Ракеты-носители SpaceX

редактировать
Ракеты-носители, разработанные и эксплуатируемые SpaceX Ракеты-носители SpaceX в масштабе - слева направо справа: Falcon 1, Falcon 9 v1.0, Falcon 9 v1.1, Falcon 9 Full Thrust, Falcon 9 Block 5, Falcon Heavy и Falcon Heavy Block 5

SpaceX производит ракеты-носители для оказания услуг поставщика услуг запуска и выполнять его различные исследовательские цели. SpaceX в настоящее время производит и эксплуатирует семейство Falcon 9 Full Thrust из ракет-носителей средней грузоподъемности и семейство Falcon Heavy из тяжелых ракет-носителей - оба работают на двигателях SpaceX Merlin и используют технологии VTVL для повторного использования первой ступени. С 2020 года компания также разрабатывает полностью многоразовую систему запуска Starship, которая заменит Falcon 9 и Falcon Heavy.

Первая ракета-носитель SpaceX, Falcon 1, была первой частной ракетой-носителем на жидком топливе, которая была запущена на орбиту, и использовала SpaceX Merlin и Двигатели Kestrel для его первой и второй ступеней соответственно. Он запускался пять раз с острова Омелек в период с 2006 по 2009 год - варианты Falcon 1e и Falcon 5 планировались, но так и не были разработаны. Falcon 9 v1.0, использующий модернизированные двигатели Merlin на обеих ступенях, был разработан как часть ВВС США Evolved Expendable Launch Vehicle программа НАСА Коммерческие орбитальные транспортные услуги. Впервые он был запущен с мыса Канаверал в 2010 году и позже заменен серией Falcon 9 v1.1 в 2013 году, которая также была запущена с Vandenberg. Варианты Falcon 9 Full Thrust и Falcon Heavy последовали в 2015 и 2018 годах, и оба запускаются с Кеннеди, а также с мысов Канаверал и Ванденберг.

Содержание
  • 1 Номенклатура
  • 2 Текущие ракеты-носители
    • 2.1 Falcon 9 "Full Thrust"
    • 2.2 Falcon Heavy
  • 3 В разработке
    • 3.1 Starship
  • 4 Списан
    • 4.1 Falcon 1
    • 4.2 Falcon 9 v1.0
    • 4.3 Falcon 9 v1.1
    • 4.4 Grasshopper
  • 5 Отменено
    • 5.1 Falcon 1e
    • 5.2 Falcon 5
    • 5.3 Falcon 9 Воздух
  • 6 Конкурентное положение
  • 7 Сравнение
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Внешние ссылки
Номенклатура

Илон Маск, генеральный директор SpaceX, заявил, что Falcon 1, 9 и Heavy названы в честь Millennium Falcon из серии фильмов Звездные войны.

Текущие ракеты-носители

Falcon 9 " Full Thrust "

Капсула Dragon находится на вершине ракеты Falcon 9 перед запуском Demo-1.

Версия Falcon 9" Full Thrust "- это обновленная версия Falcon 9 v1.1. Он был впервые использован 22 декабря 2015 года для запуска ORBCOMM-2 со стартовой площадки SLC-40 на мысе Канаверал.

Первая ступень была модернизирована за счет увеличения емкости жидкого кислорода, загруженной переохлажденным пропеллентом, чтобы обеспечить большую массу топлива в том же объеме бака. Вторая ступень также была расширена для увеличения емкости топливного бака. Эти обновления увеличили мощность предыдущей ракеты на 33%. Было выполнено 5 подвариантов, активен только Falcon 9 Block 5.

По умолчанию первая ступень приземляется и используется повторно, хотя ее можно использовать для увеличения полезной нагрузки.

Falcon Heavy

Falcon Heavy на площадке LC-39A

Falcon Heavy (FH) - это сверхтяжелая космическая ракета-носитель, разработанная и изготовленная SpaceX. Falcon Heavy - это вариант ракеты-носителя Falcon 9, состоящий из трех первых ступеней Falcon 9: усиленного центрального сердечника и двух дополнительных боковых ускорителей. Все три ускорителя предназначены для восстановления и повторного использования, хотя возможны одноразовые полеты для увеличения полезной нагрузки. Боковые ускорители, предназначенные для первого полета Falcon Heavy, были восстановлены из двух предыдущих миссий Falcon 9. SpaceX успешно запустила Falcon Heavy 6 февраля 2018 года, доставив полезную нагрузку, состоящую из личного Tesla Roadster Маска (играет "Life On Mars? ", автор Дэвид Боуи ) на траекторию выхода на орбиту Марса.

