22. decembra sa stala udalosť, ktorá sa môže zapísať do dejín svetovej astronautiky. Americká spoločnosť SpaceX uskutočnila ďalší úspešný štart nosnej rakety Falcon 9 s užitočným zaťažením v podobe niekoľkých vesmírnych lodí, po ktorých sa jej prvý stupeň vrátil na Zem a vykonal pravidelné pristátie. Prvýkrát v histórii programu Falcon bolo teda možné nielen umiestniť užitočné zaťaženie na obežnú dráhu, ale aj úspešne pristáť na prvom stupni nosnej rakety. Očakáva sa, že v budúcnosti to významne zníži náklady na vynesenie nákladu na obežnú dráhu, a tým prinesie skutočnú revolúciu vo vesmírnom poli.
Štart rakety Falcon 9, modifikácia v1.2, sa uskutočnil 22. decembra o 01:29 GMT z odpaľovacej rampy SLC-40 kozmodrómu Cape Canaveral. Raketa niesla 11 satelitov série Orbcomm-G2. Podľa správ sa štart uskutočnil v normálnom režime. Prvý stupeň priviedol raketu do vopred určenej výšky, po ktorej sa oddelila a vrátila na zodpovedajúce miesto kozmodrómu. Druhá etapa potom vyložila užitočné zaťaženie na obežnú dráhu s nadmorskou výškou 620 x 640 km. Je potrebné poznamenať, že úspešné vypustenie rakiet Falcon 9 s užitočným zaťažením, a to aj vo forme makiet, sa vykonáva od roku 2010, ale tentoraz bolo prvýkrát možné vykonať let podľa programu, ktorý plne spĺňa pôvodné požiadavky projektu. Hlavným účelom štartu bolo vrátiť prvý stupeň na zem, po ktorom sa očakáva, že bude použitý na stavbu novej nosnej rakety.
140 sekúnd po štarte zdvihol prvý stupeň nosnú raketu do výšky asi 72 km, pričom rýchlosť letu dosahovala 6000 km / h. Potom boli motory prvého stupňa vypnuté a odpojené od zvyšku raketových jednotiek. Štvrtú minútu letu prešiel príkaz na začiatok manévrovania a potom sa vrátil na zem. Tri motory poskytli otočenie stupňa na prenos na požadovanú trajektóriu. V deviatej minúte letu začala etapa vstupovať do hustých vrstiev atmosféry, po ktorých začalo brzdenie pomocou motorov. Bezprostredne pred pristátím motory opäť naštartovali v režime brzdenia, zatiaľ čo pristávacie podpery boli uvoľnené. Po 9 minútach 44 sekúnd po štarte prvý stupeň nosnej rakety úspešne pristál na pristávacej ploche č. 1 kozmodrómu na myse Canaveral.
Predbežná príprava nosnej rakety Falcon 9 v1.2, 21. december
Pripomeňme, že nosná raketa Falcon 9 v1.2 je najnovšou úpravou rodiny, ktorá sa od svojich predchodcov líši v mnohých inováciách. Hlavným cieľom projektu bolo zaistiť návrat vyčerpanej prvej etapy pri spustení užitočného zaťaženia na akékoľvek obežné dráhy. Zmeny ovplyvnili konštrukciu a kapacitu palivových nádrží, posilnili sa výkonové prvky prvého stupňa atď. Zvýšenie výkonu viedlo k zvýšeniu veľkosti a hmotnosti rakety. Jeho štartovacia hmotnosť sa zvýšila na 541,3 tony a dĺžka sa zvýšila na 70 m. Hmotnosť užitočného zaťaženia zostala rovnaká.
Najdôležitejšou inováciou projektu Volume 1.2 bolo použitie modernizovaných motorov Merlin 1D, ktoré sa od svojich predchodcov líšia zvýšeným ťahom. Je pozoruhodné, že táto verzia motorov vyvíja plný ťah, ktorý umožňuje konštrukcia. V prípade predchádzajúcich motorov došlo k úmyselnému obmedzeniu ťahu. V novej konfigurácii poskytuje deväť motorov prvého stupňa ťah 6806 kN na hladine mora, zatiaľ čo jeden motor druhého stupňa dodáva ťah približne 930 kN. Zmenou ťahu sa prevádzkový čas motorov prvého stupňa znížil na 162 s, maximálny prevádzkový čas motora druhého stupňa bol 397 s.
V posledných rokoch spoločnosť SpaceX pracovala na algoritmoch návratu a pristátia v prvej fáze. Pôvodne sa vykonávali simulované pristátia na vode, potom bolo možné začať plnohodnotné testy s pristátím na pevnine alebo na špeciálnych námorných plavidlách. Niekoľko štartov, ktoré umožnili vynesenie užitočného zaťaženia na obežnú dráhu, neskončilo úspešným pristátím: prvé etapy nosných rakiet boli pravidelne poškodzované alebo ničené. Iba 22. decembra 2015 bolo možné bez problémov vykonať brzdenie, klesanie a pristátie. Fáza reentry úspešne dokončila všetky potrebné manévre a vykonala mäkké pristátie na pridelenom mieste.
