Tên lửa SpaceX Falcon-9: tổng quan, tính năng và danh sách các lần phóng

Mục lục:

Tên lửa SpaceX Falcon-9: tổng quan, tính năng và danh sách các lần phóng
Tên lửa SpaceX Falcon-9: tổng quan, tính năng và danh sách các lần phóng
Anonim

Mở đại lý hàng không vũ trụ vào năm 2002, doanh nhân người Mỹ Elon Musk đã đặt ra cho mình những mục tiêu khá tham vọng. Ông tuyên bố rằng không gian ngoài trái đất sẽ sớm trở nên không chỉ dành cho các tập đoàn quân sự và vũ trụ nhà nước mà còn cho cả khách du lịch bình thường.

Riêng tư hay công khai?

Hơn 15 năm hoạt động tại SpaceX, Musk đã làm được nhiều điều được công bố khi mới thành lập. Một thế hệ tên lửa SpaceX Falcon 9 mới đã xuất hiện, có khả năng quay trở lại Trái đất và không bốc cháy trong các lớp dày đặc của khí quyển. Có thể xác định rằng khách du lịch có khả năng đến thăm quỹ đạo Trái đất. Nó có thể không cao, chỉ 100 nghìn km, và từ đó quan sát hành tinh của chúng ta chỉ trong bốn phút, nhưng đây cũng là một thắng lợi lớn cho doanh nghiệp tư nhân. Tuy nhiên, ít người tin rằng SpaceX là một công ty hoạt động dựa trên quỹ cá nhân. Ngay cả ở Mỹ, thông tin về việc cơ quan Musk liên tục tài trợ từ ngân sách NASA cũng không có từ lâu. Tin tức. Ngoài số tiền mà tập đoàn của doanh nhân nhận được với số tiền đủ cho các dự án của anh ấy, anh ấy có quyền truy cập vào tất cả các phát triển bí mật của NASA.

Elon Musk
Elon Musk

Mặc dù có nhiều thử nghiệm không thành công khi sử dụng phương tiện phóng SpaceX Falcon 9, có danh sách phóng gồm khoảng 50 ngày vào đầu năm 2018, nhưng chỉ một vài trong số đó thực sự là thất bại. Nhưng nhiệm vụ chính - tái sử dụng giai đoạn đầu tiên, và sau đó là các yếu tố quan trọng khác của bộ máy chinh phục không gian, các kỹ sư của Elon Musk đã đạt được. Chứng kiến những thành công thực sự của họ, không nên ngạc nhiên khi một doanh nhân tư nhân nhận được hàng tỷ đồng tiền ngân sách cho những phát triển của mình. Tuy nhiên, các chuyến bay của Falcon 9 chỉ được định vị là các chuyến bay tư nhân.

Thử nghiệm - với sự thành công khác nhau

Ban đầu, Musk dự định tạo ra một thiết bị có khả năng đi vào không gian như taxi vào năm 2018. Nhưng nhiều hơn thời gian dự kiến thực hiện các mục tiêu này đã trôi qua trước khi SpaceX Falcon 9. Các tên lửa hạng nhất của họ này, Falcon 1, đã có khả năng phóng hàng hóa lên quỹ đạo thấp của Trái đất vào năm 2009, nhưng đã phục vụ cho người tạo ra chúng chỉ như một tài liệu quảng cáo, chứng minh sự sẵn có của không gian cho các nhà phát triển tư nhân.

Lần phóng Falcon 1 đầu tiên được thực hiện 4 năm sau khi SpaceX được thành lập. Chúng không thể được coi là thành công vì chi phí thiết bị cao một cách bất hợp lý và ba thảm họa liên tiếp với việc mất hoàn toàn tên lửa. Các nhà đầu tư lớn đối với ý tưởng của họ Musk cũngkhông thu hút được. Phải mất vài năm nữa SpaceX mới phóng thành công tên lửa đẩy Falcon 9. Nhưng điều làm được điều này phần lớn là do một số lần phóng thành công Falcon 1 vào năm 2008, khi tên lửa đẩy có thể đưa trọng tải lên quỹ đạo dự định của nó. Theo bản thân Musk, nếu lần đó ông thất bại một lần nữa, ông sẽ phải từ bỏ các dự án đầy tham vọng nổi tiếng do thường xuyên thiếu tiền. Xét về các chỉ số kinh tế, ý tưởng của ông hóa ra thất bại, nhưng thành phần hình ảnh của nó trên toàn thế giới lại là một thành công to lớn. Musk không thể mong muốn có một quảng cáo hay hơn cho đứa con tinh thần của mình.

