Falcon 9 v1.0

Falcon 9 v1.0 byla první verze rakety Falcon 9, kterou navrhla a vyrobila společnost SpaceX, sídlící v Hawthorne v Kalifornii. Vývoj středně velké nosné rakety začal v roce 2005. První let přišel 4. června 2010 a byl úspěšný.[1] Raketa Falcon 9 v1.0 následně vynesla čtyři nákladní lodě Dragon. Jeden let byl zkušební, druhý demonstrační a další dva už vezly zásoby pro Mezinárodní vesmírnou stanici v rámci kontraktu CRS s NASA.

Falcon 9 v1.0
Falcon 9 v1.0 při posledním startu této verze v březnu 2013
Země původuUSA
Rodina raketFalcon
VýrobceSpaceX
Rozměry
Výška54,9 metrů
Průměr3,66 metrů
Hmotnost333 400 kg
Nosnost
na LEO10 450 kg
na GTO4 540 kg
Historie startů
Statusvyřazena
KosmodromCape Canaveral AFS
Vandenberg AFB
Celkem startů5
Úspěšné starty4
Selhání0
Částečná selhání1
První start4. června 2010
Poslední start1. března 2013
První stupeň – Falcon 9
Motor9x Merlin 1C
Tah4 940 kN
Specifický impuls275 sekund na hladině moře
Doba zážehu170 sekund
PalivoRP-1/LOX
Druhý stupeň – Falcon 9
MotorMerlin 1C (vakuová modifikace)
Tah445 kN
Specifický impuls342 sekund
Doba zážehu345 sekund
PalivoRP-1/LOX

Dvoustupňová raketa byla poháněna motory Merlin, které také vyrábí SpaceX. Motory spalují kapalný kyslík a letecký petrolej. Nosnost byla 10 450 kg na nízkou oběžnou dráhu a 4 540 kg na přechodovou dráhu ke geostacionární. Všechny uskutečněné lety rakety vedly ale jen na nízkou dráhu.

Raketa byla v roce 2013 nahrazena vylepšenou verzí Falcon 9 v1.1, ta letěla poprvé v září 2013. Z pěti startů Falconu v1.0 v letech 2010 až 2013 všechny úspěšně doručili svůj primární náklad, jen jednou došlo ke ztrátě sekundárního nákladu.

Konstrukce

První stupeň
Falcon v1.0 (vlevo) a Falcon v1.1 (vpravo)

První stupeň verze 1.0 byl použit při prvních pěti letech rakety Falcon 9 a byl poháněn devíti motory Merlin 1C, které vyráběla SpaceX. Motory byly uspořádány do mřížky 3x3 a každý z těchto motorů měl tah v nulové nadmořské výšce 556 kN, takže celkový tah motorů při startu byl přibližně 5000 kN.[2]

Stěny a kopule nádrží byly vyrobeny ze slitiny lithia a hliníku. SpaceX využívá svařování třením, což je technika s nejvyšší pevností a spolehlivostí, kterou má k dispozici.[2]

Jako zapalovač prvního stupně byl použit samozápalný triethylhliník-triethylboran.[3]

Nádrž prvního stupně v továrně SpaceX, 2008

Druhý stupeň

Druhý stupeň byl poháněn jedním motorem Merlin 1C upraveným pro použití ve vakuu, s expanzním poměrem 117:1 a nominální dobou hoření 345 sekund. Pro zvýšení spolehlivosti restartu měl motor duální redundantní zapalovače triethylhliník-triethylboran.[2]

Mezistupeň mezi prvním a druhým stupněm byl vyroben z uhlíkových vláken s jádrem z hliníku. Pro upevnění byly použity znovupoužitelné upínací kleštiny a pneumatický tlačný systém pro oddělení. Spojení mělo dvanáct upevňovacích bodů (u pozdější verze 1.1 byl počet bodu snížen na tři).

Nádrž druhého stupně byla potom kratší verze nádrže prvního stupně a používala většinu stejných výrobních postupů a materiálů. To šetří peníze při výrobě.[2]

Jako řídící motory byly použity čtyři motory Draco.[4] Trysky byly použity k držení stabilní polohy při oddělování nákladu, případně se daly použít pro roztočení nákladu na maximálně pět otáček za minutu.[4]

Řízení

SpaceX používá více redundantních letových počítačů odolných proti chybám v návrhu. Každý motor Merlin je řízen třemi hlasovacími počítači, z nichž každý má dva fyzické procesory, které se navzájem neustále kontrolují. Software běží na Linuxu a je napsán v jazyce C++.

Vývoj a výroba
Zleva: Falcon 1, Falcon v1.0, tři verze Falconu 9 v1.1, tři verze Falconu 9 v1.1 FT, dvě verze Falconu 9 Block 5 a Falcon Heavy.

Financování

Zatímco SpaceX utratila své peníze za vývoj své první rakety Falcon 1, vývoj Falconu 9 byl urychlen koupí několika předváděcích letů pro NASA. Začalo to programem COTS v roce 2006.[5] SpaceX byla vybrána z více než dvaceti společností, které předložili své návrhy.[6] Podle Elona Muska by vývoj bez peněz od NASA trval déle.[7]

Náklady na vývoj Falconu 9 v1.0 byly přibližně 300 milionů amerických dolarů. Pokud zahrneme některé z nákladů na vývoj Falconu 1, které přispěli k vývoji Falconu 9, tak by částka činila 390 milionů.[8][7]

NASA také hodnotila náklady na Falcon 9 pomocí nákladového modelu NASA‐Air Force Cost Model (NAFCOM) - tradiční přístup pro vojenské a civilní zakázky a náklady by vyšly na 3,6 miliardy, případně při více obchodním přístupu na 1,6 miliardy amerických dolarů.[9][8]

Výroba

V prosinci 2010 výrobní linka SpaceX vyrobila jeden nový Falcon 9 (a loď Dragon) za tři měsíce.

Testování znovupoužitelnosti

SpaceX se ze začátku snažila o znovupoužitelnost prvních stupňů jak u Falconu 1, tak u Falconu 9. Počáteční přístup počítal s použitím padáků, ale tento způsob byl nakonec neúspěšný a SpaceX se zaměřila na motorické přistávání, které se začalo testovat na testovacím zařízení Grasshopper a následně na verzi 1.1.

Už od začátku vývoje Falconu 9 SpaceX hovořila o možnosti zachraňovat první i druhý stupeň a o jejich vícenásobném použití. V roce 2011 začala SpaceX formálně financovat program rozvoje opakovaného použití s cílem vytvoření opakovatelně použitelného prvního a druhého stupně, při použití motorického přistávání. Později bylo od myšlenky zachraňovat i druhý stupeň upuštěno.[10]

Přehled letů

Vlastní článek: Seznam letů Falconu 9 a Falconu Heavy

Verze 1.0 startovala celkem pětkrát a pokaždé úspěšně vynesla loď Dragon na nízkou oběžnou dráhu. Z toho se Dragon třikrát úspěšně spojil s ISS. Při jednom z letů se nepodařilo na oběžnou dráhu umístit sekundární náklad, kterým byl prototyp nové generace satelitů Orbcomm.

Odkazy

Reference
  1. Zkušební start soukromé rakety Falcon 9 byl úspěšný. Novinky.cz. Dostupné online [cit. 2017-03-24]. (česky)
  2. Space Exploration Technologies Corporation - Falcon 9. web.archive.org [online]. [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.
  3. Spaceflight Now | Falcon Launch Report | Mission Status Center. www.spaceflightnow.com [online]. [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
  4. Falcon 9 Launch Vehicle Payload User's Guide, 2009 [online]. SpaceX, 2009 [cit. 2010-02-03]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.
  5. Minutes of the NAC Commercial Space Committee, April 26, 2010 [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
  6. Private ventures vie to service space station. msnbc.com. 2006-03-20. Dostupné online [cit. 2017-03-24]. (anglicky)
  7. WHY THE US CAN BEAT CHINA: THE FACTS ABOUT SPACEX COSTS [online]. SpaceX [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.
  8. Commercial Market Assessment for Crew and Cargo Systems [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
  9. Falcon 9 Launch Vehicle NAFCOM Cost Estimates [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
  10. Elon Musk on SpaceX's Reusable Rocket Plans. Popular Mechanics. 2012-02-07. Dostupné online [cit. 2017-03-24]. (anglicky)

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.