Falcon 9 v1.0
| Falcon 9 v1.0 | |
|---|---|
 Falcon 9 v1.0 při posledním startu této verze v březnu 2013 | |
| Země původu | USA |
| Rodina raket | Falcon |
| Výrobce | SpaceX |
| Rozměry | |
| Výška | 54,9 metrů |
| Průměr | 3,66 metrů |
| Hmotnost | 333 400 kg |
| Nosnost | |
| na LEO | 10 450 kg |
| na GTO | 4 540 kg |
| Historie startů | |
| Status | vyřazena |
| Kosmodrom | Cape Canaveral AFS Vandenberg AFB |
| Celkem startů | 5 |
| Úspěšné starty | 4 |
| Selhání | 0 |
| Částečná selhání | 1 |
| První start | 4. června 2010 |
| Poslední start | 1. března 2013 |
| První stupeň – Falcon 9 | |
| Motor | 9x Merlin 1C |
| Tah | 4 940 kN |
| Specifický impuls | 275 sekund na hladině moře |
| Doba zážehu | 170 sekund |
| Palivo | RP-1/LOX |
| Druhý stupeň – Falcon 9 | |
| Motor | Merlin 1C (vakuová modifikace) |
| Tah | 445 kN |
| Specifický impuls | 342 sekund |
| Doba zážehu | 345 sekund |
| Palivo | RP-1/LOX |
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.
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
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]
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
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
- ↑ Zkušební start soukromé rakety Falcon 9 byl úspěšný. Novinky.cz [online]. Borgis [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
- ↑ a b c d Space Exploration Technologies Corporation - Falcon 9. web.archive.org [online]. [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.
- ↑ Spaceflight Now | Falcon Launch Report | Mission Status Center. www.spaceflightnow.com [online]. [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
- ↑ a b Falcon 9 Launch Vehicle Payload User's Guide, 2009 [online]. SpaceX, 2009 [cit. 2010-02-03]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.
- ↑ Minutes of the NAC Commercial Space Committee, April 26, 2010 [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-06-03.
- ↑ Private ventures vie to service space station. msnbc.com. 2006-03-20. Dostupné online [cit. 2017-03-24]. (anglicky)
- ↑ a b WHY THE US CAN BEAT CHINA: THE FACTS ABOUT SPACEX COSTS [online]. SpaceX [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.
- ↑ a b Commercial Market Assessment for Crew and Cargo Systems [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-12-07.
- ↑ Falcon 9 Launch Vehicle NAFCOM Cost Estimates [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
- ↑ Elon Musk on SpaceX's Reusable Rocket Plans. Popular Mechanics. 2012-02-07. Dostupné online [cit. 2017-03-24]. (anglicky)
Související články
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu Falcon 9 v1.0 na Wikimedia Commons - Téma Falcon 9 na fóru Kosmonauix.cz
Média použitá na této stránce
Autor: Lucabon (based on work of Markus Säynevirta and Craigboy and Rressi ), Licence: CC BY-SA 4.0
From left to right:
- Falcon 1 with payload fairing
- Falcon 9 version 1.0 with Dragon 1 (cargo) spacecraft
- Falcon 9 version 1.1 Reusable with Dragon 1 (cargo) spacecraft
- Falcon 9 version 1.1 Reusable with payload fairing
- Falcon 9 version 1.1 with payload fairing
- Falcon 9 version 1.2 (Full Thrust) Reusable with Dragon 1 (cargo) spacecraft
- Falcon 9 version 1.2 (Full Thrust) Reusable with payload fairing
- Falcon 9 version 1.2 (Full Thrust) with payload fairing
- Falcon 9 Block 5 Reusable with Dragon 2 (crew) spacecraft
- Falcon 9 Block 5 Reusable with payload fairing
- Falcon Heavy Reusable with payload fairing
Autor: Craigboy, Licence: CC BY-SA 3.0
Engines configuration for the Falcon 9 v1.0 (left) and Falcon 9 v1.1 (right).
CAPE CANAVERAL, Fla. -- A Space Exploration Technologies, or SpaceX, Falcon 9 rocket lifts off Space Launch Complex 40 on Cape Canaveral Air Force Station in Florida at 10:10 a.m. EST, carrying a Dragon capsule filled with cargo. The SpaceX Dragon capsule is making its third trip to the International Space Station, following a demonstration flight in May 2012 and the first resupply mission in October 2012. The SpaceX-2 mission is the second of 12 SpaceX flights contracted by NASA to resupply the orbiting laboratory.
Autor: Steve Jurvetson from Menlo Park, USA, Licence: CC BY 2.0
The Falcon 9 booster tank is made of aluminum lithium alloy. Welding it without forming hydrogen bubbles is tricky. SpaceX uses friction stir welding throughout. I had to crop the welding jig from the photo because of ITAR restrictions. Let me just say that it is very clever, and the challenges are like building a ship in a bottle.