Đã kiểm tra bước

Đến năm 2013, trang thiết bị của tập đoàn đã được cải thiện rất nhiều nên SpaceX đã phóng tên lửa Falcon 9 với hy vọng tiết kiệm giai đoạn đầu cho các chuyến bay trong tương lai. Cuối cùng, Musk đã có thể bắt đầu nhận ra nhiệm vụ chính của mình - phát minh ra một bộ máy có thể tái sử dụng. Vào ngày 13 tháng 9, một phiên bản sửa đổi mới của phương tiện phóng thuộc gia đình Falcon đã được đưa ra từ Căn cứ Không quân Vandenberg. Động cơ Merlin 1D trên nó đã giúp phóng một số vệ tinh lên LEO (quỹ đạo tham chiếu thấp). Tổng cộng, vào ngày này, thiết bị đã đưa gần 13 tấn hàng hóa vào không gian. Trong quá trình phóng và ngắt kết nối của giai đoạn đầu tiên, một cuộc thử nghiệm về khả năng quay trở lại Trái đất của nó đã được thực hiện. Nhưng dự án Grasshopper hoành tráng, được cho là thành công nhất kể từ khi thành lập tập đoàn SpaceX, đã thất bại.

phóng tên lửa ban đêm
phóng tên lửa ban đêm

Do tính toán không chính xác và vòng quay bất ngờ của giai đoạn đầu tiên trong thời gian hãm, nguồn cấp dữ liệunhiên liệu từ các thùng đi không liên tục, dẫn đến việc phá hủy giai đoạn đầu tiên và việc thử nghiệm thứ hai đã bị hủy bỏ theo kế hoạch. Theo kế hoạch ban đầu, cô được cho là thực hiện sứ mệnh phóng tàu vũ trụ lên quỹ đạo cao hơn với nhiều lần khởi động động cơ. Vì thất bại ở giai đoạn đầu tiên hoàn toàn không nằm ngoài dự đoán đối với các nhà phát triển, họ sợ phải quyết định thử nghiệm thêm ở giai đoạn thứ hai. Tuy nhiên, lý do cho sự thất bại của hoạt động đã được xác lập. Đó là nhiên liệu đóng băng. Tổng cộng ba lần phóng Falcon 9 đã được thực hiện trong năm 2013, một trong số đó liên quan đến việc đặt một vệ tinh vào quỹ đạo chuyển vị địa.

Có sự trở lại của giai đoạn đầu

Để hiểu tại sao Elon Musk đạt được điều quan trọng trong việc duy trì bước đầu tiên, có một vài điểm cộng ủng hộ ý tưởng này. Thứ nhất, việc sử dụng nhiều lần cùng một động cơ sẽ rẻ hơn nhiều so với việc lắp đặt một động cơ mới trước mỗi lần khởi động. Cũng giống như việc chủ xe trước chuyến sau phải thay động cơ. Tất nhiên, các chi phí là không thể so sánh được, nhưng ví dụ này chỉ mang tính chất minh họa. Thứ hai, ngay cả khi sửa chữa lớn, động cơ vẫn sẽ rẻ hơn động cơ mới, do đó, mặc dù ở dạng hư hỏng phần nào, nhưng việc trả lại nó có thể dẫn đến giảm chi phí nói chung của dự án. Nhưng Musk vẫn là một doanh nhân. Và thứ ba, các buổi ra mắt mới có thể được tổ chức với số tiền tiết kiệm được. Do đó, anh ấy đặt nhiều hy vọng vào tên lửa SpaceX Falcon 9, tên lửa đã có thể đương đầu với một số nhiệm vụ nghiêm trọng.

