Grasshopper (raketa)

Grasshopper v1.0, září 2012

Grasshopper a Falcon 9 Reusable Development Vehicles (F9R Dev) byly experimentální technologické demonstrátory opakovaně použitelné rakety, které prováděly vertikální starty a přistání. Projekt byl financovaný ze soukromých zdrojů SpaceX bez finanční podpory státu. Vyrobeny byly dva prototypy a oba byly testovány za letu.

Grasshoper byl představen v roce 2011 a v roce 2012 začalo testování vznášení se a přistávání v malých výškách a malých rychlostech. Původní Grasshopper byl 32 metrů vysoký a v letech 2012 a 2013 vykonal osm úspěšných zkušebních letů. Druhá verze Grasshopperu byl větší a schopnější prototyp známý pod označením Falcon 9 Reusable Development Vehicle (F9R Dev, také jako F9R Dev1), který vznikl na základě Falconu 9 v1.1. Ten byl testován ve vyšších nadmořských výškách a nadzvukových rychlostech a stejně jako předchozí verze i v malých výškách. F9R Dev1 byl postaven v letech 2013-2014 a jeho první testovací let v malé výšce proběhl 17. dubna 2014. Dne 22. srpna 2014 došlo při testování v McGregoru k nehodě a prototyp byl zničen.[1]

Testy Grasshopperu a F9R Dev byly zásadní pro vývoj opakovatelně použitelného Falconu 9 a Falconu Heavy. Ty jsou navržené pro vertikální motorické přistání prvního stupně, v případě Falconu Heavy všech tří prvních stupňů. Od září 2013 se začalo s pokusným přistáváním Falconu 9 při komerčních letech. Nejdříve se jednalo o pokusná přistání na mořskou hladinu, která přešla v pokusy o přistání na autonomní plovoucí plošinu ASDS. První úspěšné přistání prvního stupně Falconu 9 proběhlo 21. prosince 2015 při pokusu o přistání na pevnině.

Historie

Grasshopper provádí let do výšky 325 metrů.

Grasshopper se stal veřejnosti známý ve třetím čtvrtletí roku 2011, kdy o něm poprvé napsali novináři v souvislosti s analýzou Federal Aviation Administration.

Krátce poté SpaceX potvrdila existenci testovacího zařízení s tím, že předpokládá začátek letových zkoušek v roce 2012.[2][3]

Ve veřejných informacích z roku 2011 je uvedeno, že k podzvukovým testům mělo dojít v McGregoru ve třech fázích. Postupně od výšky 200 metrů a doby letu 45 sekund do výšky 3510 metrů a době letu 160 sekund. V době začátku testování se očekávalo trvání testování na tři roky a počáteční povolení FAA umožňovalo až 70 suborbitálních letů za rok.[4] Jako součást programu byla postavena betonová odpalovací plocha o velikosti půl akru. V září 2012 SpaceX oznámila, že požádali FAA o schválení zvýšení nadmořské výšky některých prvních testovacích letů.[5] V listopadu 2012 Elon Musk řekl: „V průběhu několika dalších měsíců budeme postupně navyšovat výšku i rychlost. ... Myslím, že po cestě asi budou nějaké krátery, budeme mít veliké štěstí, když žádné krátery nebudou. Vertikální přistávání je velmi důležitý průlom - extrémně rychlé opětovné použití.“[6]

Letové zkoušky Grasshopperu

Nejprve přišly zkoušky vertikálního vzletu a přistání Grasshopperu postaveného na základě prvního stupně Falconu 9 v1.0. Vykonáno bylo celkem osm zkušebních letů mezi zářím 2012 a říjnem 2013.[7] Všech osm letů bylo na zkušebním zařízení v McGregoru.

