Компания SpaceX начала свою деятельность в 2002 году, когда ее основатель Илон Маск сделал первые шаги в своем грандиозном стремлении отправить миссию на Марс. Более чем через 15 лет компания выходит далеко за рамки стадии космического стартапа.
Компания из Хоторна, базирующаяся в Калифорнии, регулярно использует ракеты повторно, отправляет грузовые миссии на Международную космическую станцию с непилотируемым космическим кораблем Dragon и в будущем будет летать с астронавтами для NASA. В 2018 году SpaceX запустила массивный Falcon Heavy и планирует построить еще более крупную ракету для достижения Марса.
Falcon-1
Falcon-1 была первой ракетой, выпущенной компанией SpaceX. Она имела предполагаемую грузоподъемность 670 килограммов на низкую околоземную орбиту, и летала между 2006 и 2009 годами.
После трех неудачных запусков, Falcon-1 отправила в космос макетную полезную нагрузку 29 сентября 2008 года. Во время её пятого и последнего запуска, состоявшегося 14 июля 2009 года, был выведен на орбиту малайзийский спутник наблюдения Земли RazakSAT.
Ракеты Falcon 1 стартовали с острова Омелек, входящего в состав атолла Кваджалейн в Тихом океане. И если вам интересно, Маск назвал ракеты Falcon в честь корабля Millennium Falcon из “Звездных войн”.”
Falcon 9
Разработка Falcon 9
SpaceX быстро заинтересовалось несколько компаний, которым нужна была более тяжелая ракета. Компания рассматривала возможность разработки промежуточной ракеты под названием Falcon 5, но вместо этого начала работу над Falcon 9.
Эта ракета может отправить полезную нагрузку на низкую околоземную орбиту весом до 28 991 фунта. (13 150 кг). Это двухступенчатая ракета. SpaceX впервые объявила о планах создания Falcon 9 в 2005 году и запустила Falcon 9 первый раз 7 июня 2010 года с базы ВВС на мысе Канаверал во Флориде.
Первыми заказчиками ракеты были Bigelow Aerospace, Avanti Communications и MacDonald, Dettwiler and Associates.
Характеристики
Высота: 229,6 фута (70 метров)
Диаметр: 12 футов (3,7 м)
Масса: 1 194 000 фунтов. (541 300 кг)
Полезная нагрузка на низкую околоземную орбиту (LEO): 28 991 фунт. (13 150 кг)
Полезной нагрузки на геопереходную орбиту (ГПО): 10,692 кг. (4,850 кг)
Falcon 9 – это двухступенчатая ракета. Первая ступень имеет девять двигателей Merlin и баки из алюминиево-литиевого сплава, содержащие жидкий кислород и ракетный керосин (RP-1), сообщает SpaceX.
Время работы двигателей: 162 секунды
Тяга на уровне моря: 1,53 миллиона фунтов. или 6806 килоньютонов (кН)
Тяга в вакууме: 1,6695 миллиона фунтов. (7426 кН)
Вторая ступень имеет один двигатель Merlin, который включается после разделения ступеней.
Время горения: 397 секунд
Тяга: 210 000 фунтов. (934 кН)
Многоразовые ракеты
Повторное использование ракет
С самого начала истории Falcon 9, компания SpaceX была заинтересована в повторном использовании первой ступени ракеты, чтобы сэкономить на стартовых расходах.
Однако первые испытания не увенчались успехом. SpaceX предпринимала попытки на первом, втором и шестом пусках Falcon 9 управлять посадкой первой ступени ракеты-носителя, но в каждом случае ступень с грохотом падала в океан. Вы можете посмотреть кадры этих неудачных посадок из SpaceX ниже.
SpaceX, наконец, добилась управляемой посадки в океане на девятом запуске Falcon 9 (четвертая попытка управляемой посадки), 18 апреля 2014 года. Это была важная ступенька на пути к возможному повторному использованию.
Мечты о Dragon
18 месяцев SpaceX держала в секрете разработкe грузового корабля Dragon. Затем, в марте 2006 года, компания официально представила Dragon по демонстрационной программе коммерческих орбитальных транспортных услуг НАСА (COTS). Конечная цель состояла в том, чтобы разработать частный космический корабль для перевозки грузов на Международную космическую станцию.
