Falcon 9

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Falcon 9 v1.0
Falcon 9 podczas startu startu misji COTS (2013)
Falcon 9 podczas startu startu misji COTS (2013)
Producent SpaceX (USA)
Rodzina rakiet Falcon
Przeprowadzone starty 5
Nieudane starty 0
Udane starty 100%
Data pierwszego startu 4 czerwca 2010
Data ostatniego startu 1 marca 2013
Zdolność wynoszenia 10,45 t na LEO
Siła ciągu przy starcie 4940 kN
Wymiary
Długość 54,9 m
Średnica 3,6 m
Masa całkowita 333 400 kg
Człony
Falcon 9 v1.1
Falcon 9 v1.1 na stanowisku startowym
Falcon 9 v1.1 na stanowisku startowym
Producent SpaceX (USA)
Rodzina rakiet Falcon
Przeprowadzone starty 3
Nieudane starty 0
Udane starty 100%
Data pierwszego startu 29 września 2013
Data ostatniego startu – –
Koszt wystrzelenia 56,5 mln USD
Zdolność wynoszenia 13,15 t na LEO
4,85 t na GTO
Siła ciągu przy starcie 5885 kN
Wymiary
Długość 68,4 m
Średnica 3,7 m
Masa całkowita 505 850 kg
Człony

Falcon 9 – dwustopniowa rakieta nośna, zaprojektowana i wyprodukowana przez amerykańską firmę SpaceX, przeznaczona do wynoszenia ładunków na orbitę, misji bezzałogowych i załogowych do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Napędzana mieszaniną ciekłego tlenu (LOX) i kerozyny (RP-1). W przyszłości rakieta zostanie przystosowana do odzyskiwania i wielokrotnego użytku poszczególnych stopni. Podobnie jak Falcon 1 rakieta używa silników Merlin 1 początkowo w wersji 1C, a później 1D.

Wersje[edytuj | edytuj kod]

Falcon 9 (v1.0)[edytuj | edytuj kod]

Od lewej rakiety: Falcon 1, Falcon 9 v1.0, Falcon 9 v1.1 i Falcon Heavy
Różnica w konfiguracji silników w rakietach Falcon 9 w wersjach 1.0 i 1.1
Grasshopper na stanowisku testowym (2012)
Rozpoczęcie budowy wyrzutni rakiet Falcon 9 i Falcon Heavy w Vandenberg (2011)

Pierwszy stopień był zasilany przez 9 silników Merlin 1C, które dawały łączną siłę ciągu o wartości 4,94 MN. Nominalny czas pracy silników wynosił 170 sekund.

Drugi stopień to konstrukcyjnie krótsza kopia pierwszego, był zasilany pojedynczym silnikiem w wersji przystosowanej do próżni (Merlin 1C Vacuum). Silnik ten wytwarzał ciąg 445 kN w próżni, miał zdwojone zapalniki umożliwiające wznowienie pracy silnika. Jego nominalny czas pracy wynosił 345 sekundy. Silnik miał możliwość regulowania ciągu podczas pracy w zakresie 60-100%. Stopień był wyposażony w system reakcyjnego sterowania (RCS), na który składały się 4 silniczki Draco napędzane mieszaniną monometylohydrazyny i tetratlenku diazotu, o ciągu 400 N każdy.

Ściany i kopuła zbiornika paliwa były wykonane ze stopu aluminium i litu. Połączenie między stopniami były wykonane z włókna węglowego wraz z rdzeniem aluminiowym. System separacyjny stanowiły odpychacze pneumatyczne.

Cała rakieta miała wysokość 54,9 m i średnicę 3,6 m. Potrafiła ona wynieść na niską orbitę wokółziemską (ok. 200 km) ładunki o masie do ok. 10 t, natomiast na orbitę geostacjonarną do ok. 2,4 t. Starty odbywały się z kosmodromu na przylądku Canaveral w USA[1].

Falcon 9 v1.1[edytuj | edytuj kod]

W maju 2012 r. ogłoszono informację o zastąpieniu po pięciu startach rakiety Falcon 9 wersją Falcon 9 v1.1, która dzięki zastosowaniu silników Merlin 1D o zwiększonych parametrach będzie dysponowała lepszymi osiągami. Pierwszy start tej wersji odbył się 29 września 2013 r.[2]

Na 16 marca 2014 roku zaplanowany jest pierwszy start rakiety Falcon 9 v1.1 wyposażonej w rozkładane ramiona umożliwiające pionowe lądowanie członu napędowego pierwszego stopnia[3]. Zgodnie z informacjami pochodzącymi bezpośrednio od CEO SpaceX, Elona Musk'a, nie jest jeszcze planowane odzyskanie członu[3]. Eksperyment ma polegać na dopracowaniu algorytmów wykorzystywanych podczas kontrolowanego opadania w atmosferze[3].