nền tảng giật gân Falcon 9
nền tảng giật gân Falcon 9

Đầu tiênmột hoạt động thành công để hoàn trả giai đoạn đầu tiên đã được thực hiện vào năm 2014. Tổng cộng trong khoảng thời gian này, sáu vụ phóng xe phóng đã được thực hiện. Tất cả đều từ bệ phóng ở Cape Canaveral. Trong ba chiếc trong số đó, được sản xuất vào các ngày 18/4, 14/7 và 21/9, nó đã được lên kế hoạch thực hiện các hoạt động để hoàn trả giai đoạn một. Thật không may, do điều kiện thời tiết không thuận lợi ở khu vực bắn tung tóe và những tính toán sai lầm không chính xác của các nhà thiết kế nên đã không thể cứu được những công đoạn đầu tiên. Tất cả đều chìm. Nhưng phép đo từ xa của chuyến bay cho thấy cả ba thí nghiệm đều thành công và các giai đoạn giảm dần trong các ô vuông đã cho.

Đột phá 2015

Nhưng chiến thắng thực sự mà Musk đã trải qua vào năm 2015. Và vấn đề không phải là trong 12 tháng này, anh ta đã thực hiện được bảy chuyến bay, và hai trong số bốn thử nghiệm về lượt về của chặng đầu tiên đã kết thúc thuận lợi. Một trong những tên lửa SpaceX Falcon 9, được phóng vào ngày 11 tháng 2, đã tìm cách đưa tàu vũ trụ đến điểm Lagrange bên ngoài quỹ đạo trái đất. Ba tập đoàn nhà nước của Mỹ đã trở thành đối tác của dự án: NASA, NOAA và USAF. Sau này cung cấp hoạt động với một cài đặt radar. Chính vì những thất bại của cô ấy mà việc phóng tên lửa bị hoãn nhiều lần, nhưng cuối cùng nó vẫn được thực hiện và rất thành công.

Việc mất chặng đầu tiên trong cả bảy lần phóng trong bối cảnh một bước đột phá quan trọng như vậy cũng không làm lu mờ được người tạo ra SpaceX. Anh hiểu rằng trong tương lai rất gần, họ sẽ có thể thực hiện một cuộc hạ cánh chính xác hơn vào các ô vuông được xác định cho điều này, và họ sẽ không chỉ tiết kiệm mà còn có thể tái sử dụng. Rốt cuộc, một lầnngay lập tức, các thử nghiệm về hạ cánh của họ hóa ra lại thành công hơn. Tuy nhiên, một trong những chuyến bay của năm 2015 là thảm họa đối với tập đoàn của Elon Musk. Ở giây 139, tên lửa SpaceX Falcon 9 phát nổ, và cùng với nó là tàu vũ trụ Dragon. Trong các nghiên cứu tiếp theo, có thể xác định rằng lý do phá hủy tàu sân bay là do trục trặc của giai đoạn thứ hai. Tuy nhiên, thất bại không đánh gục được doanh nhân này, và vào tháng 12 cùng năm, ông đã thực hiện vụ phóng tiếp theo của Falcon 9 với việc phóng 11 vệ tinh vào quỹ đạo của chúng. Hơn nữa, khi hạ cánh tại Cape Canaveral, từ nơi nó bắt đầu, giai đoạn đầu tiên sau khi sửa chữa lại bắt đầu trở lại.

Khách hàng chọn Falcon 9

Đến năm 2016, Elon Musk đã tranh thủ được sự ủng hộ của không chỉ các tập đoàn nhà nước của Hoa Kỳ mà còn cả các bang khác. Lúc này, anh đang tiến hành phóng lên quỹ đạo, ngoài vệ tinh của Mỹ, của Hàn Quốc, Ý, Pháp, Turkmenistan. Hầu hết chúng đều được thực hiện dưới sự bảo trợ của NASA. Vì vậy, nó là với các chuyến bay của tàu vũ trụ Dragon đến Trạm vũ trụ quốc tế vào năm 2012. Lần phóng đầu tiên của tên lửa SpaceX Falcon 9 được thực hiện vào ngày 22 tháng 5 trong khuôn khổ chương trình COTS Demo Flight của các nhiệm vụ kết hợp thứ hai và thứ ba. Tàu vũ trụ đã tiếp cận ISS ở khoảng cách 10 mét và cập bến. Vào ngày thứ sáu, Dragon thực hiện chuyến bay trở về và lao xuống biển Thái Bình Dương ngoài khơi California vào ngày 31 tháng 5.

