SpaceX Falcon-9 rakett: ülevaade, funktsioonid ja startide loend

Sisukord:

SpaceX Falcon-9 rakett: ülevaade, funktsioonid ja startide loend
SpaceX Falcon-9 rakett: ülevaade, funktsioonid ja startide loend
Anonim

Avades 2002. aastal lennundusagentuuri, seadis Ameerika ettevõtja Elon Musk talle üsna ambitsioonikad eesmärgid. Ta nentis, et peagi muutub maaväline ruum kättesaadavaks mitte ainult riiklikele sõjaväe- ja kosmosekorporatsioonidele, vaid ka tavaturistidele.

Privaatne või avalik?

Rohkem kui 15-aastase SpaceX-i tegevuse jooksul on Musk suutnud ära teha suure osa sellest, mis tema loomise alguses välja kuulutati. Ilmunud on uus põlvkond SpaceX Falcon 9 rakette, mis on võimelised Maale naasta ja ei põle tihedates atmosfäärikihtides. Oli võimalik kindlaks teha, et turistid võivad potentsiaalselt Maa orbiiti külastada. See ei pruugi olla kõrge, vaid 100 tuhat kilomeetrit ja se alt vaadelda meie planeeti vaid neli minutit, kuid see on ka eraettevõtluse suur võit. Kuid vähesed inimesed usuvad, et SpaceX on üksikfondidel tegutsev ettevõte. Isegi USA-s pole ammu teavet agentuuri Muski pideva rahastamise kohta NASA eelarvest.uudised. Lisaks rahale, mida ettevõtja korporatsioon saab tema projektide jaoks piisavas summas, on tal juurdepääs kõikidele NASA salajastele arendustele.

Elon Musk
Elon Musk

Hoolimata paljudest ebaõnnestunud katsetest kanderaketi SpaceX Falcon 9 abil, mille stardiloendites on 2018. aasta alguses umbes 50 kuupäeva, osutusid neist vaid mõned tõeliselt ebaõnnestunud. Kuid põhiülesanne - esimese etapi ja seejärel kosmosevallutusaparaadi muude võtmeelementide korduvkasutamine - õnnestus Elon Muski inseneridel saavutada. Nende tegelikke õnnestumisi nähes ei tasu imestada, et eraettevõtja saab oma arendusteks miljardeid eelarveraha. Sellegipoolest on Falcon 9 lennud paigutatud eranditult eralendudena.

Prooviversioon – vahelduva eduga

Esialgu plaanis Musk 2018. aastaks luua seadme, mis oleks võimeline sõitma kosmoses nagu takso. Kuid enne SpaceX Falcon 9 loomist möödus nende eesmärkide elluviimiseks kavandatud ajast palju rohkem. Selle perekonna esmaklassilised raketid Falcon 1 olid juba 2009. aastaks võimelised lasti madalale Maa orbiidile saatma, kuid teenisid nende loojat. ainult reklaammaterjalina, mis tõendab ruumi olemasolu eraarendajatele.

Esimesed Falcon 1 stardid tehti neli aastat pärast SpaceXi asutamist. Neid ei saa klassifitseerida edukaks, kuna on põhjendamatult kõrged varustuskulud ja kolm järjestikust katastroofi koos rakettide täieliku kadumisega. Suured investorid oma ideedele ka Muskmeelitada ei õnnestunud. Kulus veel paar aastat, enne kui SpaceX eduk alt käivitas Falcon 9 võimendi. Kuid see, mis tegi selle võimalikuks, oli suuresti tänu mitmele edukale Falcon 1 startimisele 2008. aastal, mil võimendi suutis kasuliku koorma ettenähtud orbiidile toimetada. Muski enda sõnul tulnuks ta tol korral uuesti läbikukkumise korral tavapärase rahapuuduse tõttu kõrgetasemelistest ambitsioonikatest projektidest loobuda. Majandusnäitajate poolest osutus tema idee läbikukkumiseks, kuid selle mainekomponent kogu maailmas saatis tohutult edu. Musk ei oskaks oma vaimusünnituse jaoks paremat reklaami soovida.

Samm testitud

2013. aastaks oli ettevõtte varustus nii palju paranenud, et SpaceX saatis välja Falcon 9 raketi lootuses päästa tulevaste lendude esimene etapp. Lõpuks sai Musk asuda ellu viima oma põhiülesannet – korduvkasutatava aparaadi leiutamist. 13. septembril lasti Vandenbergi õhuväebaasist välja Falconi perekonna kanderaketi uus modifikatsioon. Sellel olev Merlin 1D mootor aitas mitu satelliiti LEO-le (madal võrdlusorbiidile) saata. Kokku toimetas seade sel päeval kosmosesse ligi 13 tonni kaupa. Esimese etapi käivitamise ja lahtiühendamise ajal viidi läbi selle Maale naasmise katse. Kuid grandioosne Grasshopperi projekt, mis pidi olema edukaim alates korporatsiooni SpaceX loomisest, kukkus läbi.

öine raketi start
öine raketi start

Arvutuste ebatäpsuste ja esimese etapi ootamatu pöörlemise tõttu pidurdusperioodi jooksul on etteannekütust paakidest läks katkendlikult, mis viis esimese etapi hävimiseni ja teise plaanitud katsest loobumiseni. Esialgse plaani kohaselt pidi ta täitma kosmoseaparaadi mitme mootorikäivitusega kõrgematele orbiitidele saatmise missiooni. Kuna esimese etapi ebaõnnestumine osutus arendajatele täiesti ootamatuks, kartsid nad otsustada teise etapi edasise testimise kasuks. Operatsiooni ebaõnnestumise põhjus tehti aga kindlaks. See oli kütuse külmutamine. 2013. aastal viidi Falcon 9 välja kokku kolm, millest üks oli seotud satelliidi viimisega geotransferorbiidile.

Esimene etapp naaseb

Selleks, et mõista, miks oli Elon Muski jaoks nii oluline saavutada esimese sammu säilimine, on selle idee kasuks paar plussi. Esiteks on palju odavam kasutada sama mootorit korduv alt kui enne iga käivitamist uus paigaldada. See on nagu auto omanik enne järgmist sõitu mootorit vahetama. Kulud on muidugi mõõtmatud, kuid näide on rohkem kui illustreeriv. Teiseks, isegi kolossaalse remondi korral on mootor ikkagi odavam kui uus, seega, ehkki mõnevõrra kahjustatud kujul, kuid selle tagastamine võib kaasa tuua kogu projekti maksumuse vähenemise. Kuid Musk on endiselt ärimees. Ja kolmandaks saaks säästetud raha eest korraldada uusi käivitamisi. Seetõttu pani ta suuri lootusi raketile SpaceX Falcon 9, mis oli juba mitme tõsise ülesandega hakkama saanud.

pritsimisplatvorm Falcon 9
pritsimisplatvorm Falcon 9

Esiteksedukas operatsioon esimese etapi tagastamiseks viidi läbi 2014. aastal. Kokku lasti sel perioodil kuus kanderaketti. Kõik Canaverali neeme stardiplatvormilt. Neist kolmes, mis toodeti 18. aprillil, 14. juulil ja 21. septembril, plaaniti läbi viia toimingud esimese etapi tagastamiseks. Kahjuks ei õnnestunud pritsmeala ebasoodsate ilmastikuolude ja projekteerijate ebatäpsete valearvestuste tõttu esimesi etappe päästa. Nad kõik uppusid. Kuid lennu telemeetria näitas, et kõik kolm katset olid edukad ja etapid langesid etteantud ruutudes.

Läbimurre 2015

Kuid tõeline triumf, mida Musk koges 2015. aastal. Ja asi pole selles, et selle 12 kuu jooksul on ta suutnud sooritada juba seitse lendu ja kaks esimese etapi naasmise katsest neljast lõppesid soods alt. Üks 11. veebruaril startinud SpaceX Falcon 9 rakettidest suutis viia kosmoseaparaadi Lagrange'i punkti väljaspool maakera orbiiti. Projekti partneriteks said kolm Ameerika riigikorporatsiooni: NASA, NOAA ja USAF. Viimane tagas operatsiooni radaripaigaldise abil. Just tema ebaõnnestumiste tõttu lükati raketi start mitu korda edasi, kuid lõpuks viidi see siiski läbi ja väga eduk alt.

Esimeste etappide kaotamine kõigi seitsme stardi puhul sellise olulise läbimurde taustal ei varjutanud ka SpaceX-i loojat. Ta mõistis, et lähitulevikus saavad nad selleks määratud väljakutele täpsema maandumise läbi viia ja nad saavad mitte ainult säästa, vaid ka taaskasutada. Lõppude lõpuks, üks kordkorraga osutusid katsed nende maandumisel edukamaks. Üks 2015. aasta lendudest oli aga Elon Muski korporatsioonile hukatuslik. 139 sekundi pärast plahvatas rakett SpaceX Falcon 9 ja koos sellega ka Dragon kosmoselaev. Järgnevates uuringutes oli võimalik kindlaks teha, et kanduri hävimise põhjused olid teise etapi talitlushäired. Sellegipoolest ei löönud ebaõnnestumine ettevõtjat maha ja juba sama aasta detsembris viis ta Falcon 9 järjekordse starti, saates nende orbiidile 11 satelliiti. Pealegi läks esimene etapp pärast remonti maandudes Canaverali neemel, kust see alguse sai.

Kliendid valivad Falcon 9

Aastaks 2016 taotles Elon Musk mitte ainult Ameerika Ühendriikide osariigi korporatsioonide, vaid ka teiste osariikide toetust. Selleks ajaks viis ta lisaks Ameerika Ühendriikide orbiidile ka Lõuna-Korea, Itaalia, Prantsusmaa ja Türkmenistani satelliite. Enamik neist viidi läbi NASA patrooni all. Nii oli ka Dragoni kosmoselaeva lendudega rahvusvahelisse kosmosejaama 2012. aastal. SpaceX Falcon 9 raketi esimene start tehti 22. mail teise ja kolmanda kombineeritud missiooni COTS Demo Flight programmi raames. Kosmoselaeval õnnestus ISS-ile läheneda kümne meetri kaugusele ja dokkida. Kuuendal päeval läks Dragon tagasilennule ja sulistas 31. mail Vaikses ookeanis California ranniku lähedal.

satelliitide orbiidile saatmine
satelliitide orbiidile saatmine

Draakoni teine lend ISS-ile ei olnud nii edukas: teist etappi ei olnud võimalik uuesti käivitada jaOrbcomm-G2 satelliidi testmudel kaldus kaks päeva pärast kanderaketti starti orbiidilt ja põles atmosfääris ära. See SpaceX Falcon 9 start Cape Canaveral Launch Pad SLC-40 juurest toimus 8. oktoobril 2012. aastal. Seda juhtis ka NASA. Kuni 2016. aastani oli see SpaceX-i rakettide peamine katsepaik, kuni üks neist hävitas selle plahvatuses.

Katastroof stardiplatvormil

See juhtus 1. septembril 2016. Kaks päeva enne kavandatud kanderaketti SpaceX Falcon 9 starti, mille pardal oli telekommunikatsioonisatelliit Amos-6, oli vaja teha proovipõletus. Paagi vedela hapnikuga täitmisel toimus teise etapi piirkonnas võimas plahvatus ja sellele järgnenud tulekahju.

Ekspertidel õnnestus kindlaks teha, et kokkusurutud heeliumi silindrite konfiguratsiooni muutus viis tragöödiani. Paakide siseseinte alumiiniumkihtides tekkisid läbipainded, mis olid väliselt kaetud süsinikkiuga. Ja neisse, sisemise ja välimise kihi vahele, kogunes vedel hapnik, mis hiljem süttis. Vahetult enne raketi starti muudeti seadmete moderniseerimiseks silindrite konfiguratsiooni, kuid korralikku katset ei tehtud. Edasiste kaatrite puhul otsustati naasta end tõestanud disainiga tankide juurde.

Falcon 9 kanderaketi plahvatus
Falcon 9 kanderaketi plahvatus

Pärast seda ebaõnnestumist ei käivitanud Musk 2016. aastal enam SpaceX Falcon 9. Selle tragöödia pe altnägijate jutud näitavad, et katastroof on muutunud erakosmoseettevõtte looja ja praeguseks kõige kahjumlikuma ettevõtte peamiseks pettumuseks.kogu oma ajaloo jooksul. Ta otsustas järgmise käivitamise kasuks 2017. aasta jaanuaris.

18 algab. Neist kõik olid edukad

Caneverali neemel asuv SLC-40 stardiplatvorm on olnud pikka aega kasutusest väljas. Falcon 9 rakettide kaatrid viidi Vandenbehi baasi ja Kennedy keskuse alale. Alates esimesest 14. jaanuarist on eduk alt orbiidile viidud kümme uue põlvkonna Iridiumi satelliiti. See start oli Elon Muskile pärast septembrikuist katastroofi paljuski lohutuseks. Kogu kandevõime oli ligi 10 tonni. Esimene etapp õnnestus eduk alt sõita Just Read the Instructions ujuvplatvormile. Seetõttu sai hiljem SpaceX Falcon 9 start koos Iridium 4 Launchiga (omamoodi satelliittelefonisüsteemid, mille järele hakkas nõudlus kasvama ja tellimuste arv kasvas) suuresti võimalikuks tänu 2017. aasta alguses toimunud edukatele startidele.

Sel aastal on SpaceX Corporation sooritanud 18 starti ja ükski neist pole toonud kaasa olulisi kahjusid. Esimesed etapid pöördusid tagasi kas statsionaarse maandumistsooni kohtadesse või ujuvplatvormidele. Satelliidid saadeti eduk alt orbiidile. Oli võimalik taaskasutada Dragon kosmoselaeva survestatud laskumiskapslit, käivitada Boeing X-37B kosmoselaev, laiendada klientide geograafiat ja palju muud. Kõik need õnnestumised andsid käegakatsutava hüvitise Canaverali neeme katastroofi rahalise kahju eest. Ja loomulikult tõi S paceX Falcon 9 käivitamine Iridium NEXT satelliitidega äriedu.

Secret Zuma

Lisaks kõigile ülalnimetatud Ilona korporatsiooni kahtlemata kordaminekuteleEraldada võib veel üht maski, mida on täheldatud viimase kolme aasta jooksul. Ajavahemik kanderakettide startide vahel vähenes märgatav alt. Mõnikord möödus Falcon 9 käivitamise vahel vaid paar päeva. Korporatsiooni töötajate plussiks on ka asjaolu, et üsna sageli saadeti kosmosesse järgmised raketid samast kohast. Nagu ka SpaceX Falcon 9 stardi puhul Kennedy keskuse saidilt 3. ja 23. juunil 2017. Ja kaks päeva hiljem kasutati Vandenbe baasi saiti uuesti.

Zuma salajane last
Zuma salajane last

Taas kavatses Elon Musk 2017. aasta novembris huvitatud kogukonda üllatada. Kuid salastatud lastiga raketi, koodnimega Zuma, start lükati edasi 2018. aasta jaanuarisse. Selle kuu 8. kuupäeval lasti müstilise seadmega eduk alt välja rakett ühele USA valitsuskliendile, kelle nime pole meedial seni õnnestunud välja selgitada. Peagi aga tuli teade, et salajast satelliiti pole ikka veel võimalik orbiidile viia. Zuma viibis endiselt SpacexFalcon 9 pardal ja see pole Muski korporatsioonis sugugi peidetud, kuid nad eelistavad mitte kasutada üksikasjalikke kommentaare, kuna lendu lastud objekti ülim alt salajane ülesanne on.

Lootused ja tegelikkus

Mingit olulist läbimurret ettevõtte edasiarendamisel salajasest missioonist SpaceXis pole oodata. Kaatrid toimuvad vastav alt eelnev alt kavandatud ajakavale. 2018. aastal ja järgnevatel perioodidel on kavas mitukümmend Falcon 9 käivitamist, ekspertide ülevaated ja ülevaated on ühes asjas ühel meelel:peamine missioon - leiutada korduvkasutatav kanderakett, muuta ruum kättesaadavamaks - Musk täitis, kuid ta ei koloniseerinud kunagi Marsi, ta ei saavutanud ühe stardi tootmise kulude olulist vähenemist. 2010. aastal oma ettevõtte loomisega kavatses ta 2018. aastaks saavutada palju rohkem.

Falcon 9 kanderakett
Falcon 9 kanderakett

Võib-olla avab Zuma SpaceX Falcon 9 kosmosesse start lähitulevikus erakosmoseagentuurile uusi väljavaateid, sest salaobjekti tootja nimi – Northrop Grumman Corporation – räägib enda eest. Siiski võib Muskile suuremat edu tuua uue põlvkonna kanderaketi Falcon Heavy loomise projekt. Tänapäeval on see suurim kõigist kunagi loodud ja kuulub raskeklassi kategooriasse. Selle võimsus on võimeline toimetama kosmosesse palju rohkem lasti, vähendades ühe lennu maksumust kümneid kordi ja säästes startide arvu. Lisaks on plaanis seda korduv alt kasutada.

Soovitan: