На 22 декември се случи събитие, което може да влезе в историята на световната астронавтика. Американската компания SpaceX проведе поредното успешно изстрелване на ракетата -носител Falcon 9 с полезен товар под формата на няколко космически кораба, след което първият й етап се върна на земята и направи редовно кацане. Така за първи път в историята на програмата Falcon беше възможно не само да се постави полезен товар в орбита, но и да се приземи успешно първият етап на ракета -носител. Очаква се в бъдеще това значително да намали разходите за извеждане на товари в орбита и по този начин да доведе до истинска революция в космическото поле.
Изстрелването на ракета Falcon 9, модификация v1.2, се състоя на 22 декември в 01:29 ч. GMT от стартовата площадка SLC-40 на космодрома Кейп Канаверал. Ракетата носеше 11 спътника от серията Orbcomm-G2. Според докладите изстрелването е станало в нормален режим. Първият етап доведе ракетата до предварително определена височина, след което тя се отдели и се върна на съответното място на космодрома. След това вторият етап извежда полезния товар в орбита с височина 620x640 км. Трябва да се отбележи, че успешните изстрелвания на ракети Falcon 9 с полезен товар, включително под формата на макети, се извършват от 2010 г. насам, но този път за първи път беше възможно да се извърши полет по програма, която напълно отговаря на първоначалните изисквания на проекта. Основната цел на изстрелването беше да върне първия етап на земята, след което се очаква да се използва за изграждане на нова ракета -носител.
140 секунди след изстрелването първият етап вдигна ракетата -носител на височина около 72 км, докато скоростта на полета достигна 6000 км / ч. След това двигателите на първия етап бяха изключени и изключени от останалите ракетни единици. На четвъртата минута на полета командата премина към началото на маневрирането, преди да се върне на земята. Три двигателя осигуриха завоен етап за прехвърляне към желаната траектория. В деветата минута на полета сцената започна да навлиза в плътните слоеве на атмосферата, след което спирането с помощта на двигатели стартира. Непосредствено преди кацането двигателите се стартираха отново в режим на спиране, докато опорите за кацане бяха освободени. След 9 минути 44 секунди след изстрелването, първият етап на ракетата -носител успешно кацна на площадката за кацане № 1 на космодрома на нос Канаверал.
Предварителна подготовка на ракетата -носител Falcon 9 v1.2, 21 декември
Припомнете си, че ракетата -носител Falcon 9 v1.2 е най -новата модификация на семейството, която се различава от предшествениците си в редица нововъведения. Основната цел на проекта беше да осигури връщането на изразходвания първи етап при изстрелване на полезен товар във всяка орбита. Промените засегнаха дизайна и капацитета на резервоарите за гориво, бяха засилени силовите елементи на първия етап и т.н. Увеличаването на производителността доведе до увеличаване на размера и теглото на ракетата. Стартовата му маса нарасна до 541,3 тона, а дължината му се увеличи до 70 м. Масата на полезния товар остана същата.
Най -важната иновация на проекта Volume 1.2 беше използването на модернизирани двигатели Merlin 1D, които се различават от предшествениците си с повишена тяга. Прави впечатление, че тази версия на двигателите развива пълната тяга, разрешена от дизайна. В случай на предишни двигатели имаше умишлено ограничение на тягата. В новата конфигурация девет двигателя от първа степен осигуряват 6806 kN тяга на морското равнище, докато един двигател от втори етап осигурява тяга от около 930 kN. Чрез промяна на тягата, времето за работа на двигателите от първия етап беше намалено до 162 s, максималното време на работа на двигателя от втория етап беше 397 s.
През последните години SpaceX работи по алгоритмите за връщане и кацане на първия етап. Първоначално бяха извършени симулирани кацания на вода, след което стана възможно да се започнат пълноценни тестове с кацане на сухопътни обекти или специални морски кораби. Редица изстрелвания, позволяващи извеждането на полезния товар в орбита, не завършиха с успешно кацане: първите етапи на ракетите -носители бяха редовно повреждани или унищожавани. Само на 22 декември 2015 г. беше възможно да се извърши спиране, спускане и кацане без никакви проблеми. Етапът за повторно влизане успешно завърши всички необходими маневри и направи меко кацане на определеното място.
