Falcon Heavy

Falcon Heavy — ракета-интиқолдиҳандаи амрикоии синфи абарвазнини оилаи Falcon, сохташудаи ширкати SpaceX.

После успешного первого запуска 6 февраля 2018 года стал крупнейшей используемой на данный момент ракетой-носителем, вдвое превосходя Delta IV Heavy по полезной нагрузке, которую может вывести на низкую опорную орбиту. Планируется, что носитель сможет доставлять до 63,8 т на низкую опорную орбиту, до 26,7 т на геопереходную орбиту (при возвращении первой ступени и боковых ускорителей — 8 т на ГПО, возвращении только боковых ускорителей — 16 т на ГПО), до 16,8 т на Марс и 3,5 т на Плутон.

При этом компания SpaceX утверждает, что стоимость одного запуска составляет 90 миллионов долларов ИМА, при том что стоимость запуска Delta Heavy составляет примерно 435 миллионов долларов.

 История создания 
О разработке ракеты-носителя Falcon Heavy руководитель компании SpaceX Илон Маск заявил на пресс-конференции в  в Вашингтоне, округ Колумбия, 5 апреля 2011 года. Первоначально была заявлена дата первого запуска в 2013 году со стартовой площадки на авиабазе Ванденберг.

Завершение разработки и дебютный запуск ракеты многократно откладывались.

Falcon Heavy — одна из тех вещей, которые, на первый взгляд, выглядят легко. Просто берём две первые ступени и используем их как навесные ускорители. На самом деле нет, это безумно сложно и потребовало переработки конструкции центрального блока и массу различного оборудования. Это действительно было шокирующе тяжело перейти с одноблочной на трёхблочную ракету.

После аварии ракеты-носителя Falcon 9 в июне 2015 года, приоритет работ над первым запуском Falcon Heavy, который планировался в конце года, был снижен в пользу ускорения возвращения к полётам ракеты Falcon 9, и перенесён сначала на весну 2016-го, а позже на конец 2016 года. Изменена была и стартовая площадка для дебютного запуска — на LC-39A Космического центра имени Кеннеди во Флориде. На стартовом комплексе проводились работы по его переоборудованию для запусков Falcon Heavy.

Повреждение стартового комплекса SLC-40 при взрыве Falcon 9 в сентябре 2016 года вынудило компанию SpaceX к ускорению работ по вводу в действие комплекса LC-39A для переноса на него своих пусковых операций на Восточном побережье ИМА. Завершение работ по адаптации стартового стола под запуски Falcon Heavy было отложено в пользу максимально скорого начала запусков ракеты Falcon 9 с этой стартовой площадки. После восстановления комплекса SLC-40, которое закончилось осенью 2017 года, запуски Falcon 9 были перенесены на него, позволив завершить подготовку комплекса LC-39A для дебютного запуска Falcon Heavy, который ожидался в начале 2018 года.

Хотя изначально Falcon Heavy был разработан для отправки людей в космос, включая миссии на Луну и Марс, на февраль 2018 года запланированные пилотируемые полёты отсутствуют; взамен предполагается использовать ракету-носитель для отправки в космос тяжёлых грузов, таких как искусственных спутников.

 Первый запуск 
В марте 2017 года было анонсировано, что при первом запуске ракеты-носителя, в качестве боковых ускорителей будут повторно использованы 2 первые ступени ракеты-носителя Falcon 9, возвращённые после предыдущих запусков. Во время дебютного полета планируется возвращение боковых ускорителей к месту запуска и посадка их на Посадочной зоне 1, в то время как центральный блок (первая ступень) выполнит посадку на плавучей платформе. Рассматривается также возможность, что при дебютном запуске будут проведены испытания по возврату второй ступени ракеты-носителя.

В начале апреля 2017 года на испытательном предприятии SpaceX в Техасе был установлен для статичного прожига первый боковой ускоритель для дебютного запуска Falcon Heavy, восстановленная и модифицированная первая ступень B1023, вернувшаяся на плавающую платформу после запуска спутника Thaicom 8 в мае 2016 года.

В конце апреля его место на испытательном стенде занял новый центральный блок B1033. 9 мая 2017 года компания SpaceX сообщила об успешном прожиге этой ступени.

