8 мая в США состоится дебютный запуск коммерческой ракеты-носителя "Фэлкон-9".
"Фэлкон-9" (Falcon 9) – многоразовая двухступенчатая ракета-носитель семейства Falcon. Разработана частной калифорнийской компанией SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation), основанной миллиардером Элоном Маском, заработавшем свое состояние на продаже созданной им платежной системы PayPal.
Компания ведет разработку космических систем с начала 1990-х гг. В деле освоения космоса SpaceX помогали перешедшие из NASA, Boeing и Lockheed Martin специалисты. При этом в их распоряжении оказались готовые образцы двигателей для лунной программы NASA 1960-1970-х гг. Для силовой установки ракеты-носителя за основу был взят старый проверенный ракетный двигатель от посадочной лунной ступени.
Работы по созданию ракеты ведутся в рамках программы NASA Commercial Orbital Space Transportation Services (COTS), победителем которой SpaceX стала в августе 2006 г.
Согласно договору, заключенному 23 декабря 2008 г. между NASA и SpaceX, частная компания обязуется совершить 12 грузовых рейсов на Международную космическую станцию (МКС) в период с 2010 по 2015 гг.
SpaceX должна доставить герметичные или негерметичные грузы на МКС и обратно на Землю. Груз может включать полезные нагрузки – разработки NASA или ее партнеров, требующие герметичные или негерметичные условия. SpaceX обеспечит необходимые условия эксплуатации, испытание аппаратных средств и программного обеспечения, специфические элементы интеграции груза с возвращаемой капсулой Dragon.
Компания SpaceX намерена выпустить как минимум две разновидности капсул – первая будет предназначена для доставки астронавтов (до 7 человек), вторая – для доставки грузов, причем первая должна быть многоразовой.
Dragon похож на космические корабли Apollo и Orion. Коническая обитаемая капсула дополнена негерметичным приборным отсеком цилиндрической формы, который отделяется перед спуском в атмосферу. Откидной обтекатель на вершине конуса скрывает стыковочный узел.
Планируется, что аппарат не будет самостоятельно пристыковываться к космической станции. Вместо этого он будет подлетать к ней достаточно близко, после чего будет цепляться манипулятором.
Предлагаются различные конфигурации ракеты-носителя с массой доставляемой полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО) в диапазоне 9,9-27,5 т и на геопереходную орбиту (ГПО) в диапазоне 4,9-12,0 т. Цена вывода спутника для заказчика составит от 44 млн долларов на низкую орбиту до 49,5 млн долларов на геостационарную орбиту при массе более трех тонн.
Перед грузовыми полетами по договору SpaceX обязуется выполнить три демонстрационных запуска. Стоимость контракта составляет 1,6 млрд долларов.
Разработанная ракета "Фэлкон-9" имеет длину 54,9 м, диаметр 3,6 м, а стартовую массу – 332,8 т. Ракета должна развивать на старте тягу в 4,94 МН (меганьютонов).
Обе ступени ракеты "Фэлкон-9" используют один и тот же двигатель Merlin 1C (собственная разработка SpaceX). Всего в ракета-носителе установлено 10 двигателей (9 на первой ступени и 1 на второй).
Первая ступень оснащена кластерной двигательной установкой из работающих параллельно 9 (3х3) двигателей Merlin 1C с единой топливной системой.
Девять двигателей дают ей важное преимущество – надежность. Со времени программы Apollo и обслуживавшей ее ракеты Saturn это первая конструкция, в которой реализована концепция подстраховки на случай отказа двигателя: даже если откажут несколько двигателей, ракета все равно сумеет добраться до орбиты.
На второй ступени ставится один двигатель Merlin, модифицированный для работы в вакууме.
Двигатель Merlin 1C отличается простой конструкцией и умеренной стоимостью. Он является жидкотопливным – работает на керосине высокой очистки марки RP‑1 (топливо) и жидком кислороде (окислитель). В камере сгорания единственная форсунка – в этом отличие от более сложных двигателей, где топливо и окислитель смешиваются одновременно в нескольких зонах камеры сгорания.
В конструкции двигателя был применен ряд оригинальных решений. К примеру: в двигателе турбонасосный агрегат "поставляет" керосин под давлением не только в камеру сгорания, но и в трубки гидравлической системы, управляющей качанием двигателя (вектором тяги), что устраняет необходимость в отдельном гидравлическом приводе.
Двигатель Merlin 1C был уже отработан на младшей ракете фирмы Falcon 1, которая в конце сентября 2008 года успешно вышла на околоземную орбиту.
Планируется, что Falcon 9 будет полностью многоразового использования. Для обеих ступеней предусмотрена возможность повторного использования.
Компания Airborne Systems разработала систему мягкой посадки для транспортного модуля Dragon, а также для спасаемых первой и второй ступеней тяжелой ракеты-носителя Falcon 9. В основе системы – парашюты Ringsail.
Первая ступень ракеты после отделения должна спускаться на парашютах в акваторию Тихого океана, где ее будет подбирать специальное судно. Топливные баки обеих ступеней имеют одинаковую конструкцию, отличаясь лишь длиной.
Запуск ракеты предполагается осуществлять с авиабазы ВВС на флоридском мысе Канаверал, где расположен и космодром НАСА. Для этого построен специальный стартовый комплекс на площадке 40 – Space Launch Complex 40 (SLC 40).
В ноябре 2008 г. американская компания SpaceX сообщила об успешном наземном испытании первой ступени своей кислородно-керосиновой ракеты-носителя Falcon 9.
15 марта 2010 г. инженеры запустили все девять двигателей Merlin на 3,5 секунды. Тест проходил на космодроме во Флориде. Проверка двигателей первой ступени Falcon 9 прошла успешно. Первый тест, проведенный 10 марта, оказался неудачным. Специалисты остановили обратный отсчет за две секунды до намеченного времени пуска.
Компания "SpaceX" планировала произвести запуск своей ракеты-носителя Falcon 9 с космическим кораблем Dragon с мыса Канаверал 11 мая 2010 г.
Первоначально планировалось отправить в космос Falcon 9 12 апреля 2010 г., однако инженеры запросили дополнительное время для проверки надежности системы самоуничтожения ракеты на случай непредвиденного отклонения от курса при запуске.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
