Joulukuun 22. päivänä järjestettiin tapahtuma, joka saattaa mennä maailman astronautian historiaan. Amerikkalainen yhtiö SpaceX käynnisti Falcon 9 -kantorakettin onnistuneen laukaisun hyötykuormalla useiden avaruusalusten muodossa, minkä jälkeen sen ensimmäinen vaihe palasi maan päälle ja laskeutui säännöllisesti. Siten ensimmäistä kertaa Falcon -ohjelman historiassa oli mahdollista paitsi asettaa hyötykuorma kiertoradalle, myös laskeutua onnistuneesti kantoraketin ensimmäiseen vaiheeseen. Tämän odotetaan tulevaisuudessa vähentävän merkittävästi rahdin laskemisesta kiertoradalle aiheutuvia kustannuksia ja siten saavan aikaan todellisen vallankumouksen avaruusalalla.
Falcon 9 -raketin laukaisu, muutos v1.2, tapahtui 22. joulukuuta kello 01.29 GMT Cape Canaveralin kosmodromin SLC-40-laukaisualustalta. Raketti kuljetti 11 Orbcomm-G2-sarjan satelliittia. Raporttien mukaan laukaisu tapahtui normaalitilassa. Ensimmäinen vaihe toi raketin ennalta määrätylle korkeudelle, minkä jälkeen se erosi ja palasi kosmodromin vastaavaan paikkaan. Toisessa vaiheessa siirrettiin hyötykuorma kiertoradalle, jonka korkeus oli 620x640 km. On huomattava, että Falcon 9 -ohjuksia, joissa on hyötykuorma, on onnistuttu laukaisemaan, mukaan lukien mallit, vuodesta 2010 lähtien, mutta tällä kertaa ensimmäistä kertaa oli mahdollista suorittaa lento sellaisen ohjelman mukaisesti, joka täyttää hankkeen alkuperäiset vaatimukset. Laukaisun päätarkoitus oli palauttaa ensimmäinen vaihe maahan, minkä jälkeen sen odotetaan käyttävän uuden kantoraketin rakentamiseen.
140 sekuntia laukaisun jälkeen ensimmäinen vaihe nosti kantoraketin noin 72 km: n korkeuteen, kun taas lentonopeus nousi 6000 km / h. Tämän jälkeen ensimmäisen vaiheen moottorit sammutettiin ja irrotettiin muista rakettiyksiköistä. Lennon neljännellä minuutilla komento siirtyi ohjauksen alkuun ennen paluuta maahan. Kolme moottoria tarjosi portaan käännöksen halutulle liikeradalle. Lennon yhdeksännellä minuutilla vaihe alkoi tunkeutua ilmakehän tiheisiin kerroksiin, minkä jälkeen jarrutus moottorien avulla alkoi. Välittömästi ennen laskeutumista moottorit käynnistyivät jälleen jarrutustilassa, kun laskeutumistukit vapautettiin. 9 minuutin 44 sekunnin kuluttua laukaisusta kantoraketin ensimmäinen vaihe laskeutui onnistuneesti Canaveral -niemen kosmodromin laskeutumispaikalle nro 1.
Kantoraketin Falcon 9 v1.2 esikäynnistys, 21. joulukuuta
Muista, että Falcon 9 v1.2 -kantoraketti on perheen uusin muunnelma, joka eroaa edeltäjistään useilla innovaatioilla. Hankkeen päätavoitteena oli varmistaa, että käytetty ensimmäinen vaihe palautetaan, kun hyötykuorma lasketaan mille tahansa kiertoradalle. Muutokset vaikuttivat polttoainesäiliöiden rakenteeseen ja kapasiteettiin, ensimmäisen vaiheen tehoelementtejä vahvistettiin jne. Suorituskyvyn kasvu on johtanut raketin koon ja painon kasvuun. Sen laukaisumassa nousi 541,3 tonniin ja pituus 70 metriin. Hyötykuorma pysyi samana.
