Amerikkalainen raketti Falcon 9: tekniset tiedot ja valokuvat

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

28.6.2015 klo 17.21 (Moskovan aikaa) Falcon 9 -kantoraketin toinen laukaisu epäonnistui Cape Canaveralin laukaisupaikalla. Falcon 9 -raketin valmisteli SpaceX, yksityinen yhdysv altalainen yritys, jonka perusti Elon Musk.

Falcon ja NASA

NASA allekirjoitti vuonna 2008 sopimuksen yrityksen kanssa Falcon 9 -kantoraketin ja Dragon-avaruusaluksen laukaisemisesta. Ajatus tämän tyyppisten kantorakettien valmistamisesta sanelee se tosiasia, että sitä seurasi sarja epäonnistuneita avaruussukkulan laukaisuja. Ja Elon Musk itse suunnittelee alentavansa avaruuslentojen kustannuksia 10 kertaa. Kuitenkin myös tämän projektin arvoksi arvioitiin tuolloin 1,6 miljardia dollaria.

Epäonnistunut raketin laukaisu häiritsi useita NASA:n itselleen asettamia tehtäviä, lukuun ottamatta avaruussukkulan laukaisua ISS:lle. Falcon 9 -raketilla oli 1,8 tonnia rahtia.

Tällä laukaisulla suoritettavan päätehtävänä oli ISS:n jäsenten ruokavarastojen täydentäminen. Lisäksi raketissa oli myös International Docking Adapter (IDA) telakointiyksikkö,Boeingin kehittämä. Tämän 526 kg:n telakointiportin piti helpottaa Dragon-avaruusaluksen telakointia ISS:ään. Samaan tarkoitukseen Dragon yritti myös toimittaa avaruuspuvun avaruuskävelyihin. Tällaisten tärkeiden komponenttien katoaminen vaikuttaa epäilemättä haitallisesti tieteelliseen työaikatauluun ISS:llä.

Mutta siinä ei vielä kaikki! Falcon 9 -raketin räjähdys tuhosi 8 Planet Labsin tilaamaa Flock 1f -satelliittia. Lisäksi jokaisessa heistä oli kolme CubeSatia, joiden piti tarkkailla Maata optisessa tilassa.

Falcon 9:n tekniset tiedot

Raketin suunnittelu on suunniteltu siten, että jokaiseen vaiheeseen on asennettu avioniikka ja ajotietokoneet, jotka on suunniteltu ohjaamaan kaikkia lentoparametreja.

Kaikki raketissa käytettävä avioniikka on SpaceX:n valmistamaa. Lisäksi oman navigointijärjestelmän lisäksi käytetään GPS-laitteita parantamaan kiertoradalle laukaisun tarkkuutta.

Lisäksi jokaisella moottorilla on oma ohjain, joka valvoo jatkuvasti kaikkia moottorin parametreja. Ja jokainen ohjain on varustettu kolmella prosessoriyksiköllä järjestelmän luotettavuuden parantamiseksi.

Falcon 9 -raketti on kaksivaiheinen, ja tämä versio on käynyt läpi kaksi muutosta:

• versio 9 v1.0;
• versio 9 v1.1.

Ero toisen ja ensimmäisen version välillä on, että siinä on edistyneempi moottori. Ja ne erottuvat myös alemmassa vaiheessa olevien moottoreiden sijainnista.

Ja vaikka molemmissa versioissamoottorit toimivat kerosiinilla nestemäisen hapen hapettimella, mutta Falcon 9 v1.1 -raketti laukaisee jo 4,85 tonnia hyötykuormaa avaruuteen, kun taas US Falcon 9 v1.0 -raketti vain 3,4 tonnia.

Samaan aikaan version 1.1 pituus on 68,4 metriä ja laukaisupaino 506 tonnia.

Näiden parametrien ymmärtämiseksi venäläinen Proton-M-raketti on 10 metriä (58,2 m) lyhyempi ja laukaisupaino suurempi - 705 tonnia. Mutta Proton-M laukaisee kiertoradalle 6,74 tonnia hyötykuormaa.

NASA:n mukaan Falcon 9:n laukaisu maksaa 60 miljoonaa dollaria, kun taas Proton-M maksaa 30 miljoonaa dollaria enemmän.

Entä ensimmäinen askel?

Falcon 9 -raketti, jonka NASA laukaisi kahdelta laukaisualust alta. Ne sijaitsevat yksi Floridassa ja toinen Kaliforniassa. Työt ovat myös käynnissä kahden uuden laukaisualustan käyttöönottamiseksi.

SpaceX on työskennellyt jatkuvasti vuodesta 2013 lähtien luodakseen teknologiaa uudelleenkäytettäville Falcon 9 v1.1 -komponenteille. Ensimmäinen yritys pelastaa Falcon 9 tapahtui tammikuussa 2015. Laskelmien mukaan näyttämön piti laskeutua kelluvan alustan alueelle. Mutta huono sää merellä ei sallinut rakettivaiheen nostamista.

Ja tähän mennessä nämä yritykset ovat epäonnistuneet. Yksikään suoritetuista laukaisuista ei saanut yritystä pelastamaan näyttämöä.

Asiantuntijan lausunto

Vaikka tiedotusvälineiden mukaan Falcon 9:n viimeinen onnistunut julkaisu (joulukuu 2015) antoi mahdollisuuden säästääraketin alempi vaihe, mutta asiantuntijat epäilevät ensimmäisen vaiheen käyttöä. Asiantuntijat uskovat, että kun otetaan huomioon raketin rungon lämmityslämpötila sekä laukaisussa että laskeutumisen aikana, sen jälkeen kun se on kulkenut ilmakehän läpi, on hyvin vähän mahdollisuuksia käyttää tätä raketin elementtiä uudelleen.

