Viteza rachetei Falcon 9. Cât de mult a scăzut SpaceX prețurile lansărilor de rachete

Falcon 9 Block 5 pe rampa de lansare înainte de testare

În urmă cu câteva zile, șeful SpaceX, Elon Musk, a vorbit despre planurile de viitor. Povestea a fost destul de detaliată, cu detalii financiare. Potrivit lui Musk, în următorii trei ani, costul lansării unui Falcon 9 va scădea la 5-6 milioane de dolari. Această prognoză va fi realistă dacă mai multe elemente ale vehiculului de lansare vor deveni reutilizabile.

Acum, cel mai scump element al rachetei este prima etapă, pe care reprezentanții SpaceX au învățat deja cum să o întoarcă. Reprezintă aproximativ 60% din prețul unei rachete, respectiv, prețul acesteia are cel mai mare impact asupra costului de lansare. În plus, încă 20% este a doua etapă și 10% este carenarea capului și alte elemente, fără de care lansarea este imposibilă. Restul de 10% este combustibil și costul a tot ceea ce are cumva legătură cu lansarea.

Modificarea rachetei Block 5 este planificată să fie operată în continuare - în total, SpaceX urmează să efectueze aproximativ 300 de lansări, inclusiv cele care vor fi implementate folosind etape deja utilizate. Acum, potrivit reprezentanților companiei, prima etapă poate fi rulată de aproximativ zece ori fără reparații. Dacă este reparat în mod regulat, este posibil să creșteți numărul de lansări de până la o sută de ori. Până în 2019, compania urmează să desfășoare un experiment interesant - să lanseze Blocul 5 de două ori într-o zi cu aceeași primă etapă.

Versiunea anterioară a etapei, Block 4, putea fi folosită și de până la zece ori la rând, dar acest lucru a necesitat reparații cosmetice între zboruri. Acum nu este nevoie de muncă - scena poate fi folosită imediat, de îndată ce s-a întors pe Pământ. Singurul lucru de care are nevoie o rachetă pentru a zbura este combustibilul. Rezervoarele scenei se umplu și zboară din nou.

Block 5 Falcon 9, conform lui Musk, este cea mai avansată modificare a vehiculului de lansare Falcon. Pentru prima dată, racheta actualizată a zburat în spațiu în urmă cu câteva zile. A plasat primul satelit din Bangladesh pe orbita geostaționară a Pământului, a fost numit Bangabandhu-1.

Există o oarecare confuzie cu numerotarea modificărilor primei etape. Chiar dacă se numește Block 5, este deja a șasea versiune. Toate îmbunătățirile și îmbunătățirile sunt realizate pe baza informațiilor primite anterior. Apropo, însuși cuvântul „Bloc” a fost preluat de Musk din vocabularul cosmonauților ruși și al oamenilor de știință în rachete.

Acum motoarele din prima etapă au fost îmbunătățite, puterea lor a crescut cu 8%. Cât despre a doua etapă, aici motoarele au fost îmbunătățite, puterea lor este cu 5% mai mare. Este posibilă o creștere suplimentară a puterii motorului - intenționează să crească tracțiunea cu 10%.

Potrivit reprezentanților SpaceX, siguranța treptelor a fost și ea crescută, acum fabricarea și funcționarea acestora respectând pe deplin toate cerințele NASA. Producerea lor a devenit puțin mai ușoară, ceea ce a redus timpul necesar producției. Alte modificări includ picioare pliabile care nu vor mai trebui îndepărtate odată ce scena a aterizat pe Pământ.

Versiunea actuală de Falcon este cea finală. S-a dovedit a fi atât de reușit încât SpaceX nu o va mai modifica, lăsând-o static în timp. În schimb, compania va avea mai mult timp pentru a implementa proiectele sale de rețea de satelit Big Falcon Rocket și Starlink. Dacă este necesar, unele modificări pot fi aduse designului Falcon 9, dar este puțin probabil ca acestea să fie semnificative. „Nu va exista Block 6. Am decis să rămânem cu versiunea Block 5 și nu intenționăm să facem modificări semnificative în designul său în viitor”, a spus Musk.

Apropo, chinezii au anunțat recent planuri de a crea o primă etapă returnabilă similară cu Falcon 9. La urma urmei, China este o putere spațială și nimeni nu este împotriva economisirii a câteva zeci de milioane de dolari SUA la lansări. Recent, inginerul chinez de proiectare Long Lehao ​​​​de la Academia Chinei de Tehnologia Vehiculelor de Lansare (CALT) a declarat că dezvoltarea vehiculului de lansare Long March 8 cu un prim pas reutilizabil. Prima lansare de test ar putea avea loc încă din 2020.

Până în 2035, Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) își propune să realizeze reutilizare toate vehiculele de lansare din țară.

O altă lansare a vehiculului de lansare Falcon 9 a eșuat. Racheta Falcon 9 a fost pregătită de SpaceX, o companie privată din SUA fondată de Elon Musk.

Falcon și NASA

În 2008, NASA a semnat un contract cu compania pentru lansarea vehiculului de lansare Falcon 9 și nava spatiala balaur. Însăși ideea de a produce acest tip de vehicul de lansare este dictată de faptul că au urmat o serie de lansări nereușite ale navetei spațiale. Iar Elon Musk însuși plănuiește să reducă costul zborurilor spațiale de 10 ori. Cu toate acestea, acest proiect la acea vreme era estimat la 1,6 miliarde de dolari.

Cel eșuat a frustrat o serie de sarcini pe care NASA și le-a stabilit, cu excepția lansării navetei spațiale către ISS. Racheta Falcon 9 a transportat 1,8 tone de marfă.

Sarcina principală care a fost planificată să fie îndeplinită de această lansare a fost să reînnoiască proviziile de hrană pentru membrii ISS. În plus, racheta a transportat și adaptorul internațional de andocare (IDA), dezvoltat de Boeing. Acest port de andocare de 526 kg ar fi trebuit să faciliteze andocarea navei spațiale Dragon la ISS. În același scop, Dragon a încercat să livreze și un costum spațial pentru plimbări în spațiu. Fără îndoială, pierderea unor astfel de componente importante va afecta negativ grafica lucrări științifice la bordul ISS.

Dar asta nu este tot! Explozia rachetei Falcon 9 a distrus 8 sateliți Flock 1f comandați de Planet Labs. Mai mult, fiecare dintre ei avea trei CubeSat, care trebuiau să monitorizeze Pământul în modul optic.

Specificații Falcon 9

Designul rachetei este proiectat astfel încât dispozitivele avionice și computerele de bord să fie instalate în fiecare etapă, care sunt concepute pentru a controla toți parametrii de zbor.

Toată avionica folosită la bordul rachetei este produsă de SpaceX. De asemenea, pe lângă propriul sistem de navigație, echipamentele GPS sunt folosite pentru a îmbunătăți acuratețea lansării pe orbită.

În plus, fiecare motor are propriul său controler, care monitorizează constant toți parametrii motorului. Și fiecare controler este echipat cu trei unități de procesor pentru a îmbunătăți fiabilitatea sistemului.

Racheta Falcon 9 este în două etape și această versiune a trecut prin două modificări:

• versiunea 9 v1.0;
• versiunea 9 v1.1.

Diferența dintre a doua versiune și prima este că pe ea este instalat un motor mai avansat. Și se disting și prin amplasarea motoarelor în treapta inferioară.

Și deși în ambele versiuni motoarele funcționează cu kerosen cu un oxidant din oxigen lichid, racheta Falcon 9 v1.1 lansează deja 4,85 tone de sarcină utilă în spațiu, în timp ce racheta americană Falcon 9 v1.0 - doar 3,4 t.

În același timp, lungimea versiunii 1.1 este de 68,4 metri cu o greutate de lansare de 506 tone.

