Falcon Heavy

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая 195.209.64.7 (обсуждение) в 10:42, 25 января 2018 (стилевые правки, пунктуация, обновление). Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Отпатрулированная версия этой страницы, проверенная 25 января 2018, была основана на этой версии.
Falcon Heavy
Falcon Heavy
Falcon Heavy на стартовой площадке LC-39A перед первым запуском
Общие сведения
Страна  США
Семейство Falcon
Назначение Ракета-носитель
тяжелого класса
Разработчик Флаг США SpaceX
Изготовитель Флаг США SpaceX
Стоимость запуска $90 млн
Основные характеристики
Количество ступеней 2+
Длина (с ГЧ) 70 м
Диаметр 3,7 м (12,2 м)
Стартовая масса 1 420 788 кг
Масса полезной нагрузки
 • на НОО 63 800 кг
 • на ГПО 26 700 кг
 • на Марс 16 800 кг
 • на Плутон 3500 кг
История запусков
Состояние Разрабатывается
Места запуска LC-39A, КЦ Кеннеди
SLC-4E, Ванденберг
Число запусков 0
Первый запуск Начало 2018 года (планируется)
Ускоритель (Ступень 0)
Количество ускорителей 2
Маршевые двигатели 9 × Merlin 1D
Тяга уровень моря: 7607 кН
вакуум: 8227 кН
Удельный импульс уровень моря: 282 с
вакуум: 311 с
Горючее керосин RP-1
Окислитель жидкий кислород
Первая ступень
Маршевые двигатели 9 × Merlin 1D
Тяга уровень моря: 7607 кН
вакуум: 8227 кН
Удельный импульс уровень моря: 282 с
вакуум: 311 с
Горючее керосин RP-1
Окислитель жидкий кислород
Вторая ступень
Маршевый двигатель Merlin 1D Vacuum
Тяга вакуум: 934 кН
Удельный импульс вакуум: 342 с
Время работы 397 с
Горючее керосин RP-1
Окислитель жидкий кислород
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
Внешние видеофайлы
Логотип YouTube Анимация полёта

Falcon Heavy (букв. с англ. — «тяжёлый сокол») — проектируемая американская ракета-носитель сверхтяжёлого класса семейства Falcon.

Falcon Heavy разрабатывается компанией SpaceX. Планируется, что носитель сможет доставлять до 63,8 т на низкую опорную орбиту, до 26,7 т на геопереходную орбиту, до 16,8 т на Марс и 3,5 т на Плутон[1].

Первый запуск запланирован на январь-февраль 2018 г.[2]

История создания

О разработке ракеты-носителя Falcon Heavy заявил руководитель компании SpaceX Илон Маск на пресс-конференции в Национальном пресс-клубе в Вашингтоне[англ.], округ Колумбия 5 апреля 2011 года. Первоначально была заявлена дата первого запуска в 2013 году со стартовой площадки на авиабазе Ванденберг[3].

Завершение разработки и дебютный запуск ракеты многократно откладывались.

Falcon Heavy — одна из тех вещей, которые, на первый взгляд, выглядят легко. Просто берём две первые ступени и используем их как навесные ускорители. На самом деле нет, это безумно сложно и потребовало переработки конструкции центрального блока и массу различного оборудования. Это действительно было шокирующе тяжело перейти с одноблочной на трёхблочную ракету.

Оригинальный текст (англ.)
Falcon Heavy is one of those things that, at first, sounded easy. We’ll just take two first stages and use them as strap-on boosters. Actually, no, this is crazy hard, and it required the redesign of the center core and a ton of different hardware. It was actually shockingly difficult to go from a single-core to a triple-core vehicle..
— Илон Маск, на пресс-конференции после первого повторного использования первой ступени Falcon 9[4].

После аварии ракеты-носителя Falcon 9 в июне 2015 года, приоритет работ над первым запуском Falcon Heavy, который планировался в конце года, был снижен в пользу ускорения возвращения к полётам ракеты Falcon 9[5], и перенесён сначала на весну 2016[6], а позже на конец 2016 года. Изменена была и стартовая площадка для дебютного запуска на LC-39A Космического центра имени Кеннеди во Флориде. На стартовом комплексе проводились работы по его переоборудованию для запусков Falcon Heavy[7].

