Falcon 9

Allikas: Vikipeedia
Falcon 9
Iridium-1 Launch (32312419215).jpg
SpaceX-i Falcon 9 rakett õhku tõusmas Vanderbergi lennuväebaasist (jaanuar 2017)
Funktsioon Orbitaalne kanderakett
Tootja SpaceX
Päritolumaa Ameerika Ühendriigid
Õhkutõusu maksumus

Falcon 9 Full Thrust:

62 milj $[1]
Suurus
Kõrgus
Läbimõõt 3.7 m[2]
Mass
  • FT: 549 054 kg[2]
  • v1.1: 505 846 kg[3]
  • v1.0: 333 400 kg[4]
Astmeid 2
Võimekus
Lasti mass maalähedasele orbiidile
  • FT: 22 800 kg[1]
  • v1.1: 13 150 kg[3]
  • v1.0: 10 450 kg[4]
lasti mass
GTO
  • FT: 8300 kg ühekordne
    5500 kg taaskasutatav[1]
  • v1.1: 4850 kg[3]
  • v1.0: 4540 kg[4]
Seotud raketid
Derivaadid Falcon Heavy
Õhkutõusude ajalugu
Staatus
  • FT: Aktiivne
  • Block 5: Arenduses[5]
  • v1.1: ei ole kasutuses
  • v1.0: ei ole kasutuses
Õhkutõusukohad
Õhkutõusude arv
  • 44
    • FT: 24
    • v1.1: 15
    • v1.0: 5
Edukaid õhkutõuse
  • 42
    • FT: 24
    • v1.1: 14
    • v1.0: 4
Ebaõnnestumisi 1 (v1.1, CRS-7)
Osalisi ebaõnnestumisi 1 (v1.0, CRS-1)[6]
Muu 1 (FT, Amos-6)Mall:Efn
Maandumisi 19 / 24 katsetust
Esimene lend
Viimane lend
  • FT: 30 oktoober 2017 (Koreasat-5A)
  • v1.1: 17 jaanuar 2016 (Jason-3)
  • v1.0: 1 märts 2013 (Dragon CRS-2)
Esimene aste
Mootorid
Tõukejõud
  • FT (hiline 2016): 7607 kN[10]
  • FT: 6806 kN[2]
  • v1.1: 5885 kN[3]
  • v1.0: 4940 kN[4]
Spetsiifiline impulss
  • v1.1
    • merepinnal: 282 sekundit[11]
    • vaakumis: 311 sekundit[11]
  • v1.0
    • merepinnal: 275 sekundit[4]
    • vaakumis: 304 sekundit[4]
Põlemisaeg
  • FT: 162 sekundit[2]
  • v1.1: 180 sekundit[3]
  • v1.0: 170 sekundit
Kütus LOX / RP-1
Teine aste
Mootorid
Tõukejõud
  • FT: 934 kN[2]
  • v1.1: 801 kN[3]
  • v1.0: 617 kN[4]
Spetsiifiline impulss
  • FT: 348 sekundit[2]
  • v1.1: 340 sekundit[3]
  • v1.0: 342 sekundit[12]
Põlemisaeg
  • FT: 397 sekundit[2]
  • v1.1: 375 sekundit[3]
  • v1.0: 345 sekundit[4]
Kütus LOX / RP-1

Falcon 9 on kaheastmeline keskmise võimekusega orbitaalne kanderakett, mis sai nime esimese astme 9 mootori järgi. Falcon 9 disainis ja ehitas SpaceX. Falcon 9 on maailma esimene osaliselt taaskasutatav kanderakett.

Praegu kasutuses olev Full Thrusti ('maksimaalne tõukejõud') versioon suudab maalähedasele orbiidile viia kuni 22 800 kg kaaluvaid laste ja geosünkroonsele transiidiorbiidile (GTO) viia kuni 8300 kg kaaluvaid laste. Kui rakett lendab taaskasutatavalt, siis väheneb GTO võimekus 5500 kg-ni.[1]

Ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

Arendus[muuda | muuda lähteteksti]

