Falcon Heavy

Мавод аз Википедиа — донишномаи озод
Jump to navigation Jump to search
Falcon Heavy
Falcon Heavy
Falcon Heavy на стартовой площадке LC-39A перед первым запуском
Общие сведения
Страна Шаблон:Country data США США
Семейство Falcon
Назначение Ракета-носитель
тяжелого класса
Разработчик Шаблон:Флаг США SpaceX
Изготовитель Шаблон:Флаг США SpaceX
Стоимость запуска $90 млн
Основные характеристики
Количество ступеней 2+
Длина

70 м

Диаметр 3,7 м (12,2 м)
Стартовая масса

1 420 788 кг

Масса полезной нагрузки
 — на НОО

63 800 кг

 — на ГПО

26 700 кг

 — на Марс

16 800 кг

 — на Плутон

3500 кг

История запусков
Состояние Тестируется
Места запуска

LC-39A, КЦ Кеннеди
SLC-4E, Ванденберг

Число запусков

1

Первый запуск

6 февраля 2018 года

Ступени
Ускоритель (Ступень 0)
Количество ускорителей 2
Маршевые двигатели 9 × Merlin 1D
Тяга уровень моря: 7607 кН
вакуум: 8227 кН
Удельный импульс уровень моря: 282 с
вакуум: 311 с
Горючее керосин RP-1
Окислитель жидкий кислород
Первая ступень
Маршевые двигатели 9 × Merlin 1D
Тяга уровень моря: 7607 кН
вакуум: 8227 кН
Удельный импульс уровень моря: 282 с
вакуум: 311 с
Горючее керосин RP-1
Окислитель жидкий кислород
Вторая ступень
Маршевый двигатель Merlin 1D Vacuum
Тяга вакуум: 934 кН
Удельный импульс вакуум: 342 с
Время работы 397 с
Горючее керосин RP-1
Окислитель жидкий кислород
Commons-logo.svg Falcon Heavy дар Викианбор

Falcon Heavy — ракета-интиқолдиҳандаи амрикоии синфи абарвазнини оилаи Falcon, сохташудаи ширкати SpaceX.

После успешного первого запуска 6 февраля 2018 года стал крупнейшей используемой на данный момент ракетой-носителем, вдвое превосходя Delta IV Heavy по полезной нагрузке, которую может вывести на низкую опорную орбиту[1]. Планируется, что носитель сможет доставлять до 63,8 т на низкую опорную орбиту, до 26,7 т на геопереходную орбиту (при возвращении первой ступени и боковых ускорителей — 8 тШаблон:Нет АИ на ГПО, возвращении только боковых ускорителей — 16 тШаблон:Нет АИ на ГПО), до 16,8 т на Марс и 3,5 т на Плутон[2].

При этом компания SpaceX утверждает, что стоимость одного запуска составляет 90 миллионов долларов США, при том что стоимость запуска Delta Heavy составляет примерно 435 миллионов долларов[1].

История создания[вироиш]

О разработке ракеты-носителя Falcon Heavy руководитель компании SpaceX Илон Маск заявил на пресс-конференции в Шаблон:Не переведено 3 в Вашингтоне, округ Колумбия, 5 апреля 2011 года. Первоначально была заявлена дата первого запуска в 2013 году со стартовой площадки на авиабазе Ванденберг[3].

Завершение разработки и дебютный запуск ракеты многократно откладывались.

Шаблон:Начало цитаты Falcon Heavy — одна из тех вещей, которые, на первый взгляд, выглядят легко. Просто берём две первые ступени и используем их как навесные ускорители. На самом деле нет, это безумно сложно и потребовало переработки конструкции центрального блока и массу различного оборудования. Это действительно было шокирующе тяжело перейти с одноблочной на трёхблочную ракету.

Шаблон:Конец цитаты

После аварии ракеты-носителя Falcon 9 в июне 2015 года, приоритет работ над первым запуском Falcon Heavy, который планировался в конце года, был снижен в пользу ускорения возвращения к полётам ракеты Falcon 9[4], и перенесён сначала на весну 2016-го[5], а позже на конец 2016 года. Изменена была и стартовая площадка для дебютного запуска — на LC-39A Космического центра имени Кеннеди во Флориде. На стартовом комплексе проводились работы по его переоборудованию для запусков Falcon Heavy[6].