phóng vệ tinh vào quỹ đạo
phóng vệ tinh vào quỹ đạo

Chuyến bay thứ hai của Dragon tới ISS không thành công lắm: không thể khởi động lại chặng thứ hai, vàmô hình thử nghiệm của vệ tinh Orbcomm-G2, hai ngày sau khi phóng phương tiện phóng, đi chệch quỹ đạo và bốc cháy trong bầu khí quyển. Lần phóng SpaceX Falcon 9 này từ Cape Canaveral Launch Pad SLC-40 diễn ra vào ngày 8 tháng 10 năm 2012. Nó cũng được điều hành bởi NASA. Cho đến năm 2016, đây là địa điểm thử nghiệm chính của tên lửa SpaceX, cho đến khi một trong số chúng phá hủy nó trong một vụ nổ.

Thảm họa trên bệ phóng

Chuyện xảy ra vào ngày 1 tháng 9 năm 2016. Hai ngày trước khi dự kiến phóng phương tiện phóng SpaceX Falcon 9 với vệ tinh viễn thông Amos-6 trên tàu, cần phải thực hiện một vụ đốt thử nghiệm. Một vụ nổ mạnh và đám cháy sau đó đã xảy ra ở khu vực của tầng thứ hai khi đang đổ đầy ôxy lỏng vào bình.

Các chuyên gia đã quản lý để xác định rằng sự thay đổi trong cấu hình của xi lanh nén khí heli đã dẫn đến thảm kịch. Sự sai lệch hình thành trong các lớp nhôm của các bức tường bên trong xe tăng, được phủ bên ngoài bằng sợi carbon. Và trong chúng, giữa các lớp bên trong và bên ngoài, oxy lỏng tích tụ, sau đó bốc cháy. Không lâu trước khi phóng tên lửa, cấu hình của các khối trụ đã được thay đổi để hiện đại hóa thiết bị, nhưng một cuộc thử nghiệm thích hợp đã không được thực hiện. Với những lần ra mắt tiếp theo, nó đã được quyết định quay trở lại các xe tăng có thiết kế đã được kiểm chứng.

Vụ nổ xe phóng Falcon 9
Vụ nổ xe phóng Falcon 9

Sau thất bại này, Musk đã không phóng SpaceX Falcon 9 lần nữa vào năm 2016. Những lời kể của nhân chứng về thảm kịch này cho thấy thảm họa đã trở thành nỗi thất vọng chính của người tạo ra một tập đoàn vũ trụ tư nhân và là công ty làm ăn thua lỗ nhất tính đến thời điểm này.trong suốt lịch sử của nó. Anh ấy quyết định lần ra mắt tiếp theo vào tháng 1 năm 2017.

18 bắt đầu. Trong số này, tất cả đều thành công

Bệ phóng SLC-40 ở Cape Canaveral đã không còn sử dụng từ lâu. Các bệ phóng của họ tên lửa Falcon 9 đã được chuyển đến căn cứ Vandenbeh và địa điểm Trung tâm Kennedy. Kể từ lần đầu tiên vào ngày 14 tháng 1, mười vệ tinh của thế hệ mới Iridium đã được phóng thành công lên quỹ đạo. Sự ra mắt này về nhiều mặt là niềm an ủi cho Elon Musk sau thảm họa tháng 9. Tổng trọng lượng hàng hóa là gần 10 tấn. Có thể lái thành công giai đoạn đầu tiên lên nền tảng nổi Chỉ cần Đọc Hướng dẫn. Do đó, sau đó, việc phóng SpaceX Falcon 9 với Iridium 4 Launch (một loại hệ thống điện thoại vệ tinh mà nhu cầu bắt đầu tăng và số lượng đơn đặt hàng tăng lên) phần lớn đã có thể thực hiện được nhờ các vụ phóng thành công được thực hiện vào đầu năm 2017.

