Falcon Heavy

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Falcon Heavy
Falcon-heavy-crop.jpg
informație
Funcţie Vector de lansare orbital greu ( reutilizabil )
Producător SpaceX
Tara de origine Statele Unite Statele Unite
Costul pe lansare ~ 90 milioane USD [1]
Dimensiuni
Înălţime 70 m [2]
Diametru 3,66 m (etaj central) [2]
Masa 1 420 t [2]
Stadioane 2 + 2 boostere
Capacitate
Sarcina utilă către orbita pământului joasă 63 800 kg [2]
Sarcina utilă către
GTO
26 700 kg [2]
Sarcina utilă către
Marte
16 800 kg [2]
Istoria lansărilor
Stat Operare
Lansarea bazelor
Lansări totale 3
Succesele 3
Falimentele 0
Zbor inaugural 6 februarie 2018, 15:45 EST [4]
Primul satelit Arabsat-6A
Rachete auxiliare (etapa 0)
Nr. De rachete auxiliare 2 [2]
Grupuri de propulsie 9 Merlin 1D + [2]
Împingere 7 600 kN [2] la decolare
Impuls specific 282 s [2] la decolare
Timpul de aprindere 162 s [2]
Propulsor Oxigen lichid / kerosen RP-1 [2]
Lista etapelor
Etapa 1
Grupuri de propulsie 9 Merlin 1D [2]
Împingere 7 607 kN [2] (la decolare)
Impuls specific 282 s [2] (la decolare)
Timpul de aprindere 230 s [2]
Propulsor Oxigen lichid / RP-1
Etapa a 2-a
Grupuri de propulsie 1 Merlin Vacuum +
Împingere 934 kN [2]
Impuls specific ~ 345 s [2]
Timpul de aprindere 397 s [2]
Propulsor Oxigen lichid / RP-1

1leftarrow blue.svg Vocea principală: Falcon (familia rachetelor) .

Falcon Heavy (FH) este un lansator proiectat și construit de Space Exploration Technologies ( SpaceX ).

Istorie

La o conferință de presă organizată la Clubul Național de Presă (Washington DC), Elon Musk a declarat că Falcon Heavy ar fi putut transporta mai puține încărcături pe orbită doar către Saturn V , care a fost retras după sfârșitul programului Apollo . [5]

SpaceX a anunțat inițial că Falcon Heavy va efectua prima sa misiune demonstrativă din Vandenberg , [6] California , în 2013. [7] Lansarea din Cape Canaveral a fost programată pentru 2013 sau 2014. [5] La jumătatea anului. și-a făcut debutul la sfârșitul anului 2016, pentru a putea utiliza renovatul complex de lansare 39A de la John F. Kennedy Space Center , Florida. Dar din cauza diferitelor întârzieri, lansarea a fost amânată în continuare.

În timp ce specificațiile inițiale din aprilie 2011 prevedeau o sarcină utilă către LEO din 53 000 kg [8] și până la GTO până la 12 000 kg , cele mai recente declarații din 2011 crescuseră sarcina utilă către orbita Pământului și aduceau sarcina către orbita de transfer geostaționar la 19 000 kg , 16 000 kg pentru o orbită de transfer lunar e 14 000 kg pentru o orbită de evadare spre Marte . [6] [9]

Spre sfârșitul anului 2013, SpaceX a mărit prognoza pentru GTO 21 200 kg , făcând lansatorul să intre în categoria utilizată de NASA „Super Heavy-lift”. [10]

În 2015, SpaceX a anunțat o serie de revizuiri ale designului Falcon Heavy în paralel cu noua versiune a Falcon 9 , v1.1 . [11]

Falcon Heavy în lansarea sa inaugurală.