Повреждение стартового комплекса SLC-40 при взрыве Falcon 9 в сентябре 2016 года вынудило компанию SpaceX к ускорению работ по вводу в действие комплекса LC-39A для переноса на него своих пусковых операций на Восточном побережье США. Завершение работ по адаптации стартового стола под запуски Falcon Heavy было отложено в пользу максимально скорого начала запусков ракеты Falcon 9 с этой стартовой площадки. После восстановления комплекса SLC-40, которое закончилось осенью 2017 года, запуски Falcon 9 были перенесены на него, позволив завершить подготовку комплекса LC-39A для дебютного запуска Falcon Heavy, который ожидался в начале 2018 года[7].

Хотя изначально Falcon Heavy был разработан для отправки людей в космос, включая миссии на Луну и Марс, на февраль 2018 года запланированные пилотируемые полёты отсутствуют; взамен предполагается использовать ракету-носитель для отправки в космос тяжёлых грузов, таких как искусственных спутников[8].

Первый запуск[вироиш]

В марте 2017 года было анонсировано, что при первом запуске ракеты-носителя, в качестве боковых ускорителей будут повторно использованы 2 первые ступени ракеты-носителя Falcon 9, возвращённые после предыдущих запусков. Во время дебютного полета планируется возвращение боковых ускорителей к месту запуска и посадка их на Посадочной зоне 1, в то время как центральный блок (первая ступень) выполнит посадку на плавучей платформе. Рассматривается также возможность, что при дебютном запуске будут проведены испытания по возврату второй ступени ракеты-носителя[9].

В начале апреля 2017 года на испытательном предприятии SpaceX в Техасе был установлен для статичного прожига первый боковой ускоритель для дебютного запуска Falcon Heavy, восстановленная и модифицированная первая ступень B1023, вернувшаяся на плавающую платформу после запуска спутника Thaicom 8 в мае 2016 года[7].

В конце апреля его место на испытательном стенде занял новый центральный блок B1033[10]. 9 мая 2017 года компания SpaceX сообщила об успешном прожиге этой ступени[11][12].

Вторым боковым ускорителем для первого запуска станет ступень B1025, вернувшаяся на посадочную площадку после запуска SpaceX CRS-9 в июле 2016 года[10].

1 декабря 2017 года Илон Маск объявил, что в качестве полезной нагрузки для первого запуска ракеты-носителя Falcon Heavy будет использован его личный электромобиль Tesla Roadster, который планируется вывести на орбиту в направлении Марса[13]. Позже стали доступны фотографии автомобиля внутри головного обтекателя ракеты[14].

20 декабря были опубликованы фотографии ракеты-носителя, собранной в ангаре стартового комплекса LC-39A в Космическом центре Кеннеди[15].

28 декабря 2017 года Falcon Heavy была впервые установлена на стартовой площадке LC-39A[16], а 24 января 2018 года, спустя несколько недель задержек, одна из которых была связана с Шаблон:Не переведено 3, был осуществлён тестовый прожиг всех 27 двигателей Merlin 1D длительностью в 12 секунд[17].

External video
Вебкаст дебютного запуска ,YouTube
Трансляция с видеокамер на автомобиле ,YouTube

Первый тестовый запуск был успешно произведён 6 февраля 2018 года в 20:45 UTC со стартовой площадки LC-39A в космическом центре Кеннеди. После отстыковки два боковых ускорителя успешно приземлились на посадочных площадках на мысе Канаверал. Посадка центрального блока на плавучую платформу была неуспешной: из-за поломок двигателей при входе в атмосферу он упал в океан, подредив два двигателя корабля-космопорта[18]. Перед посадкой ступень не смогла воспламенить топливо тормозных двигателей, так как закончилась пирофорная смесь, используемая в качестве жидкости для зажигания. Два двигателя из трёх не запустились для посадочного импульса, ступень промахнулась мимо плавающей платформы на 100 метров и врезалась в воду со скоростью ~ 480 км/ч. Спустя 8,5 минут после старта ракеты-носителя, вторая ступень вывела электромобиль Tesla Roadster с манекеном, одетым в космический костюм SpaceX, внутри, на околоземную орбиту. На 29-ой минуте полёта, второе, 30-секундное включение ступени подняло орбиту до 180 × 6951 км, наклонение 29°. Последнее, третье включение двигателя второй ступени выполнено через 6 часов после запуска, оно направило ступень с макетом полезной нагрузки на гелиоцентрическую орбиту в направлении Марса. Столь продолжительная работа второй ступени должна продемонстрировать способность Falcon Heavy выполнять запуски с прямым выведением спутников на геостационарную орбиту[19][20].