Pentru a înțelege acești parametri, racheta rusă Proton-M este mai scurtă cu 10 metri, greutatea de lansare este mai mare - 705 tone. Dar Proton-M pune pe orbită 6,74 tone de sarcină utilă.

Potrivit NASA, costul lansării Falcon 9 este de 60 de milioane de dolari, în timp ce Proton-M costă cu 30 de milioane de dolari mai mult.

Deci ce zici de primul pas?

O rachetă Falcon 9 este lansată de NASA de pe două rampe de lansare. Se află unul în Florida, al doilea în California. De asemenea, se lucrează la implementarea a încă două rampe de lansare.

Din 2013, SpaceX a lucrat constant la crearea de tehnologie pentru utilizarea reutilizabilă a componentelor Falcon 9 v1.1. Prima încercare de a salva Falcon 9 a avut loc în ianuarie 2015. Conform calculelor, scena trebuia să aterizeze în zona platformei plutitoare. Dar vremea rea ​​de pe mare nu a permis ridicarea etapei rachetei.

Până în prezent, aceste eforturi nu au avut succes. Niciuna dintre lansările efectuate nu a determinat compania să salveze scena.

Opinia expertului

Deși mass-media relatează că ultima lansare cu succes a Falcon 9 (în decembrie 2015) a făcut posibilă salvarea treptei inferioare a rachetei, experții se îndoiesc de utilizarea în continuare a primei etape. Experții consideră că, având în vedere temperatura de încălzire a corpului rachetei atât la lansare, cât și în timpul coborârii, după ce aceasta trece prin atmosferă, există șanse extrem de mici de reutilizare acest element al rachetei.

Dar asta nu este tot. Pentru utilizare reutilizabilă, sunt necesare elemente suplimentare - acestea sunt rafturile de aterizare și alimentarea necesară cu combustibil. Și aceasta, la rândul său, reduce sarcina utilă cu până la 30%.

Rachetă de încredere?

Din 2010 până în 2013, au fost făcute cinci lansări, dintre care patru au fost pe deplin normale.

Dar lansarea Falcon 9 în octombrie 2012 a fost considerată „parțial de succes” de experți. Apoi, racheta „Falcon 9” a trimis pentru prima dată echipamente către ISS pe un camion Dragon. Dar în timpul lansării satelitului Orbcomm-G2, a avut loc un eșec, ca urmare, satelitul a fost lansat pe o orbită mai joasă decât era planificată.

Rezultatul acestei „operațiuni parțial reușite” este deplorabil. Orbcomm-G2 nu a stat mult pe orbită și pe 12 octombrie a aceluiași an a ars fără urmă în atmosfera Pământului.

În acest sens, este interesant modul în care SpaceX a explicat eșecul. Potrivit experților, o parte a carcasei din carenajul din apropierea motorului din prima treaptă a fost smulsă.

Cauzele dezastrului

Explozia rachetei Falcon 9 din iunie 2015 nu a adus un plus de credibilitate.Nu a stat mult în zbor - 2 minute și 19 secunde. De îndată ce racheta a intrat în modul hipersonic, a avut loc o explozie, iar după 8 secunde Falcon 9 s-a prăbușit. NASA, împreună cu SpaceX, au lansat o investigație asupra cauzelor dezastrului.

Șeful SpaceX a prezentat versiunea sa. Potrivit teoriei sale, accidentul s-a produs ca urmare a suprapresiunii din rezervoarele de oxidant de pe treapta superioară. Acest lucru s-a întâmplat într-un moment în care prima etapă nu se despărțise încă.

Alte accidente

Desigur, accidentele din industria spațială nu sunt neobișnuite. Da, doar in SUA anul curent au avut loc trei accidente (ținând cont de catastrofa pe care a suferit-o lansarea Falcon 9).

În octombrie 2014, după lansarea din portul spațial de pe insula Wallops, vehiculul privat de lansare Antares a explodat. Era de așteptat să lanseze un camion Cygnus (ambele produse de Orbital Sciences) pe orbită către ISS.

Tot în 2014, un alt SpaceShipTwo s-a prăbușit. S-a presupus că pe el vor fi efectuate zboruri turistice suborbitale. Și compania de dezvoltare Virgin Galactic încă încearcă să elimine cauzele accidentului.

Primul Proton-M a avut loc pe 7 aprilie 2001. Apoi, racheta cu treapta superioară „Breeze-M” a lansat cu succes satelitul „Ekran-M” pe orbită. Pe această rachetă a fost instalată o versiune îmbunătățită a sistemului de control, ceea ce a făcut posibilă îmbunătățirea testării bazate pe heptil, care, după cum știți, este o substanță toxică atât pentru oameni, cât și pentru mediu inconjurator. De asemenea, noul sistem a făcut posibilă creșterea masei sarcinii utile lansate pe orbită.

De atunci, au avut loc 90 de lansări Proton-M, dar doar 80 dintre ele au fost pe deplin regulate. Motivul principal Situații de urgență cauzate de o defecțiune a unității de accelerare.

Fără îndoială, astfel de statistici nu sunt un indicator de succes pentru rachetele cu o istorie atât de bogată. În orice caz, explozia rachetei Falcon 9 va ajuta să înțelegem mai bine disfuncționalitățile acesteia și să le țineți cont la următoarea lansare.

Ce urmeaza?

În prezent, pentru a livra mărfuri către ISS este capabil să:

• „Progresul” rusesc;
• HTV japonez;
• balaur;
• Cygnus.

NASA își pune mari speranțe în Dragon, ca vehicul capabil să returneze mărfurile de pe ISS pe Pământ. Contractul cu această companie a fost prelungit până în 2017, fiind planificate alte 15 lansări.

LA ultima data Vehiculul de lansare Falcon 9 cu transportul Dragon și-a încheiat cu succes misiunea pe 22 decembrie 2015.

NASA nu are nicio îndoială că accidentul cu Falcon 9 nu va interfera în niciun fel cu crearea de nave spațiale cu echipaj. În cadrul acestui program SpaceX intenționează să lanseze racheta Falcon Heavy. Această lansare este capabilă să concureze atât cu Protonul rusesc, cât și cu cel european Ariane 5.

Accidentul pe care l-a suferit racheta americană Falcon 9 a arătat încă o dată că nimeni nu este imun la dezastru în explorarea spațiului.

Există o mulțime de hype inutile în jurul rachetei Falcon-9. Fanii prafului de stele au timp să înghită fiecare mișcare a lui Elon Musk. Lansarea nereușită de ieri a dat naștere unui nou val despre racheta sol-spațiu. Deci ne vom măsura cu eșecurile?

Falcon 9: afaceri dispăruse

Vehicul de lansare Falcon 9

Prima etapă a vehiculului de lansare Falcon 9 lansat de pe Vandenberg din California companie americană SpaceX, care trebuia să lanseze satelitul NASA Jason 3, dezvoltat în SUA și Franța, pentru a monitoriza suprafața oceanelor lumii, nu a putut ateriza cu succes pe platforma plutitoare in ocean.

Judecând după primele rapoarte, în timpul aterizării, etapa rachetei și-a avariat unul dintre picioare. Este posibil ca unul dintre picioarele de aterizare să nu fi fost blocat în timpul aterizării, ceea ce a provocat răsturnarea etapei rachetei. Nu vom fi ca acea parte a Runetului care întâmpină orice nebunie cu o aromă occidentală și se bucură de fiecare calcul greșit al Patriei. Este mai bine să înțelegeți ce s-a întâmplat fără furie și atașament.

Pe 22 decembrie 2015, compania spațială privată americană Space Exploration Technologies Corporation (SpaceX) a efectuat prima aterizare orizontală cu succes a primei etape a rachetei sale Falcon 9 la Cape Canaveral, primul ei pas.