В разработке

Starship

SpaceX Starship планируется полностью многоразовым сверхтяжелая ракета-носитель. Транспортное средство разрабатывается SpaceX в качестве самофинансируемого проекта частного космического полета. Первоначально Starship будет тестироваться самостоятельно на суборбитальных высотах, но он будет использоваться для орбитальных запусков с дополнительной ступенью ускорителя, Super Heavy, где Starship будет служить вторым ступень на двухступенчатой ​​орбитальной ракете-носителе . Комбинация космического корабля и ракеты-носителя также называется компанией SpaceX Starship.

Пенсионер

Falcon 1

Первый Falcon 1 на авиабазе Ванденберг. Этот аппарат был удален из VAFB из-за задержек и в конечном итоге запущен с Кваджалейна.

. Falcon 1 - это небольшая, частично многоразовая ракета, способная выводить несколько сотен килограммов на низкую околоземную орбиту. Он также функционировал как испытательный стенд для разработки концепций и компонентов для более крупного Falcon 9. Первые полеты Falcon 1 были запущены с полигона Рейгана правительства США на островном атолле Кваджалейн в Тихом океане, и представлял собой первую попытку запустить наземную ракету на орбиту с этого места.

26 марта 2006 года первый полет Falcon 1 потерпел неудачу всего через несколько секунд после выхода с площадки. из-за разрыва топливопровода. Спустя год 22 марта 2007 года был запущен второй полет, который также закончился неудачей из-за проблемы со стабилизацией вращения, которая автоматически вызвала отключение датчиков двигателя 2-й ступени Merlin. В третьем полете Falcon 1 использовалась новая система рекуперативного охлаждения для первой ступени двигателя Merlin, и разработка двигателя привела к задержке полета почти на 17 месяцев. Новая система охлаждения оказалась главной причиной провала миссии; потому что первая ступень врезалась в колокол двигателя второй ступени на ступени из-за избыточной тяги, создаваемой остаточным топливом, оставшимся от системы охлаждения с более высокой топливной мощностью. 28 сентября 2008 года Falcon 1 удалось выйти на орбиту со своей четвертой попытки, став первой ракетой на жидком топливе, финансируемой из частных источников, которая сделала это. Falcon 1 вывел свой первый и единственный успешный коммерческий груз на орбиту 13 июля 2009 года во время своего пятого запуска. Попыток запуска Falcon 1 не предпринималось с 2009 года, и SpaceX больше не принимает резервы на запуск Falcon 1, чтобы сконцентрировать ресурсы компании на своей более крупной ракете-носителе Falcon 9 и других разработках.

Falcon 9 v1.0

Первая версия ракеты-носителя Falcon 9, Falcon 9 v1.0, была разработана в 2005–2010 гг. И запускалась в впервые в 2010 году. Falcon 9 v1.0 совершил пять полетов в 2010–2013 годах, когда был выведен из эксплуатации.

Falcon 9 v1.1

Ракета SpaceX Falcon 9 с космическим кораблем Dragon взлетает во время демонстрационного полета 1 COTS 8 декабря 2010 г.

8 сентября 2005 г. SpaceX объявила о разработке ракеты Falcon 9 с девятью двигателями Merlin на первой стадии. Конструкция представляет собой машину класса EELV, предназначенную для конкуренции с Delta IV и Atlas V, а также с пусковыми установками других стран. Оба этапа были предназначены для повторного использования. Ракета Falcon 5 аналогичной конструкции также должна была соответствовать Falcon 1 и Falcon 9, но разработка была прекращена, чтобы сосредоточиться на Falcon 9.

Первая версия Falcon 9, Falcon 9 v1.0, был разработан в 2005–2010 годах и совершил пять орбитальных полетов в 2010–2013 годах. Вторая версия системы запуска - Falcon 9 v1.1 - тем временем снята с производства.