Вместе с автомобилем на орбиту доставлен дисковый накопитель «Arch 5D», устойчивый к тяжёлым условиям открытого космоса, с собранием романов цикла «Основание» писателя-фантаста Айзека Азимова[21]. На пластине, изображающей логотип SpaceX, размещённой на адаптере полезной нагрузки, нанесены имена более 6000 работников компании[19].

Стоимость запуска[вироиш]

Анонсированная стоимость запуска Falcon Heavy несколько раз менялась. В 2011 году она составляла 80—125 млн $[22]. В 2012 году указывалась стоимость запуска 83 млн. $ при полезной нагрузке до 6,4 т на ГПО и 128 млн для нагрузки более 6,4 т на ГПО, в 2013 году была указана стоимость соответственно 77,1 и 135 млн. С 2014 года на сайте компании указывалась только стоимость запуска с полезной нагрузкой до 6,4 т на ГПО, которая тогда составляла 85 млн, увеличившись до 90 млн в 2015 году (для спутников массой до 8 т на ГПО)[23].

Контракты[вироиш]

В мае 2012 года был подписан первый коммерческий контракт с компанией Intelsat на запуск их спутника связи ракетой-носителем Falcon Heavy[24]. Из-за задержек с разработкой ракеты впоследствии запуск спутника Intelsat 35e был перенесён на ракету-носитель Falcon 9[25]

В декабре 2012 года Военно-воздушные силы США подписали контракт со SpaceX на запуск космических аппаратов по программе Министерства обороны STP-2 (англ. Space Test Program) с помощью Falcon Heavy. Миссия подразумевает выведение двух основных аппаратов и множества второстепенных на различные орбиты и будет использоваться как часть сертификации ракеты-носителя для более важных правительственных оборонных заказов[26].

В июле 2014 года компания Inmarsat подписала соглашение на запуски 3 своих спутников ракетой Falcon Heavy. В связи с задержками, в декабре 2016, запуск одного из этих спутников был отдан конкуренту SpaceX, компании Arianespace, для запуска на ракете-носителе «Ариан-5»[27]. Другой спутник, Inmarsat-5 F4, запущен ракетой Falcon 9.

В начале 2015 года компания Шаблон:Iw подписала соглашение на запуск с помощью Falcon Heavy спутника ViaSat-2, но в феврале 2016 года компанией было принято решение переместить запуск этого спутника на ракету «Ариан-5», для того чтобы остаться в рамках намеченного контрактными обязательствами расписания. Контракт на запуск со SpaceX был сохранён для запуска одного из трёх спутников следующего поколения ViaSat-3 в 2019—2020 годах с опцией на запуск ещё одного[28].

В апреле 2015 года был подписан контракт на запуск спутника Arabsat-6A[29].

В апреле 2016 года SpaceX объявила о планах запуска с помощью Falcon Heavy миссии Red Dragon для демонстрации технологии управляемой реактивной посадки на поверхность Марса[30]. Изначально запуск намечался на 2018 год, позже был перенесён на 2020.

27 февраля 2017 года компания SpaceX анонсировала план полёта пилотируемого корабля Dragon V2 с двумя частными пассажирами с выполнением облёта Луны и возвратом на Землю. Запуск был намечен на конец 2018 года ракетой-носителем Falcon Heavy[31]. Однако в феврале 2018 года SpaceX отказалось от сертификации Falcon Heavy для пилотируемых полетов в пользу многоразовой системы BFR. Если разработка BFR затянется, то SpaceX вернется к первоначальному плану с использованием Falcon Heavy. В любом случае, это решение означает, что частный пилотируемый облет Луны отложен на несколько лет[32].

