Ракета Falcon 9

Falcon 9 — это семейство частично многоразовых двухступенчатых ракет-носителей среднего класса, разработанных и эксплуатируемых американской компанией SpaceX (основатель — Илон Маск). Ракета предназначена для выведения полезных грузов на низкую опорную орбиту (НОО), геопереходную орбиту (ГПО) и отлётные траектории. Falcon 9 стала первой в мире орбитальной ракетой, способной совершать вертикальную посадку первой ступени для повторного использования, что кардинально снизило стоимость запусков.

История создания

Разработка Falcon 9 началась в 2005 году как развитие более лёгкой ракеты Falcon 1. Первый запуск состоялся 4 июня 2010 года с мыса Канаверал. Первоначальная версия (Falcon 9 v1.0) совершила пять полётов, после чего была заменена модернизированной версией v1.1 (2013–2016). В декабре 2015 года SpaceX впервые осуществила успешную посадку первой ступени Falcon 9 на наземную площадку, а в апреле 2016 года — на плавучую платформу в океане. С 2017 года эксплуатируется текущая версия — Falcon 9 Block 5, отличающаяся повышенной надёжностью и возможностью многократного использования ступени без капитального ремонта.

Конструкция

Первая ступень

Первая ступень Falcon 9 оснащена девятью жидкостными ракетными двигателями Merlin 1D, работающими на керосине RP-1 и жидком кислороде. Двигатели расположены в конфигурации «октавеб» (восемь по кругу, один в центре). Ступень оборудована четырьмя посадочными опорами, которые раскладываются перед посадкой, и решётчатыми рулями для управления в атмосфере. После отделения ступень выполняет тормозной и посадочный импульсы, используя три двигателя для замедления и один для финальной посадки.

Вторая ступень

Вторая ступень оснащена одним вакуумным вариантом двигателя Merlin 1D, оптимизированным для работы в безвоздушном пространстве. Она может быть перезапущена в полёте для выведения грузов на разные орбиты. Вторая ступень является одноразовой.

Головной обтекатель

Полезный груз закрывается двухстворчатым головным обтекателем диаметром 5,2 метра. SpaceX практикует частичный возврат и повторное использование створок обтекателя, ловя их с помощью специальных судов с сетями.

Модификации

Falcon 9 v1.0

Первая версия (2010–2013). Использовала двигатели Merlin 1C. Выводила до 10,4 тонн на НОО. Все ступени были одноразовыми.

Falcon 9 v1.1

Версия с удлинёнными баками и двигателями Merlin 1D (2013–2016). Грузоподъёмность увеличена до 13,2 тонн на НОО. На этой версии начались эксперименты с посадкой ступени.

Falcon 9 Full Thrust (FT)

Версия с криогенным охлаждением окислителя, что позволило увеличить тягу двигателей (2015–2018). Грузоподъёмность — до 22,8 тонн на НОО (без возврата ступени). Введена система посадки на платформу.

Falcon 9 Block 5

Текущая и финальная версия (с 2017 года). Отличается усиленной конструкцией, улучшенными теплозащитными экранами и титановыми решётчатыми рулями. Рассчитана на 10 и более полётов первой ступени без капитального ремонта. Грузоподъёмность — до 22,8 тонн на НОО в одноразовом варианте и до 15,6 тонн при возврате ступени.

Характеристики

Применение

Falcon 9 используется для широкого спектра задач:

• Вывод спутников связи — в том числе группировки Starlink (собственная сеть SpaceX для глобального интернета). По состоянию на 2024 год Falcon 9 выполнила более 100 запусков спутников Starlink.
• Доставка грузов на МКС — по контракту с NASA в рамках программы Commercial Resupply Services (CRS). Корабль Dragon (грузовой вариант) доставляется на орбиту именно Falcon 9.
• Пилотируемые полёты — с 2020 года Falcon 9 используется для запуска пилотируемого корабля Crew Dragon к МКС и на другие орбиты (миссии Crew-1, Crew-2, Inspiration4, Polaris Dawn).
• Запуски военных и правительственных спутников — по контрактам с Министерством обороны США и Национальным разведывательным управлением.
• Коммерческие запуски — выведение телекоммуникационных спутников (например, SES, Iridium, Arabsat) и научных аппаратов (например, телескопы TESS, DART, Psyche).

Рекорды и достижения

• Первая многоразовая орбитальная ракета — первая ступень Falcon 9 совершила первую успешную посадку 22 декабря 2015 года.
• Наибольшее количество запусков одной ступени — по состоянию на 2024 год одна из ступеней Block 5 (B1058) совершила 19 полётов.
• Самая быстрая повторная посадка — ступень может быть подготовлена к повторному запуску в течение нескольких недель.
• Рекорд по количеству запусков за год — в 2023 году Falcon 9 выполнила 96 орбитальных запусков, что является мировым рекордом для одной модели ракеты.
• Первый частный пилотируемый запуск — 30 мая 2020 года Falcon 9 с Crew Dragon доставила астронавтов на МКС, став первой частной ракетой, отправившей людей на орбиту.

Критика и инциденты

Несмотря на высокую надёжность, Falcon 9 сталкивалась с авариями. 28 июня 2015 года ракета версии v1.1 взорвалась на 139-й секунде полёта из-за разрушения баллона с гелием в баке окислителя второй ступени. 1 сентября 2016 года Falcon 9 взорвалась на стартовой площадке во время предстартовой подготовки (причина — нештатное взаимодействие жидкого кислорода с углеродным композитом в баке). После этих аварий программа была приостановлена на несколько месяцев для расследования.

Критики также отмечают, что заявленная SpaceX многоразовость не всегда приводит к пропорциональному снижению стоимости, поскольку ремонт и повторная сертификация ступеней требуют ресурсов. Тем не менее, Falcon 9 остаётся самой дешёвой ракетой-носителем в своём классе на рынке коммерческих запусков.

Источники

• Официальные пресс-релизы SpaceX (2010–2024)
• Отчёты NASA по программе Commercial Crew Program
• Статистика запусков на сайте Space Launch Report (Jonathan McDowell)
• Аналитические материалы журнала «SpaceNews»
• Документы Федерального управления гражданской авиации США (FAA) по лицензированию запусков