Falcon 1 a úsvit privátneho kozmického priemyslu

Sokol a Drak: Falcon 1, Falcon 9 a Dragon

Falcon 1

Falcon 1 je dvojstupňová raketa, ktorej každý stupeň má jediný motor. Prvý stupeň je vybavený motorom Merlin na tekutý kyslík, navrhnutým tak, aby bol opätovne použiteľný po jeho vylovení z oceánu. Druhý stupeň je vybavený motorom Kestrel, tiež na tekutý kyslík. Celý Falcon 1 je dizajnovaný s dôrazom na minimalizáciu ceny za jeho štart, pri vynesení satelitov na nízku orbitálnu dráhu. Cena za jediný štart sa počas vývoja menila z pôvodne uvádzaných 5.9 milióna dolárov v roku 2005, cez 6.7 milióna dolárov počas rokov 2006 a 2007 až po súčasných 7 a 8.5 milióna za štart verzií Falcon 1 a 1e. Falcon 1 ponúka vynesenie 420 kg na nízku obežná dráhu. Verzia 1e, ktorú prvý štart ešte len čaká, umožní vyniesť na 1010 kg.
 

Falcon 1 vo Washingtone pred budovou Leteckého úradu (Federal Aviation Administration).
Credit: SpaceX

Prvý štart absolvoval Falcon 1 24. marca 2006. Skončil zlyhaním po úniku paliva minútu po štarte. Ako ukázalo neskoršie vyšetrovanie, únik paliva bol spôsobený hrdzavou skrutkou na prívode paliva. Štart prebehol z ostrova Omelek Island (Kwajalein atol, súčasť Marshallových ostrovov), ktorý je odvtedy stálym miestom štartov Falconu 1.
 

Prvý štart Falconu 1. Credit: SpaceX

Druhý štart prebehol po viacerých odkladoch približne rok po prvom, 21. marca 2007. Napriek tomu, že let postihlo viacero problémov raketa dosiahla výšku 289 km a najvyššiu rýchlosť 5.1 km/s (7.5 km/s je potrebných na dosiahnutie nízkej orbity) SpaceX považovala let za úspech, keďže 95% systémov rakety fungovalo po celý čas správne. Prvý stupeň sa nepodarilo nájsť kvôli problémom s nefungujúcim GPS vyhľadávacím zariadením, no podľa vyjadrenia Elona Muska takéto prípady neovplyvnia predpokladané ceny štartov, keďže ekonomický model SpaceX s tým momentálne nepočíta, neskôr by však mohlo opätovné používanie prvého stupňa priniesť citeľné zníženie nákladov. Oba štarty boli platené Ministerstvom obrany Spojených Štátov ako test použiteľnosti rakety pre program DARPA.

Tretí štart sa odohral 3. augusta 2008. Prvý stupeň fungoval úplne bez problémov, oddelil sa od druhého stupňa, ale vďaka zvyškovému palivu v novom motore Merlin 1C, ktoré spôsobilo že motor prvého stupňa bežal dlhšie než sa predpokladalo, došlo k opätovnému kontaktu oboch stupňov, čo zabránilo Falconu 1 dosiahnuť nízky orbit (pekne je opätový kontakt vidieť z tohto video záznamu letu ).
Vyhodnotenie letu ukázalo, že pre úspešné ukončenie budúcich misií postačí predĺžiť čas medzi zhasnutím motoru prvého stupňa a oddelením sa druhého stupňa. Keďže žiadne úpravy neboli potrebné, štvrtý let mohol prebehnúť v plánovanom termíne necelé dva mesiace po treťom štarte. 28. september 2008 pri svojom štvrtom štarte Falcon 1 úspešne dosiahol obežnú dráhu, na ktorú vyniesol 165 kilogramový cvičný náklad.
 

Prípravy a štart štvrtého letu. Nakladanie Falconu 1 v Los Angeles do lietadla C-17 americkej
armády USAF. Nakladanie (vľavo) a let na Kwajalein Atol (vpravo hore). Ako je fotografia vtipne
okomentovaná na stránke SpaceX, výhodou takéhoto letu je, že máte viac miesta pre nohy a máte svoju
batožinu na očiach :) Credit: SpaceX


Mobilné riadiace centrum Hawthorne, California, v popredí Elon Musk (obrázok vľavo). Credit: SpaceX



Štvrtý let Falconu 1. Oddelenie prvého stupňa (horné obrázky).
Odhodenie aerodynamického krytu (dolné obrázky). Credit: SpaceX

Falcon 1 sa tak zapísal do histórie ako prvá raketa s pozemným štartom, ktorá dosiahla nízku obežnú dráhu, ktorej vývoj bol plne financovaný zo súkromných zdrojov.
Jedinou ďalšou raketou privátnej spoločnosti, ktorá je schopná vyniesť náklad na nízku obežnú dráhu je nosič Pegasus spoločnosti Orbital Sciences Corporation, ktorý však štartuje z lietadla vo výške 12 kilometrov.