Повреждение стартового комплекса SLC-40 при взрыве Falcon 9 в сентябре 2016 года вынудило компанию SpaceX к ускорению работ по вводу в действие комплекса LC-39A для переноса на него своих пусковых операций на восточном побережье США. Завершение работ по адаптации стартового стола под запуски Falcon Heavy было отложено в пользу максимально скорого начала запусков ракеты Falcon 9 с этой стартовой площадки. После восстановления комплекса SLC-40, которое закончилось осенью 2017 года, запуски Falcon 9 были перенесены на него, позволив завершить подготовку комплекса LC-39A для дебютного запуска Falcon Heavy, который ожидается в начале 2018 года[8].

Первый запуск

В марте 2017 года было анонсировано, что при первом запуске ракеты-носителя, в качестве боковых ускорителей будут повторно использованы 2 первые ступени ракеты-носителя Falcon 9, возвращённые после предыдущих запусков. Во время дебютного полета планируется возвращение боковых ускорителей к месту запуска и посадка на Посадочной зоне 1, в то время как центральный блок первой ступени выполнит посадку на плавающей платформе. Рассматривается также возможность, что при дебютном запуске будут проведены испытания по возврату второй ступени ракеты-носителя[4].

В начале апреля 2017 года на испытательном предприятии SpaceX в Техасе был установлен для статичного прожига первый боковой ускоритель для дебютного запуска Falcon Heavy, восстановленная и модифицированная первая ступень B1023, вернувшаяся на плавающую платформу после запуска спутника Thaicom 8 в мае 2016 года[8].

В конце апреля его место на испытательном стенде занял новый центральный блок B1033[9]. 9 мая 2017 года компания SpaceX сообщила об успешном прожиге этой ступени[10][11].

Вторым боковым ускорителем для первого запуска станет ступень B1025, вернувшаяся на посадочную площадку после запуска SpaceX CRS-9 в июле 2016 года[9].

1 декабря 2017 года Илон Маск объявил, что в качестве полезной нагрузки для первого запуска ракеты-носителя будет использован его электромобиль Tesla Roadster, который планируется вывести на орбиту в направлении Марса[12]. Позже стали доступны фотографии автомобиля внутри головного обтекателя ракеты[13].

20 декабря были опубликованы фотографии ракеты-носителя, собранной в ангаре стартового комплекса LC-39A в Космическом центре Кеннеди[14].

28 декабря 2017 года Falcon Heavy была впервые установлена на стартовой площадке LC-39A[15], а 24 января 2018 года, спустя несколько недель задержек, одна из которых была связана с приостановкой работы правительства США[англ.], был осуществлён тестовый прожиг всех 27 двигателей Merlin 1D длительностью в 12 секунд[16].

Стоимость запуска

Анонсированная стоимость запуска Falcon Heavy несколько раз менялась. Составляла 80—125 млн $ в 2011 году[17]. В 2012 году указывалась стоимость запуска 83 млн при полезной нагрузке до 6,4 т на ГПО и 128 млн для нагрузки более 6,4 т на ГПО, в 2013 году была указана стоимость соответственно 77,1 и 135 млн. С 2014 года на сайте компании указывалась только стоимость запуска с полезной нагрузкой до 6,4 т на ГПО, составляла 85 млн, увеличилась до 90 млн в 2015 году (для спутников массой до 8 т на ГПО)[18].

Контракты

В мае 2012 года был подписан первый коммерческий контракт с компанией Intelsat на запуск их спутника связи ракетой-носителем Falcon Heavy[19]. Из-за задержек с разработкой ракеты впоследствии запуск спутника Intelsat 35e был перенесён на ракету-носитель Falcon 9[20]

В декабре 2012 года Военно-воздушные силы США подписали контракт со SpaceX на запуск космических аппаратов по программе Министерства обороны STP-2 (англ. Space Test Program) с помощью Falcon Heavy. Миссия подразумевает выведение двух основных аппаратов и множества второстепенных на различные орбиты и будет использоваться как часть сертификации ракеты-носителя для более важных правительственных оборонных заказов[21].

