Falcon Heavy — SpaceX smagā nesējraķete: tehniskie dati un vēsture
Falcon Heavy — SpaceX smagā, vairākkārt lietojama nesējraķete: tehniskie dati, palaišanas vēsture, kravnesība un nākotnes misijas uz Mēnesi un Marsu.
Falcon Heavy ir SpaceX izstrādāta un ražota vairākkārt lietojama smagā nesējraķete. Tā ir veidota, iedvesmojoties no Falcon 9 raķetes — galvenokārt, savienojot trīs modificētas Falcon 9 pirmās pakāpes kopā, līdz ar to būtiski palielinot pacelšanas jaudu. Falcon Heavy maksimālā kravnesība uz zemās Zemes orbītas (LEO) ir līdz 63 800 kilogramiem (140 700 mārciņām). Salīdzinājumam, Falcon 9 Full Thrust spēj apmēram 22 800 kg, Delta IV Heavy apmēram 28 790 kg, Space Shuttle apmēram 27 500 kg, bet vēsturiskā Saturn V — aptuveni 140 000 kg. Falcon Heavy tiek uzskatīta par vienu no jaudīgākajām raķetēm, kas jebkad būvētas, un kopš 2020. gada — par jaudīgāko operacionālo raķeti pasaulē (pēc pacelšanas jaudas uz LEO).
SpaceX veica Falcon Heavy pirmo palaišanu 2018. gada 6. februārī plkst. 15:45 pēc Austrumeiropas laika (20:45 UTC). Testa lidojums bija veiksmīgs daļēji: sānu atgriešanās posmi veiksmīgi nosēdās, bet centrālajai pakāpei nolaišanās uz dronesipa neizdevās. Palaišanas laikā kā fiktīvu kravnesību uz ceļu ap Sauli aiznesa SpaceX dibinātājam Elonam Maskam piederošu Tesla Roadster. Pirmā komerciālā palaišana notika 2019. gada 11. aprīlī Arabsat vajadzībām un bija veiksmīga. Kopš debijas Falcon Heavy ir izmantota gan komerciāliem, gan valsts (tai skaitā ASV Aizsardzības) pasūtījumiem, piemēram, misijai STP-2.
Tehniskie dati
- Pakalpojumu veids: divpakāpju, daļēji atkārtoti izmantojama nesējraķete
- Augstums: aptuveni 70 metri
- Korķa diametrs: pamatā izmanto Falcon 9 korpusa diametru (apm. 3,7 m), savienojot trīs šādas pakāpes
- Starta vilce (aptuveni): ~22 800 kN (aptuveni 5,13 milj. lbf) — nodrošināta ar 27 Merlin 1D dzinējiem pirmajā pakāpē
- Motori: pirmajā pakāpē 27 × Merlin 1D (9 uz katras no trim pakāpēm); otrajā pakāpē viens Merlin Vacuum
- Kravnesība: LEO līdz 63 800 kg; uz GTO — ievērojami mazāk (aptuveni desmitiem tonnu atkarībā no trajektorijas un atkārtotas izmantošanas prasībām)
- Kravas novietne (fairings): izmanto Falcon 9 tipa kargi (aptuveni 5,2 m diametrā)
- Bloks: izmanto Merlin dzinējus Block 5 tehniskajā izpildījumā (uzlabota atkārtota izmantošana un uzticamība)
Dizains un darbības princips
Falcon Heavy koncepcija balstās uz trīs Falcon 9 pirmo pakāpju „stublājiem” — divi ārējie sānu palaišanas bloki ir faktiski modificētas Falcon 9 pirmās pakāpes, kas ļauj izmantot jau izstrādātās tehnoloģijas un ražošanas risinājumus. Pirmā pakāpe sastāv no 27 Merlin dzinējiem kopā; pēc degvielas izsīkuma sānu bloki un centrālā pakāpe atdalās, un (ja tas paredzēts) atkārtoti nolaižas un tiek atgūti uz atklāta jūra pleca veidolā (dronu kuģos) vai uz sauszemes nosēšanās laukumiem. Otrā pakāpe ar vienu Merlin Vacuum dzinēju turpina pacelšanu un ievieto kravu nepieciešamajā orbītā vai trajektorijā.
Atjaunojamība un nolaišanās
Viena no Falcon Heavy galvenajām iezīmēm ir atkārtota izmantošana — SpaceX paredzēja atgūt vismaz sānu blokus un pēc iespējas arī centrālo bloku. Praksē sānu bloki vairākkārt ir veiksmīgi nosēdināti uz krasta Landing Zones (piemēram, LZ-1) vai uz dronesipiem (piemēram, "Of Course I Still Love You", "Just Read the Instructions"). Centrālās pakāpes atgūšana ir tehniski sarežģītāka, jo centrālā pakāpe pēc atdalīšanās bieži vien ir augstākā ātrumā un noliecas tālāk uz dronesipu; pirmā testa lidojuma centrālās pakāpes nolaišanās neizdevās, taču vēlāk ir bijuši panākumi atsevišķos mēģinājumos.
Vēsture un nozīmīgākie palaišanas
- 2011–2018: Falcon Heavy izstrāde un testēšana ar daudziem termiņu un tehniskām pārbīdēm; pirmais starta tests 2018. gada 6. februārī.
- 2018 (demos test): Tesla Roadster kā krava, ceļš ap Sauli — plaša mediju uzmanība.
- 2019 (Arabsat-6A): pirmā komerciālā palaišana 11. aprīlī — veiksmīga.
- 2019 (STP-2): sarežģītā valsts/zinātniskā misija ar daudziem maziem satelītiem — demonstrēja raķetes iespējas.
- Turpmāk: Falcon Heavy tiek izmantota gan komerciāliem satelītiem, gan valdības un pētniecības misijām, bet cilvēku pārvadāšanai uz šobrīd tas nav sertificēts.
Lietojums, sertifikācija un nākotnes perspektīvas
Falcon Heavy ir paredzēts lielu kravu nogādāšanai — attiecīgi, to var izmantot satelītu palaišanai, starpplanetārajām misijām (piem., uz Mēnesi vai Marsu) un valdību/defensa uzdevumiem. Tomēr, kā minēts, kopš 2018. gada februāra Falcon Heavy nav sertificēts cilvēku pārvadāšanai un SpaceX par prioritāti cilvēku lidojumiem ir izvēlējies citus risinājumus (piemēram, Crew Dragon apkalpei Zemes orbītā un nākotnē — Starship dziļajiem kosmosa lidojumiem). Falcon Heavy ir optimāls risinājums, ja nepieciešams palaist ļoti smagu vai lielu kravu uz augstāku orbītu vai starpplanetāru trajektoriju.
Ierobežojumi un konkurence
Lai gan Falcon Heavy nodrošina lielu kravnesību un zemākas izmaksas, tā izmantošana var nebūt izdevīgākā katram uzdevumam — atkarībā no kravnesības un orbītas, dažkārt efektīvāk ir izmantot vairākas mazas palaišanas ar Falcon 9 vai citām raķetēm. Turklāt SpaceX attīsta Starship — nākotnes super-smago atkārtoti lietojamu sistēmu, kas paredzēta vēl lielākām kravām un apkalpotiem lidojumiem uz Mēnesi un Marsu; ja Starship pilnībā stāsies ekspluatācijā, tas var mainīt Falcon Heavy lomu tirgū.
Falcon Heavy tehnoloģiskā pieeja — atkārtoti lietojamu Falcon 9 pamatprincipu mērogošana — ir uzskatāma par svarīgu soli komerckosmonautikas attīstībā, samazinot izmaksas kilogramam un palielinot iespējas sarežģītām misijām. Turpmākajos gados raķetes loma, noslodze un izmantošanas modeļi būs atkarīgi no tirgus pieprasījuma, SpaceX attīstības (īpaši Starship) un valdību pasūtījumiem.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Falcon Heavy?
A: Falcon Heavy ir vairākkārt lietojama smagā nesējraķete, ko projektē un ražo SpaceX.
J: Cik liela ir maksimālā kravnesība, ko Falcon Heavy var nogādāt zemajā Zemes orbītā?
A: Falcon Heavy var nogādāt zemajā Zemes orbītā maksimālo kravnesību 63 800 kg (140 700 mārciņas).
J: Kāda ir atšķirība starp Falcon Heavy un Falcon 9 Full Thrust maksimālo kravnesību?
A: Falcon Heavy maksimālā kravnesība ir 63 800 kilogrami (140 700 mārciņas), bet Falcon 9 Full Thrust maksimālā kravnesība ir 22 800 kilogrami (50 300 mārciņas).
J: Kad notika Falcon Heavy pirmais starts un kāda bija tā kravnesība?
A: Falcon Heavy pirmais starts tika veikts 2018. gada 6. februārī, un tā kā fiktīvu kravnesību uz ceļa ap Sauli nogādāja SpaceX dibinātājam Elonam Maskam piederošo Tesla Roadster.
J: Vai Falcon Heavy spēj nogādāt cilvēkus kosmosā?
A: Falcon Heavy tika izstrādāts, lai nogādātu cilvēkus kosmosā, piemēram, uz Mēnesi un Marsu, lai gan kopš 2018. gada februāra tas nav sertificēts un nav plānots to izmantot apkalpes misijās.
J: Kāds bija pirmais veiksmīgais Falcon Heavy komerciālais starts?
A: Pirmais veiksmīgais Falcon Heavy komerciālais starts notika 2019. gada 11. aprīlī Arabsat vajadzībām.
J: Kāds būs galvenais Falcon Heavy izmantošanas veids?
A.: Falcon Heavy galvenokārt būs paredzēts lielu satelītu vai kosmosa zondes palaišanai. Nākotnē to aizstās Starship.
Meklēt