Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Falcon Heavy, спочатку знана як Falcon 9 Heavy (укр. Сокіл 9 Важкий) — ракета-носій частково багаторазового використання, що розробляється і виготовляється американською компанією SpaceX. Обидві ступені ракети використовують рідкий кисень і гас RP-1, на двигунах розроблених SpaceX, Merlin 1D+. Заплановано багато різних варіантів завантаження корисним вантажем до 64 тонни, які можна буде вивести на низьку орбіту Землі,[1], 19 тонн на геостаціонарну орбіту,[2] 16 тонн на траєкторію до Місяця і 14 тонн на траєкторію до Марса[3], що відносить Falcon Heavy до класу надважких підйомників[4].
 | ||||||
| Призначення | Орбітальна ракета-носій | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Виробник | SpaceX | |||||
| Країна | США | |||||
| вартість запуску () | $90 млн.-$135 млн. | |||||
| Розміри | ||||||
| Висота | 70 м | |||||
| Діаметр | 3.66 м | |||||
| Маса | 1420788 кг | |||||
| Ступенів | 2+ | |||||
| Вантаж | ||||||
| Вантаж на НОО |
63800 кг | |||||
| Вантаж на Геоперехідну орбіту |
26700 кг | |||||
| Вантаж на Марс |
16800 кг | |||||
| Вантаж на Плутон |
3500 кг | |||||
| Споріднені ракети | ||||||
| Історія запусків | ||||||
| Статус | експлуатується | |||||
| Космодроми |
Космічний центр імені Кеннеді, LC-39; Стартовий комплекс SpaceX | |||||
| Всього запусків | 9 | |||||
| Успішних | 9 | |||||
| Невдалих | 0 | |||||
| Частково невдалих | 0 | |||||
| Перший запуск |
6 лютого 2018 Відео з камер у авто | |||||
| Останній запуск | 25 червня 2019 | |||||
| Перший триядерний ступінь | ||||||
| Двигуни | 27 Merlin 1D+ | |||||
| Тяга |
| |||||
| Питомий імпульс |
| |||||
| Тривалість горіння | 162 с | |||||
| Паливо | надохолоджені Гас RP-1/Рідкий кисень | |||||
| Другий ступінь | ||||||
| Двигуни | 1 Merlin 1D+ Vacuum | |||||
| Тяга | 934 кН | |||||
| Питомий імпульс | 348 с | |||||
| Тривалість горіння | 397 с | |||||
| Паливо | надохолоджені Гас RP-1/Рідкий кисень | |||||
Запуск неодноразово відкладався. 6 лютого 2018 відбувся перший політ Falcon Heavy, корисним вантажем, під час якого була власна Tesla Roadster Ілона Маска. Її було відправлено на еліптичну геліоцентричну орбіту, що перетинає орбіту Марса[5][6]. «Червона машина для червоної планети», — написав він[7]. Запуск відбувся з 39 майданчика космодрому на мисі Канаверал (штат Флорида), США.
Концепція ракети-носія «Falcon Heavy» бере початок у середині 2010-х. Компанія SpaceX оприлюднила план щодо цієї ракети під час конференції у Вашингтоні у квітні 2011 року, було оголошено, що тестовий політ очікується у 2013 році[8]. Ряд факторів відклав перший політ ракети до 2017 року, включаючи дві аномалії з ракетою-носієм Falcon 9, що потребували уваги інженерів для аналізу аварії, це відклало запуск на багато місяців. Інтеграція і структурні проблеми з компонуванням трьох ракет Falcon 9 в одне ціле, виявилась складніше, ніж передбачалось[9]. У липні 2017 року Ілон Маск зазначив публічно, що «сконструювати Falcon Heavy виявилось складніше, ніж ми думали…Насправді, ми були досить наївні щодо цього.»[10] На грудень 2017 рік, тестовий політ ракети призначений на січень 2018 року[11].