Fondatorul SpaceX și proprietarul producătorului de mașini electrice Tesla, aventurierul tehnologic Elon Musk a primit publicitate la nivel mondial peste noapte. Toate încercările anterioare de a ateriza prima etapă pe o platformă situată în ocean au eșuat literalmente lamentabil, deși a fost posibil să le aducă cu succes la suprafața oceanului.

Comunitatea „creativă” a început să vadă mai mult decât apele oceanului și a îngrămădit pe Web o grămadă de maxime pline de bucurie mirositoare. Oamenii Aliluy au început să vorbească despre zboruri presupuse „ieftine” în spațiu. Deși oamenii sănătoși înțeleg că o rândunică nu face încă primăvară și „un fulg de zăpadă nu este încă zăpadă”.

Și mai amuzante au fost încercările voluntarilor din rețea de a prezenta realizările lui Musk ca pe o oportunitate reală de a crea o rachetă pământ-spațiu care ar putea ateriza pe planetă. De ce să nu le reamintești când a avut loc prima aterizare moale pe suprafața lunii? Stația automată sovietică „Luna-9” a făcut acest lucru, după numeroase eșecuri, la 3 februarie 1966. „Luna-16” mergea în general înainte și înapoi.

Dar experții în canapea au scris despre toate acestea, care s-au bucurat când „Protonul” nostru s-a prăbușit și au fost copleșiți de „tristețe” când „Spațiul” lor nu s-a așezat așa. Aici, o politică egoistă și departe de a fi mereu cinstită a fost amestecată cu analfabetismul tehnic. Ce nu este bine. La urma urmei, după cum știți, onestitatea este cea mai bună politică (onestitatea este cea mai bună politică).

PR Elon Musk

Și iată argumentele oamenilor care înțeleg problemele astronauticii. În primul rând, întreaga „promoție” – indiferent de succesul sau eșecul Spațiului său – este asociată cu o abordare pur comercială a afacerilor. HAndrei Ionin, corespondent al Academiei Ruse de Cosmonautică Tsiolkovskyîntr-un interviu acordat unui corespondent Pravda.Ru, el a remarcat că ceea ce face Musk „în multe privințe nu are prea mult sens economic”. „Pentru că, pe de o parte, se economisesc motoarele de rachetă destul de scumpe, dar, în același timp, este important ca Musk însuși să admită că, toate celelalte lucruri fiind egale, masa încărcăturii de ieșire este redusă, practic cu suma economisită. „, spune Ionin. „Musk are o idee super, scopul lui personal este să meargă pe Marte.

Din acest motiv, Musk, conform lui Andrey Ionin, folosește tehnologii și metode de aterizare care diferă de cele folosite pe navetele americane și pe buranele noastre. Există o atmosferă foarte rarefiată pe Marte și expertului nostru i se pare „că Musk dezvoltă în mare măsură aceste tehnologii pentru viitoarele zboruri către Marte, unde aterizarea cu motoare cu rachete cu reacție este într-adevăr singura modalitate de a ateriza pentru obiecte grele care cântăresc zeci de tone. "

În timpul unei conversații cu hlenjerieohm-corespondentohmAcademia Rusă de Cosmonautică numită după Tsiolkovsky AndremâncaIoninth Pravda.Ru nu a putut ignora unele detalii tehnice. Va putea amplificatorul Falcon 9 să decoleze din nou, în ciuda tuturor asigurărilor lui Musk?

Menționând că „în multe feluri, aici s-a defectat proiectul navetei spațiale”, un membru corespondent al Academiei de Cosmonautică a remarcat: „Costul testării tuturor acestor elemente reutilizabile este uneori proporțional cu costul fabricării altora noi. Costul de o lansare naveta spatialaîn loc să se micșoreze de fapt a crescut. O lansare a navetei spațiale costă aproximativ un miliard de dolari.”

În ceea ce privește utilizarea secundară a șoimului în sine, potrivit lui Ionin, „asta este încă intrebare deschisa. Când Musk va începe cu adevărat să-și refolosească pașii, atunci va fi clar dacă vor fi economii aici, sau poate noi, dimpotrivă, vom obține o creștere suplimentară a costului. Dar eu spun că Musk, după părerea mea, rezolvă cu totul alte probleme. Întreaga lume este interesată de acest subiect. De fapt, cu ajutorul acestor aterizări repetate, uneori reușite, alteori nereușite, Musk obține un efect de PR uriaș. Aproape pentru bani puțini.”

Falcon 9 (din engleză - „șoim”) - o familie de serii de clasă grea de unică folosință și parțial reutilizabile ale companiei americane SpaceX. Falcon 9 este format din două etape și folosește kerosenul RP-1 (combustibil) și oxigenul lichid (oxidant) ca componente de combustibil. „9” din nume se referă la numărul de motoare cu rachete lichide Merlin instalate în prima etapă a vehiculului de lansare.

Vehiculul de lansare a trecut prin două modificări semnificative de la prima lansare. Prima versiune, Falcon 9 v1.0, a rulat de cinci ori între 2010 și 2013 și a fost urmată de Falcon 9 v1.1 cu 15 lansări; utilizarea sa a fost finalizată în ianuarie 2016. ultima versiune, Falcon 9 Full Thrust (FT), lansat pentru prima dată în decembrie 2015, utilizează componente de propulsie suprarăcite și tracțiune maximă a motorului pentru a crește performanța vehiculului de lansare cu 30%.

Falcon 9 a fost proiectat inițial având în vedere reutilizarea. În timpul primelor lansări s-a studiat posibilitatea revenirii ambelor etape cu ajutorul parașutelor, însă această strategie nu s-a justificat și a fost schimbată în favoarea folosirii motoarelor proprii ale etapei pentru aterizare. Echipamentul pentru întoarcerea și aterizarea verticală pe locul de aterizare sau platforma plutitoare este instalat pe prima treaptă a vehiculului de lansare . A doua etapă este de unică folosință, nu este planificată reutilizarea acesteia, deoarece aceasta va reduce semnificativ performanța sarcinii utile de ieșire.

Pe 22 decembrie 2015, după lansarea pe Orbcomm-G2 11, prima etapă a unui vehicul de lansare Falcon 9 FT a aterizat cu succes pe Landing Zone 1 pentru prima dată.

Pe 8 aprilie 2016, ca parte a misiunii SpaceX CRS-8, prima etapă a rachetei Falcon 9 FT a aterizat cu succes pe platforma offshore Of Course I Still You Love You pentru prima dată în istoria științei rachetelor.

30 martie 2017, aceeași etapă, după întreținere, a fost relansat ca parte a misiunii SES-10 și a aterizat din nou cu succes pe o platformă offshore.

Falcon 9 este folosit pentru a lansa programe geostaționare comerciale, de cercetare, de servicii comerciale de reaprovizionare și va fi, de asemenea, folosit pentru a lansa versiunea sa cu echipaj Dragon V2.

Prețul lansării unui satelit comercial declarat pe site-ul producătorului (până la 5,5 tone per GPO) Vehicul de lansare Falcon 9 - 62 de milioane de dolari. Datorită cerințelor suplimentare pentru clienții militari și guvernamentali, costul lansării unui vehicul de lansare este mai mare decât cel comercial, contracte de lansare pentru US Air Force în valoare de 82,7 milioane USD, respectiv 95,6 milioane USD au fost semnate în 2016, respectiv 2017.

