Все новости

Американская ракета-носитель Falcon 9. Досье

Ракета предназначена для запуска космического корабля многоразового использования Dragon и спутников различного назначения
Описание
© EPA/SPACEX
SpaceX осуществила запуск ракеты Falcon 9 с японским спутником связи
© © SpaceX

ТАСС-ДОСЬЕ. 14 августа 2017 года американская компания SpaceX осуществила запуск из Космического центра им. Джона Кеннеди (штат Флорида) ракеты-носителя Falcon 9. На орбиту выведен корабль Dragon  с 2,91 т различных грузов для Международной космической станции (МКС).

Falcon 9  - американская частная ракета космического назначения, частично многоразового использования. Предназначена для запуска многоразового космического корабля Dragon и спутников различного назначения.

История проекта

Ракета разработана в 2005-2008 годах компанией SpaceX (Space Exploration Technologies, г. Хоторн, штат Калифорния), основанной в 2002 г. канадско-американским инженером, миллиардером Илоном Маском. Создана на базе ракеты Falcon 1, запуски которой проводились в 2006-2009 годах. В 2011 г. стоимость программы по разработке ракеты оценивалась Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) в $3 млрд 977 млн США, а SpaceX - в $1 млрд 659 млн.

В декабре 2008 года NASA подписало с SpaceX контракт об использовании созданных компанией ракеты Falcon 9 и корабля Dragon для доставки грузов на МКС, предусматривающий 12 миссий. На эти цели NASA выделило компании $1,6 млрд (в случае заказа дополнительных полетов предусмотрено увеличение общей суммы контракта до $3,1 млрд). Впоследствии была достигнута договоренность об увеличении миссий до 20.

Модификации

Всего разработано пять модификаций космического носителя.

Запуски базовой версии ракеты - Falcon 9 v1.0 - проводились в 2010-2013 годах.

Затем появилась модификация Falcon 9 v1.1 (запускалась в 2013-2015 годы) и ее версия Falcon 9 v1.1 (R) с возвращаемой ступенью (2014-2016 годы). На запусках Falcon 9 v1.1 (R) отрабатывался спуск и посадка многоразовой ступени.

Следующим этапом стало создание Falcon 9 FT (FT - Full Thrust, "полная тяга"; другое обозначение: Falcon 9 v1.2). Эта модификация оснащена возвращаемой ступенью, которая способна выдерживать около двух-трех повторных запусков. Впервые Falcon 9 FT стартовала 22 декабря 2015 года, эта версия эксплуатируется в настоящее время.

В октябре 2016 года Илон Маск сообщил о разработке модификации Falcon 9 (Block 5), которая станет окончательной. Компания SpaceX рассчитывает использовать ее многоразовую ступень не менее 10 раз и проводить повторные запуски через 24 часа после посадки ступени. Переходной версией между третьей и пятой модификациями будет Falcon 9 (Block 4). Эта версия стартовала впервые сегодня, 14 августа 2017 года.

Характеристики

Falcon 9 - двухступенчатая ракета-носитель тяжелого класса. Максимальная длина эксплуатируемой версии Falcon 9 FT составляет 70 м, диаметр - 3,66 м, стартовая масса - 549 т.

Заявленная грузоподъемность - до 8,3 т на геопереходную орбиту и до 22,8 т на низкую опорную. За время эксплуатации самый тяжелый полезный груз, выведенный Falcon 9 в космос, составил 8,6 т. Столько весил грузовой корабль Dragon, который был запущен 8 апреля 2016 года на МКС.

Ракета оснащена жидкостными двигателями производства SpaceX: на первой ступени установлено 9 двигателей Merlin 1D, на второй - один Merlin Vacuum. В качестве топлива используется керосин (окислитель - жидкий кислород). Топливные баки изготовлены из алюминий-литиевого сплава.

Для повышения точности выведения полезного груза на орбиту система управления ракеты сопряжена со спутниковой навигационной системой GPS. Для надежности Falcon 9 производителем предусмотрена автоматическая остановка процедуры запуска (при обнаружении проблемы происходит откачка топлива, ракета снимается со стартовой площадки, затем после выяснения причины и доработки используется для повторного пуска), а также возможность работы при аварийной остановке одного или двух двигателей первой ступени во время полета.

Возвращаемая ступень

SpaceX разработана технология, предусматривающая возвращение на Землю отработавшей первой ступени, оснащенной четырьмя раскладывающимися посадочными опорами для мягкого приземления. Спуск осуществляется с помощью торможения двигателей и парашюта. После посадки на специальную морскую платформу (длина - 90 м, ширина - 50 м) судна-робота в акватории Мирового океана или на спецплощадку на территории базы ВВС США на мысе Канаверал (штат Флорида) первая ступень может использоваться повторно.

Впервые эксперимент по возвращению первой ступени был проведен 29 сентября 2013 года после запуска версии Falcon 9 v1.1. Ступень планировалось плавно спустить и приводнить в океан, однако из-за сильного вращения она упала на воду и разрушилась. Первая успешная посадка на землю состоялась 22 декабря 2015 года (запускалась версия Falcon 9 FT), на морскую платформу - 8 апреля 2016 г. (Falcon 9 FT).

Всего к 14 августа 2017 года мягкую посадку ступени удалось осуществить в 13 случаях: пять раз на землю и восемь на морскую платформу. Дважды ранее возвращенные ступени ракеты использовались повторно: 31 марта и 23 июня 2017 года (ранее запускались 8 апреля 2016 года и 14 января 2017 года соответственно).