Компанията за разработка на ракети Falcon 9 е доволна от успеха си. Неотдавнашното стартиране завърши с успешното изпълнение на всички поставени задачи и потвърди фундаменталната възможност за изпълнение на съществуващите планове. SpaceX възнамерява не само да създаде проект, но и да започне пълната работа на нова ракета -носител. Доста отдавна специалистите на компанията разработчик говориха за предимствата на предложената ракетна архитектура и предимствата на възстановимия първи етап. С връщането на земята на първия етап, оборудван с девет доста сложни и скъпи двигатели от семейство Мерлин, се планира драстично да се намалят разходите за изстрелване на ракети и по този начин да се намалят разходите за доставка на товар до орбита.
Сега се съобщава, че SpaceX изучава възстановения първи етап. Резултатът от това проучване трябва да бъде оценка на работата на блоковете и определяне на възможността за повторната им употреба. Освен това, следователно, ще бъде необходимо да се извърши друго изстрелване, което ще помогне да се докаже възможността за повторно използване на вече излетяла сцена. Точният момент на повторното стартиране все още не е уточнен. Следващото изстрелване на ракетата Falcon 9 е насрочено за януари догодина, но дали ще използва вече изпитания първи етап, все още не е известно.
Компанията за развитие твърди, че използването на първите етапи за многократна употреба ще постигне значително намаляване на първоначалните разходи. Възможността за такава работа все още не е потвърдена от тестове, но авторите на проекта са оптимистично настроени за бъдещето. Освен това приблизителният график за изстрелване на ракети Falcon 9 с един или друг полезен товар е определен за следващите няколко години. Едновременно с практическите стартове ще се извършват различни проучвания, насочени към постигане на поставените цели.
Изстрелване на ракета, 22 декември (21 декември местно време)
Както можете да видите, все още е далеч от началото на пълноценната работа на ракети-носители с многократни първи етапи. Въпреки това първата реална стъпка към постигането на тази цел вече е направена. Трудно е да се каже колко време ще отнеме целият процес на овладяване на нови технологии. Вероятно до края на това десетилетие ще бъдат постигнати реални резултати. Така в най -близко бъдеще може да се случи истинска революция в космонавтиката.
Ракетата -носител Falcon 9 v1.2 засега е решила само частично задачата: само едно успешно стартиране е завършено с връщането и нормалното кацане на първия етап. Въпреки това, предвид темповете на развитие и изпълнение на проекта, вече е необходимо да се правят прогнози за бъдещето и да се опитаме да предвидим какви резултати ще има появата на напълно функционална ракетна система за многократна употреба за световната космонавтика. Може да се предположи, че завършването на проекта Falcon 9 може да повлияе и на руската космическа програма, която е една от водещите в света.
В сегашната конфигурация ракетата-носител Falcon 9 е в състояние да изстреля полезен товар с тегло до 13, 15 тона в ниска референтна орбита. За орбита с геотрансфер този параметър е 4,85 тона. По този начин, по отношение на основните параметри, най -новите чуждестранни ракети -носители не отстъпват на съществуващите руски системи от подобен клас или дори превъзхождат тях. Предвид обещаното намаляване на разходите за изстрелване, проектът Falcon 9 може да представлява заплаха за бъдещето на семейство ракети Союз-2 и леки версии на Ангара.
Така в обозримо бъдеще основните руски ракети -носители, включително и най -новите, ще могат да запазят позициите си на пазара за извеждане на космически кораби на орбити с различни параметри. В случай на по -далечна перспектива ситуацията може да изглежда по -лоша. Със съществуващите характеристики и възможността за намаляване на разходите за изстрелвания, ракетата Falcon 9 в сегашната или новата версия е в състояние да спечели определен пазарен дял, изтласквайки както руските, така и чуждестранните си колеги. Напълно възможно е на определен етап обемът на изстрелванията на такива ракети да бъде ограничен само от производствените възможности на компанията разработчик.
Въпреки това руската космонавтика е напълно способна да запази някои от развитите пазарни сектори, както и да увеличи присъствието си в тях. В момента страната ни разполага с тежка ракета-носител „Протон-М“, която е в състояние да достави до 23 тона товар на LEO и около 6, 75 тона в GPO. Освен това се разработва нов проект „Angara-A5“. Обещаваща ракета ще може да издигне най -малко 24 тона на ниска референтна орбита и 5,4 тона на орбита за геотрансфер - до 12 тона.
