Den 22. december fandt en begivenhed sted, der kan gå ind i verdens astronautikkens historie. Det amerikanske firma SpaceX gennemførte endnu en vellykket opsendelse af Falcon 9 -affyringsvognen med en nyttelast i form af flere rumfartøjer, hvorefter dens første etape vendte tilbage til jorden og foretog en regelmæssig landing. For første gang i historien om Falcon -programmet var det således ikke kun muligt at placere en nyttelast i kredsløb, men også med succes at lande den første etape af et affyringsvogn. Det forventes, at dette i fremtiden vil reducere omkostningerne ved at sende gods i kredsløb betydeligt og derved medføre en reel revolution inden for rumfeltet.
Lanceringen af Falcon 9-raketten, modifikation v1.2, fandt sted den 22. december kl. 01:29 GMT fra SLC-40-affyringsrampen på Cape Canaveral cosmodrome. Raketten bar 11 satellitter i Orbcomm-G2-serien. Ifølge rapporter fandt lanceringen sted i normal tilstand. Det første trin bragte raketten til en forudbestemt højde, hvorefter den separerede og vendte tilbage til det tilsvarende sted i kosmodromen. Den anden etape satte derefter nyttelasten i en bane med en højde på 620x640 km. Det skal bemærkes, at vellykkede opsendelser af Falcon 9-missiler med nyttelast, herunder i form af mock-ups, er blevet gennemført siden 2010, men denne gang for første gang var det muligt at udføre en flyvning i henhold til et program, der fuldt ud opfylder projektets indledende krav. Hovedformålet med lanceringen var at returnere det første trin til jorden, hvorefter det forventes at blive brugt til at bygge et nyt affyringsvogn.
140 sekunder efter lanceringen løftede den første etape transportraketten til en højde på cirka 72 km, mens flyvehastigheden nåede 6000 km / t. Herefter blev motorerne i første etape slukket og afbrudt fra resten af rakettenhederne. På flyvningens fjerde minut gik kommandoen til begyndelsen af manøvrering, inden den vendte tilbage til jorden. Tre motorer leverede et trin til at overføre til den ønskede bane. I flyvningens niende minut begyndte etapen at komme ind i atmosfærens tætte lag, hvorefter bremsning ved hjælp af motorer startede. Umiddelbart før landing startede motorerne igen i bremsetilstand, mens landingsstøtterne blev frigivet. Efter 9 minutter 44 sekunder efter opsendelsen landede første etape af affyringsvognen med succes på landingspladsen nr. 1 på cosmodrome ved Cape Canaveral.
Forberedelse af lanceringen af Falcon 9 v1.2 lanceringsvogn, 21. december
Husk, at Falcon 9 v1.2 lanceringskøretøj er den nyeste ændring af familien, som adskiller sig fra sine forgængere i en række innovationer. Projektets hovedmål var at sikre returnering af den brugte første etape, når nyttelasten blev lanceret i alle baner. Ændringerne påvirkede designet og kapaciteten af brændstoftanke, kraftelementerne i den første etape blev styrket osv. Stigningen i ydeevne har ført til en stigning i raketens størrelse og vægt. Dens lanceringsmasse steg til 541,3 tons, og dens længde steg til 70 m. Nyttelastmassen forblev den samme.
Den vigtigste innovation i Volume 1.2 -projektet var brugen af moderniserede Merlin 1D -motorer, der adskiller sig fra deres forgængere med øget tryk. Det er bemærkelsesværdigt, at denne version af motorerne udvikler det fulde tryk, designet tillader. I tilfælde af tidligere motorer var der en bevidst trykbegrænsning. I den nye konfiguration leverer ni første-trins motorer 6806 kN fremdrift ved havets overflade, mens en enkelt anden-trins motor leverer omkring 930 kN fremdrift. Ved at ændre fremdriften blev driftstiden for de første trin motorer reduceret til 162 s, den maksimale driftstid for anden trin motor var 397 s.
I løbet af de sidste år har SpaceX arbejdet på algoritmerne for retur og landing i første etape. I første omgang blev der udført simulerede landinger på vand, hvorefter det blev muligt at starte fuldgyldige test med landing på landsteder eller særlige havfartøjer. En række opsendelser, der tillod nyttelasten at blive sat i kredsløb, endte ikke med en vellykket landing: de første etaper af affyringsvognene blev regelmæssigt beskadiget eller ødelagt. Først den 22. december 2015 var det muligt at foretage opbremsning, nedstigning og landing uden problemer. Genindførselsfasen gennemførte alle de nødvendige manøvrer med succes og foretog en blød landing på det tildelte sted.
