Falcon 9 v1.0 - Falcon 9 v1.0
![]() Falcon 9 v1.0 se spouští bez posádky Dračí kosmická loď na mise doplnit zásoby na Mezinárodní vesmírnou stanici v březnu 2013, pátém a posledním letu verze 1.0 Falcon 9. | |
Funkce | Orbitální střední nosná raketa |
---|---|
Výrobce | SpaceX |
Země původu | Spojené státy |
Náklady na projekt | 300 milionů $ (včetně Drak )[1][2] |
Cena za spuštění | 54–59,5 milionu $[3] |
Náklady za rok | 2012 |
Velikost | |
Výška | 47,8 m (157 stop)[3] |
Průměr | 3,66 m (12,0 ft) |
Hmotnost | 333 400 kg (735 000 lb)[3] |
Fáze | 2 |
Kapacita | |
Užitečné zatížení LEV | |
Hmotnost | 10 450 kg (23 040 lb)[3] |
Užitečné zatížení GTO | |
Hmotnost | 4 540 kg (10 010 lb)[3] |
Přidružené rakety | |
Rodina | Falcon 9 |
Deriváty | Falcon 9 v1.1 |
Historie spuštění | |
Postavení | V důchodu |
Spouštějte weby | Mys Canaveral SLC-40 |
Celkový počet spuštění | 5 |
Úspěch (y) | 4 |
Částečné selhání | 1 (pouze sekundární užitečné zatížení) |
První let | 4. června 2010[4] |
Poslední let | 1. března 2013 |
Pozoruhodné užitečné zatížení | Drak |
První etapa | |
Motory | 9 Merlin 1C[3] |
Tah | 4,940 kN (1110 000 lbF) |
Specifický impuls |
|
Doba hoření | 170 s |
Palivo | LOX / RP-1 |
Druhá fáze | |
Motory | 1 Merlin 1C vakuum |
Tah | 445 kN (100 000 lbF) |
Specifický impuls | 342 s (3,35 km / s) [5] |
Doba hoření | 345 s |
Palivo | LOX / RP-1 |
The Falcon 9 v1.0 byl prvním členem Falcon 9 řada nosných raket, navržená a vyrobená společností SpaceX v Hawthorne, Kalifornie. Vývoj střední zdvih launcher začal v roce 2005, a to poprvé vzlétl 4. června 2010. Falcon 9 v1.0 poté spustil čtyři Drak nákladní kosmická loď: jedna na orbitální zkušební let, pak jedna demonstrace a dvě operační doplňovací mise do Mezinárodní vesmírná stanice pod Komerční doplňovací služby smlouva s NASA.
The dvě fáze vozidlo bylo poháněno SpaceX Merlin motory, hořící kapalný kyslík (LOX) a petrolej raketové kvality (RP-1 ). Pokud by byl F9 V1.0 použit k vypuštění jiných užitečných zatížení než Drak na oběžnou dráhu, vystřelil by 10 450 kg (23 040 lb) na nízká oběžná dráha Země (LEO) a 4 540 kg (10 000 lb) až geostacionární přenosová dráha (GTO).
Vůz byl vyřazen v roce 2013 a nahrazen modernizovaným Falcon 9 v1.1, který poprvé vzlétl v září 2013. Z jeho pěti startů v letech 2010 až 2013 však všichni úspěšně doručili své primární užitečné zatížení anomálie vedlo ke ztrátě jednoho sekundárního užitečného zatížení.