Конструкция[вироиш]

Боковые ускорители[вироиш]

Два ускорителя, выполненных на основе первой ступени Falcon 9, закрепляются по бокам первой ступени ракеты-носителя. На верхушке ускорителей размещён композитный защитный конус. Каждый ускоритель имеет по 9 жидкостных ракетных двигателей Merlin 1D, расположенных по схеме Octaweb, c одним центральным двигателем и остальными восемью, расположенными вокруг него.

Первая ступень[вироиш]

Первая ступень Falcon Heavy являет собой структурно усиленный центральный блок, выполненный на основе первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 FT, модифицированный для закрепления двух боковых ускорителей. Оборудован девятью жидкостными ракетными двигателями Merlin 1D. Сверху расположена промежуточная структура, вмещающая двигатель второй ступени и оборудованная механизмами расстыковки ступеней.

Суммарно 27 двигателей Мерлин 1D (центральный блок и боковые ускорители) создают тягу 22,819 кН на уровне моря и 24,681 кН в вакууме[2].

Falcon Heavy, как и Falcon 9, будет оснащена элементами системы многоразового использования для контролируемого возвращения и мягкой посадки как центрального блока, так и боковых ускорителей. Возврат ступеней снижает максимальную полезную нагрузку ракеты-носителя. В связи с тем, что первая ступень Falcon Heavy при расстыковке со второй ступенью будет обладать значительно большей скоростью и находиться намного дальше от стартовой площадки, в сравнении с первой ступенью Falcon 9, необходимость её возврата на посадочную площадку повлечёт значительное снижение массы выводимой нагрузки. Поэтому в высокоэнергетических запусках на геопереходную орбиту первая ступень Falcon Heavy будет осуществлять посадку на плавающую платформу. Боковые ускорители, напротив, будут иметь возможность возврата к месту старта и посадки на землю при подавляющем большинстве сценариев запуска[33]. Для посадки боковых ускорителей Falcon Heavy на территории Посадочной зоны 1 планируется создать ещё две посадочные площадки[34].

Изначально планировалась возможность установки на Falcon Heavy уникальной системы перекрёстной подачи топлива, позволяющей двигателям центрального блока использовать топливо из боковых ускорителей в первые минуты после старта. Это давало бы возможность сохранить больше топлива в центральном блоке для более продолжительной его работы после отделения боковых ускорителей, и, как следствие, увеличить максимальную массу выводимой полезной нагрузки[2]. Впоследствии приоритет этих работ был снижен из-за нежелания дополнительно усложнять конструкцию, а также из-за отсутствия на рынке спроса на столь тяжёлую полезную нагрузку. Разработка данной системы продолжается, её внедрение возможно в будущем. На начальном этапе будет использоваться схема, при которой сразу после запуска ракеты-носителя тяга двигателей центральной секции будет максимально снижена для экономии топлива. После отделения боковых ускорителей двигатели первой ступени будут снова включены на полную тягу[33]. Подобную схему использует ракета-носитель Delta IV Heavy.

Вторая ступень[вироиш]

Вторая ступень РН Falcon Heavy аналогична используемой на ракете-носителе Falcon 9 и оснащена одним двигателем Merlin 1D Vacuum с номинальным временем работы 397 секунд и максимальной тягой в пустоте 934 кН. Конструкция двигателя позволяют запускать его многократно в течение полёта[35].

Стартовые площадки[вироиш]

По состоянию на 2017 год SpaceX готовит следующие стартовые комплексы для ракеты-носителя Falcon Heavy:

  • Космический центр Кеннеди (мыс Канаверал, Флорида, США) — LC-39A; арендуется у NASA. Ранее стартовый комплекс использовался для запусков ракет Сатурн-5 и Спейс Шаттл. В настоящее время стартовый комплекс используется для запусков Falcon 9, в дальнейшем планируется использовать его для запусков Falcon Heavy и пилотируемых запусков корабля Dragon V2, первый запуск намечен на 2018 год.
  • База Ванденберг (Калифорния, США) — SLC-4E; арендуется у ВВС США. Ранее стартовый комплекс использовался для запуска ракет Титан-3 и Титан-4. В настоящее время используется для запусков Falcon 9 и модернизируется для запуска Falcon Heavy.

