Falcon 9
Falcon 9 je serija raketa srednje nosivosti koju razvija i koristi privatna aeronautička tvrtka SpaceX. Raketa je u stanju ponesti 13.150 kg u nisku zemljinu orbitu (LEO) ili do 4.850 kg u geostacionarnu transfernu orbitu (GTO). Falcon 9 ima tri inačice, Falcon 9 v1.0, Falcon 9 v1.1 i Falcon 9-R. Želja tvrtke SpaceX je raketu Falcon 9 učiniti barem djelomično višestruko upotrebljivom.
SpaceX je zahvaljujući Falconu 9 i letjelici Dragon dobio NASA-in ugovor za opskrbu Međunarodne svemirske postaje u sklopu programa Commercial Resupply Services (CRS). Prihvaćanjem tog ugovora SpaceX se obvezao lansirati 12 opskrbnih misija prema do 2017. godine.
Opis
urediFalcon 9 je dvostupanjska raketa pogonjena tekućim kisikom (LOX) i kerozinom RP-1. Radi povećanja pouzdanosti prilikom rada i proizvodnog procesa svi dijelovi rakete su srodni. Time se skraćuje vrijeme i smanjuju troškovi proizvodnje. Prilikom uzlijetanja raketa se od rampe odvaja tek kada motori postignu puni potisak i navigacijsko računalo provjeri rad svih sustava u raketi. U slučaju da računalo otkrije anomaliju ono automatski gasi motore i započinje istovar goriva.
Plan tvrtke SpaceX je od Falcona 9 napraviti višestruko upotrebljivu raketu. U prvoj fazi tog projekta plan tvrtke je reciklirati prvi stupanj rakete, a kasnije i drugi stupanj. Dosadašnji pokušaji recikliranja prvog stupnja nisu bili uspješni, ali SpaceX se nada će to postići do 6. lansiranja rakete.
Falcon 9 prilagođen je za nošenje astronauta u orbitu pomoću letjelice Dragon. U sklopu NASA-inog programa za komercijalnu opskrbu Međunarodne svemirske postaje SpaceX je potpisao ugovor za 11 lansiranja do 2015. godine.
29. rujna 2013. SpaceX je lansirano novu inačicu rakete - Falcon 9 v1.1, koja ima 60% veću masu, 60% veći potisak i nosi 3 tone više u orbitu. Raketa je prvi demonstrativni let odradila uspješno i pritom je lansirala kanadski satelit CASSIOPE. SpaceX radi i na višestruko upotrebljivoj inačici rakete - Falcon 9-R. U svrhu testiranja komponenti i software već je izvedeno nekoliko letova modificiranog prvog stupnja rakete pod imenom Grasshopper (Skakavac).
Testiranje povratka prvog stupnja rekete
urediSpaceX uspio je meko spustiti prvi stupanj rakete nakon lansiranja misije CRS-3 18. travnja 2014. Prvi stupanj rakete je uspješno upalio motore nakon odvajanja, stabilizirao svoj let i meko se spustio na površinu Atlantskog oceana. Nažalost, olujno more s valovima od 6 m uništilo je i potopilo prvi raketni stupanj tako da njegovo izvlačenje na kopno radi daljnjeg proučavanja nije bilo moguće.
Ponovni pokušaj vraćanja prvog stupnja rakete Falcon 9 odigrao se 10. siječnja 2015. Plan tvrtke SpaceX je bio vratiti prvi stupanj rakete na automatsku platformu dimenzija 100 x 50 m koja je postavljena tristotinjak kilometara od istočne obale Sjedinjenih Država. Prvi stupanj se uspješno odvojio od rakete nakon 157 sekundi leta pri brzini od 1800 m/s i nastavio s letom po balističkoj putanji do visine od 140 km. Nakon toga je prvi stupanj ponovno zaronio u atmosferu i postigao brzinu od 1300 m/s. Raketni motori su u tri navrata bili upaljeni kako bi smanjili brzinu raketnog stupnja na oko 2 m/s, a kao dodatna pomoć za stabilizaciju i usporavanje korištena su posebna rešetkasta krila. Nažalost, hidraulična tekućina koja je služila za pogon krila i nožica za slijetanje se potrošila te raketa zbog toga nije bila u stanju apsorbirati udar u platformu. Kao rezultat grubog slijetanja, prvi stupanj se prevrnuo i pao u more. Unatoč neuspješnom slijetanju, SpaceX je dokazao izvedivost koncepta povratka prvog stupnja rakete na Zemlju. Novo testiranje bi se trebalo odigrati krajem siječnja 2015. kada će Falcon 9 lansirati satelit DSCOVR.[1]
Prvi stupanj
urediPrvi stupanj rakete je pogonjen s 9 motora Merlin 1C koje je također razvila tvrtka SpaceX. Svaki od motora ima potisak od 556 kN na razini mora i daju ukupan potisak od približno 5 MN. Motori prvog stupnja rade 170 sekundi prije gašenja. Zbog višestrukih motora na prvom stupnju raketa ima mogućnost nastavka leta čak i u slučaju da jedan od njih zakaže prilikom rada. Gubitak potiska u tom slučaju raketa nadoknađuje duljim radom preostalih motora. Prilikom četvrtog lansiranja Falcona 9, 8. listopada 2012., jedan od motora je nakon 79 sekundi leta prestao s radom[2] i došlo je do djelomičnog pucanja sapnice motora. Ostalih 8 motora rakete nastavili su s radom i uspjeli su ubaciti letjelicu Dragon u orbitu 30 sekundi nakon predviđenog vremena.
Drugi stupanj
urediDrugi stupanj pogonjen je samo jednim motorom Merlin 1C koji je prilagođen radu u vakuumu. Drugi stupanj djeluje 345 sekundi, daje 445 kN potiska i ima mogućnost višestrukog pokretanja.
Specifikacije
uredi| parametar | Falcon 9[3] | Falcon 9 v1.1[4] | Falcon 9 FT Blok 3[5] | Falcon 9 FT Blok 5[5] |
|---|---|---|---|---|
| visina | 55,0 m | 69,2 m | 69,98 m | 69,98 m |
| promjer | 3,6 m | 3,6 m | 3,6 m | 3,6 m |
| masa | 333.400 kg | 480.000 kg | 556.000 kg | 587.000 kg |
| broj stupnjeva | 2 | 2 | 2 | 2 |
| nosivost (LEO) | 10.450 kg | 13.150 kg | 17.400 kg | 22.800 kg |
| nosivost (GTO) | 4.540 kg | 4.850 kg | 6.400 kg | 8.300 kg |
| broj lansiranja | 5 | 15 | 36 | 51 |
| uspješna lansiranja | 5 | 14 | 36 | 51 |
| prvo lansiranje | 4. lipnja 2010. | 29. rujna 2013. | Rujan 2015. | |
| zadnje lansiranje | 1. ožujka 2013. |
| parametar | 1. stupanj | 2. stupanj |
|---|---|---|
| Falcon 9 1.0 | ||
| motor | 9 x Merlin 1C | 1 x Merlin 1C Vac |
| potisak | 9 x 556 kN | 445 kN |
| specifičan impuls | 304 s | 345 s |
| dužina izgaranja | 170 s | 345 s |
| gorivo | RP-1/LOX | RP-1/LOX |
| Falcon 9 1.1 | ||
| motor | 9 x Merlin 1D | 1 x Merlin 1D Vac |
| potisak | 9 x 620 kN | 801 kN |
| specifičan impuls | 282 s | 340 s |
| dužina izgaranja | 180 s | 375 s |
| gorivo | RP-1/LOX | RP-1/LOX |
Izvori
uredi