Grasshopper začal letové zkoušky v září 2012 krátkým tří sekundovým poskočením, následované druhým v listopadu 2012, které trvalo osm sekund a bylo do výšky 5,4 metru. Třetí let se uskutečnil v prosinci 2012, prodloužen byl o vznášení se a trval 29 sekund. Grasshopper vystoupil při tomto letu do výšky 40 metrů.[8] Osmý a poslední zkušební let proběhl 7. října 2013 do výšky 744 metru.[9]

Podle prvotního povolení FAA byly letové zkoušky v Texasu omezeny maximální nadmořskou výškou 760 metrů.[10]

TestDatumDosažená výškaDélka trvaníPoznámky
121. 9. 2012[11]1,8 m3 sKrátké poskočení s téměř prázdnou nádrží.[12]
21. 11. 2012[13]5,4 m8 s
317. 12. 2012[14]40 m29 s
47.3. 2013[15]80 m[16]34 sPřistávací poměr tahu ku hmotnosti větší než jedna.[17]
517. 4. 2013[18]250 m61 s [zdroj?]Prokázání schopnosti udržet stabilitu ve větru.[19]
614. 6. 2013[20]325 m68 s[21]Otestování nových navigačních snímačů potřebných pro přesné přistávání Falconu 9.[22]
713. 8. 2013[23]250 m60 sÚspěšné provedení letu, kdy se Grasshopper horizontálně vzdálil 100 metrů a potom se vrátil.
87. 10. 2013[24]744 m[25]79 s[26]Konečný test Grasshopperu.

Elon Musk uvedl, že Grasshopper by mohl přistát na zemi s přesností helikoptéry.[27]

Letové zkoušky F9R Dev1

Falcon 9 Reusable Development Vehicle (F9R Dev) byl zveřejněn v říjnu 2012. F9R Dev1 byl původně pojmenován, od konce roku 2012 do začátku roku 2014, jako Grasshopper v1.1. V březnu 2013 Musk řekl, že SpaceX doufala, že dosáhne hypersonické rychlosti do konce roku 2013.[28] V březnu 2013 bylo oznámeno, že druhá verze Grasshopperu bude vyrobena z prvního stupně Falconu 9 v1.1, který byl použit pro kvalifikační testování ve Vývojovém a testovacím zařízení SpaceX.[29]

V roce 2014 FAA povolila zvýšení výšky letů na 3000 m pro testování F9R Dev McGregoru, kde měl první Grasshopper omezení 760 metrů.

F9R Dev1 byl postaven na mnohem delším prvním stupni Falconu 9 v1.1 se zatahovacíma přistávacíma nohama.

SpaceX provedla krátké statické pozemní zkoušky 28. března 2014 a první let do výšky 250 metrů přišel 17. dubna 2014.[30][31] Pátý let F9R Dev1, který proběhl 22. srpna 2014, byl jeho posledním.[32][33] Anomální data se snímačů při jeho vzestupu aktivovala systém ukončení letu s následným zničením stroje. Nebyla hlášena žádná zranění a zástupce FAA byl při zkoušce přítomen. Video z nehody zveřejnila CBS a několik snímků z nehody bylo zveřejněno na sociálních sítích.[34]

TestDatumDosažená výškaPoznámky
117. 4. 2014250 mVznášel se, let do boku, úspěšně přistál.
21. 5. 20141 000 m[35]Vznášel se, let do boku, úspěšně přistál.[36]
317. 6. 20141 000 m[37]První zkušební let s roštovými kormidly
41. 8. 2014[38]
522. 8. 2014Zařízení explodovalo po zaznamenání anomálie, která zapříčinila odchýlení F9R Dev1 z plánované dráhy letu. Nikdo nebyl zraněn.[39] Nehodu způsobil zablokovaný snímač, který na testovacím zařízení nebyl zálohován. Na letových kusech Falconu 9 zálohován je.[40]

Zrušený F9R Dev2

V květnu 2013 bylo oznámeno, že lety do vyšších výšek a vyššími rychlostmi boudou prováděné na Spaceport America a ne na sousední White Sands Missile Range, jak bylo původně plánováno[41] a SpaceX podepsala tříletý pronájem pozemků a zařízení kosmodromu.[42]

V květnu 2013 začala SpaceX budovat plochu 30 na 30 metrů na Spaceport America.[43]

Třetí testovací zařízení, F9R Dev2, mělo být původně určeno pouze pro lety do velkých výšek na Spaceport America[44] a to do výšek až 91 kilometru. V září 2014, po zničení F9R Dev1, SpaceX změnila své plány. Takže F9R Dev2 měl létat v McGregoru do malých výšek. Počáteční povolení FAA k testování F9R Dev trvalo v McGregoru až do února 2015.[45] Dne 19. února 2015 SpaceX oznámila, že F9R Dev2 bude zrušen.[46]

Popis konstrukce

Konstrukce Grasshopperu

Grasshopper se skládal z prvního stupně Falconu 9 v1.0 s jedním motorem Merlin-1D. Byl vysoký 32 metrů a měl pevně přidělané nohy.