Erinevalt SpaceX-i eelmisest raketist, mis arendati täielikult oma vahenditega, aitas Falcon 9 arendamist kiirendada NASA. NASA finantseeris arendust ja oli valmis tellima mitu lendu, kui teatud eesmärgid täideti. Koostöö algas seemnerahastusega kaubandusliku orbitaalse transporditeenuse (COTS) programmist aastal 2006.[13] Kokku sai SpaceX NASA-lt 278 miljonit dollarit, lisaks nõustus NASA ostma kolm demolendu. NASA hakkas raketi ankurüürnikuks 2008. aastal, kui nad tellisid 12 transpordilendu rahvusvahelisesse kosmosejaama, lepingu väärtuseks oli 1,6 miljardit dollarit. Lepingu tingimuseks oli demolendude edukus.[14]

Testimine[muuda | muuda lähteteksti]

Leping NASA-ga nägi ette, et Falcon 9 esimene demolend toimub 2008. aasta septembris ja kõik kolm demolendu toimuvad 2009. aasta septembriks.[15] Raketi testimine võttis aga oodatust kauem aega ja esimene lend toimus alles 4. juunil 2010. aastal.

Esimene test, kus töötasid korraga mitu mootorit, toimus 2008. aasta jaanuaris.[16] Seejärel suurendati korraga testitavate mootorite hulka järk-järgult, 2008. aasta novembris testiti lõpuks kõiki üheksat mootorit korraga.[17]

2010. aasta veebruariks oli rakett valmis ja asus läbima katsetusi Kennedy kosmosekeskuses.[18] 9. märtsil plaaniti läbi viia staatiline test, mille käigus testitaks raketti nii, et see ei lahku stardiplatvormilt. Arvutid peatasid testi 2 sekundit enne algust, kuna avastati vea stardiplatvormi heeliumipumpades. Viga parandati ja staatiline test viidi edukalt läbi 13. märtsil.[19]

Tootmine[muuda | muuda lähteteksti]

2010. aasta detsembris tootis SpaceX uue Falcon 9 raketi (ja Dragoni kosmosekapsli) iga kolme kuu tagant.[20]

2013. aasta novembriks oli tootmismaht tõusnud ja nüüd toodeti uus rakett igal kuul, 2014. aasta keskpaigaks oli plaanitud tootmismahtu tõsta 18 raketini aastas ja 2014. aasta lõpuks pidi tootmismaht veel suurenema, 24 raketini aastas.[21] 2015. aasta lõpuks oli plaanitud toota 40 raketti aastas.[22]

2016. aasta alguseks ei olnud SpaceX oma eesmärke saavutanud, selleks hetkeks oli tootmismaht alles hiljuti jõudnud 18 raketini aastas ja aasta lõpuks loodeti jõuda tootmismahuni 30 raketti aastas.[23]

Õhkutõusude ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

Falcon 9 on 2017. aasta 30. oktoobri seisuga lennanud kokku 44 korda, nendest lendudest on 42 olnud edukad, 1 on ebaõnnestunud ja 1 lennu puhul jõudis peamine last õigele orbiidile, aga sekundaarne last jäi plaanitust madalamale orbiidile. Lisaks hävines üks rakett stardiplatvormil enne õhkutõusu, kui rutiinse staatilise testi käigus rakett plahvatas.

Tähelepanuväärsed lennud[muuda | muuda lähteteksti]

  • 1. lend Falcon 9 esimene lend
  • 2. lend Esimene lend koos Dragoni kapsliga
  • 3. lend Esimene transpordimissioon rahvusvahelisesse kosmosejaama
  • 6. lend Falcon 9 versioon 1.1 esimene lend, esimene lend polaarsele orbiidile
  • 7. lend Esimene kommertslast ja esimene lend geosünkroonsele orbiidile (sidesatelliit)
  • 9. lend Esimene lend koos maandumisjalgadega, esimene kontrollitud maandumine ookeanis
  • 14. lend Esimene lend koos "ruutuimedega", esimene katsetus droonlaevale maanduda
  • 15. lend Esimene lend Maa gravitatsiooniväljast välja
  • 19. lend Täielik ebaõnnestumine, rakett plahvatas õhkutõusu ajal heeliumipaagi purunemise tõttu
  • 20. lend Falcon 9 Full Thrusti versiooni esimene lend, esimene edukas maandumine maapinnale
  • 23. lend Esimene edukas maandumine droonlaevale
  • 29. lend Täielik raketi häving lennueelse testi ajal, ei loeta ametliku stardina
  • 32. lend Esimene esimese astme edukas taaslend ja maandumine ajaloos

Disain[muuda | muuda lähteteksti]

Falcon 9 on kaheastmeline suure kandevõimega kanderakett, mis kasutab kütusena vedelat hapnikku ja RP-1 raketikütust. Mõlemad astmed kasutavad Merlin 1D raketimootoreid, esimesel astmel on 9 mootorit ja teisel astmel on 1 mootor.[24] Esimesel astmel olevad mootorid on optimeeritud töötamaks maapinnal ja teisel astmel olev mootor on optimeeritud töötama vaakumis. Esimese astme mootorid asetsevad nn Octawebi konfiguratsioonis.