Spoločnosť vyvíjajúca rakety Falcon 9 sa teší z úspechu. Nedávne spustenie sa skončilo úspešným splnením všetkých stanovených úloh a potvrdzuje zásadnú možnosť implementácie existujúcich plánov. SpaceX má v úmysle nielen vytvoriť projekt, ale aj začať plnú prevádzku novej nosnej rakety. Celkom dávno špecialisti vývojárskej spoločnosti hovorili o výhodách navrhovanej architektúry rakiet a výhodách obnoviteľného prvého stupňa. Návratom na prvý stupeň, vybaveným deviatimi pomerne zložitými a drahými motormi rodiny Merlin, sa plánuje dramatické zníženie nákladov na vypustenie rakiet, a tým zníženie nákladov na doručenie nákladu na obežnú dráhu.
SpaceX teraz údajne študuje obnovený prvý stupeň. Výsledkom tejto štúdie by malo byť posúdenie výkonu jednotiek a stanovenie možnosti ich opätovného použitia. Ďalej bude teda potrebné vykonať ďalšie spustenie, ktoré pomôže preukázať možnosť opätovného použitia už preleteného stupňa. Presné načasovanie opätovného spustenia zatiaľ nebolo špecifikované. Ďalší štart rakety Falcon 9 je naplánovaný na január budúceho roka, či však využije už testovaný prvý stupeň, zatiaľ nie je známe.
Developerská spoločnosť tvrdí, že použitím opakovane použiteľných prvých fáz sa dosiahne výrazné zníženie počiatočných nákladov. Možnosť takejto práce ešte nebola testami potvrdená, ale autori projektu sú do budúcnosti optimistickí. Okrem toho bol na niekoľko nasledujúcich rokov stanovený približný plán štartu rakiet Falcon 9 s jedným alebo druhým užitočným zaťažením. Súčasne s praktickými štartmi budú prebiehať rôzne štúdie zamerané na dosiahnutie stanovených cieľov.
Štart rakety, 22. december (21. december miestneho času)
Ako vidíte, je to ešte ďaleko od začiatku plnohodnotnej prevádzky nosných rakiet s opakovane použiteľnými prvými stupňami. Napriek tomu už bol urobený prvý skutočný krok k dosiahnutiu tohto cieľa. Je ťažké povedať, ako dlho bude celý proces zvládania nových technológií trvať. Skutočné výsledky sa pravdepodobne dosiahnu do konca tohto desaťročia. Vo veľmi blízkej budúcnosti teda môže v astronautike nastať skutočná revolúcia.
Nosná raketa Falcon 9 v1.2 zatiaľ úlohu vyriešila len čiastočne: iba jeden úspešný štart bol dokončený návratom a normálnym pristátím prvého stupňa. Napriek tomu je vzhľadom na tempo vývoja a implementácie projektu už potrebné urobiť prognózy do budúcnosti a pokúsiť sa predpovedať, aké výsledky bude mať pre svetovú kozmonautiku vznik plne funkčného opakovane použiteľného raketového systému. Dá sa predpokladať, že dokončenie projektu Falcon 9 by mohlo ovplyvniť aj ruský vesmírny program, ktorý je jedným z popredných na svete.
V súčasnej konfigurácii je nosná raketa Falcon 9 schopná vyniesť užitočné zaťaženie s hmotnosťou až 13,15 ton na nízku referenčnú obežnú dráhu. V prípade geotransferovej obežnej dráhy je tento parameter 4,85 tony. Pokiaľ ide o základné parametre, najnovšie zahraničné nosné rakety nie sú nižšie ako existujúce ruské. systémy podobnej triedy alebo dokonca lepšie ako tieto. Vzhľadom na sľubované zníženie nákladov na štart môže projekt Falcon 9 predstavovať hrozbu pre budúcnosť rodiny rakiet Sojuz-2 a ľahkých verzií Angary.
V dohľadnej budúcnosti si teda hlavné ruské nosné rakety, vrátane tých najnovších, budú môcť udržať svoje pozície na trhu s vypúšťaním vesmírnych lodí na obežnú dráhu s rôznymi parametrami. V prípade vzdialenejšej perspektívy môže situácia vyzerať horšie. Vďaka existujúcim charakteristikám a možnosti zníženia nákladov na štart je raketa Falcon 9 v súčasnej alebo novej verzii schopná získať späť určitý podiel na trhu, pričom vytlačí ruských aj zahraničných náprotivkov. Je celkom možné, že v určitej fáze bude objem štartov takýchto rakiet obmedzený iba výrobnými možnosťami vývojárskej spoločnosti.
Ruská kozmonautika je však schopná udržať si niektoré rozvinuté trhové sektory a zvýšiť v nich svoju prítomnosť. V súčasnej dobe má naša krajina ťažkú nosnú raketu „Proton-M“, ktorá je schopná dodať až 23 ton nákladu pre LEO a asi 6, 75 ton pre GPO. Okrem toho sa vyvíja nový projekt „Angara-A5“. Sľubná raketa bude schopná zdvihnúť najmenej 24 ton na nízku referenčnú dráhu a 5,4 ton na geotransferovú dráhu. - až 12 ton.