Ілон Маск вперше згадав Falcon Heavy у вересні 2005 року[12]. Були розглянуті різні варіанти з використанням ракети Falcon 5, проте єдиним рентабельним варіантом виявився 9- двигунний перший ступінь ракети Falcon 9. Подальші дослідження можливостей цієї ракети призвели до концепту ракети Falcon Heavy.
Оскільки конструкція Falcon Heavy базувалась на ракеті Falcon 9 і її двигунах, перший політ Falcon Heavy залежав від розробки ракети Falcon 9.
У 2008 році SpaceX планувала здійснити перший запуск Falcon 9 у 2009 році і «Falcon 9 Heavy заплановано створити через кілька років.» На конференції Mars Society Conference, Ілон Маск також зазначив, що верхній ступінь на водневому паливі буде створений через 2-3 роки[13]. Falcon Heavy розробляється за приватні кошти. Державні кошти для розробки ракети не залучались[14].
У квітні 2011 році можливості і продуктивність Falcon 9 стали значно краще, SpaceX здійснила два успішних демонстраційних запуски на ННО, один з яких протестував повторне включення двигунів другого ступеня. На прес-конференції у Вашингтоні, яка відбулась 5 квітня 2011 року, Ілон Маск зазначив, що Falcon Heavy «матиме змогу підіймати найбільший корисний вантаж в історії, окрім ракет Сатурн-5 і Енергія»[15].
У 2015 році SpaceX анонсувала значні зміни в конструкції ракети, які робляться паралельно з модернізацією ракети Falcon 9 v1.1[16].
У 2011 році з очікуваним попитом обох варіантів, SpaceX анонсувала плани з розширення виробничих можливостей «обсяги виробництва збільшаться до виготовлення першого ступеня ракети Falcon 9 і прискорювача для Falcon Heavy кожен тиждень і верхнього ступеня кожні два тижні»[15]. У грудні 2016 року SpaceX опублікувала фото одного з елементів ракети[17].
У 2013 році новий тестовий майданчик був збудований у Макгрегорі, Техас, для тестування 27 двигунів ракети Falcon Heavy[18]. На травень 2017 року, SpaceX здійснила перший статичний вогневий тест польотного варіанту Falcon Heavy на тестовому майданчику у Макгрегорі[19][20]. На вересень 2017 року три перших ступені ракети успішно пройшли статичні вогневі тести на наземному стенді[21]. У липні 2017 року, Ілон Маск зазначив, що «практично неможливо здійснити тестування ракети на наземних стендах», необхідно спочатку здійснити тестові польоти[10].
 Зовнішні відеофайли | |
|---|---|
 |
 Анімація польоту (2015) на YouTube |
|
Анімація польоту (2018) на YouTube |
| Зовнішні відеофайли | |
|---|---|
|
Вебкаст дебютного запуску на YouTube |
|
Трансляція з відеокамер на автомобілі на YouTube |
У квітні 2011 року Ілон Маск оголосив про перший політ Falcon Heavy з бази Ванденберг із Західного узбережжя США у 2013 році[15][22]. SpaceX оновила пусковий майданчик Launch Complex 4E для запуску ракет Falcon 9 та Heavy. Перший запуск був запланований з бази ПС США на мисі Канаверал у 2013—2014 роках[23].
На вересень 2015 року аварія SpaceX CRS-7 у червні затримала початок польотів Falcon Heavy до квітня/травня 2016 року,[24] проте, у лютому 2016 року запуски були знову зміщені на кінець 2016 року. Запуск було заплановано з відремонтованого пускового майданчика LC-39A[25][26]. У серпні 2016 року демонстраційний політ був перенесений на початок 2017 року[27], потім на літо 2017[28], пізніше — на кінець 2017 року[29] і на січень 2018 року[30]. Наступні місії були зрушені вперед.
Другий демонстраційний політ запланований на 2018 рік з корисним навантаженням STP-2 для ПС США[31] Місії на ГПО для Intelsat та Inmarsat, які були заплановані на кінець 2017 року, були запущені модифікованою ракетою — Falcon 9 Full Thrust[32][33]. Перша комерційна місія на ГПО запланована на 2018 рік для супутника — Arabsat[34].