Taaskasutatavas konfiguratsioonis lennates on esimesele astmele kinnitatud neli jalga, mille abil raketi esimene aste pärast lendu maanduda saab. Lisaks on siis esimese astme ülemises osas ka nn "ruutuimed", mille abil saab raketti maandumise ajal juhtida.

Raketi kütusepaakide külg- ja vaheseinad on tehtud alumiiniumi-liitiumi sulamist. Komponendid on üksteise külge kinnitatud hõõrdkeevitusega, mis on kõige tugevam ja vastupidavam keevitusmeetod.[4]

Teise astme kütusepaak on väga sarnane esimese astme kütusepaagiga, olles lihtsalt oluliselt lühem. Selline disain lubab SpaceX-il kasutada mõlema astme ehitamisel sarnaseid ehitusmeetodeid, mis aitab kulusid kokku hoida.[4]

Kahe astme vahel on süsinikkiust alumiiniumsüdamikuga vaheaste, mis ühendab esimese ja teise astme omavahel.[2]

Lasti kaitseks on õhkutõusu ajal lasti ümber kaitsev ümbris, mis eraldub pärast Maa atmosfäärist välja jõudmist. Kaitsev ümbris on ehitatud vaheastmega samast materjalist.[25]

Taaskasutatavus[muuda | muuda lähteteksti]

Maandumine[muuda | muuda lähteteksti]

Falcon 9 on esimene orbitaalne kanderakett, mille esimene aste on taaskasutatav. Pärast teise astme eraldumist pöörab esimene aste ennast tagurpidi ja naaseb läbi atmosfääri Maale. Maandumiseks on kaks võimalust, väiksema kütusevajadusega missioonidel võib esimene aste maanduda tagasi Maal, stradiplatvormi lähedal. Suurema kütusekuluga missioonide ajal peab esimene aste maanduma merel asuvale autonoomse droonlaeva pardal olevale maandumisplatvormile.[26]

Esimene edukas maandumine oli Kennedy kosmosekeskuses asuvale maandumisplatvormile, see tomius 22. detsembril 2015. aastal [27]. Esimene edukas maandumine droonlaevale Of Course I Still Love You ('Muidugi ma armastan sind ikka veel') toimus 2016. aasta aprillis [26].

Uuesti lendamine[muuda | muuda lähteteksti]

Falcon 9-st sai esimene mitu korda lennanud orbitaalne kanderakett ajaloos, kui 2017. aasta märtsis eelnevalt lennanud esimene aste uuesti edukalt lasti kosmosesse toimetas ja seejärel droonlaevale maandus[28]. Kokku on SpaceX uuesti kasutanud kolme eri esimese astme raketti[29].

