Вторник, 16 июля, 2024

Почему ракета Falcon 9 — секретный ингредиент успеха SpaceX

Побережья Флориды, 3 июня 2010 года, тропический ливень за час вылила около 20 см осадков. В центре управления заметили, что телеметрия с второй степени подготовленной к запуску ракеты-носителя Falcon 9 слишком слаба. Вода, возможно, залила электронику. Провал запуска Falcon 9 могло означать не только дыру в репутации SpaceX, но и возможное ее банкротство. Ставки были очень высокими, ведь ранее SpaceX выполнила пять запусков значительно меньшей Falcon 1, и три из них провалились.

Вечером того же дня ракету поехали осмотреть директор запуска Том Базза, основатель SpaceX Илон Маск и старший директор отдела авионики Булент Алтан. На тот момент ракету-носитель сняли с пускового стола и переместили в горизонтальное положение.

Підписуйтесь на наш канал в Telegram: https://t.me/techtodayua

Алтан после осмотра подтвердил – в ракету попала вода. Нужно было отправлять Falcon 9 обратно в ангар и выполнить ремонт, что заняло бы несколько дней. Это было недопустимо и специалисты решили попробовать просушить электронику феном.

Дела SpaceX на данный момент были не очень радужными. Двумя годами ранее эта восьмилетняя компания почти обанкротилась – ее спасло космическое агентство NASA. Его финансирование сделало возможным запуск Falcon 9.

На следующий день сигнал телеметрии был достаточный, хотя и не такой мощный, как ожидалось. Маск решил продолжать и после полудня 4 июня 2010 года первая Falcon 9 оторвалась от земли.

Ракета-носитель показала великолепные результаты, добравшись в космос с высокой точностью. Наклон орбиты составил 34,494 градуса вместо ожидаемых 35 градусов.

В мае 2020 года Falcon 9 доставила капсула Crew Dragon на Международную космическую станцию, наконец, достигнув финальной цели своей разработки – стать рабочей лошадкой США и быть космическим транспортом.

Ракета-носитель Falcon 9 стала во многом первой. Она впервые продемонстрировала вертикальную посадку на Землю. Она стала первой с многократным использованием. Она первой летала на орбиту с девятью первыми степенями. А еще она первой предложила дешевые космические перевозки. Десятилетия назад SpaceX предложила пуск Falcon 9 за $50 млн, финальная цифра с корректировками составляет сегодня $62 млн.

Falcon 9 ломает финансовые схемы

Около 60% груза ракет – стратегические национальные объекты, например, для военных и ученых. Остальные 30% — грузы стран без космического транспорта и другие коммерческие грузы.

Американский консорциум United Launch Alliance, сформированный Boeing и Lockheed Martin, до 2006 года, проиграл борьбу за коммерческий космос. Клиентам оказалось дешевле обращаться в Евросоюз, Россию и другие космические государства. При этом стоимость запусков United Launch Alliance стабильно росла.

Успех Falcon 9 сломал привычное состояние дел, значительно опустив стоимость доставки на орбиту. SpaceX сразу захватила 70% рынка коммерческих запусков, сказал администратор NASA Джим Брайдестін.

Постоянно на грани провала

Когда журналисты спросили Маска о той поездке для осмотра затопленной электроники первой Falcon 9, он сказал: «Я делал и более странные вещи, чем просушки антенны».

Одним из таких был второй полет Falcon 9 в декабре 2010, на который подготовили вторую ракету-носителя. SpaceX хотела проверить капсулу Dragon в полете и при вхождении в атмосферу.

Миссия получила повышенное внимание СМИ – в кабине разместили таинственный груз. На вопрос журналистов Маск лишь улыбался. «Это весело. Если вы любите Монти Пайтон, вам понравится секрет». Грузом оказалась головка сыра Brouere как дань юмористической постановке комик-группы Монти Пайтон «Сырный магазин».

Ракета полетела, капсула Dragon триумфально прокатила сыр, став первой коммерческой капсулой, что слетала в космос. Но перед стартом Falcon 9 обнаружили значительную проблему, которая могла все испортить.