После того, как SpaceX прошла несколько важных этапов, НАСА в декабре 2008 года выбрало SpaceX Dragon для предоставления коммерческие услуги по пополнению запасов космической станции. Стоимость контракта SpaceX на тот момент составляла минимум $1,6 млрд, с возможностью продления до $3,1 млрд; с тех пор компания получила новый контракт на услуги по запуску грузов. Маск подтвердил, что он назвал Dragon в честь “Puff the Magic Dragon”.
Первые полеты Dragon
компания SpaceX
Dragon совершил успешный первый полет 8 декабря 2010 года, с авиабазы на мысе Канаверал. Затем, 22 мая 2012 года, Dragon стартовал для важного испытания: попытки причалить космический корабль к Международной космической станции. Дракон благополучно добрался до станции 25 мая того же года, несмотря на некоторые проблемы с лазерной системой, которая должна была определить расстояние корабля до орбитального комплекса. Это был первый случай, когда частный космический корабль состыковался с космической станцией. С тех пор SpaceX модернизировала свои непилотируемые грузовые корабли Dragon, чтобы они могли быть многоразовыми, совершая, по крайней мере, два полета.
Grasshopper
Grasshopper был прототипом ракеты, запускаемой на испытательном полигоне SpaceX в Макгрегоре, штат Техас,чтобы дать компании больше опыта в вертикальном приземлении ускорителей.
Хотя Grasshopper не привлекал такого большого внимания СМИ, как другие программы SpaceX, он был ключом к дальнейшему развитию многоразовой первой ступени Falcon 9. Ракета Grasshopper совершила восемь испытательных полетов в период с 2012 по 2013 год, и в последнем полете Grasshopper взлетел на высоту 2440 футов (744 метра).
Затем программа Grasshopper была свернута, чтобы SpaceX могла сосредоточить больше ресурсов на разработке Falcon 9.
Falcon 9 Reusable Development Vehicle
компания SpaceX
SpaceX анонсировала Falcon 9 Reusable Development Vehicle? конструкция которого была основан на первой ступени Falcon 9, в 2012 году. Компания совершила пять полетов этой системы на площадке SpaceX в Макгрегоре в период с апреля по август 2014 года, причем максимальная высота некоторых полетов превысила 3280 футов (1000 м).
Последняя ракета, которая стартовала 22 августа, 2014 года взорвалась из-за заблокированного датчика.
SpaceX строит посадочную площадку
компания SpaceX
На этом снимке показана Landing Zone 1, наземная посадочная площадка для первой ступени Falcon 9 на военно-воздушной базе на мысе Канаверал. Именно здесь SpaceX совершила первую из своих контролируемых наземных посадок – 21 декабря 2015 года.
Компания построила площадку на земле, арендованной у ВВС США на авиабазе мыс Канаверал. (Landing Zone 1 находится на территории, где раньше размещался стартовый комплекс №13.) Эта посадка была особенно приятной, потому что предыдущий полет Falcon 9, в июне 2015 года, закончился катастрофически взрывом.
Посадка на сушу
Первая успешная посадка 21 декабря 2015 года Falcon 9 SpaceX в Landing Zone-1 была провозглашена важной вехой для повторного использования ракет. Однако компания все еще пыталась улучшить это достижение.
В 2014 и 2015 годах SpaceX испытала смесь успешных и неудачных посадок в океане.
В 2015 году SpaceX также пыталась приземлиться на беспилотные корабли в океане. В то время как эти посадки продолжали заканчиваться неудачей, Маск публиковал видео и фотографии в своем Твиттере, признавая допущенные ошибки, и компания проводила доработки для следующего полета.
Первая посадка SpaceX в море
Упорство, проявленное Маском и его сотрудниками, наконец окупилось 8 апреля 2016 года, когда первая ступень Falcon 9 мягко приземлилась на беспилотном корабле под названием Of Course I Still Love You в Атлантическом океане. Космический корабль Dragon, который этот Falcon 9 запустил, также совершил знаковый полет, доставив надувной модуль – Bigelow Expandable Activity Module – на Международную космическую станцию.
Число удачных посадок SpaceX после полета в апреле 2016 года росло, хотя некоторые ускорители все еще время от времени промахивались. Успешность полетов компании Falcon 9 также высока; ее последняя неудача, в сентябре 2016 года, привела к тому, что ракета взорвалась на стартовой площадке перед взлетом. У SpaceX есть второй беспилотный корабль, Just Read the Instructions, который используется для посадки в Тихом океане после запуска с Военно-воздушной базы Ванденберг в Калифорнии. Оба корабля названы в честь звездолетов в научно-фантастических книгах Иэна М. Бэнкса.