Falcon 9 -raketudviklingsfirmaet er henrykt over sin succes. Den nylige lancering endte med en vellykket gennemførelse af alle de opstillede opgaver og bekræfter den grundlæggende mulighed for at gennemføre de eksisterende planer. SpaceX har til hensigt ikke kun at oprette et projekt, men også at starte den fulde drift af et nyt affyringsvogn. For ganske lang tid siden talte udviklerfirmaets specialister om fordelene ved den foreslåede raketarkitektur og fordelene ved den genoprettelige første etape. Ved at vende tilbage til jorden den første etape, udstyret med ni temmelig komplekse og dyre motorer fra Merlin -familien, er det planlagt at reducere omkostningerne ved opsendelse af raketter dramatisk og derved reducere omkostningerne ved at levere gods til kredsløb.
SpaceX studerer nu angiveligt den genoprettede første etape. Resultatet af denne undersøgelse bør være en vurdering af enhedernes ydeevne og bestemmelsen af muligheden for deres genbrug. Yderligere vil det derfor være nødvendigt at foretage endnu en opsendelse, som vil hjælpe med at bevise muligheden for at genbruge en allerede fløjet scene. Den nøjagtige tidspunkt for genlanceringen er endnu ikke specificeret. Den næste opsendelse af Falcon 9 -raketten er planlagt til januar næste år, men om den vil bruge den allerede testede første etape, er stadig uvist.
Udviklingsselskabet hævder, at brugen af genanvendelige første faser vil opnå en betydelig reduktion i opstartsomkostninger. Muligheden for sådant arbejde er endnu ikke blevet bekræftet af test, men projektets forfattere er optimistiske med hensyn til fremtiden. Desuden er den omtrentlige opsendelsesplan for Falcon 9 -raketter med en eller anden nyttelast bestemt til de næste par år. Samtidig med praktiske lanceringer vil der blive gennemført forskellige undersøgelser med det formål at nå de opstillede mål.
Raketopskydning, 22. december (21. december lokal tid)
Som du kan se, er det stadig langt fra starten på en fuldgyldig drift af affyringsbiler med genanvendelige første etaper. Ikke desto mindre er det første virkelige skridt mod at nå dette mål allerede taget. Det er svært at sige, hvor lang tid hele processen med at mestre nye teknologier vil tage. Sandsynligvis vil der blive opnået reelle resultater ved udgangen af dette årti. I den nærmeste fremtid kan der således ske en reel revolution inden for astronautikken.
Falcon 9 v1.2 lanceringskøretøj har foreløbig kun delvist løst opgaven: kun en vellykket lancering er afsluttet med returnering og normal landing af første etape. Ikke desto mindre, i betragtning af udviklings- og implementeringstempoet for projektet, er det allerede nødvendigt at lave prognoser for fremtiden og forsøge at forudsige, hvilke resultater fremkomsten af et fuldt funktionelt genanvendeligt raketsystem vil have for verdens kosmonautik. Det kan antages, at færdiggørelsen af Falcon 9 -projektet også kan påvirke det russiske rumprogram, som er et af de førende i verden.
I den nuværende konfiguration er Falcon 9-lanceringskøretøjet i stand til at lancere en nyttelast på op til 13, 15 tons i en lav referencebane. For en geo-overførselsbane er denne parameter 4,85 tons. Således, hvad angår grundlæggende parametre, de nyeste udenlandske affyringsbiler er ikke ringere end de eksisterende russiske. systemer af en lignende klasse eller endda bedre end dem. I betragtning af den lovede reduktion i lanceringsomkostninger kan Falcon 9-projektet udgøre en trussel mod fremtiden for Soyuz-2-missilfamilien og lette versioner af Angara.
Således vil de vigtigste russiske affyringsbiler, herunder de nyeste, i en overskuelig fremtid være i stand til at fastholde deres positioner på markedet for opsendelse af rumfartøjer i kredsløb med forskellige parametre. I tilfælde af et mere fjernt perspektiv kan situationen se værre ud. Med de eksisterende egenskaber og muligheden for at reducere omkostningerne ved lanceringer er Falcon 9 -raketten i den nuværende eller nye version i stand til at vinde en vis markedsandel tilbage og skubbe både russiske og udenlandske modparter ud. Det er ganske muligt, at mængden af opsendelser af sådanne missiler på et bestemt tidspunkt kun vil blive begrænset af udviklervirksomhedens produktionskapacitet.
Ikke desto mindre er den russiske kosmonautik ganske i stand til at bevare nogle af de udviklede markedssektorer samt øge sin tilstedeværelse i dem. På nuværende tidspunkt har vores land en tungbærerraket "Proton-M", som er i stand til at levere op til 23 tons gods til LEO og omkring 6, 75 tons ved GPO. Derudover udvikles et nyt projekt "Angara-A5". En lovende raket vil kunne løfte mindst 24 tons til en lav referencebane og 5,4 tons til en geo -transfer bane. - op til 12 tons.
SpaceX, parallelt med arbejdet på det mellemstore Falcon 9 -affyringsbil, designer et tungt Falcon Heavy -system med øget ydeevne. Det hævdes, at denne raket vil være i stand til at levere omkring 53 tons last til en lav referencebane og op til 21,2 tons til en geo-transfer. Udviklingen af Falcon Heavy -projektet blev annonceret i 2011, og den første lancering var oprindeligt planlagt til den 13.. I fremtiden blev timingen for den første lancering samt omkostningerne gentagne gange justeret. I øjeblikket er den første lancering planlagt til maj 2016. Lanceringen af 6, 4 tons i en geo-overførselsbane anslås til 90 millioner amerikanske dollars.
I projektet med en tung raket formodes det at bruge udviklingen på Falcon 9, nemlig at de strukturelle elementer vendte tilbage til jorden. Det er på grund af dette, at det foreslås at reducere omkostningerne ved lancering og sætte forskellige laster i bestemte baner.
Inden for rammerne af Falcon Heavy -projektet er det planlagt at oprette et affyringsvogn med unikke høje egenskaber, men indtil videre er det kun hensigter, der ikke understøttes af praktiske resultater. Den første prototype af en lovende raket vil tage fart tidligst i slutningen af foråret næste år, hvorefter det vil tage noget tid at udarbejde forskellige elementer i projektet. Som følge heraf er tidspunktet for den faktiske modtagelse af de deklarerede maksimumskarakteristika endnu ikke fastlagt. Desuden kan de væsentligt skifte til højre på grund af problemer på et eller andet tidspunkt forbundet med behovet for at returnere nogle af raketmodulerne.
Det kan antages, at Falcon -programmets fremtidsudsigter, implementeret af SpaceX, ikke ser helt entydige ud, men generelt positive. Den eksisterende mellemklasse Falcon 9-raket leverer allerede med succes last til kredsløb, selvom det ikke er særlig vellykket med at returnere den brugte første etape til jorden. Af de mange flyvninger i programmet, som denne procedure blev leveret til, var det kun én, der lykkedes. Om det vil være muligt at gentage denne succes i en overskuelig fremtid, er endnu ikke helt klart. Ikke desto mindre kan vi allerede tale om fremkomsten af et nyt konkurrencedygtigt lanceringskøretøj, som kan presse andre systemer ud og indtage sin plads på markedet.
Første etape landing efter flyvning
Hvad angår Falcon Heavy -projektet, er dets udsigter stadig vage. Hvis de eksisterende planer opfyldes, er dette system virkelig i stand til at vinde en betydelig markedsandel og tage ordrer fra rumorganisationer i andre lande. Imidlertid er udviklingen af dette projekt endnu ikke afsluttet, og tilsyneladende står hun over for visse vanskeligheder. Som følge heraf er lanceringsdatoer for en sådan raket gentagne gange blevet forskudt, og yderligere arbejde vil blive kompliceret både af designfunktionerne i det tunge affyringsvogn og af kravene til returnering af enhederne med efterfølgende genbrug.
Hvad angår udsigterne for den indenlandske rumindustri i lyset af SpaceX 'resultater, kan situationen på dette område være forbundet med visse problemer. En lovende konkurrent er dukket op på rumgodsmarkedet, som er ganske i stand til at vinde en betydelig andel af kunder inden for sektoren for lette og mellemstore rumfartøjer. Desuden har denne konkurrent til hensigt at få en plads i den tunge sektor, som den udvikler en tilsvarende raket til.
Heldigvis for indenlandske og udenlandske virksomheder i rumindustrien, i kampen om markedet, bliver SpaceX nødt til at møde mange konkurrenter over for anerkendte markedsledere fra Rusland, USA og Europa. Derfor er kampen for markedet sandsynligvis ikke enkel, og det vil gælde for både mellemstore og tunge sektorer. Derudover skal det ikke glemmes, at ikke alle større problemer er løst, hvorfor Falcon -programmet endnu ikke har de planlagte fordele i forhold til sine konkurrenter.
På trods af alle spørgsmål om markedsopdeling må det dog indrømmes, at den nylige lancering faktisk er en skelsættende begivenhed i verdens astronautikkens historie. Det viser, at private virksomheder i rumindustrien virkelig ikke kun er i stand til at bygge nyt udstyr, men også til at løse nogle spørgsmål foran de anerkendte ledere i denne sag, såsom offentlige instanser og andre strukturer. Den 22. december lykkedes det et privat firma ikke kun at sætte lasten i kredsløb, men også at sikre returnering af første etape af affyringsvognen til landingspladen. Selvom raketens og markedets fremtidsudsigter stadig kan være genstand for kontroverser, ville næppe nogen være uenige i, at en ny æra begynder i rumindustriens historie.
