SpaceX Falcon 9

Компания разработала несколько вариантов ракет, в частности, Falcon 1, Falcon 9 и Falcon Heavy. Falcon 1 способна выводить 570 кг груза на низкую орбиту, но не может доставлять груз на геостационарную орбиту. Предполагается, что РН «Falcon 9» будет способна выводить на геопереходную орбиту4,7-19,5 тонн груза (в зависимости от модификации).

Двигатели ракет работают на керосине и жидком кислороде. Первая ступень ракеты многоразовая. После отделения она должна спускаться на парашюте в акваторию Тихого океана, где её будет подбирать специальное судно.

Стоимость запуска Falcon 9-S9 примерно равна стоимости запуска российского «Протона», однако американская ракета выводит значительно больший груз. Стоимость запуска сравнимой с «Протоном» Falcon-9 в 2005 году декларировалась на уровне $30 млн., что существенно ниже, чем цены на использование «Протона».

Низкая стоимость объясняется максимальной унификацией, а также использованием готовых решений (в частности, тех, которые применялись в лунной программе НАСА).

Национальное аэрокосмическое агентство рассчитывает доставлять космонавтов и оборудование на Международную Космическую Станцию при помощи Falcon-9.

8 декабря 2013 года с космодрома Байконур успешно была запущена ракета-носитель «Протон-М», которая вывела в космос английский спутник связи, являющийся одним из трёх аппаратов, при помощи которых англо-американская корпорация рассчитывает создать глобальную систему мобильной связи. Выведенный на орбиту спутник должен обеспечить телекоммуникационные услуги на территории стран Европы, Азии, Африки и Ближнего Востока. Сейчас российская ракета-носитель «Протон» остается одной из наиболее востребованных для осуществления космических запусков. Однако уже в скором времени России, по всей видимости, придется серьезно подвинуться: рынок космических запусков ждет очень жесткая конкуренция. Американское космическое агентство НАСА занимается активным развитием программы частногосударственного партнерства в этой сфере.

Первым космическим коммерческим кораблем в этой программе стал запущенный в космос Dragon, разработанный компанией SpaceX. В мае 2012 года он успешно доставил на МКС 500 кг полезных грузов. Специально для данного космического аппарата была создана ракета-носитель Falcon. 4 декабря 2013 года с космодрома, расположенного на мысе Канаверал, данная ракета успешно вывела на орбиту спутник связи. И хотя старт удалось осуществить только с третьей попытки, спутник был успешно выведен на земную орбиту. Главное же в этом событии заключается в том, что запуск американской ракеты Falcon обошелся на 30 млн. долларов дешевле, чем использование для этих целей российских «Протонов».

Первоначально запуск ракеты Falcon 9 с телекоммуникационным спутником SES 8 на борту должен был состояться еще 25 ноября 2013 года, но во время подготовки ракеты к старту несколько раз отмечались различные технические неполадки, из-за этого старт был отложен. Запуск ракеты-носителя был перенесен на День благодарения — праздник, отмечаемый в США 28 ноября. Но и в этот раз при подготовке к старту произошел сбой: автоматика остановила старт ракеты уже после зажигания, так как мощности двигателей ракеты увеличивались недостаточно быстро. Ракета Falcon 9 была снята со стартовой площадки и отправлена в ангар для проведения процедуры проверки двигателей. Следующая попытка запуска была запланирована на 2 декабря, но запуск был отложен на 4 число для проведения дополнительной проверки. В итоге 4 декабря запуск все же состоялся и закончился успешно.

Ракета Falcon 9 является двухступенчатым кораблем, который был разработан частной компанией из Калифорнии SpaceX. Основателем компании является американский миллиардер Элон Маск. Специалисты компании говорят о том, что созданная ими ракета является самым дешевым на данный момент времени средством для вывода различных аппаратов в космос. Стоимость запуска американской ракеты составляет от 56 до 77 млн. долларов. В то же время стоимость запуска в космос российского «Протона» составляет 100 млн. долларов, а европейской ракеты-носителя Ariane 5 — 200 млн. долларов.

