Сокол 9 v1.0 - Falcon 9 v1.0
 Falcon 9 v1.0 запускается с беспилотным космическим кораблем Dragon в рамках миссии по доставке грузов на Международную космическую станцию в марте 2013 года, пятого и последнего полета Falcon 9 версии 1.0.
| |
| Функция | Орбитальная ракета-носитель средней грузоподъемности |
|---|---|
| Производитель | SpaceX |
| Страна происхождения | Соединенные Штаты |
| Стоимость проекта | 300 миллионов долларов (включая Dragon ) |
| Стоимость за запуск | 54–59,5 млн. Долл. США |
| Стоимость в год | 2012 г. |
| Размер | |
| Высота | 47,8 м (157 футов) |
| Диаметр | 3,66 м (12,0 футов) |
| Масса | 333 400 кг (735 000 фунтов) |
| Этапы | 2 |
| Вместимость | |
| Полезная нагрузка на НОО | |
| Масса | 9000 кг (20000 фунтов) |
| Полезная нагрузка в GTO | |
| Масса | 3400 кг (7500 фунтов) |
| Связанные ракеты | |
| Семья | Сокол 9 |
| Производные | Сокол 9 v1.1 |
| История запуска | |
| Статус | На пенсии |
| Сайты запуска | Мыс Канаверал SLC-40 |
| Всего запусков | 5 |
| Успех (а) | 4 |
| Частичный отказ (ы) | 1 (только вторичная полезная нагрузка) |
| Первый полет | 4 июня 2010 г. |
| Последний полет | 1 марта 2013 |
| Заметная полезная нагрузка | Дракон |
| Первая ступень | |
| Двигатели | 9 Мерлин 1С |
| Толкать | 4940 кН (1110000 фунтов е ) |
| Удельный импульс | |
| Время горения | 170 с |
| Топливо | LOX / RP-1 |
| Вторая стадия | |
| Двигатели | 1 пылесос Merlin 1C |
| Толкать | 445 кН (100000 фунтов силы ) |
| Удельный импульс | 342 с (3,35 км / с) |
| Время горения | 345 с |
| Топливо | LOX / RP-1 |
Фалькон 9 v1.0 был первым членом Фалькон 9 ракеты семейства транспортных средств, разработанная и изготовленная SpaceX в Hawthorne, Калифорния . Разработка ракеты- носителя средней грузоподъемности началась в 2005 году, и ее первый полет состоялся 4 июня 2010 года. Затем с помощью Falcon 9 v1.0 было запущено четыре грузовых космических корабля Dragon : один в орбитальном испытательном полете , затем один демонстрационный и две оперативные миссии по пополнению запасов. Международная космическая станция под коммерческий Снабженческие Services контракт с НАСА .
Два этапа транспортного средства был приведен в действие SpaceX в Merlin двигателей, сжигание жидкого кислорода (LOX) и ракеты класса керосин ( RP-1 ). Если бы F9 V1.0 использовался для вывода на орбиту других полезных нагрузок, кроме «Дракона», он вывел бы 10450 кг (23 040 фунтов) на низкую околоземную орбиту (НОО) и 4540 кг (10000 фунтов) на геостационарную переходную орбиту (GTO).
Автомобиль был списан в 2013 году и заменен модернизированным Falcon 9 v1.1 , первый полет которого состоялся в сентябре 2013 года. Из пяти запусков с 2010 по 2013 год все успешно доставили свою основную полезную нагрузку, хотя аномалия привела к потере одного вспомогательного груза. полезная нагрузка.
Дизайн
Первая ступень
Первая ступень Falcon 9 v1.0 использовалась на первых пяти запусках Falcon 9 и оснащалась девятью ракетными двигателями SpaceX Merlin 1C, расположенными по схеме 3x3. Каждый из этих двигателей имел тягу на уровне моря 556 кН (125 000 фунт-сила) при общей тяге при отрыве около 5 000 кН (1 100 000 фунт-сила).
Стенки и купола резервуаров Falcon 9 были изготовлены из алюминиево-литиевого сплава . SpaceX использует резервуар, сваренный трением с перемешиванием , - самую прочную и надежную технику сварки.
В первой ступени Falcon 9 v1.0 в качестве воспламенителя первой ступени использовалась пирофорная смесь триэтилалюминий - триэтилборана (TEA-TEB).
Вторая стадия
Верхняя ступень приводилась в действие одним двигателем Merlin 1C, модифицированным для работы в вакууме , с коэффициентом расширения 117: 1 и номинальным временем горения 345 секунд. Для дополнительной надежности перезапуска двигатель имеет двойные резервные пирофорные воспламенители (TEA-TEB). Резервуар второй ступени Falcon 9 - это просто укороченная версия резервуара первой ступени, в которой используются те же инструменты, материалы и технологии производства. Это экономит деньги при производстве автомобилей.
Межкаскадный блок Falcon 9 v1.0, который соединяет верхнюю и нижнюю ступени Falcon 9, представляет собой композитную структуру с алюминиевым сердечником из углеродного волокна. Многоразовые сепарационные цанги и система пневматического толкателя разделяют ступени. Система разделения ступеней имела двенадцать точек крепления (позже их количество сократилось до трех в пусковой установке v1.1).
Контроль
SpaceX использует несколько резервных бортовых компьютеров в отказоустойчивой конструкции . Каждый механизм Merlin управляется тремя компьютерами для голосования , каждый из которых имеет два физических процессора, которые постоянно проверяют друг друга. Программное обеспечение работает в Linux и написано на C ++ . Для обеспечения гибкости вместо радиационно-стойких деталей используются серийные серийные детали и общесистемная «радиационно-стойкая» конструкция .
Четыре двигателя Draco должны были использоваться как минимум во второй версии второй ступени ракеты Falcon 9 v1.0 в качестве системы управления реакцией . Неизвестно, летал ли когда-либо Falcon 9 с этими двигателями; Вторая ревизия Falcon 9 v1.0 была заменена на Falcon 9 v1.1, в которой использовались двигатели с холодным азотом . Подруливающие устройства использовались для обеспечения стабильного положения для разделения полезной нагрузки или, в качестве нестандартной услуги, также были разработаны для использования для раскрутки ступени и полезной нагрузки до максимальной скорости 5 оборотов в минуту (об / мин), хотя ни один из Для этой услуги потребовалась полезная нагрузка для пяти выполненных миссий.
История развития
Финансирование
В то время как SpaceX потратила собственные деньги на разработку своей первой ракеты-носителя Falcon 1 , разработка Falcon 9 была ускорена за счет покупки NASA нескольких демонстрационных полетов. Это началось с начального капитала программы коммерческих орбитальных транспортных услуг (COTS) в 2006 году. SpaceX была выбрана из более чем двадцати компаний, представивших предложения COTS. По словам Маска, без денег НАСА разработка заняла бы больше времени.
Затраты на разработку Falcon 9 v1.0 составили около 300 миллионов долларов США , и НАСА проверило эти затраты. Если бы были включены некоторые затраты на разработку Falcon 1, поскольку разработка F1 действительно внесла определенный вклад в Falcon 9, то общая сумма могла бы быть оценена как 390 миллионов долларов США .
NASA также оценили Фалькон 9 затраты на разработку с использованием стоимости NASA-Air Force Model (NAFCOM) -a традиционные затраты плюс контракт подход для США гражданских и военных космических закупок в США $$ 3,6 млрд на основе NASA окружающей среды / культуры, или US $ 1,6 миллиарда долларов при более коммерческом подходе.
Производство
В декабре 2010 года производственная линия SpaceX производила один новый Falcon 9 (и космический корабль Dragon) каждые три месяца с планом по удвоению производительности до одного каждые шесть недель в 2012 году.
История запуска
Версия 1.0 Falcon 9 запускалась пять раз, все они успешно доставили космический корабль Dragon на низкую околоземную орбиту, три из которых достигли стыковки с Международной космической станцией.
Одна из этих миссий развернула вспомогательную полезную нагрузку на более низкой орбите, чем ожидалось, из-за отказа двигателя и ограничений безопасности, наложенных основной миссией МКС.
Возможность повторного использования
SpaceX провела ограниченный набор летных испытаний для восстановления ракеты-носителя после миссии на первых запусках ракеты Falcon, как Falcon 1, так и Falcon 9. Первоначальный подход к проектированию на основе парашюта в конечном итоге оказался неудачным, и компания приняла новую методологию проектирования с возвратным движителем, которая будет использовать аппарат Falcon 9 v1.1 для испытаний выхода на орбиту, но использовал бустерный бак Falcon 9 v1.0 для испытаний на малых высотах и малых скоростях полета в 2012–2013 годах.
С первых дней разработки Falcon 9 SpaceX выражала надежду, что обе стадии в конечном итоге можно будет использовать повторно . Первоначальный проект SpaceX для повторного использования ступени включал добавление облегченной системы тепловой защиты (TPS) к ступени ускорителя и использование парашютного восстановления отделенной ступени. Однако первые результаты испытаний не увенчались успехом, что привело к отказу от этого подхода и разработке новой конструкции.
В 2011 году SpaceX стала формальной и финансируется Программой развития -The SpaceX многоразового запуска программы развития системы -с целью разработки многоразовых первой и второй ступеней , использующих тяговую отдачу этапов на стартовую площадку. Однако ранняя программа сосредоточена только на возвращении первого этапа.
В качестве раннего компонента этой многолетней программы танк первой ступени Falcon 9 v1.0 длиной 32 метра (106 футов) использовался для создания и испытаний опытного образца испытательного автомобиля Grasshopper , который совершил восемь успешных взлетов на малой высоте и вертикальные посадки в 2012–2013 гг. до списания техники.