Konstrukce F9R Dev1

F9R Dev1 byl postaven na prvním stupni Falconu 9 v1.1. Byl vysoký 49 metrů, takže téměř o 50 % vyšší, než původní Grasshopper. Přistávací nohy byly skládací, s teleskopickým pístem v A rámu. Celkové rozpětí noh bylo 18 metrů a hmotnost menší než 2100 kg. Systém rozkládání nohou používal stlačené helium.[47] Nohy měli nižší hmotnost, než u prvního Grasshopperu a prostor motoru byl také jiný.[48]

F9R Dev1 vzlétal za použití tří motorů a přistával za použití jednoho. Původní Grasshopper měl pouze jeden motor Merlin-1D.

Testy přistání Falconu 9

První stupeň Falconu 9 při přistání na ASDS, druhý stupeň pokračoval na oběžnou dráhu s CRS-6. Přistávací nohy jsou uprostřed rozkládání.

V roce 2013 se SpaceX přesunula k testování přistání prvního stupně v rámci komerčních misí Falconu 9. V březnu 2013 SpaceX oznámila, že počínaje prvním letem prodloužené verze Falconu 9 bude každý první stupeň vybaven pro řízený sestup.[49] SpaceX provedla řadu pokusů o přistání na mořskou hladinu a poté i na ASDS (plovoucí plošinu). Žádný pokus nebyl zcela úspěšný.

První úspěšné přistání prvního stupně Falconu 9 se uskutečnilo 21. prosince 2015, při pokusu o přistání na pevninu, při dvacátém letu Falconu 9.[50][51][52]

Falcon 9 bezprostředně před přistáním na přistávací zóně 1

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Grasshopper (rocket) na anglické Wikipedii.

  1. ↑ Elon Musk. Three engine F9R Dev1 vehicle auto-terminated during test flight [online]. Twitter, August 22, 2014. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ Space-for-All at HobbySpace. Space-for-All at HobbySpace [online]. [cit. 2017-03-17]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2011-11-18. (anglicky) 
  3. ↑ Spaceflight Now | Breaking News | Reusable rocket prototype almost ready for first liftoff. www.spaceflightnow.com [online]. [cit. 2017-03-17]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-05-02. 
  4. ↑ Draft Environmental Assessment for Issuing an Experimental Permit to SpaceX for Operation of the Grasshopper Vehicle at the McGregor Test Site, Texas [online]. Federal Aviation Administration, 2011 [cit. 2011-11-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. ↑ LINDSEY, Clark. SpaceX Grasshopper tests aim to quickly move up in altitude. NewSpace Watch. 2012-09-17. Dostupné online [cit. 2012-09-17]. (anglicky)  Archivováno 28. 9. 2014 na Wayback Machine.
  6. ↑ Huge Mars Colony Eyed by SpaceX Founder Elon Musk. Space.com. Dostupné online [cit. 2017-03-17]. 
  7. ↑ SpaceX Retires Grasshopper, New Test Rig To Fly in December - SpaceNews.com. SpaceNews.com. 2013-10-17. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-10-21. (anglicky) 
  8. ↑ LOG, Cosmic. SpaceX launches its Grasshopper rocket on 12-story-high hop in Texas. NBC News. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-03-03. (anglicky)  Archivováno 3. 3. 2016 na Wayback Machine.
  9. ↑ SpaceX. www.facebook.com [online]. [cit. 2017-03-17]. Dostupné online. 
  10. ↑ SpaceX’s Grasshopper leaping to NM spaceport. WacoTrib.com. Dostupné online [cit. 2017-03-17]. 
  11. ↑ CLARK, Stephen. SpaceX's reusable rocket testbed takes first hop. Spaceflightnow. 2012-09-24. Dostupné online [cit. 2012-09-25]. (anglicky) 
  12. ↑ LINDSEY, Clark. SpaceX Grasshopper vertical takeoff/vertical landing rocket first test. NewSpace Watch. 2012-09-22. Dostupné online [cit. 2012-09-23]. (anglicky)  Archivováno 10. 6. 2020 na Wayback Machine.
  13. ↑ SPACEX. Grasshopper Two-Story Hop 11/1/12. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. 
  14. ↑ Grasshopper hops ever higher [online]. NewSpace Journal, 24 December 2012 [cit. 2012-12-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  15. ↑ FAA Permitted Launches [online]. Federal Aviation Administration, 8 March 2013 [cit. 2013-03-09]. Dostupné online. (anglicky) 
  16. ↑ More on Grasshopper’s "Johnny Cash hover slam" test [online]. NewSpace Journal, 9 March 2013 [cit. 2013-03-09]. Dostupné online. (anglicky) 
  17. ↑ [cit. 2017-03-17]. Dostupné v archivu pořízeném dne 02-05-2013. 
  18. ↑ LINDSEY, Clark. SpaceX Grasshopper reaches 250 meters. NewSpace Watch. 2013-04-13. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-04-29. (anglicky)  Archivováno 29. 4. 2013 na Wayback Machine.
  19. ↑ Elon Musk's twitter [online]. 22 April 2013. Dostupné online. 
  20. ↑ BERGIN, Chris. Testing times for SpaceX’s new Falcon 9 v.1.1 [online]. NASASpaceFlight (not affiliated with NASA), 14 June 2013 [cit. 2013-06-15]. Dostupné online. (anglicky) 
  21. ↑ BERGIN, Chris. Reducing risk via ground testing is a recipe for SpaceX success [online]. NASASpaceFlight (not affiliated with NASA), 20 June 2013 [cit. 2013-06-21]. Dostupné online. 
  22. ↑ VIDEO | Grasshopper 325-meter Test - SpaceNews.com. SpaceNews.com. 2013-07-08. Dostupné online [cit. 2017-03-17]. (anglicky) [nedostupný zdroj]
  23. ↑ BOYLE, Alan. SpaceX's Grasshopper test rocket flies sideways successfully. NBC News. 2013-08-14. Dostupné online [cit. 2013-08-15]. (anglicky) 
  24. ↑ SpaceX's Grasshopper flight on 10/07 [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  25. ↑ Grasshopper 744m Test – Single Camera (Hexacopter) [online]. SpaceX Youtube channel, 2013-10-12. Dostupné online. 
  26. ↑ Grasshopper Completes Half-Mile Flight in Last Test. www.spacex.com [online]. [cit. 2017-03-17]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2015-06-09. 
  27. ↑ Musk’s Space Talk Wows Crowd at South by Southwest. Moon and Back. 2013-03-11. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-03-13. (anglicky)  Archivováno 13. 3. 2013 na Wayback Machine.
  28. ↑ LINDSEY, Clark. Elon Musk debuted video of latest Grasshopper flight at SXSW. NewSpace Watch. 2013-03-09. Dostupné online [cit. 2013-03-14]. (anglicky)  Archivováno 10. 6. 2020 na Wayback Machine.