Посадочные площадки[вироиш]

В соответствии с объявленной стратегией возврата и повторного использования первой ступени Falcon 9 и Falcon Heavy, компания SpaceX заключила договор аренды на использование и переоборудование 2-х площадок на Восточном и Западном побережьях США[36].

Данные стартовые комплексы дооборудованы площадками для управляемого приземления как боковых ускорителей Falcon Heavy, так и первой ступени этой РН.

Кроме того, компания SpaceX владеет специально изготовленной для посадки первой ступени Falcon 9 плавучей платформой, которая в будущем может использоваться и для посадки центрального блока (первой ступени) ракеты-носителя Falcon Heavy.

Запуски[вироиш]

Дата, время
(UTC)
Стартовая
площадка
Полезная нагрузка Орбита Заказчик Результат Посадка ступеней
БУ ЦБ БУ
1 6 февраля 2018, 20:45 UTC[37] КЦ Кеннеди, LC-39А Макет полезной нагрузки, Tesla Roadster Илона Маска[38] SpaceX Частичный успех Шаблон:Бесплатно B1033 Шаблон:Бесплатно
(Danish) Шаблон:Нет (Danish)
Первый демонстрационный полёт. В качестве боковых ускорителей были повторно использованы восстановленные первые ступени ракеты-носителя Falcon 9, посаженые после предыдущих запусков[39][40]. Оба боковых ускорителя синхронно приземлились на посадочных площадках, центральный блок (I ступень РН) не смог успешно приземлиться на плавучую платформу. Согласно заявлению Илона Маска на пресс-конференции после запуска, не произошло повторное зажигание в двух из трёх двигателей, предназначенных для его посадки, и блок врезался в воду рядом с плавучей посадочной платформой на скорости примерно 300 уставных миль/ч (~ 480 км/ч)[41].
Планируемые запуски
Начало 2018[42] КЦ Кеннеди, LC-39А ArabSat 6A ГПО ArabSat
30 апреля 2018[42] КЦ Кеннеди, LC-39А Space Test Program-2 НОО USAF
Запуск с основной полезной нагрузкой для ВВС США и группой коммерческих малых спутников в качестве второстепенной нагрузки.
2019—2020 КЦ Кеннеди, LC-39А ViaSat-3 ГПО ViaSat

Ҳамчунин нигаред[вироиш]

  • Семейство ракет-носителей Falcon

Эзоҳ[вироиш]