Skutočný komerčný test však Falcon 1 ešte len čakal. Prvý let platený neamerickým zákazníkom, Malajzijskou vládou, celkovo piaty štart Falconu 1, mal vyniesť na nízku obežnú dráhu mikrosatelit RazakSAT. RazakSAT je Malajzský satelit na diaľkový prieskum Zeme, unikátny svojim umiestnením na nízkej orbite, ktorého vývoj stál 41 miliónov dolárov. Štart bol pôvodne ohlásený na 21. apríl 2009, avšak týždeň pred štartom bol odložený kvôli možnej nebezpečnej úrovni otrasov nosiča pre satelit RazakSAT. Problém, ktorý posunul ďalší štart o 6 týždňov SpaceX vyriešila vibrácie izolujúcim systémom SoftRide spoločnosti CSA Engineering.

13. júla 2009 o 20:35 PDT (14. júla 2009 o 5:35 SEČ) sa Falcon 1 odlepil od Zeme, začínajúc svoj celkovo piaty let. Po minúte a piatich sekundách od štartu prekonal nadzvukovú rýchlosť. Prvý stupeň sa korektne oddelil a motor druhého stupňa úspešne naštartoval a horel nasledujúcich 6 minút. 9 minút a 50 sekúnd po štarte bol satelit RazakSAT navedený na "parkovaciu" obežnú dráhu. Hodinu a pol potom (pol hodinu pred zverejnením tohto článku) prišiel na rad druhý zážih, satelit sa oddelil, dostal na plánovanú obežnú dráhu a mohlo sa začať oslavovať.

Najvýznamnejšie momenty letu zachytáva toto video.


 

Piaty štart Falconu 1 13. júla 2009. Credit: SpaceX

Piaty štart Falconu 1 13. júla 2009. Credit: USAKA

Falcon 9

Falcon 9 je ťažký znovupoužívateľný nosič s plánovanou kapacitou nákladu 9,900 kg alebo 27,500 kg vo verzii Falcon 9 Heavy na nízku obežnú dráhu a 4,900 kg respektíve 12,000 kg na geostacionárnu dráhu. Zároveň je plánovaným nosičom kozmickej lode Dragon. Jeho vývoj spoločnosť SpaceX ohlásila v septembri 2005. Prvý stupeň Falconu 9 je vybavený deviatimi motormi Merlin 1C. Druhý stupeň používa motor Merlin modifikovaný pre fungovanie vo vákuu.
 

Falcon 9 na Myse Canaveral. Credit: SpaceX

Falcon 9 má konkurovať ťažkým nosičom Delta IV a Atlas V. Predpokladaná cena za štart verzie Falcon 9 je 35 miliónov dolárov, pri verzii Falcon 9 Heavy, ktorá bude disponovať dvoma prídavnými deväťmotorovými raketami je odhadovaná cena za štart 78 miliónov dolárov.
 

Deväť motorov prvého stupňa Falconu 9. Credit: SpaceX

SpaceX pre vývoj Falconu 9 kúpila testovaciu základňu skrachovanej spoločnosti Beal Aerospace pri meste McGregor v Texase. 22. novembera 2008 na nej prebehol úspešný test prvého stupňa Falconu 9. Všetkých deväť motorov bežalo správne po celú predpokladanú takmer trojminútovú dĺžku jeho letu.
 

Falcon 9 na Myse Canaveral. Credit: SpaceX

Prvý skúšobný let Falconu 9 by sa mal konať ešte tento rok. Druhý let, finacovaný NASA v rámci programu COTS ktorému sa budeme ešte venovať, už s kozmickou loďou Dragon je tiež naplánovaný na tento rok.

Dragon

Je kozmická loď pre vynášanie nákladov a posádky na nízku orbitálnu dráhu a z nej na Zem. Vo verzii len pre posádku má kapacitu 7 osôb, ako dopravná loď zas 2500 kg v 14 metroch kubických nákladného priestoru (podľa iných zdrojov to bude viac než 3000 kg).
 

Kozmická loď Dragon. Credit: SpaceX

Napriek tomu, že súčasný dopyt NASA a ostatných zákazníkov SpaceX je takmer výhradne na dopravu materiálov na obežnú dráhu, je Dragon dizajnovaný, pripravovaný a testovaný tak, aby spĺňal všetky podmienky aj pre lety s ľudskou posádkou. Vidieť v tom ambíciu SpaceX posunúť kozmický priemysel ešte ďalej než je aktuálny záujem súčasného trhu.
 

Kapsula Dragonu, konštrukčný model. Credit: SpaceX

Počas jeho prvého plánovaného 5 hodinového letu tento rok má byť otestované oddelenie kozmickej lode od Falconu 9, jej zotrvanie na orbite, telemetria, vzdialené ovládanie, orbitálne manévrovanie, návrat do atmosféry a vylovenie návratovej kapsuly z mora. Pri druhom lete, ktorý rovnako prebehne ešte tento rok a potrvá 5 dní bude otestované priblíženie k ISS. Dragon sa priblíži na vzdialenosť 10 km k ISS a otestuje rádiové spojenie so stanicou aby demonštroval možnosť svojho ovládania posádkou stanice. Po absolvovaní tejto primárnej úlohy misie sa vzdiali od stanice a po vykonaní množiny testov sa vráti na Zem. V roku 2010 absolvuje finálnu skúšobnú misiu, keď počas troch dní vykoná všetky typické operácie letu k ISS a späť na Zem.
 

Dragon sa blíži k ISS (vľavo) a pri pristávaní v atmosfére (vpravo). Credit: SpaceX


Dragon vo verzii nákladnej lode a verzii s posádkou. Credit: SpaceX