Noul design al Falcon Heavy prevedea că va folosi două amplificatoare laterale derivate din prima etapă a Falcon 9 Full Thrust , în timp ce etapa centrală ar fi păstrat dimensiunile primei etape a Falcon 9 v1.1 . Alte modificări ale amplificatoarelor laterale includ un nou amestec de combustibil, modificări ale structurii de susținere a motorului, motoare cu performanțe superioare și modificări ale structurii rezervoarelor de combustibil. [11]

În aprilie 2015, SpaceX a trimis SUA o cerere de certificare a Falcon Heavy pentru lansarea sateliților de securitate națională . Procesul de certificare necesită trei lansări finalizate cu succes, dintre care cel puțin două consecutive. SpaceX spune că se așteaptă ca procesul de certificare să se încheie în 2017, dar nu oferă date exacte. [12]

În septembrie 2015, după eșecul misiunii CRS-7 din iunie 2015, SpaceX a mutat debutul lansatorului în aprilie / mai 2016, [13] dar înainte de februarie 2016 data a fost mutată în continuare la sfârșitul anului 2016. [14] În august 2016 , zborul demonstrativ a fost amânat la începutul anului 2017 și programul de zbor a fost reorganizat în consecință. [15]

Lansare inaugurală

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Zborul inaugural al Falcon Heavy .
Aterizarea amplificatorilor.

Lansarea inaugurală a avut loc cu succes marți, 6 februarie 2018 la 15:45 EST (ora locală) de la istoricul Hall 39A al Centrului Spațial John F. Kennedy din Florida . Etapa 2 a lansat Tesla Roadster a lui Elon Musk spre Marte , devenind prima mașină comercială din istorie care a intrat în spațiu. Amplificatoarele laterale au aterizat conform programării în zonele de aterizare 1 și 2 ; nucleul central, pe de altă parte, s-a prăbușit în apă la o viteză de aproximativ 500 km / h la aproximativ 100 de metri de platforma plutitoare pe care trebuia să aterizeze, deoarece nu a putut porni toate cele trei motoare necesare pentru controlați coborârea pe platformă, dar numai una. Această etapă, împreună cu cele două laterale, nu ar fi fost refolosită în niciun caz, astfel încât aterizarea eșuată nu implică o pierdere semnificativă pentru SpaceX. [4]

Proiecta

Din stânga, Falcon 1, Falcon 9 v1.0, Falcon 9 v1.1, Falcon Heavy

Falcon Heavy constă dintr-un Falcon 9 cu adăugarea a două etape suplimentare suplimentare ca amplificatoare, [16] o configurație similară cu EELV Delta IV , Atlas V HLV și rusa Angara A5V . Racheta a fost concepută pentru a îndeplini și a depăși criteriile minime pentru lansarea oamenilor. Marjele de siguranță sunt cu 40% mai mari decât solicitările normale întâlnite în timpul lansării, comparativ cu 25% din alte lansatoare. [17]

Falcon Heavy a fost conceput pentru a duce astronauții pe orbita terestră joasă și pentru a restabili capacitatea de a ajunge pe Lună și pe viitorul Marte. [18] Sarcina pe care o poate transporta lansatorul este mai mult sau mai puțin aceeași cu Saturn C-3 , proiectată în 1960 pentru scenariul de întâlnire pe orbita Pământului. [19]

Primul stagiu

Prima etapă constă din trei prime etape ale Falcon 9, fiecare echipat cu nouă Merlin 1D + , pentru o forță totală de decolare de 22 819 kN , care crește la 24 681 kN când racheta trece de cele mai dense straturi ale atmosferei și motoarele.devin mai eficiente. [16]

Toate motoarele amplificatoarelor și ale primei etape sunt aranjate într-un aranjament SpaceX numește Octaweb, [20] cu scopul de a simplifica proiectul de construcție și fiecare etapă este echipată cu patru picioare de aterizare, clapete de control și jeturi de azot pentru controlul flotabilității în timpul operațiuni de recuperare. [21] După detașarea de la lansator, fiecare amplificator va menține motorul central pornit câteva secunde pentru a se îndepărta în siguranță de prima etapă, [21] apoi clapetele și picioarele de control se vor deschide pentru a ateriza în siguranță pe uscat. [22] Prima etapă își va continua ascensiunea până când se separă de cea de-a doua etapă, cu combustibilul rămas își va inversa traiectoria și va ateriza, spre deosebire de boostere, pe nava cu drone Desigur, încă te iubesc. fabricate din fibre de carbon și o structură de fagure de aluminiu, sunt depozitate în jurul stadionului la decolare și se extind în exterior și în jos pentru aterizare. În acest moment, atât aripioarele de control, cât și picioarele de aterizare sunt testate pe vectorul Falcon 9, pentru a ajuta prima etapă în aterizări experimentale odată ce misiunea principală este terminată. [23]

