космічні подорожі
SpaceX - ракети,
які повертаються
Розповідь про те, як приватна компанія міняє правила гри в космічній індустрії та планує зробити людство міжпланетним видом
На початку цього сторіччя інтерес до глибокого космосу згас. Людина вже майже тридцять років не була на Місяці, плани з підкорення інших планет відкладені в довгу шухляду, запуски ракет здійснюють малоефективні державні компанії, а ера космічних шатлів завершиться вже за десять років. Саме в цей час підприємець та інженер Ілон Маск вирішує повернути загальний інтерес до теми космосу, міжпланетних перельотів та заснувати першу колонію на Марсі. Отримавши 165 мільйонів доларів з продажу його компанії PayPal у 2002 році, він вкладає їх у створення приватної космічної компанії SpaceX.

На початку Маск з командою планували будувати ракети на основі української ракети-носія "Дніпро" - це міжконтинентальна балістична ракета, переобладнана для запуску супутників на земну орбіту. Проте спроби купити потрібний екземпляр в російської компанії "Космотранс" закінчилися безрезультатно, в основному через те, що за ракету запросили занадто високу ціну - 8 мільйонів доларів.

Тоді в SpaceX прийняли рішення розробити свою ракету з нуля. Після попередніх підрахунків виявилося, що ціна всіх матеріалів для ракети складає лише три відсотки від загальної вартості. Тому за основу було обрано вертикально інтегровану модель - це коли компанія самостійно займається всіма процесами - від проектування до виготовлення компонентів, збирання та відправлення готової ракети в космос. Це дозволило вже на початковому етапі здешевити ракету-носій майже у десять разів у порівнянні з державними компаніями, які зазвичай залучають багатьох підрядників, що і зумовлює високу ціну.
Falcon 1

Falcon 1 - це перша в світі приватна ракета з рідинним ракетним двигуном, яка вивела супутник на LEO. Взагалі-то, "Фалькон 1" мала два ступені та могла вивести 670 кілограмів корисного навантаження на LEO, та 430 кілограмів на GTO. Перший ступінь був оснащений одним двигуном Merlin та приземлявся в океан за допомогою парашутів.
Що таке LEO та GTO?

LEO, або Low Earth Orbit - це низька навколоземна орбіта, яка має висоту від 160 до 2 тисяч кілометрів над Землею. На ній супутники облітають навколо нашої планети за 84-127 хвилин. GTO, або Geosynchronous Transfer Orbit – це геоперехідна орбіта, що використовується для досягнення геостаціонарної орбіти, яка розташована над екватором Землі на висоті 35 786 кілометрів. Саме на цій висоті супутники "зависають" над потрібною точкою над Землею.
Двигуни Merlin в головному офісі компанії SpaceX
Преша спроба запуску "Фалькона 1" відбулася 24 березня 2006 року, але була невдала. Так само, як згодом друга та третя спроби. Це були найтяжчі часи для SpaceX, інвестори втратили інтерес до компанії, а власні кошти майже вичерпалися.

Проте Маск пішов ва-банк і фактично за два місяці після третього невдалого запуску, 28 вересня 2008 року, наважився на четверту спробу. Цього разу все вийшло, при цьому, як стверджує Маск, в разі провалу SpaceX припинила б своє існування.

Майже рік потому, 13 липня 2009 року відбувся перший вдалий комерційний політ Falcon 1, доставивши на Земну орбіту малайзійський супутник RazakSAT.
Falcon 9

Наступним логічним кроком стало створення більш потужної ракети-носія Falcon 9, до якої на відміну від легкої Falcon 1 ринок продемонстрував особливу цікавість. Початкові інвестиції надійшли від NASA, яка придбала перші три польоти за 278 мільйонів доларів. І вже 6 квітня 2010 року перший Falcon 9 продемонстрував свої можливості в тестовому польоті.

Falcon 9 складається з двох ступенів – перший має дев'ять двигунів Merlin, а другий один двигун Merlin в спеціальній модифікації для роботи у вакуумі. На сьогодні ракета може достявляти вантажі вагою 22 800 кілограмів на LEO та 8 300 кілограмів на GTO.

Ціна одного запуску складає 62 мільйони доларів, що суттєво нижче, ніж у конкурентів. Наприклад, запуск американської "Атлас-5" обійдеться у 110-230 мільйонів доларів, європейської "Аріан-5" – у 140-150 мільйонів доларів. Проте, завдяки тому, що перший ступінь можна використовувати декілька разів, SpaceX може знизити ціну ще на 30 відсотків.
Falcon 9 First Stage Reusability Graphic
Наразі компанія вже доволі добре відпрацювала процес посадки перших ступенів як на землю так і на спеціальний корабель-дрон. А 20 квітня цього року SpaceX зробила історичний крок – повторно відправила та знову приземлила перший ступінь.
Book design is the art of incorporating the content, style, format, design, and sequence of the various components of a book into a coherent whole. In the words of Jan Tschichold, "methods and rules upon which it is impossible to improve, have been developed over centuries. To produce perfect books, these rules have to be brought back to life and applied."
Front matter, or preliminaries, is the first section of a book, and is usually the smallest section in terms of the number of pages. Each page is counted, but no folio or page number is expressed, or printed, on either display pages or blank pages.
Наступного року SpaceX планує скоротити час міжполітної підготовки першого ступеня до 24 годин. А також налагодити процес рятування обтікача (верхньої частини ракети-носія, яка забезпечує їй найменший аеродинамічний опір та захищає супутник від зовнішніх впливів) та повернення другого ступеня, тим самим зробивши ракету повністю багаторазовою.

Dragon

Спеціально для NASA SpaceX розробила багаторазовий транспортний космічний корабель Dragon, який може доставляти на МКС (Міжнародну космічну станцію) 3 310 кілограмів корисного вантажу та повертати на землю 2 500 кілограмів.

Крім транспортної версії, яка успішно використовується з 2010 року, компанія завершує розробку керованої пасажирської версії Dragon V2. Вона зможе вмістити сімох астронавтів, та, на відміну від вантажної версії, зможе самостійно стикуватися з МКС без використання маніпулятора станції. Перший запуск заплановано вже на початок наступного року. https://www.youtube.com/watch?v=xjSb_b4TtxI

Falcon Heavy

Зараз SpaceX завершує розробку важкої ракети-носія Falcon Heavy, перший політ якої заплановано на кінець цього року. Конструкція ракети виконана на основі Falcon 9. Центральний посилений блок – це повноцінний спеціально модифікований для закріплення двох прискорювачів Falcon 9, які також зроблені з першого ступеня та додатково оснащені обтікачем повітря. Така конструкція завдяки 27 двигунам Merlin матиме неймовірну потужність та зможе доставити 63 800 кілограмів на LEO, 26 700 на GTO та 16 800 на Марс. Всі три бустера після розгону другого ступеня будуть повертатися на Землю та використовуватися повторно для нових запусків. https://www.youtube.com/watch?v=4Ca6x4QbpoM

За допомогою Falcon Heavy планується не лише виводити важкі супутники на GTO, але й доставляти перші корисні вантажі на Марс для майбутньої колонії, а також відправляти туристів на подорожі до Місяця.
Міжпланетної транспортної системи

Проект Міжпланетної транспортної системи (ITS, Interplanetary Transport System) було представлено Ілоном Маском восени минулого року, головна мета якого допомогти втілити в життя ідею заселення Марсу. Він містить декілька основних компонентів.

Гігантську за сьогоднішніми мірками багаторазову ракету-носій висотою 77,5 метрів буде зроблено з нових композитних матеріалів та оснащено суперпотужними двигунами Raptor, що працюватимуть на рідкому метані та рідкому кисні.

Космічний корабель, який буде розділено на окремі секції: двигуни та баки, транспортний і пасажирський відсіки. Корабель зможе доставити на червону планету 450 тонн корисного навантаження, а в перспективі вмістити ще й сто пасажирів. Також він буде багаторазовим та зможе самостійно здійснювати посадку та зліт з Марсу.

Заправник, що виглядатиме подібно до космічного корабля та допоможе знизити витрати ITS.
Автор: Сергій Кравчук
Made on
Tilda