Ракета Falcon Heavy



Ракета Falcon Heavy


Галерея Falcon Heavy

Разработчик SpaceX
Статус В разработке
Первый полет 2016
Произведено пусков 0 (запланировано на осень 2016)

 

Falcon Heavy (Фалькон Хэви) – проект ракеты-носителя тяжелого класса, разрабатываемый американской компанией SpaceX. Первый полет ракеты запланирован на осень 2016 года.

 

История ракеты Falcon Heavy


В 2010 году компания SpaceX начала эксплуатацию своей главной на данный момент ракеты Falcon 9. Спустя год, глава компании – миллиардер Илон Маск на пресс-конференции в Национальном пресс-клубе в Вашингтоне официально анонсировал проект создания новейшей ракеты тяжелого класса, по своей мощности уступающей лишь летавшему на Луну комплексу Сатурн-5 – Аполлон.

Предполагалось, что первый демонстрационный пуск Falcon Heavy будет осуществлен с базы Ванденберг, Калифорния уже в 2013 году. Однако, сложности с первыми пусками ракет Falcon 9 и потребность в доработках (к 2016 году Falcon 9 была дважды модифицирована до версии v.1.1 и до версии FT) заставили SpaceX растянуть работу над тяжелой ракетой. В конце 2015 года первый пуск ракеты назначили на осень 2016 года. Предположительно, стоимость заброски 6,4 тонн полезной нагрузки на геопереходную орбиту будет составлять порядка $90-100 млн.

 

Конструкция ракеты Falcon Heavy


Falcon Heavy – двухступенчатая жидкостная ракета-носитель тяжелого класса, оснащаемая двумя боковыми ускорителями по пакетной схеме.

Первая ступень ракеты Falcon Heavy является модификацией первой ступени ракеты Falcon 9 FT, уже находящейся в эксплуатации SpaceX. Как и базовая ракета, эта ступень оснащается 9 жидкостными ракетными двигателями Merlin 1D, размещенными по круговой схеме Octaweb (1 двигатель в центре и 8 вокруг него). Ступень конструкционно усилена и имеет дополнительные крепления для подвески двух боковых ускорителей.

Боковые ускорители так же являются модификациями базовой Falcon 9 FT, но конструкционно упрощены в сравнении с центральным модулем, так как нагрузка на них в полете ниже. Силовая установка аналогична центральному модулю и ракетам Falcon 9 FT – 9 двигателей Merlin 1D.

Таким образом, первая ступень из трех модулей оснащается суммарно 27 двигателями Merlin 1D общей тягой 20418 кН на уровне моря и 22279 кН в вакууме.

Вторая ступень Falcon Heavy стандартная для всех ракет семейства Falcon 9. Оснащается одним двигателем Merlin 1D Vacuum, с номинальным временем работы 397 секунд. Технические характеристики двигателя позволяют запускать его многократно в течение полета.

Анимация полета тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy

 

Управление тягой двигателей

В соответствии с схемой полета ракеты Falcon Heavy боковые ускорители должны отходить от ракеты раньше и центральный модуль еще некоторое время будет разгонять ракету до отделения от второй ступени. Однако, центральный модуль и боковые ускорители аналогичны, а значит, отключиться они должны одновременно (из-за истечения запаса топлива).

Изначально, в SpaceX предлагалось создать систему перекачки топлива из боковых ускорителей к центральному модулю. Это позволило бы обеспечить дополнительное время действия модуля после отделения ускорителей. Но, со-временем, было решено отложить внедрение этой системы, как усложняющей конструкцию без необходимости. Вероятно, со-временем, она будет внедрена.

В актуальном же проекте предполагается, что тяга двигателей центрального модуля будет ниже на начальном этапе полета, что позволит сэкономить топливо и увеличить время действия (хотя, первая схема позволила бы держать все двигатели на максимальной тяге и обеспечить большую полезную нагрузку). Такая схема уже применяется концерном ULA в своих ракетах семейства Delta 4 Heavy.

 

Эксплуатация ракет Falcon Heavy


Многоразовое применение

Ракеты Falcon Heavy, как и Falcon 9 являются частично многоразовыми. Так как модули первой ступени, фактически, являются первыми ступенями ракет Falcon 9, они так же оснащаются системами, позволяющими им возвращаться на Землю. Однако, наличие этих систем, конечно, снижает эффективность (масса ракеты увеличивается за счет дополнительного топлива и посадочных систем).

В связи с тем, что первая ступень Falcon Heavy после отделения будет обладать значительно большей скоростью и находиться намного дальше от стартовой площадки, в сравнении с первой ступенью Falcon 9, то необходимость её возврата на посадочную площадку повлечёт значительное снижение массы выводимой нагрузки. Поэтому в высокоэнергетических миссиях к геопереходной орбите она будет осуществлять посадку на плавающую платформу Autonomous Spaceport Drone Ship. Боковые ускорители, напротив, будут иметь возможность возврата к месту старта и посадки на землю при подавляющем большинстве сценариев запуска.

Полезная нагрузка

Расчётные показатели выводимой полезной нагрузки ракеты-носителя могут значительно варьироваться в зависимости от наличия системы перекрёстной подачи топлива и системы многоразового использования боковых ускорителей и первой ступени.

Предполагается, что Falcon Heavy будет способна вывести на низкую опорную орбиту нагрузку массой до 53 тонн, что делает ее самой мощной ракетой в мире на данный момент (показатель Delta 4 Heavy – до 29 тонн, Протона-М – до 23 тонн), хоть у уступает почти втрое ракете Сатурн-5 (способной забросить порядка 140 тонн).

Стартовые площадки

Для эксплуатации ракет Falcon Heavy компания SpaceX готовит следующие площадки:

  • Космический центр Кеннеди, мыс Канаверал, площадка LC-39A. Раньше с нее запускались комплексы Space Shuttle и ракеты Сатурн-5.
  • База ВВС Ванденберг, площадка SLC-4-East.
  • Полигон McCregor будет использоваться для испытаний полного пакета первой ступени (27 двигателей Merlin 1D).

Посадочные площадки

Для возвращение модулей первой ступени предполагается использовать следующие посадочные площадки:

  • Мыс Канаверал, база ВВС – посадочная зона 1.
  • База ВВС Ванденберг – площадка SLC-4-West.
  • ASDS — Autonomous Spaceport Drone Ship – плавающая платформа, исполняющая роль морской посадочной площадки.

Модификации ракет Falcon



ХАРАКТЕРИСТИКИ РАКЕТ FALCON HEAVY
Тип ракета-носитель тяжелого класса
Топливо Керосин + жидкий кислород
I ступень 27 Merlin (по 9 в ступени и ускорителях)
II ступень 1 Merlin 1D Vacuum
Стартовая масса 1394 т.
Тяга (на уровне земли) 2049 тс.
Полезная нагрузка (НОО) 53 т.
Длина ракеты 70 м.