Tehnologia Crossfeed a fost eliminată

Falcon Heavy a fost inițial conceput cu o caracteristică unică: capacitatea de a alimenta unele motoare din prima etapă cu propulsor din boostere, până când acestea au fost aproape goale și gata de separare. [24] Acest lucru ar fi permis ca toate cele douăzeci și șapte motoare să fie menținute la putere maximă pe durata zborului, lăsând etapa centrală aproape plină în momentul detașării. Sistemul de transfer de combustibil, poreclit „Asparagus staging”, este derivat dintr-un lansator ipotezat într-o carte de mecanică orbitală Tom Logsdon . [25] Conform cărții, un inginer pe nume Ed Keit a inventat termenul „Asparagus-stalk booster” pentru a lansa încărcături folosind transferul de combustibil. [26] Cu toate acestea, Elon Musk a spus că tehnologia nu este furnizată în prezent pentru versiunile timpurii ale Falcon Heavy. [27]

A doua faza

Etapa superioară este alimentată de un singur Merlin 1D optimizat pentru vid, cu un impuls de 934 kN , un raport de expansiune de 117 la 1 și un timp de aprindere de 397 s. Pentru a crește fiabilitatea sistemului de re-aprindere, motorul folosește două mecanisme piroforice redundante ( TEA - TEB ). Această etapă este practic o versiune mai scurtă a etapei inferioare și folosește aceleași proceduri, echipamente și materiale pentru a reduce costurile de fabricație. [16]

Dezvoltarea tehnologiilor de reutilizare

SpaceX spera inițial să facă toate etapele lansatorului reutilizabile. [28] În timp ce nu se fac eforturi pentru a face cea de-a doua etapă reutilizabilă, SpaceX a demonstrat posibilitatea recuperării primei etape a Falcon 9 atât pe uscat, cât și pe mare. Această abordare poate fi adaptată deoarece amplificatoarele laterale se vor separa mai devreme decât prima etapă a Falcon 9, facilitând traiectoria de recuperare. De la sfârșitul anului 2013, prima etapă a Falcon 9 a fost echipată cu echipamentul necesar pentru recuperare. [23]

SpaceX a declarat că încărcătura către orbita de transfer geostaționar scade dacă se recuperează amplificatoarele și prima etapă, dar, în consecință, scade și prețul lansatorului: cu prima etapă și amplificatoarele reutilizabile, sarcina maximă ar fi de 7 tone, în timp ce cu recuperarea numai a rapelurilor ar crește la aproximativ 14 tone. [29]

Prețul lansatorului și finanțarea dezvoltării

Într-o apariție din martie 2004 la Comitetul Senatului Statelor Unite pentru Comerț, Cercetare și Transporturi, Musk a declarat: [30]

( EN )

„Planurile pe termen lung necesită dezvoltarea unui produs cu greutăți ridicate și chiar a unui super-greu, dacă există cerere a clienților. Ne așteptăm ca fiecare creștere a dimensiunii să conducă la o scădere semnificativă a costului pe lire sterline pe orbită. [...] În cele din urmă, cred că 500 USD pe kilogram sau mai puțin este foarte realizabil. "

( IT )

„Planurile pe termen lung trebuie să includă un pitcher de clasă„ Heavy ”sau chiar„ Superheavy ”dacă clienții o solicită. Ne așteptăm ca fiecare creștere a dimensiunii să conducă la o scădere semnificativă a costului pe lire sterline pe orbită. [...] Pe termen lung, cred că 500 de dolari pe kilogram sau mai puțin este ușor de realizat. "

( Elon Musk )

În prezent, cei 500 de dolari pe lire sterline (1.100 dolari / kg) reprezintă 35% din cel mai mic cost pe lire pe orbită terestră joasă (LEO) a celui mai ieftin lansator: Zenit , un lansator mediu care poate transporta 14 t către LEO. [31] În septembrie 2016, prețurile Falcon Heavy au oscilat în jurul valorii de 1600 USD pe kilogram (750 USD / lira), spre orbita Pământului scăzută, presupunând că transportatorul poartă sarcina maximă posibilă și, prin urmare, este complet de unică folosință. [32]