Falcon 9 («Сокол 9») — это американская одноразовая ракета-носитель семейства Falcon, разработанная компанией «SpaceX». Первый запуск данной ракеты состоялся 4 июня 2010 года. В настоящее время предлагаются разнообразные варианты конфигурации данной ракеты-носителя, которые отличаются по массе полезной нагрузки доставляемой на орбиту. Ракеты Falcon в состоянии доставить на низкую опорную орбиту (НОО) грузы в диапазоне 10,4-32 тонн и на геопереходную орбиту (ГПО) в диапазоне 4,7-19,5 тонн. Стоимость запуска зависит от массы и объема полезной нагрузки (для ракеты «Фалкон 9» эти значения составляют 10 и 4,7 т соответственно). Контейнер полезной нагрузки имеет размеры в диапазоне 3,6-5,2 метра. Ракета Falcon 9 может использоваться также для запуска в космос коммерческого пилотируемого космического аппарата (ПКА) Dragon и его грузового аналога, предназначенного для доставки грузов на МКС. Данные корабли также разработаны компанией SpaceX.

Базовая версия ракеты-носителя состоит из 2-х ступеней. Первая ступень ракеты использует 9 ЖРД Мерлин 1C, а вторая ступень — 1 ЖРД Мерлин Вакуум, который является модификацией того же двигателя, адаптированного для работы в вакууме. Точно также, как и ракета-носитель Falcon 1, последовательность запуска ракеты Falcon 9 предполагает наличие возможности остановки процесса запуска в случае обнаружения проблем с системами и двигателями ракеты перед стартом. Если обнаружены какие-либо неисправности, процесс запуска прерывается и происходит откачка окислителя и топлива из ракеты. Благодаря этому для обеих ступеней ракеты-носителя предусмотрена возможность их повторного применения и проведения полноценных стендовых испытаний перед полетом в космос. 
 

Еще одним ударом по российской космонавтике может стать отказ американцев от доставки астронавтов с помощью российского космического корабля «Союз». По подсчетам специалистов, каждое место для астронавта на борту российского корабля обходится американскому бюджету в 65 млн. долларов. Поэтому американское космическое агентство рассчитывает к 2017 году полностью отказаться от услуг «Роскосмоса». Предполагается, что к этой дате частные космические корабли будут доставлять в космос не только полезные грузы, но и астронавтов. На примете уже есть корабли Dragon и Cygnus. При этом еще 2 космических аппарата готовят компании Boeing и Sierra Nevada.

Ракета-носитель «Протон-М»

Российская ракета-носитель «Протон-М» является модернизированной версией ракеты-носителя «Протон-К», она отличается лучшими эксплуатационными, энергомассовыми и экологическими характеристиками. Первый запуск данной ракеты с разгонным блоком «Бриз-М» состоялся 7 апреля 2001 года. «Протон-М» — это трехступенчатая ракета-носитель, масса которой составляет около 702 тонн. Использование в составе ракеты «Протон-М» увеличенных головных обтекателей, в том числе диаметром 5 метров, позволяет более чем в 2 раза увеличить объем для размещения на борту полезной нагрузки. Проведенное увеличение объема головного обтекателя ракеты позволяет, помимо всего прочего, применять на «Протоне-М» некоторые перспективные разгонные блоки. 

Основная задача модернизации ракеты заключалась в замене ее СУ — системы управления, которая была разработана еще в 1960-е годы и морально устарела, в том числе и по элементной базе. В результате модернизации ракета «Протон-М» получила новую СУ, которая построена на базе БЦВК — бортового цифрового вычислительного комплекса. Главные элементы данной системы прошли предварительно летные испытания на других ракетах-носителях, которые уже успешно эксплуатировались. Использование новой системы управления позволило существенно улучшить технико-эксплуатационные показатели ракеты. К примеру, удалось добиться улучшения показателя расхода бортового запаса топлива за счет более полной его выработки.
 

Важной задачей, которая была реализована при проектированной данной ракеты, стало уменьшение площади полей, которые отводятся для падения отработавших первых ступеней ракеты-носителя. Стоит отметить, что для России, которая осуществляет запуски с арендованного у Казахстана космодрома, это очень актуальная проблема. Уменьшение площади полей падения отработавших первых ступеней ракеты было реализовано с помощью управляемого спуска ускорителя 1-й ступени на ограниченную в размерах площадку. 

Стоит отметить, что сокращение размеров полей падения ступеней ракеты, помимо сокращения арендной платы, позволяет также упростить задачи по сбору и последующей утилизации остатков 1-й ступени ракеты-носителя. Помимо этого, элементы первой ступени ракеты падают на землю уже почти «чистыми» — циклограмма работы ЖРД первой ступени ракеты построена таким образом, что обеспечивает полную выработку компонентов из баков ракеты, что ведет к росту экологических показателей «Протона-М». 

Помимо этого, использование в составе ракеты-носителя нового разгонного блока «Бриз-М», который работает на таких компонентах топлива как несимметричный диметилгидразин и азотный тетраксид, позволило улучшить показатель полезной нагрузки, которая может выводиться на геостационарную орбиту — до 3,7 т, а на геопереходную орбиту — более 6 тонн. 

Руководство американской ракетостроительной компании SpaceX решило отложить запуск своего очередного спутника. Статическое огневое испытание изначально должно было начаться 10 мая, и ракету уже заправили топливом, однако в последний момент испытание отложили, передает портал AstroNews.

SpaceX развивает несколько центров со стартовыми площадками. Первый из них расположен на мысе Канаверал (Флорида, США) на стартовой площадке № 40. Именно отсюда был осуществлен первый полет РН «Фалькон 9» 4 июня 2010 года. Этот стартовый комплекс использовался ранее списанными РН Титан III и Титан IV. Вторая площадка оборудована на Базе Ванденберг, стартовый комплекс 4, для вывода при помощи РН «Фалькон 9» спутников на полярные орбиты, в частности Iridium Next.

Третья стартовая площадка, расположена на испытательном полигоне имени Рональда Рейгана: острове Омелек, атолл Кваджалейн (Маршалловы Острова). Отсюда осуществлялись все запуски РН «Фалькон 1», перенесенные с Базы Ванденберг, стартовый комплекс 3-З, а так же планировались запуски РН «Фалькон 9» с коммерческими грузами (без КА «Дракон»)[6], но в настоящее время нет запланированных запусков с этой площадки.

Варианты «Фалькон 9»

• Фалькон 9 v1.0 (block 1) — состоит из первой ступени без боковых ускорителей и второй ступени. Двигатели Merlin 1C, вес ракеты 318 тонн. Предполагалось, что стоимость запуска этого РН составит 56 млн USD, масса выводимого груза на НОО 8 500 — 9 000 кг и на ГПО — 3 400 кг. Фактически, ракета использовалась только для запусков космического корабля Dragon. Использование было прекращено с переходом на Фалькон 9 v1.1.
• Фалькон 9 v1.1 — состоит из удлиненной по сравнению с v1.0 первой ступенью и второй ступени. Используются двигатели Merlin 1D, вес ракеты увеличен до 506 тонн. Изменено расположение двигателей. Вместо трех рядов по три двигателя используется компоновка с центральным двигателем и расположением остальных по окружности. Заявленная масса выводимого груза на НОО 13 150 кг и на ГПО — 4 850 кг. Стоимость запуска 56,5 млн USD.
• Фалькон 9 v1.1 (R) (англ. Reusable, повторно используемая) —первая ступень оснащена посадочными стойками, используемыми для стабилизации ракеты и мягкой посадки . После разделения первая ступень осуществляет торможение путем кратковременного включения трех из девяти двигателей с целью обеспечить вход в плотные слои атмосферы на приемлемой скорости, а затем, уже возле поверхности земли (воды) включается центральный двигатель и ступень должна осуществить мягкую посадку по схеме, отрабатываемой в рамках проекта Grasshopper. Использование элементов многоразового использования (посадочные стойки и запас топлива) может уменьшить полезную нагрузку от 15 до 30%.
• Фалькон 9 Хеви (англ. Heavy, Тяжелый) — будет иметь дополнительную пару присоединенных сбоку боковых ускорителей на базе первой ступени. Стоимость вывода на ГПО спутника массой до 6,4 т составит 77,1 млн USD, более тяжелого спутника - 135 млн USD. Масса выводимого груза на НОО53 000 кг, на ГПО — 21 200 кг и на траекторию к Марсу 13 200 кг. По заявлению главы SpaceX Элона Маска, «Фалькон Хеви» станет самой мощной ракетой в мире и второй по мощности в истории после «Сатурна-5» (то есть из всех РН, когда-либо выводивших груз на НОО без довыведения). Первый запуск «Фалькон Хеви» планируется в 2015 году[7].

Запуски Фалькон 9 v1.0 производились с острова Омелек (ат. Кваджалейн), с точки, имеющей меньшую широту. Близость к экватору позволяет использовать вращение Земли для увеличения выводимой полезной нагрузки на орбиту, что приводит к снижению удельной стоимости. Предполагается, что минимальная цена килограмма полезной нагрузки для обоих вариантов ракеты-носителя составит 3273-3365 USD/кг для НОО и 7826 — 11 000 USD/кг

Запуски