SpaceX súbežne s prácami na strednom nosnom rakete Falcon 9 navrhuje ťažký systém Falcon Heavy so zvýšeným výkonom. Tvrdí sa, že táto raketa bude schopná dopraviť asi 53 ton nákladu na nízku referenčnú obežnú dráhu a až 21,2 ton na geotransferovú. Vývoj projektu Falcon Heavy bol oznámený v roku 2011 a prvé spustenie bolo pôvodne plánované na 13. V budúcnosti sa načasovanie prvého spustenia, ako aj náklady, opakovane upravovali. Momentálne je prvé uvedenie na trh naplánované na máj 2016. Vynesenie 6,4 tony na geotransferovú obežnú dráhu sa odhaduje na 90 miliónov amerických dolárov.
V projekte ťažkej rakety má využiť vývoj na Falcone 9, a to konštrukčné prvky vrátené na zem. Z tohto dôvodu sa navrhuje znížiť náklady na štart a umiestnenie rôznych nákladov na určité obežné dráhy.
V rámci projektu Falcon Heavy sa plánuje vytvorenie nosnej rakety s jedinečne vysokými vlastnosťami, zatiaľ sú to však iba zámery, ktoré nie sú podložené praktickými výsledkami. Prvý prototyp sľubnej rakety vzlietne najskôr na konci jari budúceho roka, potom bude nejaký čas trvať, kým sa vypracujú rôzne prvky projektu. V dôsledku toho ešte nebolo určené načasovanie skutočného prijatia deklarovaných maximálnych charakteristík. Navyše sa môžu výrazne posunúť doprava kvôli problémom v jednom alebo inom štádiu spojeným s potrebou vrátiť niektoré z raketových modulov.
Dá sa predpokladať, že budúce vyhliadky programu Falcon, implementovaného spoločnosťou SpaceX, nevyzerajú úplne jednoznačne, ale celkovo pozitívne. Existujúca raketa stredného doletu Falcon 9 už úspešne dodáva náklad na obežnú dráhu, aj keď sa jej príliš nedarí vrátiť vyčerpaný prvý stupeň na zem. Z niekoľkých letov, v programe ktorých bol tento postup poskytnutý, bol úspešný iba jeden. Či bude možné tento úspech v dohľadnej dobe zopakovať, ešte nie je celkom jasné. Napriek tomu už môžeme hovoriť o vzniku novej konkurencieschopnej nosnej rakety, ktorá dokáže vytlačiť ostatné systémy a zaujať svoje miesto na trhu.
Pristátie prvého stupňa po lete
Pokiaľ ide o projekt Falcon Heavy, jeho perspektíva je stále vágna. Ak sa naplnia existujúce plány, tento systém je skutočne schopný získať významný podiel na trhu a prijímať objednávky od vesmírnych agentúr iných krajín. Vývoj tohto projektu však ešte nebol dokončený a zdá sa, že má určité problémy. V dôsledku toho sa termíny štartu takejto rakety opakovane posúvali a ďalšiu prácu budú komplikovať konštrukčné vlastnosti ťažkého nosného vozidla a požiadavky na vrátenie jednotiek s následným opätovným použitím.
Pokiaľ ide o perspektívy domáceho vesmírneho priemyslu vo svetle úspechov spoločnosti SpaceX, situácia v tejto oblasti môže byť spojená s určitými problémami. Na trhu s vesmírnym nákladom sa objavil sľubný konkurent, ktorý je celkom schopný získať značný podiel zákazníkov v sektore ľahkých a stredne ťažkých kozmických lodí. Tento konkurent má navyše v úmysle získať miesto v ťažkom sektore, pre ktorý vyvíja zodpovedajúcu raketu.
Našťastie pre domáce a zahraničné spoločnosti v kozmickom priemysle, v boji o trh, bude musieť SpaceX čeliť mnohým konkurentom tvárou v tvár uznávaným lídrom na trhu z Ruska, USA a Európy. Preto je málo pravdepodobné, že boj o trh bude jednoduchý, a to bude platiť pre stredný aj ťažký sektor. Navyše netreba zabúdať, že nie sú vyriešené všetky zásadné problémy, a preto program Falcon zatiaľ nemá oproti svojim konkurentom plánované výhody.
Napriek všetkým otázkam rozdelenia trhu je potrebné priznať, že nedávne spustenie je skutočne medzníkom v histórii svetovej astronautiky. Ukazuje, že súkromné spoločnosti v kozmickom priemysle sú skutočne schopné nielen stavať nové zariadenia, ale aj riešiť niektoré problémy pred uznávanými lídrami v tejto oblasti, akými sú vládne agentúry a iné štruktúry. Súkromnej spoločnosti sa 22. decembra podarilo nielen dostať náklad na obežnú dráhu, ale zabezpečiť aj návrat prvého stupňa nosnej rakety na pristávaciu plochu. Aj keď budúce vyhliadky raketovej techniky a trhu môžu byť stále predmetom kontroverzií, len málokto by nesúhlasil s tým, že v histórii vesmírneho priemyslu začína nová éra.