  1. 1.0 1.1 Falcon Heavy: SpaceX's giant rocket launches successfully. The Guardian (06.02.2018).
  2. 2.0 2.1 2.2 Falcon Heavy(англ.). spacex.com.
  3. US co. SpaceX to build heavy-lift, low-cost rocket(англ.). Reuters (5 April 2011).
  4. Falcon 9 Failure Linked To Upper Stage Tank Strut(англ.). Space News (20 July 2015).
  5. First Falcon Heavy Launch Scheduled for Spring(англ.). Space News (2 September 2015).
  6. SpaceX seeks to accelerate Falcon 9 production and launch rates this year(англ.). Space News (4 February 2016).
  7. 7.0 7.1 Falcon Heavy build up begins; SLC-40 pad rebuild progressing well(англ.). NASA Spaceflight (12 April 2017).
  8. Elon Musk Says SpaceX’s New Falcon Heavy Rocket Unlikely to Carry Astronauts. Wall Street Journal. 6 феврали 2018 санҷида шуд.
  9. Musk previews busy year ahead for SpaceX(англ.). Spaceflight Now (4 April 2017).
  10. 10.0 10.1 SpaceX Static Fire spy sat rocket and prepare to test Falcon Heavy core(англ.). NASA Spaceflight (25 April 2017).
  11. First core of SpaceX’s Falcon Heavy rocket fired in Texas(англ.). Spaceflight Now (10 May 2017).
  12. Static fire test brings Falcon Heavy one step closer to debut(англ.). Space News (9 May 2017).
  13. Elon Musk says SpaceX will try to launch his Tesla Roadster on new heavy-lift rocket(англ.). Spaceflight Now (2 December 2017).
  14. Photos: Elon Musk’s Tesla Roadster prepped for one-way trip to deep space(англ.). Spaceflight Now (28 December 2017).
  15. SpaceX releases first pictures of Falcon Heavy rocket(англ.). Spaceflight Now (20 December 2017).
  16. Falcon Heavy raised on pad 39A for first time(англ.). Spaceflight Now (28 December 2017).
  17. Chris Gebhardt. Falcon Heavy comes to life as SpaceX conduct Static Fire test – NASASpaceFlight.com(англ.). NasaSpaceFlight (24 January 2018). 24 январи 2018 санҷида шуд.
  18. The middle booster of SpaceX’s Falcon Heavy rocket failed to land on its drone ship.
  19. 19.0 19.1 Successful Falcon Heavy Test Flight: “Starman” Reaches Orbit, 2/3 Rocket Cores Recovered. Spaceflight101 (February 7, 2018). 7 феврали 2018 санҷида шуд.
  20. SpaceX successfully launches Falcon Heavy(англ.). Space News (6 February 2018).
  21. Nova Spivack. Arch Mission Foundation Announces Our Payload On SpaceX Falcon Heavy. 7 феврали 2018 санҷида шуд.
  22. Falcon Heavy overview
  23. Capabilities & Services(англ.). spacex.com.
  24. Intelsat signs first commercial Falcon Heavy launch agreement SpaceX(англ.). SpaceX (29 May 2012).
  25. SES agrees to launch satellite on ‘flight-proven’ Falcon 9 rocket(англ.). Spaceflight Now (30 August 2016). — «Intelsat, one of the world’s largest geostationary satellite operators alongside SES, has one launch reserved on a newly-built Falcon 9 rocket in the first quarter of 2017, when the Intelsat 35e satellite will launch from Cape Canaveral.»
  26. SpaceX get their foot in the EELV door with double launch contract win(англ.). NASA Spaceflight (5 December 2012).
  27. Citing SpaceX delays, Inmarsat moves satellite launch from Falcon Heavy to Ariane 5(англ.). Spaceflight Now (9 December 2016).
  28. ViaSat trades in Falcon Heavy launch for Ariane 5(англ.). Spaceflight Now (15 February 2016).
  29. Arabsat contracts go to Lockheed Martin, Arianespace and SpaceX(англ.). Spaceflight Now (29 April 2015).
  30. SpaceX announces plans for Dragon mission to Mars(англ.). Space News (28 April 2016).
  31. SpaceX announces plan for circumlunar human mission(англ.). Space News (27 February 2017).
  32. Основные заявления из пресс-конференции Илона Маска
  33. 33.0 33.1 Falcon Heavy(англ.). spaceflight101.com.
  34. SpaceX, Air Force assess more landing pads, Dragon processing at LZ-1. NASA Spaceflight (11 январи 2017).
  35. Falcon 9 v1.1 & F9R Launch Vehicle Overview(англ.). www.spaceflight101.com.
  36. SpaceX leases property for landing pads at Cape Canaveral, Vandenberg(англ.). spaceflightnow.com (17 February 2015).
  37. New T-0 is 3:45 p.m. EST, 20:45 UTC
  38. Stephen Clark. SpaceX will try to launch Elon Musk’s Tesla Roadster on new heavy-lift rocket(англ.) (December 2, 2017). 2 Декабри 2017 санҷида шуд.
  39. SpaceX to launch Falcon Heavy with two “flight-proven” boosters this year(англ.). Space News (31 March 2017).
  40. SpaceX Static Fires Falcon 9 for EchoStar 23 launch as SLC-40 targets return(англ.). NASA Spaceflight (9 March 2017).
  41. Маск ведёт пресс-конференцию по итогам запуска FH.
  42. 42.0 42.1 Launch Schedule(англ.). Spaceflight Now. 18 январи 2016 санҷида шуд.

Ссылки[вироиш]

Шаблон:SpaceX Шаблон:Американская ракетно-космическая техника Шаблон:Ракеты-носители тяжёлого и сверхтяжёлого класса Шаблон:Многоразовые ракеты-носители