На липневій конференції у Вашингтоні Ілон Маск зазначив «існують реальні шанси того, що ракета не досягне орбіти» і «я сподіваюсь, що це відбудеться на достатній відстані, щоб не пошкодити пусковий майданчик». Я буду вважати це вже перемогою, якщо чесно"[10]. Маск зазначив, що інтеграція трьох перших ступенів Falcon 9 виявилась значно складнішою, ніж очікувалось[9][10].
У грудні 2017 року Ілон Маск написав у Твіттері, що під час першого польоту Heavy в якості КВ виступить його власний Tesla Roadster, який буде відправлено у напрямку орбіти Марса[5]. Він опублікував світлини через кілька днів[35]. 28 грудня 2017 року, Falcon Heavy була переміщена на стартовий майданчик для тестових прожигів 27 двигунів, що очікуються 6 січня[36].
24 січня 2018 року компанія SpaceX здійснила успішне вогневе випробування новітньої ракети-носія Falcon Heavy[37].
Запуск здійснено 6 лютого 2018 року. Через 2 хв. 33 сек. після старту два бічні прискорювачі від'єдналися від основної ракети та за декілька хвилин синхронно приземлилися біля місця запуску — до Космічного центру імені Кеннеді на посадкові майданчики 1 і 2 (LZ-1 і LZ-2), розташовані за 300 м один від одного. Центральне ядро від'єдналося через 3 хв. 4 сек. польоту. Воно повинно було приземлитися на плавучу платформу в Атлантичному океані. Проте, внаслідок нестачі спеціального палива для запалювання, спрацював лише один із трьох двигунів, необхідних для посадки, і ступінь упав в океан на швидкості близько 483 км на годину у ста метрах від платформи[38]. Невдовзі після цього обтікач КВ від'єднався, і подальший політ продовжили другий ступінь ракети із електромобілем.
Через 6 год. польоту по навколоземній орбіті третім увімкненням двигуна другого ступеня Tesla Roadster Ілона Маска була спрямована до орбіти Марса[39][40].
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
Falcon Heavy схожа за конструкцією на Falcon 9, однак має два додаткові бокові прискорювачі, приєднані до першого ступеня, що діють як рідинні підсилювачі,[41] що концептуально схоже на конструкцію американської ракети-носія Delta IV Heavy або ж російської Ангара. Falcon Heavy більш ємна ніж будь-яка інша ракета-носій, що використовується сьогодні, вона зможе виводити 53 тонни корисного вантажу на низьку опорну орбіту[22]. Ракета була розроблена, щоб задовольнити всі можливі вимоги і класифікації. Межі структурної безпеки будуть на 40 % важчими вантажу польоту, що більше ніж сьогоднішні 25 % інших ракет[42]. Falcon Heavy матиме змогу транспортувати людину в космос, ракета також може відновити пілотовані місії до Місяця, або здійснювати польоти з астронавтами до Марса[43]. Проте, через розробку ракети BFR, пілотовані місії Falcon Heavy до Марса малоймовірні.
Перший ступінь ракети складається з трьох перших ступенів Falcon 9, кожен з яких має дев'ять двигунів Merlin 1D. Falcon Heavy матиме тягу на рівні моря 22,819 кН з 27 двигунів Merlin 1D, під час виходу з атмосфери, тяга ракети підвищиться до 24,681 кН[44]. Верхній ступінь обладнаний одним двигуном Merlin 1D, модифікованим для умов вакууму з тягою 934 кН, час роботи двигуна — 397 секунд. Технічні властивості двигуна дозволяють запускати його кілька разів[41]. Згори розташований перехідний відсік, що вміщає двигун другого ступеня і обладнаний механізмами розстикування ступенів. Резервуари ракети Falcon 9 виготовлені з алюмінієво-літієвого сплаву. Бак другого ступеня ракети Falcon 9 — це урізана версія бака першого ступеня, він виготовлений тим самим методом, і з того ж матеріалу. Цей підхід дозволить зменшити вартість виробництва[41].