Volume 1.2 -projektin tärkein innovaatio oli modernisoitujen Merlin 1D -moottoreiden käyttö, jotka eroavat edeltäjistään lisääntyneellä työntövoimalla. On huomionarvoista, että tämä moottoriversio kehittää suunnittelun salliman täyden työntövoiman. Edellisissä moottoreissa oli tarkoituksellinen työntövoiman rajoitus. Uudessa kokoonpanossa yhdeksän ensimmäisen vaiheen moottoria tuottaa 6806 kN työntövoimaa merenpinnan tasolla, kun taas yksi toisen vaiheen moottori tuottaa noin 930 kN työntövoimaa. Kun työntövoimaa muutettiin, ensimmäisen vaiheen moottoreiden toiminta -aika lyhennettiin 162 sekuntiin, toisen vaiheen moottorin enimmäiskäyttöaika oli 397 sekuntia.
Viime vuosina SpaceX on työskennellyt ensimmäisen vaiheen palautus- ja laskeutumisalgoritmien parissa. Aluksi tehtiin simuloituja laskeutumisia veteen, minkä jälkeen oli mahdollista aloittaa täysimittaiset testit laskeutumalla maa-alueille tai erityisille merialuksille. Useat laukaisut, joiden avulla hyötykuorma saatettiin kiertoradalle, eivät päättyneet onnistuneeseen laskeutumiseen: kantorakettien ensimmäiset vaiheet vaurioituivat tai tuhoutuivat säännöllisesti. Vain 22. joulukuuta 2015 oli mahdollista suorittaa jarrutus, lasku ja lasku ilman ongelmia. Paluuvaihe suoritti onnistuneesti kaikki tarvittavat liikkeet ja teki pehmeän laskeutumisen osoitetulle paikalle.
Falcon 9 -rakettikehitysyhtiö on iloinen menestyksestään. Äskettäinen lanseeraus päättyi kaikkien asetettujen tehtävien onnistuneeseen suorittamiseen, ja se vahvistaa perustavanlaatuisen mahdollisuuden toteuttaa olemassa olevat suunnitelmat. SpaceX aikoo paitsi luoda projektin myös aloittaa uuden kantoraketin täyden toiminnan. Aika kauan sitten kehittäjäyrityksen asiantuntijat puhuivat ehdotetun rakettiarkkitehtuurin eduista ja palautettavan ensimmäisen vaiheen eduista. Palatessaan maahan ensimmäinen vaihe, joka on varustettu yhdeksällä melko monimutkaisella ja kalliilla Merlin -perheen moottorilla, aiotaan alentaa dramaattisesti rakettien laukaisukustannuksia ja siten alentaa rahdin toimittamista kiertoradalle.
SpaceX tutkii nyt palautettua ensimmäistä vaihetta. Tämän tutkimuksen tuloksena tulisi arvioida yksiköiden suorituskykyä ja määrittää niiden uudelleenkäyttömahdollisuus. Lisäksi on tarpeen suorittaa toinen laukaisu, joka auttaa osoittamaan mahdollisuuden käyttää uudelleen jo lentänyttä vaihetta. Uudelleenkäynnistyksen tarkkaa ajankohtaa ei ole vielä määritetty. Seuraavan Falcon 9 -raketin laukaisun on määrä tapahtua ensi vuoden tammikuussa, mutta ei tiedetä, käytetäänkö se jo testattua ensimmäistä vaihetta.
Kehitysyhtiö väittää, että uudelleenkäytettävien ensimmäisten vaiheiden käyttö vähentää merkittävästi käynnistyskustannuksia. Tällaisen työn mahdollisuutta ei ole vielä vahvistettu testeillä, mutta hankkeen tekijät ovat optimistisia tulevaisuuden suhteen. Lisäksi Falcon 9 -rakettien likimääräinen laukaisuaikataulu yhdellä tai toisella hyötykuormalla on määritetty lähivuosiksi. Samanaikaisesti käytännön lanseerausten kanssa tehdään erilaisia tutkimuksia asetettujen tavoitteiden saavuttamiseksi.
Rakettien laukaisu, 22. joulukuuta (21. joulukuuta paikallista aikaa)
Kuten näette, se on vielä kaukana uudelleenkäytettävien ensimmäisten vaiheiden kantorakettien täysimittaisen toiminnan alkamisesta. Ensimmäinen todellinen askel tämän tavoitteen saavuttamiseksi on kuitenkin jo otettu. On vaikea sanoa, kuinka kauan koko uuden teknologian hallitseminen kestää. Todelliset tulokset saavutetaan todennäköisesti tämän vuosikymmenen loppuun mennessä. Niinpä lähitulevaisuudessa astronautiassa voi tapahtua todellinen vallankumous.
