. В новой схеме двигатели распределили иначе: 8 по кругу 1 в центре. Теперь ракета корректировалась отклонением вектора тяги центрального двигателя. Это позволило упростить конструкцию силовой установки, а также повысить управляемость ступеней при возвращении на землю. Двигатели также были серьёзно модернизированы с индексом «Merlin 1D», и их тяги почти дотянулась до отметки в 5800 кН (уровень моря). Вторая ступень получила обновленную авионику и тот же двигатель «Merlin 1D Vacuum» с тягой до 700+ кН. Благодаря этим улучшениям масса забрасываемой на низкие орбиты PayLoad возросла с 9 до 13 т.
Запуск 10-го Falcon 9 v1.1 с обсерваторией Deep Space Climate 11 февраля 2015 года. Эта ракета была оснащена посадочными опорами и решетчатыми стабилизаторами.
Запуск 10-го Falcon 9 v1.1 с обсерваторией Deep Space Climate 11 февраля 2015 года. Эта ракета была оснащена посадочными опорами и решетчатыми стабилизаторами.
Falcon 9 (FT)
Позже шишки из SpaceX решили отказаться от диверсификационных версий и создать полноценное поколение «Full Thrust» (FT). Falcon 9 (FT) впервые оторвалась от земли в декабре 2015 года. Внешне она сложно отличима от предшественницы, просто немного масштабировалась в габаритах и выросла в массе на 43 тонны (преимущественно за счёт топлива). Ответом на вопрос о том, почему ракета, не изменившаяся в габаритах, стала больше весить, является тот факт, что топливная пара ракеты подверглась усиленному переохлаждению, так что температура жидкого кислорода упала до -207℃. Благодаря этому удалось увеличить плотность, т.е. в один и тот же объем добавили больше горючего. Это решения оказалось весьма полезным, хоть и далеко НЕ инновационным. В своё время так же повышали плотность топлива на советских сверхтяжелых ракетах «Энергия». Первая ступень получила усиленную конструкцию и была лучше адаптирована для возвращения на землю. Основные изменения снова коснулись двигателей, тяга которых прошла отметку в 7607 кН (уровень моря). Грузовые характеристики Falcon 9 (FT) достигли значений в 22.8 т. PayLoad, которую Falcon 9 (FT) может вывезти на НОО, что ставит в один ряд с такими мастодонтами, как российский «Протон», европейский «Ариан-5» и американская «Дельта-4». В 2017 году на ракетах версии FT начали отрабатывать дополнительные решения для модернизации авионики, двигателей и конструкции ракет. Эти решения должны повысить эксплуатационные характеристики, в первую очередь, это будет касаться возвратов ракеты и их повторных пусков. Все эти работы проводятся в рамках так называемой версии «Блок-4» и вскоре «Блок-5».
Запуск первого полета Falcon 9 Full Thrust, Falcon 9 Flight 20 с выводом на орбиту 11 спутников Orbcomm . Первая ступень была восстановлена на станции ВВС LZ-1 на мысе Канаверал после первой успешной посадки Falcon 9.
Запуск первого полета Falcon 9 Full Thrust, Falcon 9 Flight 20 с выводом на орбиту 11 спутников Orbcomm . Первая

Связанные объекты: #SpaceX (найти в новостях), #Falcon 9 (найти в новостях), #Falcon (найти в новостях), #NASA (найти в новостях), #Space (найти в новостях), #XXI (найти в новостях), #Космический челнок (найти в новостях), #США (найти в новостях), #Внимание (найти в новостях), #United Launch Alliance (найти в новостях), #Commercial Orbital Transportation Services (найти в новостях), #МКС (найти в новостях), #Orbital ATK (найти в новостях), #Antares (найти в новостях), #Cygnus (найти в новостях), #Commercial Resupply Services (найти в новостях), #Falcon 5 (найти в новостях), #SLS (найти в новостях), #Space Launch System (найти в новостях), #Northrop Grumman Corporation (найти в новостях), #Полет (найти в новостях), #ЕС (найти в новостях), #Bangabandhu-1 (найти в новостях), #Deep Space (найти в новостях), #Протон (найти в новостях), #Дельта-4 (найти в новостях).