În 2011, SpaceX a anunțat că costul atingerii orbitei terestre scăzute ar putea scădea sub 450 USD / kg dacă se menține o frecvență constantă de lansare și dacă ar putea fi lansate 10 Falcon 9 și 10 Falcon Heavy. [6]

Dezvoltarea Falcon 9 este finanțată integral din capital privat, nu a fost furnizat niciun capital public. [33] În 2016, prețurile prezise de SpaceX sunt cele mai mici din industrie, [34] și dacă SpaceX reușește în programul său de dezvoltare a transportatorilor reutilizabili , s-ar putea naște o nouă epocă spațială . [33] [35]

Notă

  1. ^ (RO) CAPACITĂȚI ȘI SERVICII , pe spacex.com. Adus la 7 septembrie 2016 (Arhivat din original la 7 octombrie 2013) .
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s ( EN )Falcon Heavy , pe Spaceflight101 . Adus pe 7 septembrie 2016 .
  3. ^ (RO) Stephen Clark, platforma de lansare a navetei SpaceX pentru rachete cu greutăți mari , pe spaceflightnow.com, Spaceflight Now , 11 martie 2012.
  4. ^ a b Emanuele Menietti, Prima lansare istorică a Falcon Heavy , pe ilpost.it , 6 februarie 2018. Accesat la 6 februarie 2018 .
  5. ^ A b (EN) Spațiu pentru toți la HobbySpace , pe hobbyspace.com. Adus la 7 septembrie 2016 (arhivat din original la 21 septembrie 2011) .
  6. ^ a b c SpaceX, Media Gallery , pe SpaceX . Adus pe 7 septembrie 2016 .
  7. ^ ( EN ) SUA co. SpaceX va construi rachete de mare tonaj, cu costuri reduse , la www.webcitation.org . Adus la 7 septembrie 2016 (arhivat din original la 5 aprilie 2011) .
  8. ^ (RO) Stephen Clark, SpaceX Intră pe tărâmul rachetei grele , al spaceflightnow.com, 5 aprilie 2011. Adus pe 7 septembrie 2016.
  9. ^ (RO) Red Dragon (PDF), 31 octombrie 2011, p. 4. Adus pe 7 septembrie 2016 .
  10. ^ ( RO ) n 5.2 RIDICAREA GRAVĂ PENTRU ORBITA PĂMÂNTULUI ȘI DUPĂ ( PDF ), în CĂUTAREA UNUI PROGRAM DE ZBURI SPATIALE UMANE MERITOARE A UNEI NAȚII MARI , 2009, p. 65. Adus pe 7 septembrie 2016 .
  11. ^ a b ( EN ) Peter B. de Selding, SpaceX își propune să lanseze o nouă versiune a Falcon 9 în această vară , pe SpaceNews.com , 20 martie 2015. Adus pe 7 septembrie 2016 .
  12. ^ (EN) Mike Gruss, SpaceX trimite Air Force un schiță pentru certificarea Falcon Heavy pe SpaceNews.com, 15 aprilie 2015. Accesat pe 7 septembrie 2016.
  13. ^ (EN) Jeff Foust, prima lansare Falcon Heavy programată pentru primăvară pe SpaceNews.com, 2 septembrie 2015. Adus pe 7 septembrie 2016.
  14. ^ (EN) Jeff Foust, SpaceX Falcon 9 încearcă să accelereze producția și ratele de lansare în acest an , pe SpaceNews.com, 4 februarie 2016. Adus pe 7 septembrie 2016.
  15. ^ (RO) Andrew Liptak, datele de lansare Falcon Heavy confirmate pe theverge.com, 27 ianuarie 2018. Accesat pe 6 februarie 2018.
  16. ^ A b c (EN) Falcon 9 , spacex.com pe 16 noiembrie 2012. Adus pe 8 septembrie 2016 (depus de 'url original la 5 august 2014).
  17. ^ (RO) SpaceX anunță data lansării pentru cea mai puternică rachetă din lume pe www.spaceref.com. Adus la 8 septembrie 2016 .
  18. ^ (EN) spacexcmsadmin, Falcon Heavy , spacex.com pe 16 noiembrie 2012. Adus pe 8 septembrie 2016 (depus de „Adresa URL originală 6 aprilie 2017).