Grasshopper[edytuj | edytuj kod]

Grasshopper stanowił demonstrator technologiczny służący do testów konstrukcji umożliwiającej odzyskiwanie poszczególnych stopni rakiety Falcon 9, nie poprzez wyławianie ich z oceanu po odseparowaniu i opuszczeniu na spadochronach, jak realizowano odzysk silników pomocniczych SRB wahadłowców kosmicznych, ale poprzez kontrolowany powrót tego członu na miejsce startu na własnych silnikach. Była to zatem rakieta pionowego startu i lądowania typu VTVL. Wymagało to instalacji odpowiedniego stelaża z rozkładanymi wspornikami, które umożliwiały wylądowanie w pozycji pionowej. Grasshopper był wyposażony w pojedynczy silnik Merlin-1D, podczas gdy w pierwszym stopniu rakiety Falcon 9 znajduje się 9 takich silników.

Testy Grasshoppera były prowadzone w latach 2012-2013 na stanowisku testowym w McGregor w Teksasie. Przeprowadzono osiem lotów testowych. Najwyższa uzyskana wysokość lotu wyniosła 744 m. Testowane były m.in. właściwości pojazdu w ruchu poziomym, także pod wiatr[4].

Druga wersja Grasshoppera (określana jako Grasshopper v. 1.1 lub Falcon 9-R) ma być wyposażona już w komplet 9 silników, jak w rakiecie Falcon 9. Jej testy rozpoczną się na przełomie lat 2013/2014, spodziewane są wysokości lotu ponad 90 km.

Falcon 9-R (wersja odzyskiwalna)[edytuj | edytuj kod]

Eksperymenty z Grasshopperem służą do skonstruowania wersji rakiety Falcon 9, która byłaby w pełni odzyskiwalna dzięki technice sprowadzania obydwóch członów rakiety na silnikach. Pierwszy lot Falcona 9-R z odzyskaniem pierwszego stopnia planowany jest w 2015 r.

Falcon Heavy[edytuj | edytuj kod]

Silniejszą wersją rakiety nośnej Falcon 9 v1.1 będzie Falcon Heavy (wcześniej używano nazwy Falcon 9 Heavy). Powstanie ona przez dodanie po bokach dwóch dodatkowych pierwszych członów rakiety. Dzięki temu osiągi rakiety znacznie wzrosną, będzie mogła wynieść na niską orbitę okołoziemską do 53 t ładunku, a na orbitę geostacjonarną ponad 21 t[5]. Starty tej rakiety będą odbywały się z kosmodromu John F. Kennedy Space Center na Florydzie oraz z wyrzutni SpaceX zbudowanej na terenie bazy wojsk lotniczych Vandenberg w Kalifornii[6].

Pierwszym komercyjnym klientem, który zdecydował się na wykorzystanie rakiety Falcon Heavy, jest Intelsat[7][8].

Dane techniczne[edytuj | edytuj kod]

Wersja Falcon 9 v1.0[9] Falcon 9 v1.1[10][11] Falcon Heavy[5]
Stopień 0 2 stopnie pomocnicze po 9 x Merlin 1D
Stopień 1 9 × Merlin 1C 9 × Merlin 1D 9 × Merlin 1D
Stopień 2 1 × Merlin 1C Vacuum 1 × Merlin 1D Vacuum 1 × Merlin 1D Vacuum
Wysokość (m) 54,9 68,4 68,4
Średnica (m) 3,6 3,7 11,6 (szerokość)
Ciąg początkowy (kN) 4940 5885 17 615
Masa startowa (t) 333,4 505,8 1463
Średnica osłony (m) 4,6 3,7 lub 5,2 (duża ) 5,2
Ładunek na LEO (t) 10,45 (start z Cape Canaveral) 13,15 53,0
Ładunek na GTO (t) 4,54 4,85 21,2
Cena (mln USD) 2013 r. 54 – 59,5 56,5 80,0 - 135,0
Starty udane/wszystkie 5/5 3/3 0/0

Silnik Merlin 1[edytuj | edytuj kod]

Information icon.svg Osobny artykuł: Merlin 1.

Podstawowe silniki dla rakiet Falcon 9 to silniki z rodziny Merlin 1, produkowane również przez SpaceX. W pierwszej wersji rakiety stosowane są silniki Merlin 1C, natomiast w wersjach Falcon 9 v.1.1 i w Falcon Heavy zmodyfikowane silniki Merlin 1D. Silniki te są stosowane zarówno w pierwszych stopniach rakiet (w klastrach złożonych z 9 jednostek) jak i w drugich stopniach, gdzie stosowane są pojedyncze silniki Merlin w wersjach próżniowych (Vacuum).

Wersja Merlin 1D ma ciąg zwiększony z 556 do 620 kN na poziomie morza, co pozwala na zwiększenie udźwigu rakiety. Silnik ten został po raz pierwszy zastosowany w 2013 r.[2]

Chronologia startów[edytuj | edytuj kod]

  1. 4 czerwca 2010, 18:45 GMT; miejsce startu: Cape Canaveral Air Force Station (SLC-40), Stany Zjednoczone
    Wariant: v1.0, Ładunek: model kapsuły Dragon SQU; Uwagi: start udany - ładunek stanowił model kapsuły Dragon, połączony na stałe z 2. członem rakiety[12]
  2. 8 grudnia 2010, 15:43 GMT; miejsce startu: Cape Canaveral Air Force Station (SLC-40), Stany Zjednoczone
    Wariant: v1.0, Ładunek: Dragon C1 i 8 mikrosatelitów (Perseus 000 - 003, QbX-1, QbX-2, SMDC-ONE, Mayflower); Uwagi: start udany - COTS Demo Flight 1 (C1). Pierwszy lot testowy w ramach programu COTS[13]
  3. 22 maja 2012, 07:44:38 GMT; miejsce startu: Cape Canaveral Air Force Station (SLC-40), Stany Zjednoczone
    Wariant: v1.0, Ładunek: Dragon C2, Celestis-11; Uwagi: start udany - COTS Demo Flight 2 (C2+). Lot testowy na Międzynarodową Stację Kosmiczną[14]
  4. 8 października 2012, 00:35:07 GMT; miejsce startu: Cape Canaveral Air Force Station (SLC-40), Stany Zjednoczone
    Wariant: v1.0, Ładunek: Dragon CRS-1, Orbcomm OG2-1; Uwagi: start częściowo udany - pierwszy komercyjny lot zaopatrzeniowy na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Awaria silnika nr 1 pierwszego członu w 79. sekundzie lotu skompensowana przez dłuższą pracę pozostałych silników i drugiego stopnia. Statek Dragon został umieszczony na planowanej orbicie. Satelita Orbcomm OG2-1 pozostał na bezużytecznej orbicie z powodu rezygnacji z restartu silnika drugiego stopnia[15]
  5. 1 marca 2013, 15:10:13 GMT; miejsce startu: Cape Canaveral Air Force Station (SLC-40), Stany Zjednoczone
    Wariant: v1.0, Ładunek: Dragon CRS-2, Orbcomm OG2-1; Uwagi: start udany - lot zaopatrzeniowy na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Ostatni lot rakiety w wariancie v1.0[16]
  6. 29 września 2013, 16:00 GMT; miejsce startu: Vandenberg Air Force Base (SLC-4E), Stany Zjednoczone
    Wariant: v1.1, Ładunek: CASSIOPE, DANDE, POPACS 1-3, CuSat; Uwagi: start udany - pierwszy start rakiety Falcon 9 v1.1. Pierwszy start Falcona 9 z Vandenberg Air Force Base na orbitę okołobiegunową. Przeprowadzenie testu manewrów silnikowych hamowania i odzyskania pierwszego stopnia rakiety. Nieudana próba restartu silnika drugiego stopnia[17][18]
  7. 3 grudnia 2013, 22:41 GMT; miejsce startu: Cape Canaveral Air Force Station (SLC-40), Stany Zjednoczone
    Wariant: v1.1, Ładunek: SES-8[19][20]; Uwagi: start udany - pierwszy start rakiety Falcon 9 v1.1 na orbitę przejściową do geostacjonarnej[21]
  8. 6 stycznia 2014, 22:06 GMT; miejsce startu: Cape Canaveral Air Force Station (SLC-40), Stany Zjednoczone
    Wariant: v1.1, Ładunek: THAICOM-6[22][23]; Uwagi: start udany - drugi start rakiety Falcon 9 v1.1 na orbitę przejściową do geostacjonarnej[23]. Misja ta, jako trzeci udany start wersji 1.1, kwalifikuje rakietę do pełnej certyfikacji umożliwiającej udział w programie EELV prowadzonym przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych[23]
  9. 18 kwietnia 2014, 19:25:21 GMT; miejsce startu: Cape Canaveral Air Force Station (SLC-40), Stany Zjednoczone
    Wariant: v1.1, Ładunek: Dragon CRS-3, SporeSat, PhoneSat-2.5, TSat, All-Star, KickSat; Uwagi: start udany - lot zaopatrzeniowy na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Przeprowadzenie testu manewrów silnikowych hamowania i odzyskania pierwszego stopnia rakiety[24]