SpaceX, успоредно с работата по средната ракета -носител Falcon 9, проектира тежка система Falcon Heavy с повишена производителност. Твърди се, че тази ракета ще може да достави около 53 тона товар на ниска референтна орбита и до 21,2 тона на геотрансферна. Развитието на проекта Falcon Heavy беше обявено през 2011 г., а първото изстрелване първоначално беше планирано за 13 -ти. В бъдеще времето на първото изстрелване, както и цената, бяха многократно коригирани. В момента първото изстрелване е насрочено за май 2016 г. Изстрелването на 6, 4 тона в геотрансферна орбита се оценява на 90 милиона щатски долара.
В проекта на тежка ракета се очаква да се използват разработките на Falcon 9, а именно структурните елементи, върнати на земята. Поради това се предлага намаляване на разходите за изстрелване и пускане на различни товари в определени орбити.
В рамките на проекта Falcon Heavy се планира създаването на ракета -носител с уникално високи характеристики, но засега това са само намерения, не подкрепени от практически резултати. Първият прототип на обещаваща ракета ще излети не по -рано от края на пролетта на следващата година, след което ще отнеме известно време за изработване на различни елементи от проекта. В резултат на това времето на действителното получаване на декларираните максимални характеристики все още не е определено. Освен това те могат значително да се изместят надясно поради проблеми на един или друг етап, свързани с необходимостта от връщане на някои от ракетните модули.
Може да се предположи, че бъдещите перспективи на програмата Falcon, внедрена от SpaceX, не изглеждат напълно еднозначни, но като цяло са положителни. Съществуващата ракета Falcon 9 от среден обсег вече успешно доставя товари на орбита, въпреки че не е много успешна при връщането на отработения първи етап на земята. От няколкото полета, в програмата на които беше предвидена тази процедура, само един беше успешен. Дали ще бъде възможно да се повтори този успех в обозримо бъдеще, все още не е напълно ясно. Въпреки това вече можем да говорим за появата на нова конкурентна ракета -носител, която може да изтласка други системи и да заеме своето място на пазара.
Кацане на първия етап след полет
Що се отнася до проекта Falcon Heavy, перспективите му все още са неясни. Ако съществуващите планове бъдат изпълнени, тази система наистина е в състояние да спечели значителен пазарен дял и да приема поръчки от космически агенции на други страни. Разработването на този проект обаче все още не е завършено и очевидно тя е изправена пред определени трудности. В резултат на това датите на изстрелване на такава ракета са многократно измествани и по -нататъшната работа ще бъде усложнена както от конструктивните характеристики на тежката ракета -носител, така и от изискванията за връщане на блоковете с последваща повторна употреба.
Що се отнася до перспективите на местната космическа индустрия в светлината на постиженията на SpaceX, ситуацията в тази област може да бъде свързана с определени проблеми. На пазара на космически товари се появи обещаващ конкурент, който е напълно способен да спечели значителен дял от клиенти в сектора на леки и средни космически кораби. В допълнение, този конкурент възнамерява да получи място в тежкия сектор, за който разработва съответна ракета.
За щастие на местните и чуждестранни компании в космическата индустрия, в борбата за пазара SpaceX ще трябва да се изправи срещу много конкуренти в лицето на признати пазарни лидери от Русия, САЩ и Европа. Следователно борбата за пазара едва ли ще бъде проста и това ще се отнася както за средния, така и за тежкия сектор. Освен това не трябва да се забравя, че не всички големи проблеми са решени, поради което програмата Falcon все още няма планираните предимства пред своите конкуренти.
Независимо от всички въпроси, свързани с разделянето на пазара, трябва да се признае, че скорошното стартиране наистина е знаково събитие в историята на световната астронавтика. Той показва, че частните компании в космическата индустрия са наистина способни не само да създават ново оборудване, но и да решават някои въпроси, пред изтъкнатите лидери по този въпрос, като правителствени агенции и други структури. На 22 декември частна компания успя не само да пусне товара в орбита, но и да осигури връщането на първия етап на ракетата -носител на площадката за кацане. Докато бъдещите перспективи на ракетата и пазара все още могат да бъдат обект на противоречия, едва ли някой би се съгласил с факта, че в историята на космическата индустрия започва нова ера.