  19. ^ (EN) Saturn C-3 , pe www.astronautix.com. Adus la 8 septembrie 2016 .
  20. ^ (EN) Emily Shanklin, Falcon Heavy Octaweb pe spacex.com, 13 aprilie 2013. Adus pe 8 septembrie 2016 (depus de 'url original 7 iunie 2015).
  21. ^ A b (EN) Emily Shanklin, Falcon Heavy Landing Legs pe spacex.com, 13 aprilie 2013. Adus pe 8 septembrie 2016 (depus de 'url original 11 iunie 2015).
  22. ^ (EN) Lansare și recuperare a lansării rachetei Falcon Heavy Featured în Cool New Animation SpaceX - Universe Today , pe universetoday.com, 28 ianuarie 2015. Adus pe 8 septembrie 2016.
  23. ^ A b (EN) Elon Musk pe SpaceX's Reusable Rocket Plans de pe popularmechanics.com, 7 februarie 2012. Adus pe 8 septembrie 2016.
  24. ^ (RO) John K. Strickland, Jr., The SpaceX Falcon Heavy Booster: De ce este important? , pe www.nss.org . Adus la 7 septembrie 2016 (Arhivat din original la 17 ianuarie 2013) .
  25. ^ (RO) SpaceX anunță data lansării pentru cea mai puternică rachetă din lume pe www.spaceref.com, 5 aprilie 2011. Adus pe 7 septembrie 2016.
  26. ^ (EN) Tom Logsdon, Orbital Mechanics - Theory and Applications, New York , John Wiley & Sons , 1998, p. 143, ISBN 978-0-471-14636-0 .
  27. ^ (EN) Elon Musk pe Twitter , pe twitter.com. Adus pe 7 septembrie 2016 .
  28. ^ (RO) Musk ambiție: vizează SpaceX Falcon 9 | NASASpaceFlight.com , la www.nasaspaceflight.com. Adus la 8 septembrie 2016 .
  29. ^ (RO) Amy Svitak, Falcon 9 Performanță: GEO de dimensiuni medii? , pe aviationweek.com , 8 martie 2014. Adus pe 8 septembrie 2016 .
    „„ [...] Falcon Heavy va realiza sateliți de până la 7 tone cu reutilizarea completă a celor trei trepte de amplificare ”[...] El a mai spus că Falcon Heavy și-ar putea dubla performanța de încărcare utilă la GTO„ dacă, de exemplu, noi s-a consumat pe nucleul central. "» .
  30. ^ (EN) Declarație pregătită de Elon Musk la o audiere a Senatului privind naveta spațială și viitorul vehiculelor de lansare spațială , pe www.spaceref.com, 5 mai 2015. Accesat la 8 septembrie 2016.
  31. ^ (EN) Sietzen Frank, Jr., Spacelift Washington: International Space Transportation Association Faltering; Mitul celor 10.000 de dolari pe lire sterline , pe www.spaceref.com , 18 martie 2001. Adus pe 8 septembrie 2016 .
  32. ^ (RO) Brian Wang, Next Big Future: Upgrade Spacex Falcon 9.1.1 va lansa cu 25% mai mult decât vechiul Falcon 9 și va reduce prețul la 4109 dolari pe kilogram la LEO pe www.nextbigfuture.com, 22 martie 2013. Accesat pe 8 septembrie 2016 .
  33. ^ A b (EN) RD Boozer, The Space Review: Rocket reusability: a driver of economic growth , de pe www.thespacereview.com, 10 martie 2014. Adus pe 8 septembrie 2016.
  34. ^ (RO) MICHAEL BELFIORE, The Rocketeer , Foreign Policy, 9 decembrie 2013. Adus pe 8 septembrie 2016.
  35. ^ (RO) Doug Messier, Shotwell: Falcon reutilizabil 9 ar costa 5 până la 7 milioane de dolari să fie lansat la Parabolic Arc , pe parabolicarc.com, 14 ianuarie 2014. Adus pe 8 septembrie 2016.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe