Falcon 9 v1.0

Falcon 9 v1.0
	Falcon 9 v1.0 při posledním startu této verze v březnu 2013
Země původu	USA
Rodina raket	Falcon
Výrobce	SpaceX
Rozměry
Výška	54,9 metrů
Průměr	3,66 metrů
Hmotnost	333 400 kg
Nosnost
na LEO	10 450 kg
na GTO	4 540 kg
Historie startů
Status	vyřazena
Kosmodrom	Cape Canaveral AFS; Vandenberg AFB
Celkem startů	5
Úspěšné starty	4
Selhání	0
Částečná selhání	1
První start	4. června 2010
Poslední start	1. března 2013
První stupeň – Falcon 9
Motor	9x Merlin 1C
Tah	4 940 kN
Specifický impuls	275 sekund na hladině moře
Doba zážehu	170 sekund
Palivo	RP-1/LOX
Druhý stupeň – Falcon 9
Motor	Merlin 1C (vakuová modifikace)
Tah	445 kN
Specifický impuls	342 sekund
Doba zážehu	345 sekund
Palivo	RP-1/LOX

Falcon 9 v1.0 byla první verze rakety Falcon 9, kterou navrhla a vyrobila společnost SpaceX, sídlící v Hawthorne v Kalifornii. Vývoj středně velké nosné rakety začal v roce 2005. První let přišel 4. června 2010 a byl úspěšný.^[1] Raketa Falcon 9 v1.0 následně vynesla čtyři nákladní lodě Dragon. Jeden let byl zkušební, druhý demonstrační a další dva už vezly zásoby pro Mezinárodní vesmírnou stanici v rámci kontraktu CRS s NASA.

Dvoustupňová raketa byla poháněna motory Merlin, které také vyrábí SpaceX. Motory spalují kapalný kyslík a letecký petrolej. Nosnost byla 10 450 kg na nízkou oběžnou dráhu a 4 540 kg na přechodovou dráhu ke geostacionární. Všechny uskutečněné lety rakety vedly ale jen na nízkou dráhu.

Raketa byla v roce 2013 nahrazena vylepšenou verzí Falcon 9 v1.1, ta letěla poprvé v září 2013. Z pěti startů Falconu v1.0 v letech 2010 až 2013 všechny úspěšně doručili svůj primární náklad, jen jednou došlo ke ztrátě sekundárního nákladu.

Konstrukce

První stupeň

První stupeň verze 1.0 byl použit při prvních pěti letech rakety Falcon 9 a byl poháněn devíti motory Merlin 1C, které vyráběla SpaceX. Motory byly uspořádány do mřížky 3x3 a každý z těchto motorů měl tah v nulové nadmořské výšce 556 kN, takže celkový tah motorů při startu byl přibližně 5000 kN.^[2]

Stěny a kopule nádrží byly vyrobeny ze slitiny lithia a hliníku. SpaceX využívá svařování třením, což je technika s nejvyšší pevností a spolehlivostí, kterou má k dispozici.^[2]

Jako zapalovač prvního stupně byl použit samozápalný triethylhliník-triethylboran.^[3]

Druhý stupeň

Druhý stupeň byl poháněn jedním motorem Merlin 1C upraveným pro použití ve vakuu, s expanzním poměrem 117:1 a nominální dobou hoření 345 sekund. Pro zvýšení spolehlivosti restartu měl motor duální redundantní zapalovače triethylhliník-triethylboran.^[2]

Mezistupeň mezi prvním a druhým stupněm byl vyroben z uhlíkových vláken s jádrem z hliníku. Pro upevnění byly použity znovupoužitelné upínací kleštiny a pneumatický tlačný systém pro oddělení. Spojení mělo dvanáct upevňovacích bodů (u pozdější verze 1.1 byl počet bodu snížen na tři).

Nádrž druhého stupně byla potom kratší verze nádrže prvního stupně a používala většinu stejných výrobních postupů a materiálů. To šetří peníze při výrobě.^[2]

Jako řídící motory byly použity čtyři motory Draco.^[4] Trysky byly použity k držení stabilní polohy při oddělování nákladu, případně se daly použít pro roztočení nákladu na maximálně pět otáček za minutu.^[4]

Řízení

SpaceX používá více redundantních letových počítačů odolných proti chybám v návrhu. Každý motor Merlin je řízen třemi hlasovacími počítači, z nichž každý má dva fyzické procesory, které se navzájem neustále kontrolují. Software běží na Linuxu a je napsán v jazyce C++.