Design

První etapa
První fáze Falcon 9 v1.0 byla použita při prvních pěti startech Falcon 9 a byla poháněna devíti SpaceX Merlin 1C raketové motory uspořádané do vzoru 3x3. Každý z těchto motorů měl tah na hladině moře 556 kN (síla 125 000 liber) pro celkový tah při startu asi 5 000 kN (síla 1100 000 liber).[3]
Stěny a kopule nádrže Falcon 9 byly vyrobeny z hliníková slitina lithia. SpaceX používá všetřením svařované nádrž, nejvyšší pevnost a nejspolehlivější dostupná svařovací technika.[3]
První stupeň Falcon 9 v1.0 používal a samozápalný směs triethylaluminium -triethylboran (TEA-TEB) jako zapalovač prvního stupně.[6]
Druhá fáze
Horní stupeň byl poháněn jediným Motor Merlin 1C upravený pro vakuový provoz, s poměr expanze 117: 1 a nominální doba hoření 345 sekund. Pro zvýšenou spolehlivost restartu má motor dvojí redundanci samozápalný zapalovače (TEA-TEB).[3] Nádrž druhého stupně Falconu 9 je jednoduše kratší verzí nádrže prvního stupně a používá většinu stejných nástrojů, materiálů a výrobních technik. To šetří peníze při výrobě vozidla.[3]
Mezistupeň Falcon 9 v1.0, který spojuje horní a dolní stupeň pro Falcon 9, je kompozitní struktura z hliníkového jádra z uhlíkových vláken. Opakovaně použitelné oddělení kleštiny a pneumatický tlačný systém oddělují stupně. Systém oddělení pódia měl dvanáct připojovacích bodů (později ve spouštěči v1.1 snížen na pouhé tři).[7]
Řízení
SpaceX používá několik redundantních letové počítače v design odolný vůči chybám. Každý motor Merlin je řízen třemi hlasování počítače, z nichž každý má dva fyzické procesory, které se navzájem neustále kontrolují. Software běží dál Linux a je napsán v C ++. Pro flexibilitu komerčně dostupné místo toho jsou použity díly a systémově odolný design „odolný vůči záření“ radiačně tvrzené části.[8]
Čtyři Draco trysky měly být použity alespoň pro druhou revizi druhého stupně rakety Falcon 9 v1.0 jako systém řízení reakce.[9] Není známo, zda Falcon 9 někdy letěl s těmito tryskami; druhá revize Falcon 9 v1.0 byla nahrazena Falcon 9 v1.1, který používal dusík studené plynové trysky.[10] Trysky byly použity k držení a stabilní přístup pro oddělení užitečného zatížení nebo jako nestandardní služba byly také navrženy tak, aby byly zvyklé roztočit se pódium a užitečné zatížení maximálně 5 otáček za minutu (RPM),[9] ačkoli žádná z pěti letěných misí neměla požadavek na užitečné zatížení pro tuto službu.
Historie vývoje
Financování
Zatímco SpaceX utratil své vlastní peníze na vývoj své první nosné rakety, Falcon 1, vývoj Falconu 9 byl urychlen nákupem několika demonstračních letů NASA. Začalo to semennými penězi od Komerční orbitální přepravní služby (COTS) v roce 2006.[11] SpaceX byl vybrán z více než dvaceti společností, které předložily návrhy COTS.[12] Bez peněz NASA by vývoj trval déle, řekl Musk.[2]
Náklady na vývoj Falcon 9 v1.0 byly přibližně 300 milionů USDa NASA tyto náklady ověřila. Pokud by byly zahrnuty některé náklady na vývoj Falcon 1, protože vývoj F1 do určité míry přispěl k Falcon 9, pak by celková částka mohla být považována za tak vysokou 390 milionů USD.[13][2]
NASA také vyhodnotila náklady na vývoj Falconu 9 pomocí tradičního modelu nákladů na letectví NASA-Air Force (NAFCOM) smlouva plus náklady přístup pro NÁS civilní a vojenské vesmírné zakázky - na 3,6 miliardy US $ na základě prostředí / kultury NASA, nebo 1,6 miliardy US $ pomocí komerčnějšího přístupu.[14][13]
Výroba

V prosinci 2010 vyráběla výrobní linka SpaceX každé tři měsíce jednu novou Falcon 9 (a kosmickou loď Dragon), s plánem zdvojnásobení rychlosti produkce na jednu každých šest týdnů v roce 2012.[15]
Historie spuštění
Verze Falcon 9 v1.0 byla vypuštěna pětkrát a všechny úspěšně přenesly kosmickou loď Dragon na oběžnou dráhu Země, z nichž tři dosáhly dokování s Mezinárodní vesmírnou stanicí.
Jedna z těchto misí nasadila své sekundární užitečné zatížení na nižší oběžnou dráhu, než se očekávalo kvůli poruše motoru a bezpečnostním omezením uloženým primární misí ISS.
Opakovaná použitelnost

SpaceX provozoval omezenou sadu zotavení po posílení po misi letové zkoušky na raných startech raket Falcon, obojí Falcon 1 a Falcon 9. Původní návrhový přístup založený na padácích byl nakonec neúspěšný a společnost přijala novou metodiku návrhu propulzivního návratu, která by pro testování orbitální obnovy využívala vozidlo Falcon 9 v1.1, ale použila Falcon 9 v1.0 posilovací nádrž pro letové zkoušky s nízkou nadmořskou rychlostí v letech 2012–2013.