Falcon Heavy совершает первый полет
Тяжелая ракета SpaceX Falcon Heavy, версия серии Falcon, совершила свой успешный дебютный полет 6 февраля 2018 года, запускпроизошёл с площадки NASA 39A в Космическом центре Кеннеди во Флориде.
Falcon Heavy в настоящее время является самой мощной ракетой. Она состоит из трех основных блоков первой ступени, основанных на ракете SpaceX Falcon 9, и мощной верхней ступени.
Ракета успешно запустила в космос автомобиль Тесла и манекен в скафандре под названием Starman во время своего первого полета. (Маск также является генеральным директором Tesla Motors.) Falcon Heavy имеет высоту 230 футов (70 м) и может поднять почти 141 000 фунтов. (64 метрических тонны) полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту.
Это в два раза больше, чем может поднять на орбиту его ближайший конкурент- ракета Delta IV Heavy компании United Launch Alliance.
Посадочный балет ракеты Falcon Heavy
На этом снимке показаны два боковых ускорителя Falcon Heavy, успешно приземлившиеся после первого полета ракеты в феврале. 6, 2018.
В то время как разгонные ступени благополучно приземлились в зонах посадки 1 и 2 на военно-воздушной базе на мысе Канаверал, недалеко от Космического центра Кеннеди, основная ступень ракеты упала в океан на высокой скорости.
Ступень ракеты, несущая автомобиль Тесла, выполнила завершающий запуск двигателя, чтобы отправить машину на орбиту Марса. Однако, как сообщил сайт Live Science, радиация может уничтожить автомобиль в течение года.
Crew Dragon
Во время запуска коммерческих миссий SpaceX также начала разрабатывать пилотируемую модификацию космического корабля Dragon, чтобы доставить астронавтов на Международную космическую станцию.
В 2014 году компания получила контракт на эти пусковые услуги на сумму до $2,6 млрд. В сентябре 2015 года компания SpaceX показала всему миру внутреннюю часть, где разместится экипаж . Минималистский дизайн представлен белыми стенами, черными ковшеобразными сиденьями, несколько плоских дисплеев и четыре окна.
Первый непилотируемый испытательный полёт Crew Dragon совершил в марте 2019 года на Международную космическую станцию и обратно.
Crew Dragon и грузовой Dragon
SpaceX предполагала, что пилотируемая и грузовая версии Dragon будут очень похожи, чтобы ускорить разработку корабля для экипажа.
“Эта общность упрощает процесс разработки пилотируемой модификации, позволяя полностью испытать системы, критически важные для безопасности экипажа и космической станции, выполняя непилотируемые грузовые полеты.”,- Заявил представитель SpaceX.
Летные испытания Crew Dragon
SpaceX упорно работает над созданием Crew Dragon, испытательный пилотируемый полёт которого состоятся не ранее весны 2020 года.
НАСА пытается избавиться от зависимости от российского корабля “Союз”, который в настоящее время перевозит всех астронавтов на Международную космическую станцию. Каждое место астронавта на корабле “Союз” обходится НАСА в миллионы долларов.
Кроме того, агентство пытается использовать американские пусковые службы для запуска, когда это возможно. Последний запуск экипажа с американской земли состоялся в 2011 году, во время последнего полета программы “Спейс шаттл”.
Ещё два полёта Falcon Heavy
Запуски Falcon Heavy продаются примерно по $ 90 млн, по сравнению с $62 млн за запуски Falcon 9.
SpaceX запустила еще две миссии Falcon Heavy в 2019 году: одна-с коммуникационным спутником Arabsat 6A в апреле, а другая-с программой космических испытаний 2 для ВВС США (вместе с LightSail-2 Планетарного общества) в июне того же года.
Первая Ракета Falcon 9 Block 5
В мае 2018 года SpaceX представила пятую и последнюю версию ракеты Falcon 9: Block 5. Предназначенная для максимального повторного использования (цель – не менее 10 полетов), эта ракета-носитель будет запускать астронавтов в космос на Crew Dragon для НАСА.
Первая ракета Falcon 9 Block 5 была построена для запуска Bangabandhu-1, первого спутника связи для Бангладеш. Эта миссия стартовала в мае 2018 года, а ракета-носитель Block 5, использованная в этом полете, позже запустила индонезийский спутник в августе 2018 года.