Planowane starty[edytuj | edytuj kod]

  • 2013–2015 – 12 lotów zaopatrzeniowych do ISS w ramach COTS.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Wikimedia Commons
Wikimedia Commons

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. SpaceX (ang.). nasa.gov. [dostęp 2012-05-17].
  2. 2,0 2,1 William Graham: SpaceX successfully launches debut Falcon 9 v1.1 (ang.). NASASpaceFlight.com, 2013-09-29. [dostęp 2013-10-01].
  3. 3,0 3,1 3,2 Mike Wall: SpaceX Adds Landing Legs to Falcon 9 Rocket for Next Launch, Elon Musk Says (Photo) (ang.). space.com. [dostęp 2014-03-04].
  4. SpaceX: Grasshoper completes half-mile flight in last test (ang.). 2013-10-16. [dostęp 2013-10-20].
  5. 5,0 5,1 Falcon Heavy. SpaceX. [dostęp 2013-12-04].
  6. Stephen Clark: SpaceX's mega-rocket to debut next year at pad 39A (ang.). Spaceflight Now, 2014-04-15. [dostęp 2014-04-19].
  7. Jeffrey Hill: SpaceX Signs Falcon Heavy Launch Deal with Intelsat (ang.). Via Satellite, 2012-05-31. [dostęp 2013-12-04].
  8. Intelsat Signs First Commercial Falcon Heavy Launch Agreement with SpaceX (ang.). SpaceX, 2012-05-29. [dostęp 2013-12-04].
  9. Falcon 9 Overview (ang.). [dostęp 2013-10-20].
  10. SpaceX Falcon Data Sheet. Space Launch report. [dostęp 2012-02-22].
  11. Falcon 9. SpaceX. [dostęp 2013-08-16].
  12. Stephen Clark: Falcon 9 booster rockets into orbit on dramatic first launch (ang.). Spaceflight Now, 2010-06-04. [dostęp 2013-10-19].
  13. Stephen Clark: Musk 'optimistic' next Dragon flight will visit space station (ang.). Spaceflight Now, 2010-12-09. [dostęp 2013-10-19].
  14. Stephen Clark: Dragon circling Earth after flawless predawn blastoff (ang.). Spaceflight Now, 2012-05-22. [dostęp 2013-10-19].
  15. Chris Bergin: Dragon safely en route to ISS as SpaceX review Falcon 9 ascent issues (ang.). NASASpaceflight, 2012-10-08. [dostęp 2013-10-19].
  16. William Graham, Chris Bergin: CRS-2: Dragon’s tantrum subdued following Falcon 9 launch (ang.). NASASpaceflight, 2013-03-01. [dostęp 2013-10-19].
  17. William Graham: SpaceX successfully launches debut Falcon 9 v1.1 (ang.). NASASpaceflight, 2013-09-29. [dostęp 2013-10-11].
  18. SpaceX: Upgraded Falcon 9 mission overwiew (ang.). 2013-10-14. [dostęp 2013-10-20].
  19. SES-8 (ang.). Orbital Sciences Corporation, 2013. [dostęp 2013-12-04].
  20. SES-8 (ang.). SES S.A.. [dostęp 2013-12-04].
  21. SpaceX Successfully Completes First Mission to Geostationary Transfer Orbit (ang.). SPACEX, 2013-12. [dostęp 2013-12-04].
  22. Orbital Sciences Corporation: Thaicom 6 (ang.). Orbital Sciences Corporation. [dostęp 2014-01-07].
  23. 23,0 23,1 23,2 SPACEX SUCCESSFULLY LAUNCHES THAICOM 6 SATELLITE TO GEOSTATIONARY TRANSFER ORBIT (ang.). SPACEX, 2014-01-06. [dostęp 2014-01-07].
  24. CRS 3 Update: Launch Success and First Stage Landing (ang.). SpaceX, 2014-04-18. [dostęp 2014-04-19].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]