Специалисты заметили большую трещину на сопли второй степени. Он имеет один двигатель Merlin с удлиненным соплом для более оптимальной тяги в верхних слоях атмосферы.

Сопло выполнено из ниобиевого сплава – прочного материала. А трещина в треть его длине стала результатом предварительных испытаний. NASA попросила добавить больше азота, наличие которого породило вибрации, переросшие в трещину.

Замена сопла – очень сложный процесс и на это понадобилось бы не меньше месяца. Маск не хотел откладывать запуск, он знал, что SpaceX на пороге очередного исторического прорыва.

Маск позвонил одному из лучших техников SpaceX Мартину Андерсону и спросил, может ли он отрезать около 20 см сопла. Андерсон на частном самолете Маска прилетел из Калифорнии до Флориды, достался сопла и отрезал его кусок с трещиной.

Укороченный сопло означало уменьшение эффективности двигателя и увеличение расхода топлива. Но большей проблемой было то, что при отрезании повредилось покрытие сопла, могло привести к его эрозии и разрушения.

«Мы посчитали, если эрозия не будет очень быстрой, все будет ОК», — рассказал Маск. В NASA долго противились такому решению, ведь потеря капсулы Dragon к выполнению ее миссии отвергла бы проект обратно в политическом смысле.

Рекордные показатели

Falcon 9 работала не без проблем. Во время седьмой коммерческой миссии CRS-7 в июне 2015 года отказала ступень ракеты-носителя, уничтожив капсулу Dragon и пополнения запасов Международной космической станции.

С того момента Falcon 9 выполнила более 50 успешных миссий подряд. Инженеры при этом устанавливали новые рекорды – первая посадка первая посадка на плавучую платформу. Одни и те же ускорители использовались на тот момент пять и более раз.

О возвращении ракет и повторном использовании в космической индустрии говорили уже десятилетиями. Но никто, кроме SpaceX этого не сделал. И, что интересно, компания сделала прорыв по собственной инициативе. Обычно для этого государство выдает заказ на проект, который выполняют инженеры. SpaceX получила от NASA деньги за доставку груза в космос. Но NASA не финансировало проект повторного использования ракет. Первая ступень ракеты Falcon 9 также стала основой для самой мощной в мире ракеты-носителя Falcon Heavy.

Конкуренты отстают

Конкуренты по всему миру не успевают за успехами SpaceX. В США United Launch Alliance отправил на пенсию ракеты Atlas и Delta и разрабатывает ракету Vulcan. В Японии начали разрабатывать H3 для уменьшения стоимости запусков. Россия выводит из эксплуатации «Протон». Европейское агентство Arianespace отправила на пенсию Ariane 5 и разрабатывает более дешевую Ariane 6. Остается только размышлять, смогут ли новые ракеты составить конкуренцию Falcon 9.

SpaceX в 2016 году выполняла четыре пуска в год. В последние годы компания осуществляет по 20 запусков.

Это позволило компании не только заработать денег, но и улучшить Falcon 9, которая получила три крупных обновления. Version 1.1 в 2013 предоставила увеличенные топливные баки и 60% увеличения тяги. Falcon 9 Full Thrust в 2015 году получила обновленный двигатель Merlin и увеличенную вторую ступень. В 2018 году третье обновление Block 5 оптимизировало повторное использование ракеты-носителя.

Грузоподъемность Falcon 9 на низкую околоземную орбиту увеличилась с 10 тонн в 2010 году до 22,8 тонн в 2018 году.

Маск смотрит в будущее

Илон Маск давно говорит, что нужно колонизировать Марс и SpaceX разрабатывает для этого Starship. Его основой является именно Falcon 9. Она должна обеспечить дешевые межпланетные перелеты.

По материалам: ArsTechnica

Євген
Євген
Евгений пишет для TechToday с 2012 года. По образованию инженер,. Увлекается реставрацией старых автомобилей.

Vodafone

Залишайтеся з нами

10,052Фанитак
1,445Послідовникислідувати
105Абонентипідписуватися