Kantoraketti Falcon 9 v1.2 on toistaiseksi ratkaissut tehtävän vain osittain: vain yksi onnistunut laukaisu on suoritettu ensimmäisen vaiheen paluun ja tavanomaisen laskeutumisen yhteydessä. Ottaen kuitenkin huomioon projektin kehitys- ja toteutusnopeuden, on jo tarpeen tehdä ennusteita tulevaisuudelle ja yrittää ennustaa, mitä tuloksia täysin toimivan uudelleenkäytettävän rakettijärjestelmän syntymisellä on maailman kosmonautialle. Voidaan olettaa, että Falcon 9 -projektin valmistuminen voi vaikuttaa myös Venäjän avaruusohjelmaan, joka on yksi maailman johtavista.
Nykyisessä kokoonpanossa Falcon 9 -kantoraketti pystyy laukaisemaan jopa 13, 15 tonnin painoisen hyötykuorman matalalle vertailuradalle. Maantieteellisellä siirtokierroksella tämä parametri on 4,85 tonnia. uusimmat ulkomaiset kantoraketit eivät ole huonompia kuin nykyiset venäläiset, saman luokan järjestelmät tai jopa parempia. Kun otetaan huomioon luvatut käynnistyskustannusten vähennykset, Falcon 9 -hanke voi olla uhka Sojuz-2-ohjusperheen ja Angaran kevyiden versioiden tulevaisuudelle.
Näin ollen lähitulevaisuudessa tärkeimmät venäläiset kantoraketit, uusimmat mukaan lukien, pystyvät säilyttämään asemansa markkinoilla, joilla avaruusalukset lasketaan eri parametrien kiertoradalle. Etäisemmän näkökulman tapauksessa tilanne voi näyttää pahemmalta. Nykyisillä ominaisuuksilla ja mahdollisuudella alentaa laukaisukustannuksia Falcon 9 -raketti nykyisessä tai uudessa versiossa voi voittaa tietyn markkinaosuuden ja työntää pois sekä venäläiset että ulkomaiset vastapuolet. On täysin mahdollista, että tietyssä vaiheessa tällaisten ohjusten laukaisumäärää rajoittavat vain kehittäjäyrityksen tuotantokapasiteetit.
Siitä huolimatta venäläinen kosmonautia kykenee säilyttämään osan kehittyneistä markkinasektoreista ja lisäämään läsnäoloaan niillä. Tällä hetkellä maassamme on raskas kantoraketti "Proton-M", joka pystyy toimittamaan jopa 23 tonnia rahtia LEO: lle ja noin 6, 75 tonnia GPO: ssa. Lisäksi kehitetään uutta projektia "Angara-A5". Lupaava raketti pystyy nostamaan vähintään 24 tonnia matalalle vertailurata -alueelle ja 5,4 tonnia geo -siirtoradalle. - jopa 12 tonnia.
SpaceX suunnittelee keskikokoisen Falcon 9 -kantorakettityön rinnalla raskaan Falcon Heavy -järjestelmän, joka parantaa suorituskykyä. Väitetään, että tämä raketti pystyy toimittamaan noin 53 tonnia rahtia matalalle vertailurata-alueelle ja jopa 21,2 tonnia maantieteelliselle siirrolle. Falcon Heavy -projektin kehittämisestä ilmoitettiin vuonna 2011, ja ensimmäinen lanseeraus oli alun perin suunniteltu 13. Tulevaisuudessa ensimmäisen lanseerauksen ajoitusta ja kustannuksia muutettiin toistuvasti. Tällä hetkellä ensimmäinen lanseeraus on suunniteltu toukokuussa 2016. 6, 4 tonnin laukaisu geo-siirtokiertoradalle on arviolta 90 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria.
Raskaan raketin projektissa sen on tarkoitus käyttää Falcon 9: n kehitystä, nimittäin maahan palautettuja rakenneosia. Tästä syystä ehdotetaan erilaisten lastien laskemisesta ja asettamisesta tietyille kiertoradoille aiheutuvia kustannuksia.
Falcon Heavy -projektin puitteissa on tarkoitus luoda kantorakettia, jolla on ainutlaatuiset ominaisuudet, mutta toistaiseksi nämä ovat vain aikomuksia, joita käytännön tulokset eivät tue. Lupaavan raketin ensimmäinen prototyyppi lähtee lentoon aikaisintaan ensi vuoden kevään lopussa, minkä jälkeen projektin eri osien selvittäminen vie jonkin aikaa. Tämän seurauksena ilmoitettujen enimmäisominaisuuksien tosiasiallisen vastaanottamisen ajoitusta ei ole vielä määritetty. Lisäksi ne voivat siirtyä merkittävästi oikealle, jos jossain vaiheessa ilmenee ongelmia, jotka liittyvät tarpeeseen palauttaa joitain rakettimoduuleja.
Voidaan olettaa, että SpaceX: n toteuttaman Falcon -ohjelman tulevaisuudennäkymät eivät näytä täysin yksiselitteisiltä, vaan yleensä myönteisiltä. Nykyinen keskitason Falcon 9 -raketti toimittaa jo onnistuneesti rahtia kiertoradalle, vaikka se ei ole kovin onnistunut palauttamaan käytettyä ensimmäistä vaihetta maahan. Niistä useista lennoista, joiden ohjelmassa tämä menettely toimitettiin, vain yksi onnistui. Vielä ei ole täysin selvää, onko tämä menestys mahdollista toistaa lähitulevaisuudessa. Siitä huolimatta voimme jo puhua uuden kilpailukykyisen kantoraketin syntymisestä, joka voi puristaa muita järjestelmiä ja ottaa paikkansa markkinoilla.
Ensimmäinen vaihe laskeutuminen lennon jälkeen
Mitä tulee Falcon Heavy -hankkeeseen, sen näkymät ovat edelleen epämääräiset. Jos nykyiset suunnitelmat toteutuvat, tämä järjestelmä voi todella voittaa merkittävän markkinaosuuden ja ottaa vastaan tilauksia muiden maiden avaruusjärjestöiltä. Tämän hankkeen kehittäminen ei kuitenkaan ole vielä päättynyt, ja ilmeisesti hänellä on tiettyjä vaikeuksia. Tämän seurauksena tällaisen raketin laukaisupäiviä on siirretty toistuvasti, ja jatkotyötä vaikeuttavat sekä raskaan kantoraketin suunnitteluominaisuudet että yksiköiden palauttamisvaatimukset myöhempää uudelleenkäyttöä varten.
Mitä tulee kotimaisen avaruusalan näkymiin SpaceX: n saavutusten valossa, tämän alan tilanne voi liittyä tiettyihin ongelmiin. Avaruusrahtimarkkinoille on noussut lupaava kilpailija, joka kykenee voittamaan huomattavan osan asiakkaista kevyiden ja keskipainoisten avaruusalusten alalla. Lisäksi tämä kilpailija aikoo saada paikan raskaalla alalla, jolle se kehittää vastaavaa rakettia.
Onneksi kotimaisille ja ulkomaisille avaruusalan yrityksille, taistelussa markkinoista, SpaceX joutuu kohtaamaan monia kilpailijoita Venäjän, Yhdysvaltojen ja Euroopan tunnustettujen markkinajohtajien edessä. Siksi taistelu markkinoista ei todennäköisesti ole yksinkertaista, ja tämä koskee sekä keski- että raskaita aloja. Lisäksi ei pidä unohtaa, että kaikkia suuria ongelmia ei ole ratkaistu, minkä vuoksi Falcon -ohjelmalla ei ole vielä suunniteltuja etuja kilpailijoihinsa nähden.
Kaikista markkinoiden jakautumista koskevista kysymyksistä huolimatta on kuitenkin myönnettävä, että äskettäinen lanseeraus on todellakin merkittävä tapahtuma maailman astronautian historiassa. Se osoittaa, että yksityiset avaruusalan yritykset kykenevät paitsi rakentamaan uusia laitteita, myös ratkaisemaan joitain ongelmia edellä tunnustettujen johtajien, kuten valtion virastojen ja muiden rakenteiden, edellä. Joulukuun 22. päivänä yksityinen yritys onnistui paitsi asettamaan rahdin kiertoradalle, myös varmistamaan, että kantoraketin ensimmäisen vaiheen paluu laskeutumispaikalle. Vaikka rakettityön ja markkinoiden tulevaisuudennäkymät voivat edelleen olla kiistanalaisia, tuskin kukaan olisi eri mieltä siitä, että avaruusalan historiassa on alkamassa uusi aikakausi.