  29. ↑ Šablona:Sic May try to land or recover the first stage of it next Falcon 9 v1.1 launch this summer. Next Big Future. 2013-03-23. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-03-27. (anglicky) 
  30. ↑ NORRIS, Guy. SpaceX Plans For Multiple Reusable Booster Tests: Controlled water landing marks a major stride toward SpaceX’s Falcon rapid-reusability goal. Aviation Week. 2014-04-28. Dostupné online [cit. 2014-04-26]. (anglicky) 
  31. ↑ ABBOTT, Joseph. Grasshopper's successor flies at SpaceX's McGregor site. Waco Tribune. 2014-04-17. Dostupné online [cit. 2014-04-18]. (anglicky) 
  32. ↑ BERGIN, Chris. Rockets that return home – SpaceX pushing the boundaries. NASAspaceflight.com. 2014-04-22. Dostupné online [cit. 2014-04-23]. (anglicky) 
  33. ↑ FOUST, Jeff. Falcon 9 test vehicle destroyed in accident. NewSpace Journal. 2014-08-23. Dostupné online [cit. 2014-08-23]. (anglicky) 
  34. ↑ Stephen Clark. SpaceX rocket prototype explodes in test flight [online]. Spaceflight Now, 2014-08-22 [cit. 2014-08-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  35. ↑ Dostupné online. 
  36. ↑ ABBOTT, Joseph. SpaceX's Grasshopper successor flies again. Waco Tribune. 2014-05-01. Dostupné online [cit. 2014-05-02]. (anglicky) 
  37. ↑ 1000m Fin Flight | Rocket Cam and Wide Shot
  38. ↑ Commercial Space Data - Launches [online]. Federal Aviation Administration. Dostupné online. (anglicky) 
  39. ↑ Harwood, William. SpaceX rocket explodes during test flight in Texas [online]. CBS News, August 22, 2014. Dostupné online. 
  40. ↑ DEAN, James. SpaceX targeting Saturday launch from Cape. Florida Today. 2014-08-03. Dostupné online [cit. 2014-08-03]. (anglicky) [nedostupný zdroj]
  41. ↑ Archivovaná kopie [online]. [cit. 2017-03-17]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-05-02. 
  42. ↑ LINDSEY, Clark. SpaceX to test Grasshopper reusable booster at Spaceport America in NM. NewSpace Watch. 2013-05-07. Dostupné v archivu pořízeném dne 2015-01-18. (anglicky)  Archivováno 18. 1. 2015 na Wayback Machine.
  43. ↑ LEONE, Dan. SpaceX Leases Pad in New Mexico for Next Grasshopper Tests. SpaceNews. 2013-05-13. Dostupné v archivu pořízeném dne 2020-09-24. (anglicky) 
  44. ↑ ATLANTICCOUNCIL. Discussion with Gwynne Shotwell, President and COO, SpaceX. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. 
  45. ↑ Commercial Space Data / Active Permits [online]. U.S. Federal Aviation Administration [cit. 2014-04-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  46. ↑ KLOTZ, Irene. SpaceX bypassing replacement for lost Falcon 9R landing test vehicle [online]. Portal To The Universe, 2015-02-19 [cit. 2015-12-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  47. ↑ LINDSEY, Clark. SpaceX shows a leg for the "F-niner". NewSpace Global. 2013-05-02. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-10-31. (anglicky)  Archivováno 31. 10. 2014 na Wayback Machine.
  48. ↑ A 2nd-gen Grasshopper + A new video of first hop. NewSpace Watch. 2012-10-02. Dostupné v archivu pořízeném dne 2020-03-15. (anglicky)  Archivováno 15. 3. 2020 na Wayback Machine.
  49. ↑ LINDSEY, Clark. SpaceX moving quickly towards fly-back first stage. NewSpace Watch. 2013-03-28. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-04-16. (anglicky)  Archivováno 16. 4. 2013 na Wayback Machine.
  50. ↑ SpaceX on Twitter. Twitter. Dostupné online [cit. 2017-03-17]. 
  51. ↑ Wow! SpaceX Lands Orbital Rocket Successfully in Historic First. Space.com. Dostupné online [cit. 2017-03-17]. 
  52. ↑ SpaceX Changes its Falcon 9 Return-to-flight Plans - SpaceNews.com. SpaceNews.com. 2015-10-16. Dostupné online [cit. 2017-03-17]. (anglicky) 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Spx Grasshopper 03.jpg
Autor: Steve Jurvetson, Licence: CC BY 2.0
Seen from a distance, atop the F9 test tower.
ORBCOMM-2 First-Stage Landing (23271687254).jpg
Autor: SpaceX, Licence: CC0
ORBCOMM-2 First-Stage Landing
SpaceX Grasshopper rocket midflight.png
Autor: SpaceX, Licence: CC0
Grasshopper rocket performing a 325 meter flight followed by a soft propulsive landing in an attempt to develop technologies for a reusable launch vehicle.
Falcon 9 first stage attempts landing on ASDS after CRS-6 (17170624412).jpg
Autor: SpaceX, Licence: CC0
Falcon 9 first stage attempts landing on autonomous spaceport drone ship Just Read the Instructions after launch of CRS-6 Dragon.