В июле 2014 года компания Inmarsat подписала соглашение на запуски 3 своих спутников ракетой Falcon Heavy. В связи с задержками, в декабре 2016, запуск одного из этих спутников был отдан конкуренту SpaceX, компании Arianespace, для запуска на ракете-носителе «Ариан-5»[22]. Другой спутник, Inmarsat-5 F4, запущен ракетой Falcon 9.

В начале 2015 года компания ViaSat[англ.] подписала соглашение на запуск с помощью Falcon Heavy спутника ViaSat-2, но в феврале 2016 года компанией было принято решение переместить запуск этого спутника на ракету «Ариан-5», для того чтобы остаться в рамках намеченного контрактными обязательствами расписания. Контракт на запуск со SpaceX был сохранён для запуска одного из трёх спутников следующего поколения ViaSat-3 в 2019—2020 годах с опцией на запуск ещё одного[23].

В апреле 2015 года был подписан контракт на запуск спутника Arabsat-6A[24].

В апреле 2016 года SpaceX объявила о планах запуска с помощью Falcon Heavy миссии Red Dragon для демонстрации технологии управляемой реактивной посадки на поверхность Марса[25]. Изначально запуск намечался на 2018 год, позже был перенесён на 2020.

27 февраля 2017 года компания SpaceX анонсировала план полёта пилотируемого корабля Dragon V2 с двумя частными пассажирами с выполнением облёта Луны и возвратом на Землю. Запуск предварительно намечен на конец 2018 и будет выполнен ракетой-носителем Falcon Heavy[26].

Конструкция

Боковые ускорители

Два ускорителя, выполненных на основе первой ступени Falcon 9 Block 5, закрепляются по бокам первой ступени ракеты-носителя. На верхушке ускорителей размещён композитный защитный конус. Каждый ускоритель имеет по 9 жидкостных ракетных двигателей Merlin 1D, расположенных по схеме Octaweb, c одним центральным двигателем и остальными восемью, расположенными вокруг него.

Первая ступень

Первая ступень Falcon Heavy являет собой структурно усиленный центральный блок, выполненный на основе первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 FT, модифицированный для закрепления двух боковых ускорителей. Оборудован девятью жидкостными ракетными двигателями Merlin 1D. Сверху расположена промежуточная структура, вмещающая двигатель второй ступени и оборудованная механизмами расстыковки ступеней.

Суммарно 27 двигателей Мерлин 1D (центральный блок и боковые ускорители) создают тягу 22 819 кН на уровне моря и 24 681 кН в вакууме[1].

Falcon Heavy, как и Falcon 9, будет оснащена элементами системы многоразового использования для контролируемого возвращения и мягкой посадки как центрального блока, так и боковых ускорителей. Возврат ступеней снижает максимальную полезную нагрузку ракеты-носителя. В связи с тем, что первая ступень Falcon Heavy при расстыковке со второй ступенью будет обладать значительно большей скоростью и находиться намного дальше от стартовой площадки, в сравнении с первой ступенью Falcon 9, необходимость её возврата на посадочную площадку повлечёт значительное снижение массы выводимой нагрузки. Поэтому в высокоэнергетических запусках на геопереходную орбиту первая ступень Falcon Heavy будет осуществлять посадку на плавающую платформу. Боковые ускорители, напротив, будут иметь возможность возврата к месту старта и посадки на землю при подавляющем большинстве сценариев запуска[27]. Для посадки боковых ускорителей Falcon Heavy на территории Посадочной зоны 1 планируется создать ещё две посадочные площадки[28].

Изначально планировалась возможность установки на Falcon Heavy уникальной системы перекрёстной подачи топлива, позволяющей двигателям центрального блока использовать топливо из боковых ускорителей в первые минуты после старта. Это давало бы возможность сохранить больше топлива в центральном блоке для более продолжительной его работы после отделения боковых ускорителей, и, как следствие, увеличить максимальную массу выводимой полезной нагрузки[1]. Впоследствии приоритет этих работ был снижен из-за нежелания дополнительно усложнять конструкцию, а также из-за отсутствия на рынке спроса на столь тяжёлую полезную нагрузку. Разработка данной системы продолжается, её внедрение возможно в будущем. На начальном этапе будет использоваться схема, при которой сразу после запуска ракеты-носителя тяга двигателей центральной секции будет максимально снижена для экономии топлива. После отделения боковых ускорителей двигатели первой ступени будут снова включены на полную тягу[27]. Подобную схему использует ракета-носитель Delta IV Heavy.