Запуски

Запуски Falcon 9 осуществляются с арендуемых SpaceX пусковых площадок базы Военно-воздушных сил США Ванденберг (штат Калифорния) и Космического центра им. Джона Кеннеди (расположен на острове Мерритт северо-западнее мыса Канаверал; в 2014 году компания заключила с NASA договор об аренде площадки Центра сроком на 20 лет). Ранее использовалась площадка базы ВВС на мысе Канаверал, но она была разрушена из-за взрыва ракеты 1 сентября 2016 года. Кроме того, компания с 2014 года ведет строительство собственного космодрома на юге штата Техас, недалеко от г. Браунсвилл в районе населенного пункта Бока Чика (он обойдется SpaceX примерно в $85 млн; ввод в строй ожидается в 2017-2018 гг.).

Стоимость одного запуска Falcon 9 составляет в среднем $60-65 млн (зависит от массы и объема выводимой полезной нагрузки). Примерно во столько же оценивается запуск "Протона-М" аналогичного класса (около $65 млн), но разница в том, что российская ракета - полностью одноразовая. SpaceX за счет повторного использования первой ступени своей ракеты планирует сократить стоимость запуска Falcon 9 примерно на 30%. На восстановление первой ступени сегодня затрачивается около четырех месяцев.

Впервые ракета стартовала 4 июня 2010 года с мыса Канаверал с прототипом корабля Dragon. В ходе второго запуска, 8 декабря того же года, на орбиту был выведен полноценный Dragon (первый демонстрационный полет корабля).

Всего к 14 августа 2017 года включительно проведено 38 запусков ракеты-носителя - 35 успешных, два частично успешных и один аварийный. Из них 13 - с кораблем Dragon (в т. ч. аварийный).

Предыдущий запуск Falcon 9 состоялся 6 июля 2017 года в 02:38 мск из Космического центра им. Джона Кеннеди. Ракета вывела на околоземную орбиту телекоммуникационный спутник Intelsat 35e международного консорциума Intelsat (штаб-квартира - Люксембург). Посадка первой возвращаемой ступени ракеты не проводилась.

Инциденты

При запуске 8 октября 2012 года с базы ВВС на мысе Канаверал ракета в версии Falcon 9 v1.1 успешно доставила на орбиту корабль Dragon, но из-за аварийной остановки одного из девяти двигателей первой ступени был потерян попутный груз - спутник связи Orbcomm ("Орбкомм") компании SpaceX.

18 апреля 2014 года ракета Falcon 9 v1.1 (R) стартовала с базы ВВС на мысе Канаверал со 109 космическими аппаратами: кораблем Dragon, четырьмя малыми аппаратами и 104 фемтоспутниками (сверхмалые аппараты массой до 100 г), находящимися в блок-кассете. Однако фемтоспутники не удалось развернуть на орбите - они сгорели внутри блока. ЧП помешало американской ракете стать рекордсменом по количеству одновременно запущенных космических аппаратов (в н. в. первое место принадлежит индийской ракете PSLV, "Пи- эс-эл-ви"; 15 февраля 2017 г. она вывела в космос 104 аппарата).

Стартовавшая 28 июня 2015 года с базы ВВС на мысе Канаверал Falcon 9 v1.1 (R) взорвалась на 139-й секунде полета, еще до отделения первой ступени. В результате были потеряны корабль Dragon и 8 спутников Flock 1f. Обломки ракеты и космических аппаратов упали в Атлантический океан. К аварии привел разрыв одного из стальных стержней, удерживающих баллон с сжатым гелием внутри бака с жидким кислородом в верхней ступени ракеты (гелий необходим для поддержания высокого давления в баке). Оторвавшийся баллон "выстрелил" в направлении верхней части бака, что и привело к взрыву. После установления причины аварийного запуска SpaceX заявила о внесении изменений в конструкцию ракеты.

1 сентября 2016 года во время предстартовых испытаний на пусковой площадке базы ВВС на мысе Канаверал произошло ЧП: за два дня до запланированного запуска при заправке топливом взорвалась Falcon 9 v1.2. Никто не пострадал. Ракета и установленный на ней израильский спутник связи Amos-6 были разрушены, также повреждения получила стартовая площадка. На время расследования инцидента запуски Falcon 9 были приостановлены и не проводились более четырех месяцев. Специалисты SpaceX пришли к выводу, что к взрыву привело повреждение одного из баллонов системы подачи гелия в резервуар с жидким кислородом на второй ступени ракеты.

Перспектива

В SpaceX заявляют, что компания в настоящий момент имеет контракты на более 70 запусков Falcon 9 на ближайшие несколько лет. Их общая сумма не разглашается, но, по оценкам экспертов, может достигать $10 млрд. В перспективе ракета станет выводить в космос пилотируемую версию корабля Dragon v2 , который будет использоваться для доставки экипажей на МКС.

На базе Falcon 9 компания создает сверхтяжелый носитель Falcon Heavy грузоподъемностью около 53 т, его первый запуск планируется провести осенью 2017 года. 

 

В декабре 2008 года NASA подписало с SpaceX контракт об использовании созданных компанией корабля Dragon и ракеты-носителя Falcon 9 для доставки грузов на Международную космическую станцию (МКС), предусматривающий 12 миссий на станцию. На эти цели NASA выделило компании $1,6 млрд (в случае заказа дополнительных полетов предусмотрено увеличение общей суммы контракта до $3,1 млрд). В марте 2015 года NASA приняло решение продлить контракт еще на три полета к МКС (запланированы на 2017 год).

В декабре 2008 года NASA подписало с SpaceX контракт об использовании созданных компанией корабля Dragon и ракеты-носителя Falcon 9 для доставки грузов на МКС, предусматривающий 12 миссий на станцию. На эти цели NASA выделило компании $1,6 млрд (в случае заказа дополнительных полетов предусмотрено увеличение общей суммы контракта до $3,1 млрд). В марте 2015 г. NASA приняло решение продлить контракт еще на три полета к МКС (запланированы на 2017 год).