Текст со страницы (автоматическое получение):
Краткий экскурс
Приветствую всех читателей. Данная статья написана исключительно на моём базисе энтузиазма, любительской основе и неравнодушия к, пожалуй, ныне самому известному американскому предпринимателю, изобретателю и инженеру — Илону Риву Маску и его главному детищу — корпорации SpaceX и не претендует на звание профессионального продукта ремесла копирайтинга. Меня всегда удивлял энтузиазм, амбиции, не имеющее пределов мышление, психологическая стойкость и успешность Илона Маска, и поэтому речь сегодня пойдет о вводной истории компании SpaceX и его главном нашумевшем детище — ракете-носителе Falcon 9. Стоит отметить, что в данной статье не будет описываться становление всей линейки ракет-носителей Falcon, потому что, лично на мой взгляд, все продукты этой линейки до Falcon 9 и после являлись не очень интересными с научной и экономической точек зрения, а главный фигурант данной статьи, Falcon 9, удовлетворяет эти запросы и стал отправной точкой эпохи многоразового применения ракет-носителей.
Поехали.
Продвижение в массы SpaceX и экономические перспективы
История наша начнётся не в стенах этой компании, а в стенах национального управления по аэронафтике и исследованию космического пространства, т.е. «NASA» (National Aeronautics and Space Administration).
В начале XXI века именитое агенство находилось на «перипетии». Старая стратегия, когда практически всем космосом заведовала эта контора, уже не работала. Времена, когда вся Америка в едином порыве строила гигантские ракеты, чтобы отправить героев в прекрасное «далекое» ушли на страницы истории. Космический челнок Space шатал морально устарел, а потрясали в нём теперь только расходы на обслуживание. Катастрофа же в Колумбии 1 февраля 2003 года убила не только экипаж корабля, в состав которого входили 7 астронавтов, но и всю программу. В итоге, после её закрытия, единственным способом для астронавтов добраться до космоса стали российские ракеты «Союз». Этот факт очень забавлял российских экспертов и очень бесил американских, что, снова же, еще больше забавляло российских. В это же время в США, да и в остальном мире стал возникать вопрос: «Не на том ли этапе мы прогресса, чтобы космосом занимались не только гигантские космоагенства, но и более компактные и гибкие организации?». В данном случае нужно уточнить, что речь идёт о полном цикле работ: от производства до самой эксплуатации. Сами по себе ракеты в США строили негосударственные компании, которые, правда, тоже переросли и обленились. Эта идея хоть и не нравилась чиновникам, но всё же пошла в дело. Внимание к развитию частного сектора и созданию нового космического рынка значительно возросло. Эта стратегия преследовала 2 основные цели. С одной стороны, NASA является гигантским научно-исследовательским институтом и предполагается, что агентство сконцентрируется именно на фундаментальной работе с космосом, делегировав часть компетенции частным компаниям и выполняя при этом административный контроль (что-то вроде государственного космического регулятора). Это позволит оптимизировать расходы и сконцентрироваться на основных задачах. С другой стороны, доминирование на американском рынке ракетных комплексов концерна «ULA» (United Launch Alliance), фактически, монополизировало рынок. Это привело к регрессу конкуренции, а соответственно, замедлению развития и непомерному росту цен. США это совсем не помогало. Гос. структурам приходилось раскошеливаться, а частные заказчики нашли себе лучшую компанию в России, Европе и Китае. Еще в 2006 году была инициирована программа «COTS» (Commercial Orbital Transportation Services), целью которой была поддержка частных компаний в разработке и создании носителей и космических аппаратах, способных работать на орбите земли, в первую очередь, с МКС (Международной Космической Станцией).
