„Фалкън-9“ () е двустепенна ракета носител, чиято първа степен е предназначена за многократна употреба, разработена и експлоатирана от американската компания Спейс Екс. Ракетата използва керосин (RP-1) и течен кислород (LOX) като гориво и окислител и е предназначена за извеждане на спътници, товарни и пилотирани космически кораби в околоземна орбита и отвъд нея.
Съвременната версия на ракетата, Falcon 9 Block 5, е с височина около 70 m и може да извежда до 22 800 kg полезен товар в ниска околоземна орбита и до 8300 kg в геостационарна трансферна орбита. Ракетата се използва за изстрелване на търговски, научни и военни полезни товари, както и на космическите кораби „Дракон“ и спътниците от системата Starlink.
„Фалкън-9“ е първата орбитална ракета носител, постигнала рутинна многократна употреба на първата си степен чрез вертикално кацане и повторно използване след полет. Благодарение на тази технология тя се превръща в една от най-използваните и надеждни ракети в историята на космонавтиката.
Първият полет на „Фалкън-9“ е осъществен на 4 юни 2010 г. от площадка SLC-40 в Кейп Канаверал и завършва успешно.
История
Разработка
В началото на 2000-те години компанията Спейс Екс разработва малката ракета носител Фалкън-1, предназначена за извеждане на малки спътници в орбита. Опитът, натрупан при тази програма, поставя основите за разработването на по-голяма и по-мощна ракета.
Първоначално компанията планира междинна версия, известна като „Фалкън-5“, но проектът е отменен преди достигане на производствен етап. Вместо това Спейс Екс насочва усилията си към разработването на „Фалкън-9“, която е избрана от НАСА за участие в програмата Commercial Orbital Transportation Services (COTS), целяща развитието на търговски средства за снабдяване на Международната космическа станция.
Конфигурации
Първата версия на ракетата, Falcon 9 v1.0, извършва пет успешни полета между 2010 и 2013 г. През 2013 г. тя е заменена от Falcon 9 v1.1, която разполага с по-дълги резервоари, двигатели Мерлин 1D с по-висока тяга и увеличен полезен товар.
През 2015 г. е въведена версията Falcon 9 Full Thrust (известна още като v1.2), проектирана с цел многократна употреба на първата степен. На 22 декември 2015 г. тази версия осъществява първото успешно вертикално кацане на орбитална ракета след изстрелване.
През 2017 и 2018 г. са въведени версиите Block 4 и Block 5. Falcon 9 Block 5 представлява окончателната и към момента основна конфигурация на ракетата. Тя включва подобрени двигатели, по-устойчива топлинна защита и конструктивни промени, позволяващи многократно използване на първата степен с минимална подготовка между полетите.
Към 2026 г. всички изстрелвания на „Фалкън-9“ се извършват с конфигурацията Block 5.
Технически характеристики
Конструкция
„Фалкън-9“ е двустепенна ракета носител. Първата степен се задвижва от девет двигателя Мерлин 1D, работещи с RP-1 и течен кислород. Тя е оборудвана с решетъчни кормила, опори за кацане и система за контролирано завръщане, позволяващи многократна употреба.
Втората степен използва един двигател Merlin 1D Vacuum, оптимизиран за работа във вакуум. Тя осигурява достигането на орбитална скорост и прецизното извеждане на полезния товар.
Размери и маса
Височина: около 70 m Диаметър: 3,66 m Маса при изстрелване: около 549 054 kg Брой степени: 2
Товароподемност
До ниска околоземна орбита (НЗО): до 22 800 kg До геостационарна трансферна орбита (ГТО): до 8300 kg
Товароподемността зависи от избраната орбита, профила на мисията и необходимостта от възстановяване на първата степен.
Гориво
И двете степени използват комбинация от керосин (RP-1) като гориво и течен кислород (LOX) като окислител. Тази комбинация осигурява висока надеждност и сравнително ниска цена на изстрелване.
Многократна употреба
Многократната употреба на първата степен е една от основните характеристики на „Фалкън-9“ и ключов фактор за намаляване на разходите за космически полети. След отделянето си от втората степен бустерът извършва контролирано спускане и кацане чрез серия от маневри и повторни запалвания на двигателите.
На 22 декември 2015 г. по време на мисията Orbcomm OG2 „Фалкън-9“ осъществява първото успешно кацане на първа степен на орбитална ракета след изстрелване.
През следващите години Спейс Екс усъвършенства технологията за възстановяване на бустерите както на наземни площадки, така и върху автономни морски платформи. На 30 март 2017 г. по време на мисията SES-10 е осъществено първото повторно използване на първа степен на орбитална ракета.
С въвеждането на конфигурацията Block 5 през 2018 г. „Фалкън-9“ е оптимизирана за многократна употреба с минимална подготовка между полетите. Тази технология позволява значително увеличаване на честотата на изстрелванията и допринася за превръщането на ракетата в една от най-използваните ракети носители в историята.
Пилотирани мисии
„Фалкън-9“ е първата ракета на Спейс Екс, сертифицирана за пилотирани полети. Тя се използва съвместно с космическия кораб Crew Dragon в рамките на програмата Commercial Crew на НАСА.
На 30 май 2020 г. ракетата извежда в орбита мисията Demo-2 с астронавтите Дъглас Хърли и Робърт Бенкен. Това е първият пилотиран орбитален полет, изстрелян от територията на Съединените щати след приключването на програмата Space Shuttle през 2011 г., както и първият подобен полет, осъществен от частна компания.
След успеха на Demo-2 „Фалкън-9“ се използва редовно за превоз на астронавти до Международната космическа станция, както и за частни пилотирани мисии в околоземна орбита.
Експлоатация
От първия си полет през 2010 г. „Фалкън-9“ се превръща в една от най-активно използваните ракети носители в света. Ракетата се използва за извеждане на търговски, научни и военни спътници, снабдяване на Международната космическа станция, пилотирани мисии с космическия кораб „Дракон“ и разгръщане на спътниковата система Starlink.
Сред основните клиенти на ракетата са НАСА, Министерството на отбраната на САЩ, Националната разузнавателна служба на САЩ (NRO), както и множество търговски оператори на спътници.
През 2020-те години значителна част от изстрелванията на „Фалкън-9“ са свързани с изграждането и поддръжката на спътниковата мрежа Starlink, която осигурява широколентов интернет достъп в глобален мащаб.
Значими постижения
Сред най-значимите събития в историята на „Фалкън-9“ са:
първи полет на 4 юни 2010 г.; първо скачване на космически кораб „Дракон“ с Международната космическа станция през 2012 г.; първо успешно кацане на първа степен на 22 декември 2015 г.; първо повторно използване на орбитален бустер на 30 март 2017 г.; първи пилотиран полет на Спейс Екс (Demo-2) през 2020 г.; превръщането на „Фалкън-9“ в основен носител за разгръщането на системата Starlink.
Благодарение на високата си надеждност, честота на изстрелванията и възможност за многократна употреба, „Фалкън-9“ е считана за една от най-успешните ракети носители в историята на космонавтиката.
Вижте също Фалкън-1 Фалкън Хеви
Външни препратки
Falcon 9 – официална страница на SpaceX
Източници
Категория:Американски ракети-носители