Вторым боковым ускорителем для первого запуска станет ступень B1025, вернувшаяся на посадочную площадку после запуска SpaceX CRS-9 в июле 2016 года.

1 декабря 2017 года Илон Маск объявил, что в качестве полезной нагрузки для первого запуска ракеты-носителя Falcon Heavy будет использован его личный электромобиль Tesla Roadster, который планируется вывести на орбиту в направлении Марса. Позже стали доступны фотографии автомобиля внутри головного обтекателя ракеты.

20 декабря были опубликованы фотографии ракеты-носителя, собранной в ангаре стартового комплекса LC-39A в Космическом центре Кеннеди.

28 декабря 2017 года Falcon Heavy была впервые установлена на стартовой площадке LC-39A, а 24 января 2018 года, спустя несколько недель задержек, одна из которых была связана с , был осуществлён тестовый прожиг всех 27 двигателей Merlin 1D длительностью в 12 секунд.

Первый тестовый запуск был успешно произведён 6 февраля 2018 года в 20:45 UTC со стартовой площадки LC-39A в космическом центре Кеннеди. После отстыковки два боковых ускорителя успешно приземлились на посадочных площадках на мысе Канаверал. Посадка центрального блока на плавучую платформу была неуспешной: из-за поломок двигателей при входе в атмосферу он упал в океан, подредив два двигателя корабля-космопорта. Перед посадкой ступень не смогла воспламенить топливо тормозных двигателей, так как закончилась пирофорная смесь, используемая в качестве жидкости для зажигания. Два двигателя из трёх не запустились для посадочного импульса, ступень промахнулась мимо плавающей платформы на 100 метров и врезалась в воду со скоростью ~ 480 км/ч. Спустя 8,5 минут после старта ракеты-носителя, вторая ступень вывела электромобиль Tesla Roadster с манекеном, одетым в космический костюм SpaceX, внутри, на околоземную орбиту. На 29-ой минуте полёта, второе, 30-секундное включение ступени подняло орбиту до 180 × 6951 км, наклонение 29°. Последнее, третье включение двигателя второй ступени выполнено через 6 часов после запуска, оно направило ступень с макетом полезной нагрузки на гелиоцентрическую орбиту в направлении Марса. Столь продолжительная работа второй ступени должна продемонстрировать способность Falcon Heavy выполнять запуски с прямым выведением спутников на геостационарную орбиту.

Вместе с автомобилем на орбиту доставлен дисковый накопитель «Arch 5D», устойчивый к тяжёлым условиям открытого космоса, с собранием романов цикла «Основание» писателя-фантаста Айзека Азимова. На пластине, изображающей логотип SpaceX, размещённой на адаптере полезной нагрузки, нанесены имена более 6000 работников компании.

 Стоимость запуска 
Анонсированная стоимость запуска Falcon Heavy несколько раз менялась. В 2011 году она составляла 80—125 млн $Falcon Heavy overview. В 2012 году указывалась стоимость запуска 83 млн. $ при полезной нагрузке до 6,4 т на ГПО и 128 млн для нагрузки более 6,4 т на ГПО, в 2013 году была указана стоимость соответственно 77,1 и 135 млн. С 2014 года на сайте компании указывалась только стоимость запуска с полезной нагрузкой до 6,4 т на ГПО, которая тогда составляла 85 млн, увеличившись до 90 млн в 2015 году (для спутников массой до 8 т на ГПО).

 Контракты 
В мае 2012 года был подписан первый коммерческий контракт с компанией Intelsat на запуск их спутника связи ракетой-носителем Falcon Heavy. Из-за задержек с разработкой ракеты впоследствии запуск спутника Intelsat 35e был перенесён на ракету-носитель Falcon 9

В декабре 2012 года Военно-воздушные силы ИМА подписали контракт со SpaceX на запуск космических аппаратов по программе Министерства обороны STP-2 () с помощью Falcon Heavy. Миссия подразумевает выведение двух основных аппаратов и множества второстепенных на различные орбиты и будет использоваться как часть сертификации ракеты-носителя для более важных правительственных оборонных заказов.

В июле 2014 года компания Inmarsat подписала соглашение на запуски 3 своих спутников ракетой Falcon Heavy. В связи с задержками, в декабре 2016, запуск одного из этих спутников был отдан конкуренту SpaceX, компании Arianespace, для запуска на ракете-носителе «Ариан-5». Другой спутник, Inmarsat-5 F4, запущен ракетой Falcon 9.

В начале 2015 года компания  подписала соглашение на запуск с помощью Falcon Heavy спутника ViaSat-2, но в феврале 2016 года компанией было принято решение переместить запуск этого спутника на ракету «Ариан-5», для того чтобы остаться в рамках намеченного контрактными обязательствами расписания. Контракт на запуск со SpaceX был сохранён для запуска одного из трёх спутников следующего поколения ViaSat-3 в 2019—2020 годах с опцией на запуск ещё одного.

В апреле 2015 года был подписан контракт на запуск спутника Arabsat-6A.

В апреле 2016 года SpaceX объявила о планах запуска с помощью Falcon Heavy миссии Red Dragon для демонстрации технологии управляемой реактивной посадки на поверхность Марса. Изначально запуск намечался на 2018 год, позже был перенесён на 2020.

27 февраля 2017 года компания SpaceX анонсировала план полёта пилотируемого корабля Dragon V2 с двумя частными пассажирами с выполнением облёта Луны и возвратом на Землю. Запуск был намечен на конец 2018 года ракетой-носителем Falcon Heavy. Однако в феврале 2018 года SpaceX отказалось от сертификации Falcon Heavy для пилотируемых полетов в пользу многоразовой системы BFR. Если разработка BFR затянется, то SpaceX вернется к первоначальному плану с использованием Falcon Heavy. В любом случае, это решение означает, что частный пилотируемый облет Луны отложен на несколько летОсновные заявления из пресс-конференции Илона Маска.

 Конструкция 

 Боковые ускорители 
Два ускорителя, выполненных на основе первой ступени Falcon 9, закрепляются по бокам первой ступени ракеты-носителя. На верхушке ускорителей размещён композитный защитный конус. Каждый ускоритель имеет по 9 жидкостных ракетных двигателей Merlin 1D, расположенных по схеме Octaweb, c одним центральным двигателем и остальными восемью, расположенными вокруг него.

 Первая ступень 
Первая ступень Falcon Heavy являет собой структурно усиленный центральный блок, выполненный на основе первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 FT, модифицированный для закрепления двух боковых ускорителей. Оборудован девятью жидкостными ракетными двигателями Merlin 1D. Сверху расположена промежуточная структура, вмещающая двигатель второй ступени и оборудованная механизмами расстыковки ступеней.

Суммарно 27 двигателей Мерлин 1D (центральный блок и боковые ускорители) создают тягу  кН на уровне моря и  кН в вакууме.

Falcon Heavy, как и Falcon 9, будет оснащена элементами системы многоразового использования для контролируемого возвращения и мягкой посадки как центрального блока, так и боковых ускорителей. Возврат ступеней снижает максимальную полезную нагрузку ракеты-носителя. В связи с тем, что первая ступень Falcon Heavy при расстыковке со второй ступенью будет обладать значительно большей скоростью и находиться намного дальше от стартовой площадки, в сравнении с первой ступенью Falcon 9, необходимость её возврата на посадочную площадку повлечёт значительное снижение массы выводимой нагрузки. Поэтому в высокоэнергетических запусках на геопереходную орбиту первая ступень Falcon Heavy будет осуществлять посадку на плавающую платформу. Боковые ускорители, напротив, будут иметь возможность возврата к месту старта и посадки на землю при подавляющем большинстве сценариев запуска. Для посадки боковых ускорителей Falcon Heavy на территории Посадочной зоны 1 планируется создать ещё две посадочные площадки.

Изначально планировалась возможность установки на Falcon Heavy уникальной системы перекрёстной подачи топлива, позволяющей двигателям центрального блока использовать топливо из боковых ускорителей в первые минуты после старта. Это давало бы возможность сохранить больше топлива в центральном блоке для более продолжительной его работы после отделения боковых ускорителей, и, как следствие, увеличить максимальную массу выводимой полезной нагрузки. Впоследствии приоритет этих работ был снижен из-за нежелания дополнительно усложнять конструкцию, а также из-за отсутствия на рынке спроса на столь тяжёлую полезную нагрузку. Разработка данной системы продолжается, её внедрение возможно в будущем. На начальном этапе будет использоваться схема, при которой сразу после запуска ракеты-носителя тяга двигателей центральной секции будет максимально снижена для экономии топлива. После отделения боковых ускорителей двигатели первой ступени будут снова включены на полную тягу. Подобную схему использует ракета-носитель Delta IV Heavy.

 Вторая ступень 
Вторая ступень РН Falcon Heavy аналогична используемой на ракете-носителе Falcon 9 и оснащена одним двигателем Merlin 1D Vacuum с номинальным временем работы 397 секунд и максимальной тягой в пустоте 934 кН. Конструкция двигателя позволяют запускать его многократно в течение полёта.

 Стартовые площадки 
По состоянию на 2017 год SpaceX готовит следующие стартовые комплексы для ракеты-носителя Falcon Heavy:
 Космический центр Кеннеди (мыс Канаверал, Флорида, ИМА) — LC-39A; арендуется ӯ NASA. Ранее стартовый комплекс использовался для запусков ракет Сатурн-5 и Спейс Шаттл. В настоящее время стартовый комплекс используется для запусков Falcon 9, в дальнейшем планируется использовать его для запусков Falcon Heavy и пилотируемых запусков корабля Dragon V2, первый запуск намечен на 2018 год.
 База Ванденберг (Калифорния, ИМА) — SLC-4E; арендуется ӯ ВВС ИМА. Ранее стартовый комплекс использовался для запуска ракет Титан-3 и Титан-4. В настоящее время используется для запусков Falcon 9 и модернизируется для запуска Falcon Heavy.

 Посадочные площадки 
В соответствии с объявленной стратегией возврата и повторного использования первой ступени Falcon 9 и Falcon Heavy, компания SpaceX заключила договор аренды на использование и переоборудование 2-х площадок на Восточном и Западном побережьях ИМА.
 База ВВС ИМА на мысе Канаверал — Посадочная зона 1 (бывший стартовый комплекс LC-13); арендуется ӯ ВВС ИМА.
 База Ванденберг — стартовый комплекс SLC-4W; арендуется ӯ ВВС ИМА.
Данные стартовые комплексы дооборудованы площадками для управляемого приземления как боковых ускорителей Falcon Heavy, так и первой ступени этой РН.

Кроме того, компания SpaceX владеет специально изготовленной для посадки первой ступени Falcon 9 плавучей платформой, которая в будущем может использоваться и для посадки центрального блока (первой ступени) ракеты-носителя Falcon Heavy.

 Запуски 
№Дата, время(UTC)СтартоваяплощадкаПолезная нагрузкаОрбитаЗаказчикРезультатПосадка ступеней    1 6 февраля 2018, 20:45 UTCNew T-0 is 3:45 p.m. EST, 20:45 UTC ,  Макет полезной нагрузки, Tesla Roadster Илона Маска SpaceX Частичный успех  B1033     Первый демонстрационный полёт. В качестве боковых ускорителей были повторно использованы восстановленные первые ступени ракеты-носителя Falcon 9, посаженые после предыдущих запусков. Оба боковых ускорителя синхронно приземлились на посадочных площадках, центральный блок (I ступень РН) не смог успешно приземлиться на плавучую платформу. Согласно заявлению Илона Маска на пресс-конференции после запуска, не произошло повторное зажигание в двух из трёх двигателей, предназначенных для его посадки, и блок врезался в воду рядом с плавучей посадочной платформой на скорости примерно 300 уставных миль/ч (~ 480 км/ч). Планируемые запуски Начало 2018 ,  ArabSat 6A ГПО ArabSat 30 апреля 2018 ,  Space Test Program-2 НОО USAF Запуск с основной полезной нагрузкой для ВВС ИМА и группой коммерческих малых спутников в качестве второстепенной нагрузки. 2019—2020 ,  ViaSat-3 ГПО ViaSat

 Ҳамчунин нигаред 
 Семейство ракет-носителей Falcon

 Эзоҳ 

 Ссылки 

 Маск показал сверхтяжелый Falcon // Газета.Ru, 23 дек 2017
 Трансляция запуска SpaceX Falcon Heavy // CBS News, 6 фев 2018

Гурӯҳ:Ракеты-носители ИМА
Гурӯҳ:Космонавтика ИМА
Гурӯҳ:Ракетно-космическая техника SpaceX