Tổng cộng trong năm nay, SpaceX Corporation đã thực hiện 18 vụ phóng và không có vụ phóng nào dẫn đến thiệt hại đáng kể. Các chặng đầu tiên quay trở lại các vị trí của bãi đáp tĩnh hoặc các bệ nổi. Các vệ tinh đã được phóng thành công vào quỹ đạo. Có thể tái sử dụng khoang điều áp của tàu vũ trụ Dragon, phóng máy bay Boeing X-37B, mở rộng địa lý của khách hàng và hơn thế nữa. Tất cả những thành công này đã mang lại sự đền bù hữu hình cho những thiệt hại tài chính do thảm họa ở Cape Canaveral. Và tất nhiên, việc phóng S speedX Falcon 9 với vệ tinh Iridium NEXT đã mang lại thành công về mặt thương mại.

Zuma bí mật

Ngoài tất cả những thành công không thể nghi ngờ trên của tập đoàn IlonaCó thể phân biệt thêm một mặt nạ nữa, đã được quan sát thấy trong ba năm qua. Khoảng thời gian giữa các lần phóng tên lửa trên tàu sân bay đã giảm đáng kể. Đôi khi, chỉ có vài ngày trôi qua giữa các lần phóng Falcon 9. Lợi thế của các nhân viên của tập đoàn cũng là thực tế rằng khá thường xuyên các tên lửa tiếp theo được gửi vào không gian từ cùng một địa điểm. Như với Vụ phóng SpaceX Falcon 9 từ địa điểm Trung tâm Kennedy vào ngày 3 và 23 tháng 6 năm 2017. Và hai ngày sau, địa điểm tại căn cứ Vandenbe đã được sử dụng trở lại.

Zuma's Secret Cargo
Zuma's Secret Cargo

Một lần nữa, Elon Musk dự định sẽ gây bất ngờ cho cộng đồng quan tâm vào tháng 11 năm 2017. Tuy nhiên, việc phóng tên lửa với một hàng hóa được phân loại, có mật danh Zuma, đã bị hoãn lại đến tháng 1/2018. Vào ngày 8 tháng này, một tên lửa đã được phóng thành công với một thiết bị bí ẩn cho một trong những khách hàng của chính phủ Hoa Kỳ, cái tên mà giới truyền thông vẫn chưa thể tìm ra. Tuy nhiên, ngay sau đó có thông báo rằng vẫn chưa thể đưa vệ tinh bí mật vào quỹ đạo. Zuma vẫn ở trên tàu SpacexFalcon 9, và điều này hoàn toàn không được giấu trong tập đoàn của Musk, nhưng họ không muốn dùng đến các bình luận chi tiết do nhiệm vụ cực kỳ bí mật của vật thể được phóng.

Hy vọng và thực tế

Bất kỳ bước đột phá đáng kể nào trong sự phát triển hơn nữa của tập đoàn từ nhiệm vụ bí mật trong SpaceX đều không được mong đợi. Các đợt phóng sẽ được thực hiện theo lịch trình đã định trước đó. Trong năm 2018 và trong các giai đoạn tiếp theo, hàng chục vụ phóng Falcon 9 đã được lên kế hoạch, các đánh giá và nhận xét của các chuyên gia đồng ý về một điều:sứ mệnh chính - phát minh ra phương tiện phóng có thể tái sử dụng, giúp không gian dễ tiếp cận hơn - Musk đã hoàn thành, nhưng ông chưa bao giờ chiếm đóng sao Hỏa nên đã không giảm được đáng kể chi phí sản xuất một lần phóng. Bằng cách thành lập công ty của mình vào năm 2010, anh ấy dự định sẽ đạt được nhiều thành tựu hơn nữa vào năm 2018.

Xe phóng Falcon 9
Xe phóng Falcon 9

Có lẽ việc phóng Zuma SpaceX Falcon 9 trong tương lai gần sẽ mở ra triển vọng mới cho cơ quan vũ trụ tư nhân, như tên của nhà sản xuất vật thể bí mật - Northrop Grumman Corporation - đã tự nói lên. Tuy nhiên, dự án chế tạo phương tiện phóng thế hệ mới Falcon Heavy có thể mang lại thành công lớn hơn cho Musk. Ngày nay, nó là loại lớn nhất trong số tất cả những gì từng được tạo ra, và thuộc loại hạng nặng. Sức mạnh của nó có khả năng vận chuyển nhiều hàng hóa hơn vào không gian, giảm chi phí cho một chuyến bay xuống hàng chục lần và tiết kiệm số lần phóng. Ngoài ra, nó được lên kế hoạch sử dụng nó nhiều lần.

Đề xuất: