Falcon 1

Falcon 1, SpaceX şirketi tarafından özel sermaye ile geliştirilmiş ve üretilmiş olan, bir 'harcanabilir fırlatma sistemidir. Yörüngeye-iki-aşamalı-çıkan türdeki roket her iki aşama için de yakıt olarak LOX/RP-1 karışımını kullanmaktadır, ilk aşamada tek bir Merlin motoru ve ikinci aşamada ise tek bir Kestrel motoru kullanılmaktadır. Roket baştan sona SpaceX tarafından tasarlandı ve özel sermaye ile geliştirilerek yörüngeye çıkabilen ilk başarılı sıvı-yakıt-itkili fırlatma aracı olmuştur.
Araç toplamda 5 adet fırlatma gerçekleştirmiştir. Falcon 1, 28 Eylül 2008 tarihinde, dürdüncü denemede, sahte kütle yükü (işlevsel olmayan elektronin/aviyonik bağlantıları yapılmamış sadece fiziksel bağlantıları olan uzay aracı) ile yörüngeye ulaşmayı başarmıştır. 14 Temmuz 2009 tarihinde Falcon 1; Malezya'ya ait olan RazakSAT uydusunu, SpaceX'in ilk ticari fırlatmasında (toplamda beşinci), başarılı bir şekilde yörüngeye ulaştırmıştır. Beşinci fırlatılışını takiben, Falcon 1'ın kullanımı durdurulmuştur.
SpaceX, Falcon 1'in gelişmiş bir çeşidi olan Falcon 1e'yi duyurmuştur, ancak
2012 Mayıs ayında, SpaceX Falcon 1 için planlanmış olan görev-yüklerinin Falcon 9 uçuşlarına kaydırılarak fazlalık uçuş hacmi dolduracaklarını belirtmiştir; ve 2017 sonuna kadar hiçbir Falcon 1 ya da Falcon 1e uçuşu planı görünmemektedir.
Tarihçe
Daha önce Falcon 1 ile olması planlanan ancak hiç yapılmamış uçuşlar
15 milyon $ değerindeki bir sözleşmenin parçası olarak, 2005'te Falcon 1 TacSat-1 uydusunu taşıyacaktır.2005 Mayıs ayının sonuna doğru, SpaceX Falcon 1'in TacSat-1 uydusunu Vandenberg üssünden fırlatılmasına hazır olduğunu duyurdu. Ancak Hava kuvvetleri son Titan 4'ün yakındaki SLC 4E'den fırlatılana kadar test edilmemiş bir roketin fırlatılmasını istemedi. Falcon 1 fırlatma başarısızlıklarından kaynaklanan daha sonraki gecikmeler yüzünden TacSat-1'in fırlatılması ertelendi. TacSat-2 uydusunun Orbital Sciences şirketine ait olan Minotaur I ile, 16 Aralık 2006 tarihinde, fırlatılmasının ardından ABD Savunma bakanlığı TacSat-1'in fırlatılmasına dair ihtiyacı tekrar gözden geçirdi. 2007 Ağustos ayında, Savunma Bakanlığı, TacSat projesine dair tüm hedeflere TacSat-2 sayesinde ulaşıldığı için, TacSat-1'in planlanmış uçuşunu iptal etti.
Tasarım
SpaceX'in verdiği bilgiye göre Falcon 1 roketi, alçak-dünya-yörüngesi'ne gidecek olan uyduların fırlatma başına maliyetini en aza indirmek, güvenilirliği artırmak ve uçuş ortamı ile fırlatma zamanını en uygun hale getirmek üzere tasarlanmıştır. Roket ayrıca, ileride Falcon 9'da tekrar kullanılacak olan bileşenleri ve yapısal tasarımları (işlevsel açıdan) doğrulamak için de kullanılmıştır.
İlk aşama
İlk aşama, sürtme-karıştırmalı-kaynak yöntemi kullanılarak 2219 numaralı Alüminyum alaşımından üretilmiştir. LOX(Sıvı Oksijen) ve RP-1 tankları arasında genel bir bölme ve uçuş basınç dengelemesi içerir. Basınçlandırma yapılmadan taşınabilir (Delta II isogrid roket tasarımında olduğu gibi) ancak uçuş için basınçladırıldığında ek olarak kuvvetlenir (Atlas II roketinde olduğu gibi, ama ATLAS II basınçlandırılmadan taşınamıyordu). Ortaya çıkan tasarım, bilinen tüm ilk aşamalar arasındaki, en yüksek Yakıt Kütle oranına sahip olmuştur. 'Irvin Parachute Corporation' tarafından üretilen paraşüt sistemi, bir adet yüksek-hızlı çapa paraşüt(Drogue) ve bir adet ana paraşüt kullanmaktadır.
Falcon 1'in ilk aşaması için güç, pompa-beslemeli Merlin 1C motoru tarafından, RP-1 ve Sıvı oksijen yakılma suretiyle sağlanır. Merlin motoru deniz seviyesinde 410 kilonewton (92,000 lbf) değerindeitkisi ve 245 s değerinde 'özgül itici kuvvet' (vakumda 290 s) sağlar. İlk aşama yaklaşık 169 saniye boyunca tükenene kadar yanmaya devam eder.
İkinci aşama
İkinci aşama Falcon 1 tankları Kriyojenik(aşırı soğutma işlemi)-uyumlu olan 2014 aluminyum alaşımından yapılmıştır,
Falcon 1e roketinde 2195 numaralı Alüminyum-Lityum alaşımının kullanılması planlanıyordu.
Helyum basınçlandırma sistemi; yakıtı motora pompalar, yön denetim iticilerine ısıtılmış basınçlı gaz sağlar ve sıfır yerçekimi (zero-gravity) ortamında motorun çalıştırılmasından önce yakıt birikimini sağlar. Kestrel motoru, atık ısıyı Helyuma ileten titanyumdan yapılmış bir ısı-takas sistemi içerir, böylece Helyum sisteminin çalışma verimini büyük ölçüde artırır.
Basınç tankları 'Arde Corporation' tarafından yapılmıştır ve Delta IV roketlerinde kullanılanlarla aynıdır. Tanklar, bir çeşit bileşik malzeme ile kaplanmış olan inkonel alaşımından yapılmışlardır.
İkinci aşama için güç, basınç-beslemeli Kestrel motoru tarafından sağlanır. Kestrel motoru vakumda 31 kilonewton (7,000 lbf) değerinde itki ve vakumda 330 s değerinde 'özgül itici kuvvet' sağlar.
Tekrar kullanılabilirlik
İlk aşamanın asıl olarak suya paraşüt yardımıyla inmesi ve tekrar kullanım için sudan kurtarılması planlanmıştı, ancak bu özellik hiç gösterilmedi. İkinci aşama ise en baştan 'tekrar-kullanım' için tasarlanmamıştı.
Çalışma şekli
Fırlatma sırasında, ilk aşama motoru (Merlin) ateşlenir, fırlatma aracı bağlı tutulurken ve tüm sistemler uçuş bilgisayarı tarafından doğrulanırken motor tam güce ulaştırılır. Eğer sistemler doğru bir şekilde çalışıyorsa, roket serbest bırakılır ve yaklaşık yedi saniye sonra kuleyi tamamen terk etmiş olur. İlk-aşama yaklaşık 2 dakika 49 saniye kadar yanmaya devam eder. Aşama ayrılması patlayıcı tutturucularla ve hava basıncıyla tetiklenen itici sistemle gerçekleştirilir.
İkinci aşamadaki Kestrel motoru yaklaşık altı dakika kadar yanarak, görev-yükünü alçak dünya yörüngesine çıkarır. Birden çok kez başlatılabilme özelliğine sahiptir.
Özel sermaye
Falcon 1 roketi özel sermaye ile geliştirilmiştir.
Falcon 1 yapıldığı zaman, daha önce özel sermayeye ile geliştirilmiş olan diğer fırlatma araçları arasında sadece 1982 yılındaki Conestoga roketi ile ilk olarak 1990 yılında fırlatılan ve ilk aşama olarak büyük bir uçak kullanan Pegasus roketi bulunmaktaydı.
Falcon 1 özel sermaye ile geliştirilmiş olmasına rağmen, ilk iki Falcon 1 uçuşu, ABD Savunma Bakanlığı tarafından, DARPA'nın kullanımına uygun olan Yeni ABD fırlatma araçlarını değerlendiren bir program çerçevesinde satın alınmıştır.
Fiyatlandırma
SpaceX; fırlatma fiyatlarını yayımlayan birkaç fırlatma sistemi işletmecisinden biridir, fiyatlarının tüm müşterileri için aynı olduğu belirtilmiştir. 2005'te Falcon 1'in maliyeti 5.9 milyon $ (2009'daki enflasyona göre düzeltme yapıldığında 6.4 milyon $) olarak pazarlanmıştı. 2006'dan 2007'ye kadar roket'in çalışır durumdaki maliyeti 6.7 milyon $ olarak bildirilmiştir. 2009'un sonlarına doğru SpaceX Falcon 1 ve 1e fiyatlarının sırasıyla 7 milyon $ ve 8.5 milyon $ olduğunu, çoklu fırlatma sözleşmelerinde küçük indirimlerin olduğunu bildirmiştir, ve 2012 yılında Falcon 1 ve 1e üzerinde uçurulması planlanan görev-yüklerinin Falcon 9 üzerinde ikincil görev-yükü olarak uçurulacağını bildirmiştir.
Falcon 1'in ilk başta 6 milyon $ maliyetle 600 Kg(1300 lb) ağırlığındaki yükü alçak dünya yörünesine çıkarması planlanmıştır ancak daha sonra yük miktarı 420 Kg(930 lb)'a inerken maliyet ise 9 milyon $ değerine çıkmıştır. SpaceX'in amacı minik uyduların fırlatma pazarı rekabetini artırmak idi. Falcon 1'in son uyarlaması olan Falcon 1e'nin, yaklaşık 1000 kg ağırlığındaki yükü 11 milyon $ maliyetle taşıyacağı öngörülüyordu. Araç şu anda kullanım dışıdır (emekliye ayrılmıştır).
Fırlatma yerleri
Tüm uçuşlar, her ikisi de Kwajalein Atolü bölgesinde bulunan, SpaceX'in Omelek Adasındaki fırlatma tesisinden ve Reagan Test Sahasındaki roket fırlatma alanından gerçekleştirilmiştir.
Vandenberg AFB Uzaya Fırlatma Kompleksi 3W sahası, Falcon 1 için seçilen ilk fırlatma sahasıydı, ancak çalıştırma-testi (test-fire) aşamasındayken, bitişik fırlatma rampalarıyla sürekli yaşanan takvim çakışmaları yüzünden bu sahadan vazgeçilmiştir. (Falcon 9'un fırlatılmasında kullanılmış olan)Cape Canaveral AFS Uzaya Fırlatma Kompleksi 40 sahası, Falcon 1 fırlatmaları için düşünülmüştü ancak Falcon 1 emekliye ayrılmadan önce bu seçim kesinleşemedi.
Türevleri
Fırlatma tarihçesi
Falcon 1 toplamda beş adet fırlatma gerçekleştirmiştir. İlk üçü başarısız olmuştur, ancak ardından yapılan iki uçuş başarılı olmuştur. Başarılı olan ilk uçuş (RatSat) ile ilk defa özel sermaye ile geliştirilmiş olan bir sıvı-yakıtlı roket yörüngeye çıkmayı başarmıştır. Beşinci fırlatma ise ilk ticari uçuşu olmuştur ve RazakSAT uydusunu Alçak Dünya yörüngesi'ne çıkarmıştır.