Всі три «ядра» першого ступеня мають двигуни, що розташовані за схемою «октавеб» для пришвидшення виробничого процесу[45], кожне «ядро» має чотири розкладні опори[46]. Для контролю приземлення цих прискорювачів і центрального «ядра» через атмосферу, SpaceX використовує невеликі решітчасті гіперзвукові рулі, які розкладаються після від'єднання «ядра» від центрального першого ступеня[47]. Після відділення бокових ступенів, центральний двигун в кожному продовжує працювати ще кілька секунд для коригування траєкторії для безпечного віддалення від ракети[46][48]. Опори розкладаються під час приземлення для здійснення м'якої посадки на землю. Гіперзвукові рулі для коригування траєкторії як і опори для приземлення — це вже випробувана технологія, яка використовується на ракеті Falcon 9[49].
Falcon Heavy за класифікацією НАСА належить до надважких ракет-носіїв[4].
Початковий концепт визначав здатність ракети-носія виводити 24 750 кг на ННО, проте у квітні 2011 вантажопідйомність була збільшена до 53 000 кг[50] з можливістю виводити 12 000 кг на ГПО[51]. Пізніші дані свідчасть про збільшення КВ вище ННО до 19 000 кг на ГСО,[52] 16 000 кг до Місяця і 14 000 кг до Марса[53][54].
В кінці 2013 року, SpaceX підійняла планку корисного вантажу Falcon Heavy на ГПО до 21 200 кг[55].
У квітні 2017 року, проєктне навантаження, що зможе виводити ракета на ННО була збільшена до 63 800 кг. Це було досягнуто за рахунок використання всього палива і без повернення ступенів на Землю[56].
| Призначення | Falcon Heavy | Falcon 9 | ||
|---|---|---|---|---|
| з серпня 2013 до квітня 2016 |
з травня 2016 до березня 2017 |
З квітня 2017 | ||
| ННО (28.5°) | 53,000 кг | 54,400 кг | 63,800 кг | 22,800 кг |
| ГПО (27°) | 21,200 кг | 22,200 кг | 26,700 кг | 8,300 кг |
| ГПО (27°) багаторазова | 6,400 кг | 6,400 кг | 8,000 кг | 5,500 кг |
| Марс | 13,200 кг | 13,600 кг | 16,800 кг | 4,020 кг |
| Плутон | - | 2,900 кг | 3,500 кг | - |
Спочатку планувалася можливість встановлення на Falcon Heavy унікальної системи перехресної подачі палива, що дозволяє двигунам центрального блоку використовувати паливо з бічних прискорювачів в перші хвилини після старту. Це давало б можливість зберегти більше палива в центральному блоці для більш тривалої його роботи після відділення бічних прискорювачів, і, як наслідок, збільшити максимальну масу корисного навантаження[57]. Згодом пріоритет розробки даної системи був знижений через небажання додатково ускладнювати конструкцію, а також через відсутність на ринку попиту на настільки важке корисне навантаження. Робота над розробкою даної системи триває, її впровадження можливе в майбутньому. На початковому етапі буде використовуватися схема, за якою, відразу після запуску ракети-носія тяга двигунів центральної секції буде максимально знижена для економії палива. Після відділення бічних прискорювачів двигуни першого ступеня будуть знову включені на повну тягу[58]. Подібну схему використовує ракета-носій Delta IV Heavy.
SpaceX працює над реалізацією багаторазовості системи Falcon Heavy, щоб зробити всі елементи ракети-носія багаторазовими.
Раніше, компанія повідомляла, що ракета-носій матиме всі ступені багаторазового використання[59]. Також були продемонстровані посадки першого ступеня Falcon 9 на майданчики, розташовані як на землі, так і на плаваючу платформу, при цьому кілька разів перші ступені використовувались не перший раз[60]. Це добре збігається з конструкцією Falcon Heavy, яка передбачає відділення бокових прискорювачів ракети (перші ступені Falcon 9) і м'яку посадку для відновлення і запуску знову[49]. Починаючи з 2013 року перші ступені ракети Falcon 9 забезпечені системою контрольованої м'якої посадки. Під час першого польоту Falcon Heavy можливе повернення другого ступеня ракети[61].
SpaceX зазначає, що маса корисного навантаження на ГПО буде зменшена через повернення ступенів на Землю, проте вартість запуску буде зменшена також. З поверненням всіх трьох елементів першого ступеня, на ГПО може бути виведене корисне навантаження масою 8 000 кг. Якщо на Землю повертаються лише два бокові прискорювачі, то КН збільшується до 16 000 кг на ГПО[62].
У травні 2004 Ілон Маск зазначив «Довготривалі плани розробки потребують розробки важких, або навіть надважких носіїв, якщо є попит на ринку. Ми очікуємо, що збільшення розміру ракети-носія призведе до зменшення вартості виведення на орбіту….Зрештою, я вважаю, що $500/фунт або менше цілком можна досягти»[63]. Названа вартість — $1,100/кг — це мета, яку анонсував Маск у 2011 році — 35 % вартості виведення вантажу на ННО ракетою середнього класу Зеніт, яка здатна виводити 14 000 кг на ННО[64].
Станом на березень 2013 року, вартість доставки вантажу на ННО становила нижче $2,200/кг у варіанті, коли ракета підіймає максимальну вагу вантажу[65]. Вартість доставки корисного навантаження змінювалась з року в рік, в різних варіантах Falcon Heavy ціна варіювалась: $80–125 млн у 2011[50]$83–128 млн у 2012,[51], $77–135 млн у 2013 році[66], $85 млн для 6400 кг на ГПО у 2014, і $90 млн для 8000 кг на ГПО у 2016[67].
У 2011 SpaceX зазначила, що вартість доставки корисного вантажу на ННО може бути нижчою за $2,200/кг, якщо кількість запусків щороку складатиме — 4. На 2011 рік планувалось запускати 10 ракет Falcon Heavy і 10 ракет Falcon 9 щороку[53]. Третій пусковий майданчик планувалось збудувати для Falcon Heavy не раніше 2014 року з першими запусками ракети не раніше 2016 року[68]. Наприкінці 2013 року компанія планувала здійснити перший політ ракети у 2014, проте на жовтень 2017, запуск перенесений на кінець 2017 через обмежену здатність промислових потужностей компанії[69][70]. У листопаді 2017 дата запуску була перенесена на січень 2018 року[30].
У 2013 році вартість запуску корисних вантажів була найнижчою в галузі[71]. Низька ціна обумовлена багаторазовою системою, яка дозволяє економити до 30 % вартості, що дозволяє говорити про початок нового економічного простору в космічній галузі[14][72].
| Номер польоту | Дата (UTC) | Місія; КВ |
Замовник | Результат | Повернення прискорювачів 1-го ступеня | Повернення центр. блоку 1-го ступеня | Примітки |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 6 лютого 2018[73] | Тестовий політ; Tesla Roadster Ілона Маска |
SpaceX | Вдалий | Успіх, на наземні майданчики | Провал, на ASDS | Спорткар Ілона Маска направлений на ГЦО, що перетинає орбіту Марса.[74][75] |
| 2 | 11 квітня 2019 | Arabsat-6A[en] | Arab Satellite Communications Organization[en] | Вдалий | Успіх, на наземні майданчики | Успіх, на ASDS | [76] |
| 3 | 25 червня 2019 | STP-2: FORMOSAT 7, LightSail 2, DSX, GPIM, DSAC, ISAT | Міністерство оборони США | Вдалий | Успіх, на наземні майданчики | Провал, на ASDS | Уперше вдалося упіймати обтікач[77] |
| 4 | 2020[78] | AFSPC-52 | ПС США | ||||
| 5 | 28 грудня 2023[79][80] | Boeing X-37 | ПС США | Вдалий | Успіх | Успіх | |
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