Логотип «ULA» (United Launch Alliance)
Логотип «ULA» (United Launch Alliance)
Логотип программы «COTS» (Commercial Orbital Transportation Services)
Логотип программы «COTS» (Commercial Orbital Transportation Services)
Логотип «NASA» (National Aeronautics and Space Administration)
Логотип «NASA» (National Aeronautics and Space Administration)
Теперь мы возвращаемся в SpaceX. Итак, в старых и добрых 2008-ом и 2009-ом годах, SpaceX осуществила 2 запуска PayLoad (полезных нагрузок) в космос, с помощью ракет-носителей собственной разработки — Falcon 1. Эта ракета стала первым успехом компании, и не столько с точки зрения эффективности самой ракеты, сколько с точки зрения авторитета. Она доказала, что SpaceX — серьёзный игрок, претендующий на определённую роль в индустрии. Итак, SpaceX умеет делать ракеты, а раз малыш такой талантливый — надо бы отправить его на конкурс «COTS» (Commercial Orbital Transportation Services), который уже был в самом разгаре. Победители конкурса делили между собой финансирование «NASA» (National Aeronautics and Space Administration) на разработки ракет среднего класса. $500 mill. — отличное подспорье для частников, хотя по факту это была стоимость одного запуска шатла. В конкурсе участвовало 19 компаний, а в победители вышли 3: Orbital Science Corporation (OSC, с 2014 года Orbital ATK), Rocketplane Kistler и SpaceX. Rocketplane Kistler позже не справилась со своим проектом и выпала из гонки. В течение нескольких лет компания SpaceX получала грант от NASA COTS в $396 mill. на создание ракеты-носителя «Falcon 9» и корабля «Dragon». Orbital Science Corporation получила $288 mill. на создание ракеты-носителя «Antares» и корабля «Cygnus». В 2008 году в рамках продолжения программы «COTS», была инициирована программа «CRS» (Commercial Resupply Services). По этой программе SpaceX и Orbital Science получали контракты: контракт SpaceX — CRS: $1.6 bill. за 12 запусков; контракт OSC — CRS: $1.9 bill. за 8 запусков, по доставке грузов на МКС на своих ракетах и кораблях. Благодаря контрактам «COTS» и «CRS», SpaceX удалось значительно ускорить работы по ракете-носителю Falcon 9. В ускорении работ также сыграла большую роль поддержка специального офиса NASA COTS, который занимался техническим консультированием участников программы. При этом, SpaceX оставалась относительно небольшой компанией, и все её силы были брошены на девятку. Falcon 1 покинул сцену, едва на неё забравшись, а средняя Falcon 5 так и не появилась. Одним из основных для программы COTS являлось условие, что эта программа нужна лишь для поддержки и ускорения развития частных ракетостроителей. NASA изначально поставила участников перед фактом, что они должны выполнять работы самостоятельно и в дальнейшем эксплуатировать свою технику также самостоятельно, не рассчитывая исключительно на гос. поддержку. тут можно вспомнить все те приключения, которые устраивает программа «F-35» для пентагона из-за того, что Lockheed Martin знает, что военные все равно никуда не денутся. Космодельцам тут же сказали: «Будете успешными — красавчики, обанкротитесь — никто по вам скучать не будет.». Напомню, компания «Rocketplane Kistler» тоже была финалистом программы «COTS» — по ней никто не скучал. Эта схема сработала: в 2014 году SpaceX опубликовала отчёт, по которому на ниокры по ракете-носителю Falcon 9 и капсуле Dragon потрачено $846 mill. ($396 mill. грант NASA COTS + $450 mill. средств SpaceX). По расчётам комиссии по финансовому контролю NASA и ВВС до конца 2017 года программа обойдется примерно в $1.7 bill., что для американской космонавтики сумма совершенно смешная. По их «прикидкам», если бы работой занималась сама NASA, эта цифра была бы 2-3 раза больше. К примеру, на ракету SLS (Space Launch System — Р-Н сверхтяжёлого класса) они за последние годы уже потратили больше $7 bill., при том, что в общем-то ни одной ракеты мы еще не видели. Да, SLS сверхтяжёлая ракета. Она больше и мощнее, а значит и должна быть дороже, но ощущение такого лёгкого «переедания» все равно присутствует. Как уже положено, Илон Маск сходу заявил, что уже в 2009 году Falcon 9 будет летать. Однако, реалии разработки и американская бюрократия с ним не согласились, но работы все равно двигались быстро. Уже к концу 2009 года SpaceX проводила огневые испытания ступеней на своей базе в Макгрегоре, а в 2010 году космодром «Cape Canaveral» впервые увидел собранную ракету Falcon 9. Особым приключением стало производство. Старый завод, на котором делали маленькие ракеты Falcon 1 не подходил, и компания переехала в Хоторн, пригород Лос-Анджелеса. SpaceX заняла закрытую площадку, раньше принадлежавшую «Northrop Grumman Corporation», там до сих пор находится. 4 июня 2010 года был выполнен первый испытательный пуск. Эта миссия была выполнена в рамках собственных испытаний SpaceX. В декабре того же года начались испытания по программе COTS с полноценным кораблём Dragon. Полет был успешным. Корабль дважды облетел землю и приводнился в тихом океане. После этого испытания SpaceX торжественно влетела в нудный период сертификации ракеты, компонентной базы и производства, который длился больше года. Завершающие испытания пуск был выполнен весной 2012 года, когда корабль Dragon впервые был пристыкован к МКС. Falcon 9 был официально признан ракетой-носителем. Статистика по полётам: с 4 июня 2010 года по 18 августа 2020 года был проведен 91 пуск. Пуски ракет Falcon 9 проводятся с 3-ёх основных стартовых площадок: в космическом центре «Кеннеди»; космодроме «Ванденберг»; космодроме «Cape Canaveral».
Гео-расположение пусковых площадок.
По результатам посадки
В 2017 году из 18 пусков 12 были выполнены по контрактам с заказчиками из Соединенных Штатов. Из них 4 были выполнены по контракту NASA CRS по доставке грузов на МКС и 2 по заказу силовых структур, 6 заказов были коммерческими, ещё 6 пусков были выполнены в рамках контрактов с иностранным заказчиками. 1 ракета вывела сразу 2 больших спутника из США и ЕС.
Falcon 9 — систематика & характеристики
Falcon 9 является двухступенчатой ракетой-носителем тяжёлого класса. По характеристикам бОльшая часть конструкций — классика. Первая ступень оснащена 9-тью двигателями «Merlin», именно поэтому ракета называется Falcon 9. В качестве топлива используется жидкий кислород, заполняющий 2 бака из алюминиево-литиевого сплава. Вторая ступень максимальна унифицирована с первой и является фактически её упрощённой версией. Силовая установка — 1 двигатель «Merlin» вакуум, адаптированный для работы в безвоздушном пространстве. В качестве топлива используется тот же жидкий кислород. В обеих ступенях для поддержания нужного давления в баке нагнетается сжатый гелий. PayLoad закрывается композитным обтекателем длиной 13 м. и диаметром 5.2 м. Falcon 9 по нынешним меркам считается вполне надёжной ракетой. У неё этот показатель находится на уровне примерно 96 %, но до лидеров отрасли по этому показателю не дотягивает. Например, у Р-Н семейства «Союз» надёжность стоит на отметках в 97-98%. Такая надёжность для довольно молодого изделия является результатом очень придирчивой проверки программы испытания. Наличие сразу 9-ти двигателей 1-ой ступени также обеспечивает безопасность полёта, даже в случае частичного отказа. Это было подтверждено во время первой миссии CRS-1, когда 1 из merlin'ов вышел из строя, но Dragon на МКС прибыл успешно.
Запуск Falcon 9 со спутником Bangabandhu-1 (11 мая 2018)
Запуск Falcon 9 со спутником Bangabandhu-1 (11 мая 2018)
Модификации
С модификациями 2 нюанса. Во-первых, это не обычные версии, которые компании делают параллельно. Во-вторых, SpaceX сопровождали Falcon 9, скажем так, агрессивными ниокрами и модернизациями вплоть до того, что почти каждая последующая запускаемая ракета отличалась от предыдущей. Ранние же поколения назывались v1.0 или v1.1.
Falcon 9 v1.0
Под этим индексом выпускалось первое поколение ракет, появившееся в 2010 г. и летавшее 5 раз до 2013 г. V1.0 была самой простой и являлась фактически масштабированием ракеты Falcon 1. Первая ступень получила получила 9 двигателей «X Merlin 1C», создающих тягу в 3807 кН (уровень моря). Вторая ступень оснащалась 1 двигателем X Merlin 1C Vacuum, создающим тягу в 420 кН. Двигатели ракеты унаследовала напрямую от Falcon 1: это были старые добрые Merlin 1C, адаптированные для атмосферы на 1 ступени и для вакуума на второй соответственно. Стартовая масса ракеты достигала 318 т. Она могла вывести на НОО (Низкую околоземную орбиту) нагрузку массой до 9 т. В принципе, v1.0 имела не плохие характеристики, но и содержала критический недостаток для эпохи айфонов. Она была обычным ракетным носителем.