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 "Capabilities & Services (2016)". SpaceX. Vaadatud 31.10.2017. 
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 "Falcon 9 (2015)". SpaceX. Originaali arhiivikoopia seisuga 09.12.2015. Vaadatud 31.10.2017. 
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 "Falcon 9 (2013)". SpaceX. Originaali arhiivikoopia seisuga 29.11.2013. Vaadatud 31.10.2017. 
  4. 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 4,10 "Falcon 9 Overview (2010)". SpaceX. Originaali arhiivikoopia seisuga 22.12.2010. Vaadatud 31.10.2017. 
  5. Musk, Elon (23.10.2016). "I am Elon Musk, ask me anything about becoming a spacefaring civ!". Vaadatud 31.10.2017. 
  6. de Selding, Peter B. (15.10.2012). "Orbcomm Craft Launched by Falcon 9 Falls out of Orbit". Space News. Vaadatud 31.10.2017. "Orbcomm requested that SpaceX carry one of their small satellites (weighing a few hundred pounds, vs. Dragon at over 12,000 pounds)... The higher the orbit, the more test data [Orbcomm] can gather, so they requested that we attempt to restart and raise altitude. NASA agreed to allow that, but only on condition that there be substantial propellant reserves, since the orbit would be close to the space station. It is important to appreciate that Orbcomm understood from the beginning that the orbit-raising maneuver was tentative. They accepted that there was a high risk of their satellite remaining at the Dragon insertion orbit. SpaceX would not have agreed to fly their satellite otherwise, since this was not part of the core mission and there was a known, material risk of no altitude raise." 
  7. Graham, William (21.12.2015). "SpaceX returns to flight with OG2, nails historic core return". NASASpaceFlight. Vaadatud 31.10.2017. "The launch also marked the first flight of the Falcon 9 Full Thrust, internally known only as the "Upgraded Falcon 9"" 
  8. Graham, Will. "SpaceX successfully launches debut Falcon 9 v1.1". NASASpaceFlight. Vaadatud 31.10.2017. 
  9. "Detailed Mission Data – Falcon-9 ELV First Flight Demonstration". Mission Set Database. NASA GSFC. Vaadatud 31.10.2017. 
  10. "Falcon 9 (2016)". SpaceX. Originaali arhiivikoopia seisuga 15.07.2013. Vaadatud 31.10.2017. 
  11. 11,0 11,1 "Falcon 9". SpaceX. Originaali arhiivikoopia seisuga 01.05.2013. Vaadatud 31.10.2017. 
  12. "SpaceX Falcon 9 Upper Stage Engine Successfully Completes Full Mission Duration Firing". SpaceX. 10.03.2009. 
  13. "COTS 2006 Demo Competition". NASA. 18.01.2006. Vaadatud 31.10.2017. 
  14. SpaceX (15.12.2010). "SpaceX's Dragon spacecraft successfully re-enters from orbit". Vaadatud 31.10.2017. 
  15. "Space Act Agreement between NASA and Space Exploration Technologies, Inc., for Commercial Orbital Transportation Services Demonstration". NASA. 30.05.2006. Vaadatud 31.10.2017. 
  16. "SpaceX Conducts First Multi-Engine Firing of Falcon 9 Rocket". SpaceX. 18.01.2008. 
  17. "SpaceX successfully conducts full mission-length firing of its Falcon 9 launch vehicle". SpaceX. 23.11.2008. 
  18. "Updates". SpaceX. 25.02.2010. Vaadatud 31.10.2017. 
  19. Kremer, Ken (13.03.2010). "Successful Engine Test Firing for SpaceX Inaugural Falcon 9". Universe Today. Vaadatud 31.10.2017. 
  20. Denise Chow (08.12.2010). "Q & A with SpaceX CEO Elon Musk: Master of Private Space Dragons". Space.com. Vaadatud 31.10.2017. 
  21. Svitak, Amy (2013-11-24). "Musk: Falcon 9 Will Capture Market Share". Aviation Week. Vaadatud 2017-11-29. "SpaceX is currently producing one vehicle per month, but that number is expected to increase to '18 per year in the next couple of quarters.' By the end of 2014, she says SpaceX will produce 24 launch vehicles per year." 
  22. Svitak, Amy (2014-03-10). "SpaceX Says Falcon 9 To Compete For EELV This Year". Aviation Week. Vaadatud 2017-11-29. "Within a year, we need to get it from where it is right now, which is about a rocket core every four weeks, to a rocket core every two weeks...By the end of 2015, says SpaceX President Gwynne Shotwell, the company plans to ratchet up production to 40 cores per year." 
  23. Foust, Jeff (2016-02-04). "SpaceX seeks to accelerate Falcon 9 production and launch rates this year". SpaceNews. Vaadatud 2017-11-29. 
  24. "Mission Status Center". SpaceflightNow. 2010-06-02. Vaadatud 2017-11-29. 
  25. Mangels, John (2013-05-25). "NASA's Plum Brook Station tests rocket fairing for SpaceX". Cleveland Plain Dealer. Vaadatud 2017-11-30. 
  26. 26,0 26,1 Grush, Loren (2016-04-08). "SpaceX successfully lands its rocket on a floating drone ship for the first time". The Verge. Vaadatud 2017-11-30. 
  27. Grush, Loren (2016-12-25). "SpaceX successfully landed its Falcon 9 rocket after launching it to space". The Verge. Vaadatud 2017-11-30. 
  28. Kramer, Miriam (2017-06-23). "SpaceX performs impressive rocket relaunch and landing". Mashable. Vaadatud 2017-11-30. 
  29. Berger, Eric (2017-10-12). "SpaceX has flown its third “flight proven” rocket". Ars Techinca. Vaadatud 2017-11-30.