Mutta siinä ei vielä kaikki. Uudelleen käytettävää käyttöä varten tarvitaan lisäelementtejä - nämä ovat laskutelineet ja tarvittava polttoaine. Ja tämä puolestaan vähentää hyötykuormaa jopa 30%.

Luotettava raketti?

Vuodesta 2010 vuoteen 2013 tehtiin viisi laukaisua, joista neljä oli täysin toiminnassa.

Mutta Falcon 9:n julkaisua lokakuussa 2012 asiantuntijat pitivät "osittain onnistuneena". Sitten raketti "Falcon 9" lähetti ensimmäistä kertaa laitteita ISS:lle Dragon-kuorma-autolla. Mutta Orbcomm-G2-satelliitin laukaisu geostationaariselle kiertoradalle epäonnistui, minkä seurauksena satelliitti laukaistiin suunniteltua alemmalle kiertoradalle.

Tämän "osittain onnistuneen operaation" tulos on valitettava. Orbcomm-G2 ei pysynyt kiertoradalla kauaa ja paloi saman vuoden lokakuun 12. päivänä ilman jälkiä Maan ilmakehässä.

Tässä suhteessa on mielenkiintoista, kuinka SpaceX selitti epäonnistumisen. Asiantuntijoiden mukaan ensimmäisen vaiheen moottorin läheltä repeytyi osa kotelosta.

Katastrofin syyt

Falcon 9 -raketin räjähdys kesäkuussa 2015 ei lisännyt uskottavuutta. Se ei pysynyt lennossa kauan - 2 minuuttia 19 sekuntia. Yhden kerranraketti meni hypersonic-tilaan, tapahtui räjähdys ja 8 sekunnin kuluttua Falcon 9 hajosi. NASA käynnisti yhdessä SpaceX:n kanssa tutkinnan katastrofin syistä.

SpaceX:n johtaja esitti versionsa. Hänen teoriansa mukaan onnettomuus johtui ylipaineesta ylävaiheen hapetinsäiliöissä. Tämä tapahtui aikana, jolloin ensimmäinen vaihe ei ollut vielä eronnut.

Muut onnettomuudet

Avaruusteollisuuden onnettomuudet eivät tietenkään ole harvinaisia. Joten vain Yhdysvalloissa tapahtui tänä vuonna kolme tapausta (ottaen huomioon Falcon 9 -kantoraketin kärsimän katastrofin).

Lokakuussa 2014 yksityinen Antares-kantoraketti räjähti Wallops Islandin avaruussatamasta laukaisun jälkeen. Sen odotettiin laukaisevan Cygnus-kuorma-auton (molemmat Orbital Sciencesin valmistamia) kiertoradalle kohti ISS:ää.

Myös vuonna 2014 toinen avaruusalus, SpaceShipTwo, syöksyi maahan. Oletettiin, että sillä suoritettaisiin suborbitaaliset turistilennot. Ja Virgin Galactic yrittää edelleen korjata onnettomuuden syytä.

Proton-M-kantoraketin ensimmäinen laukaisu tapahtui 7. huhtikuuta 2001. Sitten raketti, jossa oli yläaste "Breeze-M", laukaisi onnistuneesti satelliitin "Ekran-M" kiertoradalle. Tähän rakettiin asennettiin parannettu versio ohjausjärjestelmästä, joka mahdollisti heptyylipohjaisen rakettipolttoaineen kehittämisen, joka, kuten tiedätte, on myrkyllinen aine sekä ihmisille että ympäristölle. Uusi järjestelmä mahdollisti myös kiertoradalle lähetetyn hyötykuorman massan kasvattamisen.

Sittemmin 90 Proton-M-laukaisua on kulunut, mutta vain 80 niistä oli täysin säännöllisiä. Pääsyy hätätilanteisiin johtuu ylävaiheen toimintahäiriöistä.

Epäilemättä tällaiset tilastot eivät ole onnistunut indikaattori ohjuksille, joilla on niin rikas historia. Joka tapauksessa Falcon 9 -raketin räjähdys auttaa ymmärtämään paremmin sen toimintahäiriöitä ja ottamaan ne huomioon seuraavassa laukaisussa.

Mitä seuraavaksi?

Tällä hetkellä rahti voidaan toimittaa ISS:lle:

• Venäjän "Progress";
• Japanilainen HTV;
• Lohikäärme;
• Cygnus.

NASAlla on suuria toiveita Dragonista ajoneuvona, joka pystyy palauttamaan rahtia ISS:ltä Maahan. Sopimusta tämän yrityksen kanssa jatkettiin vuoteen 2017 asti, ja 15 uutta lanseerausta on suunnitteilla.

Edellisen kerran, kun Falcon 9 -kantoraketti Dragon-kuljetuksella suoritti tehtävänsä onnistuneesti 22. joulukuuta 2015

NASA:lla ei ole epäilystäkään siitä, että Falcon 9:n onnettomuus ei millään tavalla häiritse miehitettyjen avaruusalusten luomista. Osana tätä ohjelmaa SpaceX aikoo laukaista Falcon Heavy -raketin. Tämä laukaisu pystyy kilpailemaan sekä venäläisen Protonin että eurooppalaisen Ariane 5:n kanssa.

Amerikkalaisen Falcon 9 -raketin kärsimä onnettomuus osoitti jälleen kerran, että kukaan ei ole immuuni katastrofilta avaruustutkimuksessa.