Вторая ступень

Вторая ступень аналогична используемой на ракете-носителе Falcon 9, оборудована одним двигателем Merlin 1D Vacuum с номинальным временем работы 397 секунд и производимой тягой 934 кН. Технические характеристики двигателя позволяют запускать его многократно в течение полёта[29].

Стартовые площадки

По состоянию на 2017 год SpaceX готовит следующие стартовые комплексы для ракеты-носителя Falcon Heavy:

  • Космический центр Кеннеди (мыс Канаверал, Флорида, США) — LC-39A; арендуется у NASA. Ранее стартовый комплекс использовался для запусков ракет Сатурн-5 и Спейс Шаттл. В настоящее время стартовый комплекс используется для запусков Falcon 9, в дальнейшем планируется использовать его для запусков Falcon Heavy и пилотируемых запусков корабля Dragon V2, первый запуск намечен на 2018 год.
  • База Ванденберг (Калифорния, США) — SLC-4E; арендуется у ВВС США. Ранее стартовый комплекс использовался для запуска ракет Титан-3 и Титан-4. В настоящее время используется для запусков Falcon 9 и модернизируется для запуска Falcon Heavy.

Посадочные площадки

В соответствии с объявленной стратегией возврата и повторного использования первой ступени Falcon 9 и Falcon Heavy, компания SpaceX заключила договор аренды на использование и переоборудование 2-х площадок на западном и восточном побережье США[30].

Планируется переоборудование данных стартовых комплексов с сооружением площадок для управляемого приземления как первой ступени, так и боковых ускорителей для Falcon Heavy.

Кроме того, компания SpaceX владеет специально изготовленной для посадки первой ступени Falcon 9 плавающей платформой, которая в будущем может использоваться и для посадки центрального блока первой ступени ракеты-носителя Falcon Heavy.

Запуски

№ Дата, время
(UTC) 		Стартовая
площадка 		Полезная нагрузка Орбита Заказчик Результат Посадка ступеней
БУ ЦБ БУ
Планируемые запуски
1 январь-февраль 2018 года[31] КЦ Кеннеди, LC-39А Макет полезной нагрузки (Tesla Roadster[31]) SpaceX B1023-2 B1033 B1025-2
Первый демонстрационный полёт. Намечается посадка боковых ускорителей на землю и центрального блока на плавающую платформу. В качестве боковых ускорителей планируют повторно использовать восстановленные первые ступени ракеты-носителя Falcon 9, посаженые после предыдущих запусков[32][33].
Начало 2018[34] КЦ Кеннеди, LC-39А ArabSat 6A ГПО ArabSat
30 апреля 2018[34] КЦ Кеннеди, LC-39А Space Test Program-2 НОО USAF
Запуск с основной полезной нагрузкой для ВВС США и группой коммерческих малых спутников в качестве второстепенной нагрузки.
2019—2020 КЦ Кеннеди, LC-39А ViaSat-3 ГПО ViaSat

См. также

  • Семейство ракет-носителей Falcon

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Falcon Heavy (англ.). spacex.com.
  2. ↑ https://news.yandex.ru/yandsearch?lr=38&cl4url=tass.ru%2Fkosmos%2F4778450&from=search
  3. ↑ US co. SpaceX to build heavy-lift, low-cost rocket (англ.). Reuters (5 апреля 2011).
  4. ↑ 1 2 Musk previews busy year ahead for SpaceX (англ.). Spaceflight Now (4 апреля 2017).
  5. ↑ Falcon 9 Failure Linked To Upper Stage Tank Strut (англ.). Space News (20 июля 2015).
  6. ↑ First Falcon Heavy Launch Scheduled for Spring (англ.). Space News (2 сентября 2015).
  7. ↑ SpaceX seeks to accelerate Falcon 9 production and launch rates this year (англ.). Space News (4 февраля 2016).
  8. ↑ 1 2 Falcon Heavy build up begins; SLC-40 pad rebuild progressing well (англ.). NASA Spaceflight (12 апреля 2017).
  9. ↑ 1 2 SpaceX Static Fire spy sat rocket and prepare to test Falcon Heavy core (англ.). NASA Spaceflight (25 апреля 2017).
  10. ↑ First core of SpaceX’s Falcon Heavy rocket fired in Texas (англ.). Spaceflight Now (10 мая 2017).
  11. ↑ Static fire test brings Falcon Heavy one step closer to debut (англ.). Space News (9 мая 2017).
  12. ↑ Elon Musk says SpaceX will try to launch his Tesla Roadster on new heavy-lift rocket (англ.). Spaceflight Now (2 декабря 2017).
  13. ↑ Photos: Elon Musk’s Tesla Roadster prepped for one-way trip to deep space (англ.). Spaceflight Now (28 декабря 2017).
  14. ↑ SpaceX releases first pictures of Falcon Heavy rocket (англ.). Spaceflight Now (20 декабря 2017).
  15. ↑ Falcon Heavy raised on pad 39A for first time (англ.). Spaceflight Now (28 декабря 2017).
  16. ↑ Chris Gebhardt. Falcon Heavy comes to life as SpaceX conduct Static Fire test – NASASpaceFlight.com (англ.). NasaSpaceFlight (24 января 2018). Дата обращения: 24 января 2018.
  17. ↑ Falcon Heavy overview
  18. ↑ Capabilities & Services (англ.). spacex.com.
  19. ↑ Intelsat signs first commercial Falcon Heavy launch agreement SpaceX (англ.). SpaceX (29 мая 2012).
  20. ↑ SES agrees to launch satellite on ‘flight-proven’ Falcon 9 rocket (англ.). Spaceflight Now (30 августа 2016). — «Intelsat, one of the world’s largest geostationary satellite operators alongside SES, has one launch reserved on a newly-built Falcon 9 rocket in the first quarter of 2017, when the Intelsat 35e satellite will launch from Cape Canaveral.»
  21. ↑ SpaceX get their foot in the EELV door with double launch contract win (англ.). NASA Spaceflight (5 декабря 2012).
  22. ↑ Citing SpaceX delays, Inmarsat moves satellite launch from Falcon Heavy to Ariane 5 (англ.). Spaceflight Now (9 декабря 2016).
  23. ↑ ViaSat trades in Falcon Heavy launch for Ariane 5 (англ.). Spaceflight Now (15 февраля 2016).
  24. ↑ Arabsat contracts go to Lockheed Martin, Arianespace and SpaceX (англ.). Spaceflight Now (29 апреля 2015).
  25. ↑ SpaceX announces plans for Dragon mission to Mars (англ.). Space News (28 апреля 2016).
  26. ↑ SpaceX announces plan for circumlunar human mission (англ.). Space News (27 февраля 2017).
  27. ↑ 1 2 Falcon Heavy (англ.). spaceflight101.com.
  28. ↑ SpaceX, Air Force assess more landing pads, Dragon processing at LZ-1. NASA Spaceflight (11 января 2017).
  29. ↑ Falcon 9 v1.1 & F9R Launch Vehicle Overview (англ.). www.spaceflight101.com.
  30. ↑ SpaceX leases property for landing pads at Cape Canaveral, Vandenberg (англ.). spaceflightnow.com (17 февраля 2015).
  31. ↑ 1 2 Stephen Clark. SpaceX will try to launch Elon Musk’s Tesla Roadster on new heavy-lift rocket (англ.) (2 декабря 2017). Дата обращения: 2 декабря 2017.
  32. ↑ SpaceX to launch Falcon Heavy with two “flight-proven” boosters this year (англ.). Space News (31 марта 2017).
  33. ↑ SpaceX Static Fires Falcon 9 for EchoStar 23 launch as SLC-40 targets return (англ.). NASA Spaceflight (9 марта 2017).
  34. ↑ 1 2 Launch Schedule (англ.). Spaceflight Now. Дата обращения: 18 января 2016.

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Falcon_Heavy&oldid=90499512