Falcon 9 v1.1 был разработан в 2010-2013 годах и совершил свой первый полет в сентябре 2013 года. Falcon 9 v1.1 - это на 60 процентов тяжелее ракета и на 60 процентов больше тяги, чем версия v1.0. Falcon 9. Он включает модернизированные двигатели первой ступени и увеличенные на 60% топливные баки, что делает его более подверженным изгибу во время полета. Сами двигатели модернизированы до более мощных Merlin 1D. Эти улучшения увеличили грузоподъемность с 9000 кг (20 000 фунтов) до 13 150 кг (28 990 фунтов).

Система разделения ступеней была переработана, и количество точек крепления уменьшено с двенадцати до трех, а автомобиль имеет модернизировали авионику и программное обеспечение.

Новую первую ступень также предполагалось использовать в качестве бортовых ускорителей на ракете-носителе Falcon Heavy.

Компания приобрела МакГрегор, штат Техас, испытательные установки на несуществующей Beal Aerospace, где она переоборудовала самый большой испытательный стенд на объектах для испытаний Falcon 9. 22 ноября 2008 года на стенде были испытаны девять двигателей Merlin 1C для Falcon 9, которые развивают тягу в 770 000 фунтов силы (3400 кН), что значительно меньше возможностей стенда, составляющих 3 300 000 фунтов силы (15 000 кН).

Первый аппарат Falcon 9 был установлен на мысе Канаверал 30 декабря 2008 года. НАСА планировало, что полет состоится в январе 2010 года; однако первый полет откладывался несколько раз и состоялся 4 июня 2010 года. В 14:50 EST ракета Falcon 9 успешно вышла на орбиту.

Вторым полетом корабля Falcon 9 стал демонстрационный полет 1 COTS, первый запуск в рамках контракта НАСА Коммерческие орбитальные транспортные услуги (COTS), предназначенный для предоставления «начальный капитал» для разработки новых ускорителей. Первоначальный контракт НАСА предусматривал проведение демонстрационного полета 1 COTS во втором квартале 2008 года; Этот полет несколько раз откладывался, что произошло в 15:43 по Гринвичу 8 декабря 2010 года. Ракета успешно развернула действующий космический корабль Dragon в 15:53 ​​по Гринвичу. Дракон дважды облетел Землю, а затем произвел управляемый входной удар, который попал в цель для приводнения в Тихом океане у побережья Мексики. Первый полет Falcon 9 v1.1 состоялся 29 сентября 2013 года с базы ВВС Ванденберг с несколькими полезными грузами, включая канадский демонстрационный спутник CASSIOPE. Falcon 9 v1.1 имеет растянутую первую и вторую ступени, а также новое восьмиугольное расположение двигателей 9 Merlin-1D на первой ступени (заменяющее квадратную схему двигателей в версии 1.0). SpaceX отмечает, что Falcon 9 v1.1 дешевле в производстве и длиннее, чем v1.0. Он также имеет большую грузоподъемность: 13 150 кг на низкую околоземную орбиту или 4850 кг на геосинхронную переходную орбиту.

Grasshopper

Автомобиль Grasshopper в сентябре 2012 года

Grasshopper был экспериментальным демонстратором технологий, суборбитальная многоразовая ракета-носитель (RLV), ракета вертикального взлета, вертикальной посадки (VTVL). Первый летно-испытательный аппарат VTVL - Grasshopper, построенный на базе танка первой ступени Falcon 9 v1.0 - в период с сентября 2012 года выполнил в общей сложности восемь испытательных полетов. и октябрь 2013 г. Все восемь полетов выполнялись с испытательного центра МакГрегора, штат Техас..

Grasshopper начал летные испытания в сентябре 2012 г. с короткого трехсекундного прыжка. За ним последовал второй прыжок в ноябре 2012 года, который состоял из 8-секундного полета, в ходе которого испытательный стенд поднялся примерно на 5,4 м (18 футов) над землей. Третий полет произошел в декабре 2012 года продолжительностью 29 секунд с длительным зависанием при мощности ракетного двигателя, в ходе которого он поднялся на высоту 40 м (130 футов) перед тем, как спуститься под управлением ракеты, чтобы совершить успешную вертикальную посадку. Grasshopper совершил свой восьмой и последний испытательный полет 7 октября 2013 года, взлетев на высоту 744 м (2441 фут; 0,462 мили), прежде чем совершить восьмую успешную вертикальную посадку. Испытательный автомобиль Grasshopper в настоящее время снят с производства.