Od počátků vývoje Falconu 9 SpaceX vyjadřovala naději, že obě fáze nakonec budou znovu použitelný. Počáteční design SpaceX pro opětovné použití pódia zahrnoval přidání lehkosti systém tepelné ochrany (TPS) schopnost posilovací fáze a využití padákové obnovy oddělené fáze. První výsledky testu však nebyly úspěšné,[16] což vede k opuštění tohoto přístupu a zahájení nového designu.
V roce 2011 zahájila společnost SpaceX formální a financovanou činnost rozvojový program —The SpaceX opakovaně použitelný program vývoje systému spouštění —S cílem navrhnout opětovně použitelné první a druhé fáze s využitím hnací návrat etap na odpalovací rampu. Rané zaměření programu je však pouze na návrat z první fáze.[17]
Jako časná součást tohoto víceletého programu byl ke stavbě a zkoušení tanku prvního stupně Falcon 9 v1.0, dlouhého 32 metrů (106 ft), použit Saranče prototyp zkušebního vozidla, které provedlo osm úspěšných vzletů v malých výškách a vertikální přistání v letech 2012–2013 před vyřazením vozidla.
Viz také
Reference
- ^ Elon Musk (4. května 2011). „Proč USA mohou porazit Čínu: Fakta o nákladech na SpaceX“. SpaceRef. Citováno 9. července 2017.
- ^ A b C „Fakta o nákladech na SpaceX“. spacex.com. 4. května 2011. Archivovány od originál dne 2013-03-28.
- ^ A b C d E F G h i j „Falcon 9“. SpaceX. 16. 11. 2012. Archivovány od originál dne 23. března 2012. Citováno 28. září 2013.
- ^ „Podrobné údaje o misi - ukázka prvního letu Falcon-9 ELV“. Databáze mise. NASA GSFC. Archivovány od originál dne 16. 10. 2011. Citováno 2010-05-26.
- ^ „Motor SpaceX Falcon 9 Upper Stage úspěšně dokončil střelbu po celou dobu trvání mise“ (Tisková zpráva). SpaceX. 10. března 2009. Archivovány od originál 30. března 2012. Citováno 28. listopadu 2013.
- ^ Stephen Clark (2. června 2010). „Centrum stavu mise“. SpaceflightNow. Citováno 9. července 2017.
- ^ Irene Klotz (6. září 2013). „Musk říká, že SpaceX je„ extrémně paranoidní “, jak se připravuje na kalifornský debut Falconu 9“. Vesmírné novinky. Citováno 9. července 2017.
- ^ Amy Svitak (19. listopadu 2012). „Drakův“ design odolný vůči záření. Letecký týden. Citováno 9. července 2017.
- ^ A b „Uživatelská příručka nosiče nákladního vozidla Falcon 9, 2009“ (PDF). SpaceX. 2009. Archivovány od originál (PDF) dne 29.4.2011. Citováno 2010-02-03.
- ^ „Datový list SpaceX Falcon 9“. Zpráva o vypuštění vesmíru. 1. května 2017. Citováno 9. července 2017.
- ^ Alan Lindenmoyer (26. dubna 2010). „Komerční kosmický výbor poradního sboru NASA“ (PDF). NASA. Citováno 9. července 2017.
- ^ Alan Boyle (20. března 2006). „Soukromé podniky vedou k servisní vesmírné stanici“. MSNBC. Citováno 9. července 2017.
- ^ A b „Hodnocení komerčního trhu pro posádkové a nákladní systémy“ (PDF). NASA. 27. dubna 2011. str. 40. Citováno 9. července 2017.
- ^ „Odhady nákladů na vypouštěcí vozidlo Falcon 9 NAFCOM“ (PDF). NASA. Srpna 2011. Citováno 9. července 2017.
- ^ Denise Chow (8. prosince 2010). „Otázky a odpovědi s generálním ředitelem společnosti SpaceX Elonem Muskem: Mistr soukromých vesmírných draků“. ProfoundSpace.org. Citováno 9. července 2017.
- ^ Chris Bergin (12. ledna 2009). „Musk ambice: SpaceX usiluje o plně znovu použitelný Falcon 9“. NASASpaceFlight. Citováno 9. července 2017.
- ^ Rand Simberg (7. února 2012). „Elon Musk na opakovaně použitelných raketových plánech SpaceX“. Populární mechanika. Citováno 9. července 2017.