Starship и Super Heavy
В сентябре 2019 года основатель SpaceX Илон Маск анонсировал совершенно новую для своей компании ракету: полностью многоразовую, массивную ракету-носитель, предназначенную для запуска людей на Марс. И вот, появились Starship and Super Heavy.
Первоначально она называлась Межпланетной транспортной системой, а позже-ракетой Big Falcon (или Big F***** Rocket, как намекнул Маск), футуристической системой, предназначенной для исследования Марса, но могла быть применена на Луне, и для полётов к другим дальним космическим целям и путешествиям вокруг Земли.
Маск несколько раз менял дизайн за последние несколько лет, публикуя различные характеристики в 2017 и 2018 годах, в конечном итоге определившись с конструкцией в 2019 году.
В своих нынешних конфигурациях Starship и его ракета-носитель Super Heavy будут иметь высоту 387 футов (118 м) (включая космический корабль) и способны вывести на низкую околоземную орбиту 110 тонн (100 метрических тонн).
Каждая ракета будет перевозить около 100 человек, и ракета будет полностью многоразовой. Маск заявил, что планирует использовать много таких ракет, доставляя на Марс сотни или тысячи пассажиров одновременно. В 2020-х годах Маск планирует остановить все линии Falcon, за исключением Super Heavy, которые будут выполнять всевозможные миссии. Пункты назначения будут варьироваться от Марса до Международной космической станции и орбит, с которых будут запускаться спутники вблизи Земли.
Starhopper
В 2019 году SpaceX запустила Starhopper, прототип своего корабля Starship, для выполнения серии испытательных полётов на стартовой площадке компании в Бока-Чика, штат Техас.
Starhopper – это эквивалент прототипа Grasshopper, который SpaceX использовала для разработки технологии, лежащей в основе ее многоразовых ракет Falcon 9. Сделанная из нержавеющей стали, приземистая трехногая машина имела один ракетный двигатель “Раптор” и сделала серию пробных запусков двигателя и привязных прыжков, которые завершились одним грандиозным полётом 27 августа 2019 г.
Во время этого большого прыжка Starhopper поднялся с площадки SpaceX, достиг высоты около 500 футов (150 м) и совершил горизонтальный манёвр и приземлился на посадочную площадку, расположенную неподалеку. Весь полет занял около одной минуты.
После этого полёта, четвертого и самого большого испытания для Starhopper, SpaceX перешла к проекту Starship.
Starship Mk 1
Прототип космического корабля SpaceX Mk1 (слева) стоит рядом с одной из первых ступеней ракеты Falcon 1 на площадке компании в Южном Техасе.
(Фото: SpaceX в Твиттере)
28 сентября 2019 года, после нескольких месяцев ожидания, SpaceX представила свой первый прототип – Starship Mark 1 (или Starship Mk1).
Как и Starhopper, Starship Mk 1 был собран на площадке SpaceX в Бока-Чика в Техасе и изготовлен из нержавеющей стали. Корабль отражает больше изменений конструкции для Starship, и построен только для непилотируемых испытательных полетов.
В 2019 году SpaceX надеелась запустить звездолет Mk1 в испытательный полет высотой 12 миль с целью выхода на орбиту в 2020 году.
С тех пор SpaceX построила несколько версий прототипов звездолетов (нынешний называется Starship SN4, или серийный № 4). SN4 проходит испытания для запланированного” прыжкового ” полета в 2020 году.
Первый Crew Dragon с астронавтами
Корабль Crew Dragon компании SpaceX прибыл на стартовую площадку 39А на вершине ракеты Falcon 9 21 мая 2020 года.SpaceX (Image credit: SpaceX/Twitter)
Первый экипаж SpaceX Dragon, который будет перевозить астронавтов, должен стартовать 27 мая. Эта миссия позволит астронавтам НАСА Бобу Бенкену и дугу Херли отправиться на Международную космическую станцию с миссией, которая продлится до четырех месяцев.
Испытательный полет, получивший название Demo-2, следует за серией других испытаний. В марте 2019 года компания SpaceX совершила непилотируемый испытательный полет Crew Dragon на станцию в рамках своей миссии Demo-1. В январе 2020 года компания провела испытание системы аварийного спасения.
Компания также провела испытания парашютов и других жизненно важных систем для Crew Dragon.
(space.com)