Отменен

Falcon 1e

Falcon 1e был предложенной модернизацией SpaceX Falcon 1. Falcon 1e должен был иметь более крупную первую ступень с двигателем с большей тягой, модернизированный двигатель второй ступени, больший обтекатель полезной нагрузки и предназначался для частичного повторного использования. Его первый запуск был запланирован на середину 2011 года, но Falcon 1 и Falcon 1e были сняты с рынка, а SpaceX сослалась на "ограниченный спрос" перед их дебютом. Полезные грузы, которые должны были летать на Falcon 1, должны были перевозиться на Falcon 9 с использованием избыточной вместимости.

Falcon 1e должен был быть на 6,1 м (20 футов) длиннее, чем Falcon 1, общей длиной 27,4 м (90 футов), но с тем же диаметром 1,68 м (5 футов 6 дюймов). Его первая ступень имела сухую массу 2580 кг (5680 фунтов) и оснащалась модернизированным двигателем с насосом Merlin 1C, сжигающим 39000 кг (87000 фунтов) РП-1 и жидкий кислород. Время горения первой стадии составляло около 169 секунд. Вторая ступень имела сухую массу 540 кг (1200 фунтов), а ее двигатель с подпиткой под давлением Kestrel 2 сжигал 4000 кг (8900 фунтов) топлива. Перезагружаемый Kestrel 2 мог гореть в общей сложности до 418 секунд.

Falcon 1e планировал использовать алюминиево-литиевый сплав 2195 на втором этапе, изменение из 2014 Aluminium, использованного на вторых ступенях Falcon 1.

Запуск Falcon 1e должен был производиться с острова Омелек, части атолла Кваджалейн на Маршалловых островах и с мыса Канаверал, однако SpaceX объявила, что они будут рассматривать другие местоположения до тех пор, пока есть «экономическое обоснование для создания запрошенной стартовой площадки». После демонстрационного полета Falcon 1e должен был выполнить серию запусков с космическими кораблями Orbcomm O2G, в общей сложности было запущено восемнадцать спутников, по несколько на ракету. EADS Astrium был запущен. отвечает за маркетинг Falcon 1e в Европе.

Falcon 5

Ранний дизайн Falcon 5

Falcon 5 был предложенным двухступенчатым двигателем на орбите частично многоразовая ракета-носитель, разработанная SpaceX, с тех пор она была отменена в пользу более крупного и мощного Falcon 9.

. Первая ступень Falcon 5 должна была оснащаться пятью двигателями Merlin и верхняя ступень одним двигателем Merlin, оба сжигают RP-1 с окислителем жидким кислородом. Наряду с Falcon 9 это была бы единственная в мире ракета-носитель с первой ступенью, предназначенной для повторного использования.

Falcon 5 был бы первой американской ракетой со времен Saturn V должен иметь полную мощность двигателя, что означает, что при потере одного двигателя он все еще может выполнять требования миссии, сжигая другие четыре двигателя дольше для достижения правильной орбиты. Для сравнения, космический шаттл имел только частичную мощность двигателя, что означало, что он не мог выйти на правильную орбиту за счет более длительного сжигания оставшихся двигателей.

В 2006 году SpaceX заявила, что Falcon 5 был Falcon 9 с четырьмя снятыми двигателями. Поскольку пусковые установки разрабатывались совместно, работа над Falcon 9 была применима и к Falcon 5.

Falcon 9 Air

Falcon 9 Air должен был быть запускаемым с воздуха. многоэтапная ракета-носитель в разработке компанией SpaceX в 2011-2012 гг. Falcon 9 Air должен был быть доставлен на стартовую позицию и на высоту старта на самолете-носителе Stratolaunch Systems , самом большом в мире самолете по размаху крыла. Полезная нагрузка на низкую околоземную орбиту должна была составить 6 100 кг (13 400 фунтов).

Привод ракеты планировалось обеспечить четырьмя ракетными двигателями Merlin 1D , которые также должны были использоваться в Falcon 9 v1. 1 начиная с 2013 года, а также на Falcon Heavy в 2014 году. Первый полет запускаемой с воздуха ракеты Falcon 9 Air условно планировался на 2016 год.

В декабре 2011 года Stratolaunch Systems объявила о заключении контракта со SpaceX на разработку многоступенчатой ​​ракеты-носителя воздушного запуска , производной от технологии Falcon 9, которая называется Falcon. 9 Air в рамках проекта Stratolaunch. Согласно первоначальной задумке ракеты-носителя SpaceX Falcon 9 Air (F9A), Stratolaunch изначально должен был выводить на низкую околоземную орбиту спутники массой до 6 100 кг (13 400 фунтов); и, как только система станет надежной, объявил, что будет исследовать версию, рассчитанную на человека. Система может взлетать с аэродромов длиной не менее 3700 м (12 100 футов), а самолет-носитель F9A предлагался для полета к точке старта на расстоянии до 2200 км (1200 морских миль) от аэродрома и совершать полет при старте. высота 9 100 м (30 000 футов).

Через месяц после первоначального объявления Stratolaunch подтвердил, что первая ступень ракеты-носителя F9A будет иметь только четыре двигателя, а не пять, которые были показаны в видео миссии в декабре, и что это будут двигатели SpaceX Merlin 1D.

Как было объявлено изначально, Stratolaunch Systems был совместным проектом, в который участвовали субподрядчики SpaceX, Scaled Composites и Dynetics при финансировании, предоставленном соучредителем Microsoft Полом Г. Алленом компанией Vulcan по управлению инвестициями и проектами. Stratolaunch намеревалась построить мобильную пусковую систему с тремя основными компонентами: самолет-носитель (концепт самолета был разработан Бертом Рутаном, но самолет будет спроектирован и построен Scaled Composites); многоступенчатая ракета-носитель, которую разработает и построит SpaceX; и система сопряжения и интеграции, позволяющая самолету-носителю безопасно нести и высвобождать ускоритель, будет построена инженерной компанией Dynetics, расположенной в Хантсвилле, Алабама. Вся система будет самым большим самолетом из когда-либо построенных; с первым испытательным полетом самолета-носителя, первоначально запланированным в 2015 году с объектов Scaled Composites в Мохаве, Калифорния, в то время как первый испытательный запуск ракеты не ожидался раньше 2016 года, когда проект только начинался..

По мере развития программы разработки Stratolaunch стало ясно, что Stratolaunch и системный интегратор Dynetics хотели внести изменения в базовую конструкцию ракеты-носителя SpaceX, которые, по мнению SpaceX, не были стратегическими для направления, в котором они развивали компанию. В их число входили запрошенные модификации ракеты-носителя для добавления элементов.

Разработка прекратилась в четвертом квартале 2012 года, когда SpaceX и Stratolaunch «мирно согласились прекратить [свои] договорные отношения, поскольку конструкция ракеты-носителя [Stratolaunch] [имела] значительно отклонились от производного аппарата Falcon, задуманного SpaceX, и не вписываются в долгосрочную стратегическую бизнес-модель [SpaceX] ».

27 ноября 2012 года Stratolaunch объявил о своем партнерстве с Orbital Sciences Corporation - первоначально по контракту на исследование запускаемых с воздуха ракет - вместо SpaceX, что фактически положило конец разработке Falcon 9 Air.

В мае 2013 года Falcon 9 Air был в конечном итоге заменен в плане разработки на Orbital Sciences Pegasus II Ракета воздушного базирования.

Конкурентное положение

Ракеты SpaceX Falcon предлагаются для запуска отрасли по очень конкурентоспособным ценам, что позволяет Spac eX, чтобы создать к концу 2013 года обширную декларацию о более чем 50 запусках, две трети из которых предназначены для коммерческих клиентов, не считая рейсов правительства США.

В индустрии запусков США SpaceX цены на свои продукты намного ниже их конкурентов. Тем не менее, «несколько нелепо, но его главный конкурент в США, United Launch Alliance (ULA), по-прежнему утверждал (в начале 2013 года), что ему требуется большая ежегодная субсидия, которую ни SpaceX, ни Orbital Sciences принимает, чтобы оставаться финансово жизнеспособным, по причине, указанной как отсутствие рыночных возможностей, позицию, которая, кажется, противоречит самому рынку "

SpaceX запустила свой первый спутник на геостационарную орбиту в декабре 2013 года (SES-8 ), а месяц спустя выпустила второй, Thaicom 6, начинает предлагать конкуренцию европейским и российским провайдерам запусков, которые были основными игроками на рынке коммерческих спутников связи в последние годы.

Цены SpaceX подорвали ее основных конкурентов - Ariane 5 и Proton - на этом рынке.

Более того, цены SpaceX на Falcon 9 и Falcon Heavy намного ниже прогнозируемых цен на Ariane 6, ожидается, что он будет доступен в 2020 году, соответственно.

В результате дополнительных требований к миссии для правительственных запусков SpaceX оценивает правительственные миссии США несколько выше, чем аналогичные коммерческих миссий, но отметил, что даже с этими дополнительными услугами, миссии Falcon 9 по контракту с правительством по-прежнему стоят значительно ниже 100 миллионов долларов США (даже с учетом примерно 9 миллионов долларов США в виде специальных сборов за безопасность для некоторых миссий), что является очень конкурентоспособной ценой по сравнению с в соответствии с ценами ULA на правительственные полезные нагрузки того же размера.

Цены ULA для правительства США составляют почти 400 миллионов долларов за текущие запуски полезных нагрузок классов Falcon 9 и Falcon Heavy.

Сравнение
Falcon 1 Falcon 1e Falcon 9 v1.0 Falcon 9 v1.1 Falcon 9 Full Thrust Falcon Heavy
Stage 02 ускорителя с. 9 × Merlin 1D (с небольшими улучшениями)
Этап 11 × Merlin 1C 1 × Merlin 1C9 × Merlin 1C9 × Merlin 1D9 × Merlin 1D (с незначительными улучшениями)9 × Merlin 1D (с небольшими улучшениями)
Этап 21 × Пустельга 1 × Пустельга1 × Вакуум Мерлина 1 × Вакуум Мерлина1 × Вакуум Мерлина 1D (с небольшими улучшениями)1 × Merlin 1D Vacuum (с небольшими улучшениями)
Макс. высота (м)21,326,8354,968,47070
Диаметр (м)1,71,73,63,73,73,7 × 11,6
Начальная тяга (kN )3184544,9005,885
  • 6,804
  • 7,607 (конец 2016 г.)
22,819
Взлетная масса (тонн )27,238,563335065491,421
Внутренний диаметр обтекателя (м)1,51,713,7 или 5,25,25,25,2
полезная нагрузка LEO (kg )5701,01010,45013,15022,800 (расходный материал, с мыса Канаверал)63,800 (расходный материал)
GTO полезная нагрузка (kg )4,5404850
  • 8,300 (расходный материал)
  • 5,300 (многоразовый)
26,700 (расходный материал)
История цен. (млн. долл. США )2006: 6,7. 2007: 6,9. 2008: 7,92007: 8,5. 2008: 9,1. 2010: 10,92005: 27 (обтекатель 3,6 м до НОО). 35 (обтекатель 5,2 м до LEO). 2011: 54–59,52013: 54 - 56,52014: 61,22011: от 80 до 124. 2012: от 83 до 128. 2013: 77,1 (≤6 400 кг для GTO). 135 (>6 400 кг для GTO)
Текущая цена (млн долл. США )62 (≤5 500 кг до GTO)90 (≤8000 кг до GTO)
Коэффициент успеха (успешно / всего)2/55/514/15 (CRS-7 потерян в полете)76/76 (не включая потерю Amos-6 )3/3

Post 2008. Merlin 1A использовался с 2006 по 2007 год.

См. также
  • Космический полет портал
Ссылки
Внешние ссылки
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с ракетами Falcon.
Последняя правка сделана 2021-06-09 01:13:22
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте