Американская ракета Falcon 9: характеристики и фото

28 июня 2015 г. в 17:21 (время московское) на космодроме на мысе Канаверал потерпел неудачу очередной пуск ракеты-носителя "Фалкон 9". Ракета Falcon 9 была подготовлена частной компанией США SpaceX, основателем которой является Илон Маск.

"Фалкон" и НАСА

НАСА еще в 2008 году подписало контракт с компанией на то, чтобы осуществить запуск ракеты-носителя "Фалкон 9" и космического корабля Dragon. Сама идея производства такого типа ракеты-носителя продиктована тем, что последовала серия неудачных запусков Space Shuttle. А сам Илон Маск планирует уменьшить расходы на космические полеты в 10 раз. Однако и этот проект на тот момент оценивался в сумму в 1,6 млрд долларов.

Неудавшийся запуск ракеты сорвал ряд задач, которые ставило перед собой НАСА, кроме вывода к МКС корабля Space Shuttle. Ракета Falcon 9 несла 1,8 т грузов.

Основная задача, которую планировали выполнить этим запуском, состояла в том, чтобы пополнить запасы питания для членов МКС. Кроме этого, ракета несла также и состыковочный блок International Docking Adaptor (IDA), разработанный компанией Boeing. Этот стыковочный узел весом 526 кг должен был облегчить пристыковку корабля Dragon к МКС. Для этих же целей Dragon пытался доставить и скафандр для выхода в космос. Несомненно, потеря таких важных компонентов отрицательно скажется на графике научных работ на борту МКС.

Но и это еще не все! Взрыв ракеты Falcon 9 уничтожил 8 спутников Flock 1f, произведенных по заказу Planet Labs. Причем каждый из них нес по три аппарата CubeSat, которые должны были вести наблюдение за Землей в оптическом режиме.

Falcon 9: характеристики

Конструкция ракеты разработана таким образом, что на каждой ступени установлены приборы авионики и бортовые компьютеры, которые призваны контролировать все параметры полета.

Вся авионика, используемая на борту ракеты, произведена компанией SpaceX. Также, в дополнение к собственной навигационной системе, для повышения точности вывода на орбиту используется оборудование GPS.

Кроме того, на каждый двигатель установлен собственный котроллер, который постоянно следит за всеми параметрами работы двигателя. И каждый контроллер снабжен тремя процессорными блоками для повышения надежности системы.

Ракета Falcon 9 двухступенчатая, и данная версия прошла две модификации:

• версия 9 v1.0;
• версия 9 v1.1.

Отличие второй версии от первой в том, что на нее установлен более усовершенствованный двигатель. И также различают их по расположению двигателей в нижней ступени.

И хотя в обеих версиях двигатели работают на керосине с окислителем из жидкого кислорода, но ракета Falcon 9 v1.1 выводит в космос уже 4,85 т полезного груза, в то время как штатовская ракета "Фалкон 9" v1.0 - всего 3,4 т.

При этом длина версии 1.1 – 68,4 метра при стартовой массе 506 тонн.

Чтобы понять эти параметры - российская ракета "Протон-М" короче на 10 метров (58,2 м), стартовая масса больше – 705 тонн. Но "Протон-М" выводит на орбиту 6,74 тонны полезного груза.

По заявлению НАСА, себестоимость запуска Falcon 9 составляет 60 млн долларов, в то время как у "Протона-М" этот показатель на 30 млн долларов больше.

Так что с первой ступенью?

Ракета Falcon 9 запускается НАСА с двух пусковых площадок. Они располагаются одна во Флориде, вторая в Калифорнии. Также ведутся работы по разворачиванию еще двух пусковых площадок.

Компанией SpaceX постоянно, начиная с 2013 года, проводятся работы по созданию технологии по многоразовому использованию компонентов Falcon 9 v1.1. Первая попытка сохранить Falcon 9 состоялась в январе 2015 года. По расчетам ступень должна была приземлиться в районе плавучей платформы. Но непогода на море не позволила подобрать ступень ракеты.

И на сегодняшний день эти усилия не увенчались успехом. Ни один из произведенных пусков не подвел компанию к тому, чтобы сохранить ступень.

Мнение экспертов

Хотя СМИ и сообщают о том, что последний успешный пуск Falcon 9 (в декабре 2015 г.) позволил сохранить нижнюю ступень ракеты, но эксперты сомневаются в дальнейшем использовании первой ступени. Специалисты считают, что, учитывая температуру разогрева корпуса ракеты как при старте, так и при спуске, после ее прохождения через атмосферу остается крайне мало шансов на повторное применение этого элемента ракеты.

Но и это еще не все. Для многоразового использования необходимы дополнительные элементы - это и посадочные стойки, и необходимый запас топлива. А это, в свою очередь, уменьшает полезную нагрузку до 30%.

Надежная ракета?

С 2010 по 2013 г. было произведено пять пусков, из которых четыре – полностью штатный режим.

Но запуск Falcon 9 в октябре 2012 года был признан экспертами как "частично успешный". Тогда ракета "Фалкон 9" впервые направила на МКС оборудование на грузовике Dragon. Но при выводе спутника Orbcomm-G2 на геостационарную орбиту произошел сбой, в результате спутник был выведен на более низкую орбиту, чем было запланировано.

Итог этой "частично успешной операции" плачевен. Orbcomm-G2 пробыл на орбите недолго и 12 октября того же года сгорел без следа в атмосфере Земли.

В этом отношении интересно, как SpaceX объяснили неудачу. По оценкам экспертов, произошел обрыв части обшивки с обтекателя у двигателя первой ступени.

Причины катастрофы

Не добавил авторитета и взрыв ракеты Falcon 9 в июне 2015 г. Она пробыла в полете недолго - 2 минуты 19 секунд. Как только ракета вышла на гиперзвуковой режим, произошел взрыв, и спустя 8 секунд Falcon 9 развалился на части. НАСА совместно с компанией SpaceX приступило к расследованию причин катастрофы.

Руководитель компании SpaceX выдвинул свою версию. По его теории, авария произошла в результате избыточного давления в баках с окислителем на разгонном блоке. Это случилось в то время, когда первая ступень еще не отделилась.

Другие аварии

Конечно, аварии в космической отрасли - не такая уж и редкость. Так, только в США в текущем году было три происшествия (с учетом катастрофы, которую потерпела ракета-носитель Falcon 9).

В октябре 2014 года, после старта с космодрома на острове Уоллопс, произошел взрыв частной ракеты-носителя Antares. Ожидалось, что он выведет на орбиту к МКС грузовик Cygnus (оба производятся компанией Orbital Sciences).

Также в 2014 году потерпел крушение еще один корабль SpaceShipTwo. Предполагалось, что на нем будут выполняться суборбитальные туристические полеты. И компанией-разработчиком Virgin Galactic до сих пор предпринимаются попытки для устранения причин крушения.

Первый старт ракеты-носителя "Протон-М" состоялся 7 апреля 2001 года. Тогда ракета с разгонным блоком "Бриз-М" успешно вывела на орбиту спутник "Экран-М". На эту ракету установили улучшенную версию системы управления, что позволило улучшить отработку ракетного топлива на основе гептила, которое, как известно, является ядовитым веществом как для человека, так и для окружающей среды. Также новая система позволила увеличить массу полезного груза, выводимого на орбиту.

С тех пор прошло 90 стартов "Протона-М", но только 80 из них были полностью штатными. Основная причина нештатных ситуаций вызвана неполадками в разгонном блоке.

Несомненно, такая статистика не является успешным показателем для ракет с такой богатой историей. В любом случае взрыв ракеты Falcon 9 поможет лучше изучить ее неисправности и учесть их при следующем запуске.

Что дальше?

На настоящий момент доставить грузы на МКС в состоянии:

• российский "Прогресс";
• японский HTV;
• Dragon;
• Cygnus.

Большие надежды НАСА возлагает на Dragon как на аппарат, который в состоянии возвратить груз с МКС на Землю. Контракт с этой компанией был продлен до 2017 года, и запланировано еще 15 стартов.

В последний раз ракета-носитель Falcon 9 с транспортником Dragon успешно выполнила свою задачу 22 декабря 2015 г.

В НАСА не сомневаются, что авария с Falcon 9 никоим образом не помешает созданию пилотируемых космических кораблей. В рамках этой программы компания SpaceX намерена провести запуск тяжеловесной ракеты Falcon Heavy. Этот запуск способен составить конкуренцию и российскому "Протону", и европейскому Ariane 5.

Авария, которую потерпела американская ракета Falcon 9, еще раз показала, что никто не застрахован от катастрофы при исследовании космоса.