Design general

Primul stagiu

Utilizează kerosenul RP-1 ca combustibil și oxigen lichid ca oxidant. Construit conform schemei standard, atunci când rezervorul de oxidant este situat deasupra rezervorului de combustibil. Compartimentul dintre rezervoare este comun. Ambele rezervoare sunt realizate dintr-un aliaj de aluminiu-litiu, adăugarea de litiu la aliaj crește rezistența structurii și reduce greutatea acesteia. Pereții rezervorului de oxidant în sine sunt structura de susținere, în timp ce pereții rezervorului de combustibil sunt întăriți cu rame și grinzi longitudinale, datorită faptului că partea inferioară a primei trepte suportă cea mai mare sarcină. Oxidantul ajunge la motoare printr-o conductă care trece prin centrul rezervorului de combustibil pe toată lungimea sa. Pentru presurizarea rezervoarelor se folosește heliu comprimat.

Prima etapă a lui Falcon 9 folosește nouă motoare de rachetă Merlin cu propulsie lichidă. În funcție de versiunea vehiculului de lansare, versiunea motoarelor și aspectul acestora diferă. Pentru a porni motoarele, se folosește un amestec cu autoaprindere de trietilaluminiu și trietilboran (TEA-TEB).

Prima și a doua etapă sunt conectate printr-un compartiment de tranziție, a cărui carcasă este realizată dintr-un compozit aluminiu-fibră de carbon. Acoperă motorul din a doua etapă și conține mecanismele de separare a treptelor. Mecanismele de separare sunt pneumatice, spre deosebire de majoritatea rachetelor care folosesc squibs în astfel de scopuri. Acest tip de mecanism permite testarea și controlul său de la distanță, crescând fiabilitatea separării etapelor.

Este, de fapt, o copie redusă a primei etape, folosind aceleași materiale, instrumente de producție și procese tehnologice. Acest lucru vă permite să reduceți semnificativ costul de producție și întreținere al vehiculului de lansare și, ca urmare, să reduceți costul lansării acestuia. Pereții rezervoarelor pentru combustibil și oxidant din aliaj rezistent de aluminiu-litiu sunt structura portantă a scenei. De asemenea, folosește kerosen și oxigen lichid ca componente de combustibil.

A doua etapă folosește un singur motor de rachetă cu propulsor lichid Merlin Vacuum. Dispune de o duză mărită semnificativ pentru a optimiza performanța motorului în vid. Motorul poate fi repornit de mai multe ori pentru a livra sarcini utile pe diferite orbite de operare. A doua etapă folosește și amestecul TEA-TEB pentru a porni motorul. Pentru a crește fiabilitatea, sistemul de aprindere este dublu redundant.

Pentru a controla poziția spațială în faza de zbor orbital liber, precum și pentru a controla rotația scenei în timpul funcționării motorului principal, se folosește un sistem de orientare.

Sisteme la bord

Fiecare etapă este echipată cu avionică și calculatoare de bord de bord care controlează toți parametrii de zbor ai vehiculului de lansare. Toată avionică folosită producție proprie SpaceX și realizat cu triplă redundanță. GPS este utilizat în plus față de sistemul de navigație inerțial pentru a îmbunătăți acuratețea plasării sarcinii utile pe orbită. Calculatoarele de zbor sunt controlate de sistem de operare linux c software scris în C++.

Fiecare motor Merlin are propriul controler care monitorizează performanța motorului pe toată durata de viață. Controlerul este format din trei unități de procesor care își verifică constant performanța reciprocă pentru a crește toleranța la erori a sistemului.

Vehiculul de lansare Falcon 9 poate finaliza cu succes zborul chiar și cu o oprire de urgență a 2 din cele 9 motoare din prima etapă. Într-o astfel de situație, calculatoarele de zbor recalculează programul de zbor, iar motoarele rămase funcționează mai mult pentru a atinge viteza și altitudinea necesare. Programul de zbor al celei de-a doua etape se schimbă într-un mod similar. Așadar, în a 79-a secundă a zborului SpaceX CRS-1, primul motor a fost oprit anormal după cedarea carenului conic și scăderea ulterioară a presiunii de funcționare. Nava spațială Dragon a fost lansată cu succes pe orbita prevăzută datorită timpului de funcționare crescut al celor 8 motoare rămase, deși satelitul Orbcomm-G2, care a servit ca sarcină secundară, a fost lansat pe o orbită inferioară și s-a ars după 4 zile.

Ca și în cazul vehiculului de lansare Falcon 1, secvența de lansare Falcon 9 oferă posibilitatea de a opri procedura de lansare pe baza unei verificări a motoarelor și sistemelor vehiculului de lansare înainte de lansare. Pentru a face acest lucru, rampa de lansare este echipată cu patru cleme speciale care țin racheta pentru ceva timp după ce motoarele sunt pornite. toata puterea. Dacă este detectată o defecțiune, lansarea se oprește și combustibilul și oxidantul sunt pompați din rachetă. Astfel, pentru ambele etape, este posibil să se refolosească și să se efectueze teste pe banc înainte de zbor. Un sistem similar a fost folosit și pentru Shuttle și Saturn V.

puiul târgului

Carajul conic este situat în partea superioară a celei de-a doua etape și protejează sarcina utilă de influențele aerodinamice, termice și acustice în timpul zborului atmosferic. Constă din două jumătăți și se separă imediat după părăsirea atmosferei. Mecanismele de separare sunt complet pneumatice. Carenatul, ca si compartimentul de tranzitie, este realizat dintr-o baza din aluminiu alveolare, in forma de fagure, cu un strat de carbon multistrat. Înălțimea unui caren standard Falcon 9 este de 13,1 m, diametru - 5,2 m, greutate - aproximativ 1.750 kg. Radomul nu este folosit la lansarea navei spațiale Dragon. SpaceX caută o modalitate de a returna în siguranță clapetele carenului pentru reutilizare.

Falcon 9 variante

Linia completă de vehicule de lansare Falcon.

Falcon 9 v1.0

Prima versiune a vehiculului de lansare, cunoscută și ca Blocul 1. Au fost 5 lansări ale acestei versiuni din 2010 până în 2013.

Prima etapă Falcon 9 v1.0 a folosit 9 motoare Merlin 1C. Motoarele au fost dispuse pe rând, conform schemei 3 pe 3. Forța totală a motoarelor a fost de aproximativ 3800 kN la nivelul mării și aproximativ 4340 kN în vid, impulsul specific la nivelul mării a fost de 266 s, în vid - 304 s. Timpul de funcționare nominal al primei trepte - 170 s.

A doua etapă a folosit 1 motor Merlin 1C Vacuum, cu o tracțiune de 420 kN și un impuls specific vidului de 336 s. Timpul nominal de funcționare al celei de-a doua etape este de 345 s. Ca sistem de orientare a scenei au fost folosite 4 motoare Draco.

Înălțimea rachetei a fost de 54,9 m, diametrul a fost de 3,7 m. Greutatea de lansare a rachetei a fost de aproximativ 318 tone.

Costul de lansare pentru 2013 a fost de 54-59,5 milioane USD.

Masa încărcăturii de ieșire la LEO - până la 9000 kg și la GPO - până la 3400 kg. De fapt, racheta a fost folosită doar pentru a lansa nava spațială Dragon pe o orbită joasă de referință.

În timpul lansărilor au fost efectuate teste pentru reutilizarea ambelor etape ale vehiculului de lansare. Strategia inițială pentru utilizarea unui scut termic ușor pentru trepte și sistem de parașute nu s-a justificat (procesul de aterizare nici măcar nu a ajuns la deschiderea parașutelor, scena a fost distrusă la intrarea în straturile dense ale atmosferei) și a fost înlocuită cu o strategie de aterizare controlată folosind propriile motoare.

Asa numitul Blocul 2, o versiune a rachetei cu motoare Merlin 1C îmbunătățite, care măresc tracțiunea totală a vehiculului de lansare la 4940 kN la nivelul mării, cu o masă de sarcină utilă pentru LEO - până la 10.450 kg și pentru GPO - până la 4540 kg. Ulterior, evoluțiile planificate au fost transferate în noua versiune 1.1.

Versiunea 1.0 a fost întreruptă în 2013 odată cu trecerea la Falcon 9 v1.1.

Falcon 9 v1.1

Dispunerea motoarelor. Falcon 9 v1.0 (stânga) și v1.1 (dreapta)

A doua versiune a vehiculului de lansare. Prima lansare a avut loc în 2013.

Rezervoarele de combustibil și de oxidant pentru prima și a doua etapă a vehiculului de lansare Falcon 9 v1.1 au fost prelungite semnificativ în comparație cu versiunea anterioară 1.0.

Prima etapă a folosit 9 motoare Merlin 1D, cu forță sporită și impuls specific. Noului tip de motor i s-a dat capacitatea de a accelera de la 100% la 70% și, posibil, chiar mai jos. Dispunerea motoarelor a fost schimbată: în loc de trei rânduri de trei motoare, se folosește un aspect cu un motor central și aranjarea restului în cerc. Motorul central este montat si el ceva mai jos decat celelalte. Schema este numită Octaweb, simplifică procesul general de proiectare și asamblare a compartimentului motorului din prima etapă. Forța totală a motoarelor este de 5885 kN la nivelul mării și crește la 6672 kN în vid, impulsul specific la nivelul mării este de 282 s, în vid este de 311 s. Timpul nominal de funcționare al primei trepte este de 180 s. Înălțimea primei trepte este de 45,7 m, greutatea uscată a treptei este de aproximativ 23 de tone (aproximativ 26 de tone pentru modificarea (R)). Masa combustibilului plasat este de 395.700 kg, din care 276.600 kg oxigen lichid și 119.100 kg kerosen.

A doua treaptă a folosit 1 motor Merlin 1D Vacuum, forțat 801 kN cu un impuls specific vidului de 342 s. Timpul nominal de funcționare al celei de-a doua etape este de 375 s. În locul motoarelor Draco, s-a folosit un sistem de orientare cu azot comprimat. Înălțimea celei de-a doua trepte este de 15,2 m, greutatea uscată a treptei este de 3900 kg. Masa combustibilului plasat este de 92.670 kg, din care 64.820 kg oxigen lichid și 27.850 kg kerosen.

Înălțimea rachetei a crescut la 68,4 m, diametrul nu sa schimbat - 3,7 m. Masa de lansare a rachetei a crescut la 506 tone.

Masa declarată a încărcăturii care trebuie retrasă pentru LEO este de 13.150 kg, iar pentru GPO este de 4.850 kg.

Costul de lansare a fost de 56,5 milioane USD în 2013, 61,2 milioane USD în 2015.

Ultima lansare a acestei versiuni a avut loc pe 17 ianuarie 2016 de pe platforma de lansare SLC-4E de la baza Vandenberg, satelitul Jason-3 a fost livrat cu succes pe orbită.

Lansările ulterioare vor fi făcute folosind vehiculul de lansare Falcon 9 FT.

Falcon 9 v1.1(R)

Cârme cu zăbrele de titan și un bloc de duze de gaz ale sistemului de orientare (sub steag)

Falcon 9 v1.1(R) ( R din engleza. reutilizabile- reutilizabil) este o modificare a versiunii 1.1 pentru aterizarea controlată a primei etape.

Elemente modificate ale primei etape:

1. Prima etapă este echipată cu patru picioare de aterizare pliabile utilizate pentru aterizările moale. Greutatea totală a rafturilor ajunge la 2100 kg;
2. Au fost instalate echipamente de navigație pentru a ieși din scenă spre punctul de aterizare;
3. Trei dintre cele nouă motoare sunt proiectate pentru frânare și au primit un sistem de aprindere pentru repornire;
4. 1. Cârmele cu zăbrele pliabile sunt montate deasupra primei trepte pentru a stabiliza rotația și pentru a îmbunătăți manevrabilitatea în timpul fazei de coborâre, mai ales când motoarele sunt oprite (pentru a economisi greutate, cârmele au folosit un sistem hidraulic deschis care nu necesită pompe grele de înaltă presiune). Ulterior, sistemul hidraulic a fost modernizat la un circuit închis, iar cârmele din aluminiu au fost înlocuite cu unele din titan, facilitând reutilizarea. Noile suprafețe de control sunt puțin mai lungi și mai grele decât predecesorii lor din aluminiu, măresc capacitățile de control al etapei, rezistă la temperaturi fără a fi nevoie de o acoperire ablativă și pot fi utilizate pe termen nelimitat fără întreținere între zbor.
   2. În partea superioară a scenei este instalat un sistem de orientare - un set de duze de gaz care utilizează energia azotului comprimat pentru a controla poziția scenei în spațiu înainte de eliberarea cârmelor cu zăbrele. Pe ambele părți ale scenei există un bloc, fiecare cu 4 duze îndreptate înainte, înapoi, lateral și în jos. Duzele orientate în jos sunt folosite înainte de lansarea celor trei motoare Merlin în timpul manevrelor de decelerare a etapei în spațiu, pulsul generat scade combustibilul în fundul rezervoarelor, unde este captat de pompele motorului.

Falcon 9 Full Thrust

Toate primele etape Falcon 9 returnate au un aspect în dungi. Vopseaua albă se întunecă din cauza funinginei de la motoare și căldură. Dar pe rezervorul de oxigen se formează îngheț, care îl protejează și rămâne alb.

O versiune actualizată și îmbunătățită a vehiculului de lansare, concepută pentru a oferi posibilitatea de a reveni la prima etapă după lansarea sarcinii utile pe orice orbită, atât referință joasă, cât și geotransfer. Noua versiune, cunoscută neoficial sub numele de Falcon 9 FT (Full Thrust; din engleză - „full thrust”) sau Falcon 9 v1.2, a înlocuit versiunea 1.1.

Principalele modificări: suport motor modificat (Octaweb); picioarele de aterizare și prima treaptă sunt întărite pentru a se potrivi cu masa crescută a rachetei; dispunerea cârmelor cu zăbrele a fost schimbată; compartimentul compozit dintre trepte a devenit mai lung și mai puternic; lungimea duzei motorului din a doua etapă a fost mărită; a fost adăugat un împingător central pentru a îmbunătăți fiabilitatea și acuratețea dezamorsării etapelor vehiculului de lansare.

Rezervoarele de combustibil ale etapei superioare sunt mărite cu 10%, datorită căruia lungimea totală a vehiculului de lansare a crescut la 70 m.

Greutatea de lansare a crescut la 549.054 kg datorită creșterii capacității componentelor combustibilului, care a fost realizată prin utilizarea unui oxidant suprarăcit.

LA versiune noua vehiculele de lansare folosesc componente de propulsie mai reci. Oxigenul lichid va fi răcit de la -183 °C la -207 °C, ceea ce va crește densitatea oxidantului cu 8–15%. Kerosenul va fi răcit de la 21 °C la -7 °C, densitatea acestuia va crește cu 2,5%. Densitatea crescută a componentelor permite să fie plasat mai mult combustibil în rezervoarele de combustibil, ceea ce, împreună cu forța crescută a motoarelor, crește semnificativ performanța rachetei.

Prima etapă a Falcon 9 FT a fost livrată în hangarul de asamblare LC-39A după aterizare și este pregătită pentru tragere de probă. Vopseaua s-a desprins pe alocuri, dar nu există daune grave.

Noua versiune folosește motoare Merlin 1D modificate care funcționează la tracțiune maximă (în versiunea anterioară, tracțiunea motoarelor a fost limitată în mod deliberat), ceea ce a crescut semnificativ performanța de tracțiune a ambelor etape ale vehiculului de lansare.

Astfel, forța primei etape la nivelul mării a crescut la 7607 kN, în vid - până la 8227 kN. Timpul nominal de funcționare al scenei a fost redus la 162 de secunde.

Împingerea celei de-a doua trepte în vid a crescut la 934 kN, impulsul specific în vid - 348 s, timpul de funcționare a motorului a crescut la 397 secunde.

Sarcina utilă maximă care trebuie lansată pe o orbită de referință joasă (fără întoarcerea primei etape) este de 22.800 kg, la întoarcerea primei trepte va scădea cu 30-40%. Sarcina utilă maximă lansată pe orbita de geotransfer este de 8300 kg, în timp ce prima etapă se întoarce pe platforma plutitoare - 5500 kg. Sarcina utilă care poate fi adusă pe traiectoria de zbor va fi de până la 4020 kg.

Prima lansare a versiunii FT a avut loc pe 22 decembrie 2015, în timpul revenirii la zbor a vehiculului de lansare Falcon 9 după prăbușirea misiunii SpaceX CRS-7. 11 sateliți Orbcomm-G2 au fost lansați cu succes pe orbita țintă și, pentru prima dată, prima etapă a aterizat cu succes pe locul de aterizare.

Falcon Heavy

Vehicul de lansare Falcon Heavy ( greu din engleza. - „grele”), spre deosebire de Falcon 9, va avea atașată lateral o pereche suplimentară de acceleratoare, create pe baza primei etape a FT.

Costul lansării unui satelit cu o greutate de până la 8 tone pentru GPO va fi de 90 de milioane de dolari (2016). Pentru o versiune unică a vehiculului de lansare, masa încărcăturii de ieșire la LEO va fi de până la 63,8 tone, la GPO - 26,7 tone, până la 16,8 tone la Marte și până la 3,5 tone la .

Prima lansare a lui Falcon Heavy este programată pentru 2017.

Falcon 9 Blocul 4

Falcon 9 Block 4 este un model de tranziție între Falcon 9 Full Thrust (Block 3) și Falcon 9 Block 5. Primul zbor a avut loc pe 14 august 2017, misiunea CRS-12.

Falcon 9 Blocul 5

În octombrie 2016, Elon Musk a vorbit despre versiunea Falcon 9 Block 5, care are „o mulțime de mici îmbunătățiri, care sunt foarte importante în general, iar cele mai importante sunt forța crescută și suporturile de aterizare îmbunătățite”. În ianuarie 2017, Elon Musk a adăugat că Block 5 „îmbunătățește semnificativ tracțiunea și ușurința de reutilizare”. El a descris acest model ca fiind versiunea „finală” a rachetei. Producția blocului 5 este de așteptat să înceapă la începutul anului 2017, cu primele zboruri în al doilea sau al treilea trimestru din 2017.

Întoarcerea și aterizarea primei etape

După ce a dispersat a doua etapă cu sarcina utilă, prima etapă oprește motoarele și se separă la o altitudine de aproximativ 70 km. Deconectarea are loc la aproximativ 2,5 minute după lansarea vehiculului de lansare și depinde de sarcina specifică. Viteza în timpul dezamorsării etapei este, de asemenea, determinată de condițiile problemei, în special de orbita țintă (LEO sau GPO), masa sarcinii utile și locul de aterizare a scenei. Pentru lansările cu energie relativ scăzută pe o orbită joasă a Pământului, viteza etapei de separare este de aproximativ 6.000 km/h (1.700 m/s; Mach 4,85), în timp ce pentru lansările cu energie înaltă pe o orbită de geotransfer, atunci când aterizează pe o platformă plutitoare la distanță în oceanul este necesar ASDS, viteza ajunge la 8350 km/h (2300 m/s; Mach 6,75). După decuplare, prima etapă a vehiculului de lansare, folosind sistemul de control al atitudinii, efectuează o mică manevră pentru a evita flacăra celei de-a doua etape și face o viraj înainte cu motoarele în pregătirea celor trei manevre principale de decelerare:

Schema de întoarcere a scenei pe peron

1. Impulsul de a inversa cursul La întoarcerea la locul de lansare la locul de aterizare, la scurt timp după dezamorsare, scena folosește o activare lungă (~40 s) a trei motoare pentru a schimba direcția de mișcare în sens opus, efectuând o buclă complexă cu o altitudine de vârf de aproximativ 200 km, cu o distanță maximă de la rampa de lansare de până la 100 km pe direcție orizontală. În cazul aterizării pe o platformă plutitoare după lansarea pe orbita joasă a Pământului, scena continuă să se deplaseze pe o traiectorie balistică prin inerție până la o altitudine de aproximativ 140 km. Când se apropie de apogeu, trei propulsoare sunt frânate pentru a reduce viteza orizontală și a seta direcția către platformă, situată la aproximativ 300 km de locul de lansare. Durata motoarelor este de aproximativ 30-40 de secunde. Când un satelit este lansat pe orbita de geotransfer, prima etapă funcționează mai mult, folosind mai mult propulsor pentru a obține mai mult viteza mareînainte de dezamorsare, rezerva de combustibil rămasă este limitată și nu permite o resetare a vitezei orizontale. După dezaocare, scena se deplasează pe o traiectorie balistică (fără frânare) către platforma situată la 660 km de locul de lansare. 2. Impulsul de reintrareÎn pregătirea pentru intrarea în straturile dense ale atmosferei, prima etapă frânează prin pornirea a trei motoare la o altitudine de aproximativ 70 km, ceea ce asigură intrarea în straturile dense ale atmosferei la o viteză acceptabilă. În cazul unei lansări pe o orbită de geotransfer, din cauza absenței unei manevre anterioare de decelerare, viteza etapei la intrarea în atmosferă este de două ori (2 km/s față de 1 km/s), iar sarcina termică este de 8 ori. mai mare decât valorile corespunzătoare în timpul lansării pe orbita joasă a Pământului. Partea inferioară a primei trepte și barele de aterizare sunt realizate din materiale rezistente la căldură care fac posibilă rezistența temperaturii ridicate la care se încălzesc elementele scenei în timpul intrării în atmosferă și mișcării în ea. Durata de funcționare a motorului variază și în funcție de disponibilitatea unei rezerve suficiente de combustibil, de la mai lungă (25–30 s) pentru lansările LEO până la scurtă (15–17 s) pentru misiunile LEO. În aceeași etapă, cârmele cu zăbrele sunt deschise și își încep activitatea pentru a controla rotirea, pasul și rotirea. La o altitudine de aproximativ 40 km, motoarele sunt oprite și etapa continuă să scadă până la atingerea vitezei finale, iar cârmele cu zăbrele continuă să funcționeze până la aterizare propriu-zisă. 3. Impulsul de aterizare

Cu o rezervă suficientă de combustibil, un motor central este pornit cu 30 de secunde înainte de aterizare, iar etapa încetinește, oferind o aterizare moale conform schemei elaborate în cadrul proiectului Grasshopper. Picioarele de aterizare se înclină cu câteva secunde înainte de a atinge platforma de aterizare. La lansarea pe o orbită de geotransfer, pentru cea mai rapidă reducere a vitezei cu un consum mai mic de combustibil, trei motoare folosesc simultan o decelerare scurtă de 10 secunde. Cele două motoare exterioare sunt oprite înaintea celui central, iar etapa finalizează ultimii metri de zbor folosind un singur motor, care este capabil să clasifice până la 40% din tracțiunea maximă. Înainte de frânarea finală, etapa nu vizează direct platforma pentru a evita deteriorarea acesteia dacă motorul nu pornește. Rodajul final are loc după ce motorul este pornit.

Etape returnate (de la stânga la dreapta: Orbcomm 2, JCSAT-14, SpaceX CRS-8)

Revenirea primei etape reduce sarcina maximă a vehiculului de lansare cu 30-40%. Acest lucru se datorează nevoii de rezervare a combustibilului pentru frânare și aterizare, precum și masei suplimentare a echipamentelor de aterizare (picioare de aterizare, cârme cu zăbrele, sistem de control al jetului etc.).

SpaceX se așteaptă ca cel puțin jumătate din toate lansările Falcon 9 să necesite prima etapă de aterizare pe o platformă plutitoare, în special toate lansările pe orbita de geotransfer și dincolo de orbita Pământului.

În ianuarie 2016, după aterizarea eșuată în misiunea Jason-3, Elon Musk și-a exprimat așteptările ca 70% dintre încercările de aterizare pe scenă din 2016 să aibă succes, procentul de aterizări reușite crescând la 90 în 2017.

rampe de lansare

În prezent, lansările Falcon 9 sunt realizate din două rampe de lansare:

• (Cape Canaveral, Florida, SUA) - LC-39A; închiriat de la NASA din aprilie 2014. Actualizat pentru lansările Falcon 9 și Falcon Heavy, va fi folosit pentru zborurile cu echipaj. Prima lansare de pe site a avut loc pe 19 februarie 2017.
• (California, SUA) - SLC-4E; închiriat de la US Air Force. Prima lansare a avut loc pe 29 septembrie 2013. Este folosit pentru a lansa sateliți (în special, Iridium NEXT) pe orbite polare.

Un site este în proces de reconstrucție după o explozie de rapel în septembrie 2016:

• Baza Forțelor Aeriene SUA de la Cape Canaveral (Cape Canaveral, Florida, SUA) - SLC-40; închiriat de la US Air Force. De aici, pe 4 iunie 2010, a fost efectuată prima lansare a Falcon 9. Acest complex de lansare a fost folosit anterior pentru lansarea rachetelor Titan III și Titan IV.

Pe încă un șantier, sunt în desfășurare lucrări pregătitoare și de construcție și instalare:

• Portul spațial privat SpaceX (satul Boca Chica lângă Brownsville, Texas, SUA). Este în construcție. Autorizația de construire a fost obținută în iulie 2014.

Site pentru zboruri suborbitale și teste:

• McGregor Proving Ground din Texas. A fost folosit pentru a testa sistemele reutilizabile ale primelor etape ale rachetei ca parte a proiectului Grasshopper în 2012-2014.

platforme de aterizare

Zona de aterizare 1, palier principal

În conformitate cu strategia anunțată de returnare și reutilizare a primei etape a Falcon 9 și Falcon Heavy, SpaceX a încheiat un contract de închiriere pentru utilizarea și renovarea a 2 site-uri terestre, pe coasta de vest și de est a Statelor Unite.

• Baza Forțelor Aeriene Cape Canaveral - Zona de Aterizare 1 (fostul Complex de Lansare LC-13); închiriat de la US Air Force. Prima etapă Falcon 9 și-a făcut debutul aterizării pe 22 decembrie 2015. Este planificată crearea a încă 2 locuri de aterizare, care vor permite aterizarea amplificatoarelor laterale Falcon Heavy.
• Baza Vandenberg - Complexul de Lansare SLC-4-Vest; închiriat de la US Air Force, este în faza de certificare.

În timpul lansărilor, ale căror condiții nu permit prima etapă a Falcon 9 să revină la locul de lansare, aterizarea se efectuează pe o platformă plutitoare special realizată. navă dronă spațială autonomă, care este o barjă transformată. Motoarele instalate și echipamentele GPS permit ca acesta să fie livrat la punctul necesar și păstrat acolo, creând o zonă de aterizare stabilă. Lățimea platformelor nu le permite să treacă prin Canalul Panama de la baza Vandenberg la Cape Canaveral, așa că SpaceX are în prezent două astfel de platforme:

Navă spațială autonomă fără pilot. Vedere de sus

• „Desigur că încă te iubesc” (Marmac 304), coasta atlantică a SUA, port de origine - Canaveral;
• „Just Read the Instructions” (Marmac 303), coasta Pacificului SUA, port de origine - Los Angeles.

Istorie

În timpul unui discurs în fața Comisiei Senatului pentru Comerț, Știință și Transport din mai 2004, CEO-ul SpaceX, Elon Musk, a spus: „Planurile pe termen lung necesită un transportator greu și, dacă există cerere din partea cumpărătorilor, chiar și un transportator super-greu.<…>În cele din urmă, cred că un cost al încărcăturii utile de 500 USD/lb (~1100 USD/kg) sau mai puțin este realizabil.”

SpaceX a anunțat oficial vehiculul de lansare pe 8 septembrie 2005, descriind Falcon 9 drept „un vehicul greu de lansare complet reutilizabil”. Pentru versiunea medie a lui Falcon 9, greutatea încărcăturii către LEO a fost indicată ca 9,5 tone, iar prețul a fost de 27 de milioane de dolari pe zbor.

Pe 12 aprilie 2007, SpaceX a anunțat că cea mai mare parte a primei etape a Falcon 9 a fost finalizată. Pereții rezervoarelor sunt din aluminiu, piesele individuale sunt conectate prin sudură prin frecare. Designul a fost transportat la centrul SpaceX din Waco (Texas, SUA), unde au fost efectuate testele de foc pe banc din prima etapă. Primele teste cu două motoare atașate la prima etapă au fost efectuate pe 28 ianuarie 2008 și s-au încheiat cu succes. Pe 8 martie 2008, trei motoare Merlin 1C au fost testate pentru prima dată, cinci motoare au fost testate simultan pe 29 mai și primele teste ale tuturor celor nouă motoare în prima etapă, care au fost efectuate pe 31 iulie și 1 august. încheiat cu succes. Pe 22 noiembrie 2008, toate cele nouă motoare ale primei etape a vehiculului de lansare Falcon 9 au trecut teste cu o durată corespunzătoare duratei zborului (178 s).

Inițial, primul zbor al lui Falcon 9 și primul zbor al vehiculului de lansare spațială Dragon (COTS) au fost programate pentru sfârșitul anului 2008, dar au fost amânate în mod repetat din cauza cantității mari de muncă care trebuia făcută. Potrivit lui Elon Musk, complexitatea dezvoltărilor tehnologiceși cerințele legale pentru lansările din Cape Canaveral au afectat calendarul. Aceasta urma să fie prima lansare a unei rachete Falcon dintr-un port spațial operațional.

În ianuarie 2009, vehiculul de lansare Falcon 9 a fost instalat pentru prima dată în poziție verticală pe rampa de lansare a complexului SLC-40 de la Cape Canaveral.

22 august 2014 la locul de testare McGregor (Texas, SUA) în timpul unui zbor de testare, F9R Dev1 cu trei motoare, un prototip al vehiculului de lansare reutilizabil Falcon 9 R, a fost distrus automat la câteva secunde după lansare. În timpul testelor, racheta trebuia să revină pe rampa de lansare după decolare. O defecțiune la motoare a însemnat căderea inevitabilă a rachetei într-o zonă neplanificată. Potrivit purtătorului de cuvânt al SpaceX, John Taylor, cauza exploziei a fost o „anomalie” găsită în motor. Nimeni nu a fost rănit în explozie. Aceasta a fost a cincea lansare a prototipului F9R Dev1. Elon Musk a clarificat ulterior că accidentul s-a datorat unui senzor defect, iar dacă o astfel de defecțiune s-ar fi produs la Falcon 9, acest senzor ar fi fost blocat ca fiind unul defect, deoarece citirile sale contraziceau datele de la alți senzori. Pe prototip, acest sistem de blocare a lipsit.

În ianuarie 2015, SpaceX și-a anunțat intenția de a îmbunătăți motorul Merlin 1D pentru a-și crește forța. În februarie 2015, a fost anunțat că primul zbor cu motoare îmbunătățite va fi lansarea satelitului de telecomunicații SES-9, programată pentru al doilea trimestru al anului 2015. În martie 2015, Elon Musk a anunțat că sunt în curs de desfășurare lucrări care vor face posibilă utilizarea primei etape returnabile pentru lansări către GPO: o creștere a forței motorului cu 15%, o înghețare mai profundă a oxidantului și o creștere a volumului de rezervorul din treapta superioară cu 10%.

În octombrie 2015, s-a decis ca 11 sateliți de comunicații Orbcomm-G2 să fie lansati mai întâi folosind noua versiune a vehiculului de lansare. Deoarece sateliții vor funcționa pe orbita joasă a Pământului (aproximativ 750 km), lansarea lor nu va necesita o repornire a etapei a doua Falcon 9. Acest lucru a permis repornirea și testarea celei de-a doua etape actualizate după finalizarea misiunii fără riscuri pentru sarcina utilă. . Este necesară o a doua etapă de repornire pentru a lansa navele spațiale pe orbita de geotransfer (de exemplu, satelitul SES 9).

Prima etapă în hangarul LC-39A

Pe 22 decembrie 2015, la o conferință de presă după aterizarea cu succes a primei trepte pe Landing Zone 1, Elon Musk a anunțat că debarcaderul va fi livrat în hangarul de asamblare orizontal. complex de lansare LC-39A pentru examinare atentă. După aceea, este planificată o scurtă ardere de probă a motoarelor pe rampa de lansare a complexului, pentru a afla dacă toate sistemele sunt în stare bună. Potrivit lui Musk, această etapă, cel mai probabil, nu va fi folosită pentru relansări, după un studiu amănunțit, va fi lăsată pe teren ca primă instanță unică. El a anunțat și posibilitatea unei relansări în 2016 a uneia dintre cele care au aterizat după viitoarele lansări ale primei etape. La începutul lunii ianuarie 2016, Elon Musk a confirmat că nu a fost găsită nicio pagubă semnificativă pe scenă și că este gata pentru trageri de probă.

Motoare pentru etapa de întoarcere (Octaweb)

Pe 16 ianuarie 2016, o tragere de probă a primei etape a Falcon 9 FT a revenit după ce misiunea Orbcomm-G2 a fost efectuată la complexul de lansare SLC-40. În general, s-au obținut rezultate satisfăcătoare, dar s-au observat fluctuații ale forței motorului nr. 9, posibil din cauza ingerării de resturi. Acesta este unul dintre motoarele externe care se activează în timpul manevrelor la poartă. Scena a fost returnată în hangarul LC-39A pentru examinarea boroscopică a motorului.

În ianuarie 2016, Forțele Aeriene ale SUA au certificat amplificatorul Falcon 9 FT pentru a lansa sateliți militari și de informații de securitate națională a SUA, permițând SpaceX să concureze cu United Launch Alliance (ULA) pentru contractele guvernamentale de apărare.

Trei etape revenite în hangarul complexului de lansare LC-39A

Pe 8 aprilie 2016, după lansarea navei spațiale Dragon ca parte a misiunii SpaceX CRS-8, a fost realizată prima aterizare cu succes a primei etape Falcon 9 pe o platformă plutitoare. Aterizarea pe o platformă plutitoare este mai dificilă deoarece platforma este mai mică decât zona de aterizare și se află în mișcare constantă din cauza valurilor.

Pe 27 aprilie 2016, a fost anunțat un contract de 82,7 milioane de dolari între SpaceX și Forțele Aeriene ale SUA pentru a lansa satelitul GPS-3 pe un vehicul de lansare Falcon 9 în mai 2018.

Pe 6 mai 2016, în cadrul misiunii JCSAT-14, prima aterizare cu succes a primei etape pe platformă a fost realizată după ce satelitul a fost lansat pe orbită de geotransfer. Profilul de retur s-a caracterizat printr-o creștere multiplă a încărcăturii de temperatură pe scenă la intrarea în straturile dense ale atmosferei, astfel încât etapa a primit cele mai multe daune externe în comparație cu celelalte două care au aterizat mai devreme. Anterior, o aterizare după un model similar a fost întreprinsă pe 4 martie 2016 după lansarea satelitului SES-9, dar apoi s-a încheiat cu eșec.

28 iulie, la locul de testare SpaceX din Texas, o ardere cu drepturi depline a primei etape a Falcon 9 (număr de serie F9-0024-S1), care a revenit după lansarea satelitului JCSAT-14, pe care compania îl folosește pentru teste la sol, a fost efectuat. Motoarele cu nouă trepte au funcționat timp de 2,5 minute, ceea ce corespunde segmentului primei etape la lansare.

Pe 14 martie 2017, a fost anunțat un contract de 96,5 milioane de dolari cu Forțele Aeriene ale SUA pentru a lansa încă un satelit GPS-3 în februarie 2019.



Lansarea Falcon 9, cu care SpaceX a lansat un alt satelit pe orbită pe 31 ianuarie, trebuia să fie experimentală. Prima etapă a rachetei, după ce a fost lansată conform planului, a aterizat înapoi într-un mod mai economic. Pentru a evita deteriorarea platformei de aterizare în larg în cazul unor defecțiuni, scena a fost planificată să fie aterizată pe mare, unde s-ar scufunda. Cu toate acestea, în practică, ea a rămas plutind la suprafață, iar acum SpaceX ia în considerare remorcarea până la țărm. Despre ce se întâmplă scrie Elon Musk pe contul său de Twitter.

De data aceasta, prima etapă folosită pentru lansare a fost numărul de serie B1032, care fusese folosit anterior de două ori pentru lansările Falcon 9. Cu toate acestea, spre deosebire de cazurile anterioare, B1032 nu era planificat să fie salvat pentru reutilizare. În schimb, compania a efectuat un experiment asupra ei: a trebuit să se așeze mai ascuțit și mai economic decât de obicei. Astăzi, primele trepte ale lui Falcon 9 sunt alimentate de doar unul dintre cele nouă motoare Merlin 1D. La ultima lansare, racheta a trebuit să fie încetinită de trei motoare deodată. Acesta este un mod mai complicat (trebuie să coordonați impulsurile de la trei diferite motoare pentru ca treapta să nu cadă pe o parte în timpul aterizării). Dar este mai economic: frânarea mai rapidă înseamnă un consum mai mic de combustibil în timpul aterizării, etapele au mai puțin timp să lupte împotriva gravitației pământului.

Deoarece o astfel de aterizare a fost prima din istorie, nu era clar dacă scena va deteriora (dacă ar cădea pe o parte) platforma de aterizare offshore a SpaceX. Din această cauză, scena a fost plantată în mare. Trebuia să obțină telemetrie de la rachetă care să arate cât de reușită a fost metoda de decelerare cu trei motoare și apoi să accepte că se va scufunda. Cu toate acestea, după cum se poate vedea în fotografie, treapta s-a așezat atât de lin încât nu s-a scufundat în apă și nu l-a ridicat când cusăturile au fost distruse. Deoarece, după ce rămâne fără combustibil, prima etapă este ocupată în mare parte din interior de rezervoare goale, cântărește mai puțin decât apa și plutește pe suprafața sa.

Elon Musk notează că compania nu se aștepta la o astfel de întorsătură a evenimentelor, crezând că scena se va scufunda în continuare. Calculul greșit s-a datorat faptului că până acum nimeni nu a avut experiența unei aterizări controlate a primelor etape pe apă. Pentru a înțelege cum afectează acest lucru parametrii scenei, SpaceX intenționează să trimită o navă la ea și să o remorce până la coastă pentru un studiu detaliat.

Din noua aterizare experimentală, este evident că aterizarea pe trei motoare de lucru simultan este suficient de sigură. Compania intenționează să planteze primii pași în acest fel în viitor. Acest lucru va reduce cantitatea de combustibil consumată pentru a salva scena și, prin urmare, va crește sarcina utilă a versiunii reutilizabile a Falcon 9.