Vývoj a výroba

Financování

Zatímco SpaceX utratila své peníze za vývoj své první rakety Falcon 1, vývoj Falconu 9 byl urychlen koupí několika předváděcích letů pro NASA. Začalo to programem COTS v roce 2006.^[5] SpaceX byla vybrána z více než dvaceti společností, které předložili své návrhy.^[6] Podle Elona Muska by vývoj bez peněz od NASA trval déle.^[7]

Náklady na vývoj Falconu 9 v1.0 byly přibližně 300 milionů amerických dolarů. Pokud zahrneme některé z nákladů na vývoj Falconu 1, které přispěli k vývoji Falconu 9, tak by částka činila 390 milionů.^[8]^[7]

NASA také hodnotila náklady na Falcon 9 pomocí nákladového modelu NASA‐Air Force Cost Model (NAFCOM) - tradiční přístup pro vojenské a civilní zakázky a náklady by vyšly na 3,6 miliardy, případně při více obchodním přístupu na 1,6 miliardy amerických dolarů.^[9]^[8]

Výroba

V prosinci 2010 výrobní linka SpaceX vyrobila jeden nový Falcon 9 (a loď Dragon) za tři měsíce.

Testování znovupoužitelnosti

SpaceX se ze začátku snažila o znovupoužitelnost prvních stupňů jak u Falconu 1, tak u Falconu 9. Počáteční přístup počítal s použitím padáků, ale tento způsob byl nakonec neúspěšný a SpaceX se zaměřila na motorické přistávání, které se začalo testovat na testovacím zařízení Grasshopper a následně na verzi 1.1.

Už od začátku vývoje Falconu 9 SpaceX hovořila o možnosti zachraňovat první i druhý stupeň a o jejich vícenásobném použití. V roce 2011 začala SpaceX formálně financovat program rozvoje opakovaného použití s cílem vytvoření opakovatelně použitelného prvního a druhého stupně, při použití motorického přistávání. Později bylo od myšlenky zachraňovat i druhý stupeň upuštěno.^[10]

Přehled letů

Vlastní článek: Seznam letů Falconu 9 a Falconu Heavy

Verze 1.0 startovala celkem pětkrát a pokaždé úspěšně vynesla loď Dragon na nízkou oběžnou dráhu. Z toho se Dragon třikrát úspěšně spojil s ISS. Při jednom z letů se nepodařilo na oběžnou dráhu umístit sekundární náklad, kterým byl prototyp nové generace satelitů Orbcomm.

Odkazy

Reference

↑ Zkušební start soukromé rakety Falcon 9 byl úspěšný. Novinky.cz [online]. Borgis [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
↑ ^a ^b ^c ^d Space Exploration Technologies Corporation - Falcon 9. web.archive.org [online]. [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.
↑ Spaceflight Now | Falcon Launch Report | Mission Status Center. www.spaceflightnow.com [online]. [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
↑ ^a ^b Falcon 9 Launch Vehicle Payload User's Guide, 2009 [online]. SpaceX, 2009 [cit. 2010-02-03]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.
↑ Minutes of the NAC Commercial Space Committee, April 26, 2010 [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-06-03.
↑ Private ventures vie to service space station. msnbc.com. 2006-03-20. Dostupné online [cit. 2017-03-24]. (anglicky)
↑ ^a ^b WHY THE US CAN BEAT CHINA: THE FACTS ABOUT SPACEX COSTS [online]. SpaceX [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.
↑ ^a ^b Commercial Market Assessment for Crew and Cargo Systems [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-12-07.
↑ Falcon 9 Launch Vehicle NAFCOM Cost Estimates [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.
↑ Elon Musk on SpaceX's Reusable Rocket Plans. Popular Mechanics. 2012-02-07. Dostupné online [cit. 2017-03-24]. (anglicky)

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Falcon 9 v1.0 na Wikimedia Commons
Téma Falcon 9 na fóru Kosmonauix.cz

[1] Zkušební start soukromé rakety Falcon 9 byl úspěšný. Novinky.cz [online]. Borgis [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.

[:0-2] Space Exploration Technologies Corporation - Falcon 9. web.archive.org [online]. [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.

[3] Spaceflight Now | Falcon Launch Report | Mission Status Center. www.spaceflightnow.com [online]. [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.

[:1-4] Falcon 9 Launch Vehicle Payload User's Guide, 2009 [online]. SpaceX, 2009 [cit. 2010-02-03]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.

[5] Minutes of the NAC Commercial Space Committee, April 26, 2010 [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-06-03.

[6] Private ventures vie to service space station. msnbc.com. 2006-03-20. Dostupné online [cit. 2017-03-24]. (anglicky)

[:2-7] WHY THE US CAN BEAT CHINA: THE FACTS ABOUT SPACEX COSTS [online]. SpaceX [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu.

[:3-8] Commercial Market Assessment for Crew and Cargo Systems [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-12-07.

[9] Falcon 9 Launch Vehicle NAFCOM Cost Estimates [online]. NASA [cit. 2017-03-24]. Dostupné online.

[10] Elon Musk on SpaceX's Reusable Rocket Plans. Popular Mechanics. 2012-02-07. Dostupné online [cit. 2017-03-24]. (anglicky)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

Nosné rakety USA

aktivní	Antares Atlas V Delta (IV) Falcon 9 Falcon Heavy Minotaur (I, IV, V C) SLS Pegasus

ve vývoji	Firefly α LauncherOne New Glenn OmegA Starship Vulcan

vyřazené	Ares (I V) Athena Atlas (D/E/F/G/H I II III LV-3B SLV-3 Able Agena Centaur) Delta (A B II III)) Falcon 1 Juno I Juno II Saturn (I IB V) Scout SPARK Thor Titan (2 GLV 3 4) Vanguard

Orbitální nosné systémy

aktivní	Angara 1.2 5 Antares 230+ Ariane 5 Atlas V Delta IV Dlouhý pochod 2C 2D 2F 3A 3B 3C 4B 4C 5 6 7 11 Electron Epsilon Falcon 9 FT Falcon Heavy GSLV H-IIA H-IIB Hyperbola-1 Jielong 1 Kuaizhou 1A LVM 3 Minotaur I IV V C Pegasus XL Proton-M PSLV Safír Simorgh SLS Strela Sojuz 2 2.1a / STA 2.1b / STB 2-1v Šavit Unha Vega Zenit 3SL 3SLB 3F

ve vývoji	Angara (3 A5P A5V) Antares (300) Ariane 6 Ciklon-4 Dlouhý pochod (5B 8 9) Firefly α H3 Irtyš Jenisej LauncherOne Mayak Naga-L Naro-2 New Glenn OmegA RPS SPARK Starship Tronador II ULV VLM Vulcan

vyřazené	Antares (100) Ariane (1 2 3 4) ASLV Athena (I II) Atlas (B D E/F G H I II III LV-3B SLV-3 Able Agena Centaur) Black Arrow Ciklon (2 3) Conestoga Delta (A B C D E G J L M N 0100 1000 2000 3000 4000 5000 II III) Diamant Dlouhý pochod (1 1D 2A 2E 3 4A) Dněpr Eněrgija Europa Falcon 1 Falcon 9 (v1.0 v1.1) Feng Bao 1 H-I H-II Juno I Juno II Kaituozhe-1 Kosmos (1 2I 3 3M) Lambda 4S Mu (4S 3C 3H 3S 3SII V) N-1 N-I N-II Naro-1 Paektusan Pilot Proton (UR-500 K) R-7 (Luna Molnija Poljot Sojuz originál L M U U2 FG Sojuz/Vostok Sputnik Voschod Vostok L K 2 2M) R-29 (Shtil' Volna) Rokot Saturn (I IB V INT-21) Scout SLV Space Shuttle Sparta Start-1 Thor (Able Ablestar Agena Burner Delta DSV-2U) Thorad-Agena Titan (2 GLV IIIA IIIB IIIC IIID IIIE 34D 23G CT-3 4) Vanguard Zenit (2 2M)