Falcon 9 v1.0 запускается с беспилотным космическим кораблем Dragon в рамках миссии по доставке грузов на Международную космическую станцию в марте 2013 года, пятого и последнего полета Falcon 9 версии 1.0.
Falcon 9 v1.0 запускается с беспилотным космическим кораблем Dragon в рамках миссии по доставке грузов на Международную космическую станцию в марте 2013 года, пятого и последнего полета Falcon 9 версии 1.0.
Falcon 9 v1.1
В 2013 году вышел «патч», который пошел в ход с 6 пуска. Новая версия не просто исправила ошибки предыдущей, но и внесла ряд других существенных изменений. Ракета в габаритах выросла в длину на 13.5 м., при этом стартовая масса перешагнула за 500 т. Важнейшим техническим новшеством являлся новый двигательный блок. В v1.0 двигатели были выстроены в 3 ряда квадратом, а управление выполнялось распределением тяги между ними. В новой схеме двигатели распределили иначе: 8 по кругу 1 в центре. Теперь ракета корректировалась отклонением вектора тяги центрального двигателя. Это позволило упростить конструкцию силовой установки, а также повысить управляемость ступеней при возвращении на землю. Двигатели также были серьёзно модернизированы с индексом «Merlin 1D», и их тяги почти дотянулась до отметки в 5800 кН (уровень моря). Вторая ступень получила обновленную авионику и тот же двигатель «Merlin 1D Vacuum» с тягой до 700+ кН. Благодаря этим улучшениям масса забрасываемой на низкие орбиты PayLoad возросла с 9 до 13 т.
Запуск 10-го Falcon 9 v1.1 с обсерваторией Deep Space Climate 11 февраля 2015 года. Эта ракета была оснащена посадочными опорами и решетчатыми стабилизаторами.
Запуск 10-го Falcon 9 v1.1 с обсерваторией Deep Space Climate 11 февраля 2015 года. Эта ракета была оснащена посадочными опорами и решетчатыми стабилизаторами.
Falcon 9 (FT)
Позже шишки из SpaceX решили отказаться от диверсификационных версий и создать полноценное поколение «Full Thrust» (FT). Falcon 9 (FT) впервые оторвалась от земли в декабре 2015 года. Внешне она сложно отличима от предшественницы, просто немного масштабировалась в габаритах и выросла в массе на 43 тонны (преимущественно за счёт топлива). Ответом на вопрос о том, почему ракета, не изменившаяся в габаритах, стала больше весить, является тот факт, что топливная пара ракеты подверглась усиленному переохлаждению, так что температура жидкого кислорода упала до -207℃. Благодаря этому удалось увеличить плотность, т.е. в один и тот же объем добавили больше горючего. Это решения оказалось весьма полезным, хоть и далеко НЕ инновационным. В своё время так же повышали плотность топлива на советских сверхтяжелых ракетах «Энергия». Первая ступень получила усиленную конструкцию и была лучше адаптирована для возвращения на землю. Основные изменения снова коснулись двигателей, тяга которых прошла отметку в 7607 кН (уровень моря). Грузовые характеристики Falcon 9 (FT) достигли значений в 22.8 т. PayLoad, которую Falcon 9 (FT) может вывезти на НОО, что ставит в один ряд с такими мастодонтами, как российский «Протон», европейский «Ариан-5» и американская «Дельта-4». В 2017 году на ракетах версии FT начали отрабатывать дополнительные решения для модернизации авионики, двигателей и конструкции ракет. Эти решения должны повысить эксплуатационные характеристики, в первую очередь, это будет касаться возвратов ракеты и их повторных пусков. Все эти работы проводятся в рамках так называемой версии «Блок-4» и вскоре «Блок-5».
Запуск первого полета Falcon 9 Full Thrust, Falcon 9 Flight 20 с выводом на орбиту 11 спутников Orbcomm . Первая ступень была восстановлена на станции ВВС LZ-1 на мысе Канаверал после первой успешной посадки Falcon 9.
Запуск первого полета Falcon 9 Full Thrust, Falcon 9 Flight 20 с выводом на орбиту 11 спутников Orbcomm . Первая
10
Автоматическая система мониторинга и отбора информации
Источник
Другие материалы рубрики