Proyecto Falcon 9. Aterrizaje exitoso de la primera etapa y perspectivas de mercado.
El lanzamiento del vehículo de lanzamiento Falcon 9 de la modificación v1.2 se realizó en 22 el 10 de diciembre en 01: 29 GMT desde el sitio de lanzamiento SLC-40 del sitio de lanzamiento en Cabo Cañaveral. A bordo del cohete estaban los satélites 11 de la serie Orbcomm-G2. Según los informes, el lanzamiento tuvo lugar en el modo normal. La primera etapa llevó el cohete a una altura predeterminada, después de lo cual se separó y regresó al sitio correspondiente del cosmódromo. La segunda etapa después de esto puso la carga útil en una órbita de altura 620x640 km. Cabe señalar que los lanzamientos exitosos de cohetes Falcon 9 con carga útil, incluso en forma de diseños, se han llevado a cabo desde 2010, sin embargo, esta vez, por primera vez, fue posible realizar un vuelo de acuerdo con un programa que satisface plenamente los requisitos iniciales del proyecto. El objetivo principal del lanzamiento fue devolver la primera etapa al suelo, después de lo cual se espera que se utilice para la construcción de un nuevo vehículo de lanzamiento.
Después de 140, después del lanzamiento, la primera etapa elevó el vehículo de lanzamiento a una altitud de aproximadamente 72 km, mientras que la velocidad de vuelo alcanzó 6000 km / h. Después de la primera etapa, los motores se desconectaron y se desconectaron del resto de las unidades de cohetes. En el cuarto minuto del vuelo, el equipo se dirigió al inicio de la maniobra antes de volver al suelo. Tres motores proporcionaron un giro del escenario para transferir al camino deseado. En el noveno minuto de vuelo, el escenario comenzó a entrar en las densas capas de la atmósfera, después de lo cual el frenado comenzó con la ayuda de los motores. Inmediatamente antes de aterrizar, los motores nuevamente comenzaron a operar en el modo de frenado, mientras que los apoyos de aterrizaje fueron liberados. Después de que 9 extraiga 44 segundos después del lanzamiento, la primera etapa del vehículo de lanzamiento descendió con éxito al sitio de aterrizaje №1 del sitio de lanzamiento en Cabo Cañaveral.
Recordemos que el vehículo de lanzamiento Falcon 9 v1.2 es la modificación más reciente de la familia, que se diferencia de sus predecesores por una serie de innovaciones. El objetivo principal del proyecto era garantizar el retorno de la primera etapa gastada en el lanzamiento de la carga útil a cualquier órbita. Los cambios afectaron el diseño y la capacidad de los tanques de combustible, se fortalecieron los elementos de potencia de la primera etapa, etc. El aumento del rendimiento ha llevado a un aumento en el tamaño y el peso del cohete. Su masa inicial aumentó a 541,3 t, y su longitud aumentó a 70 m. La masa de carga útil se mantuvo en el mismo nivel.
La innovación más importante del proyecto Volume 1.2 fue el uso de los motores Merlin 1D actualizados, que se diferencian de sus predecesores por el aumento de la tracción. Cabe destacar que esta versión del motor desarrolla el empuje total permitido por el diseño. En el caso de motores anteriores, hubo una limitación intencional de empuje. En la nueva configuración, nueve motores de la primera etapa desarrollan empuje a nivel de 6806 kN al nivel del mar, y un solo motor de la segunda etapa da empuje del orden de 930 kN. Debido al cambio en el empuje, el tiempo de funcionamiento del motor de la primera etapa se ha reducido a 162 s, el tiempo máximo de funcionamiento del motor de la segunda etapa es 397 s.
En los últimos años, SpaceX ha estado trabajando en el desarrollo de algoritmos para el retorno y el aterrizaje de la primera etapa. Inicialmente, se realizaron imitaciones de desembarques en el agua, después de lo cual surgió la oportunidad de comenzar las pruebas en toda regla con un aterrizaje en plataformas terrestres o embarcaciones marítimas especiales. Una serie de lanzamientos que permitieron poner una carga útil en órbita no terminó con un aterrizaje exitoso: las primeras etapas de los vehículos de lanzamiento recibieron regularmente varios daños o colapsaron. Solo el 22 de diciembre, el 2015 del año logró mantener el frenado, el descenso y el aterrizaje sin ningún problema. La etapa de retorno completó con éxito todas las maniobras necesarias y realizó un aterrizaje suave en el sitio dado.
El desarrollador del vehículo de lanzamiento Falcon 9 está satisfecho con su éxito. El lanzamiento reciente ha completado la implementación exitosa de todas las tareas y confirma la posibilidad fundamental de la implementación de los planes existentes. La compañía SpaceX tiene la intención no solo de crear el proyecto, sino también de comenzar a operar el nuevo vehículo de lanzamiento. Durante mucho tiempo, los especialistas de la compañía de desarrollo contaron las ventajas de la arquitectura de cohetes propuesta y las ventajas de la primera etapa retornable. Debido al regreso a tierra de la primera etapa, equipado con nueve motores bastante complicados y costosos de la familia Merlin, se planea reducir drásticamente el costo del lanzamiento de cohetes y, por lo tanto, reducir el costo de la entrega de la carga a la órbita.
Según los informes, los especialistas de SpaceX ahora están estudiando la primera etapa devuelta. El resultado de este estudio debe ser una evaluación de la eficiencia de las unidades y la determinación de la posibilidad de su reutilización. Además, de esta manera, será necesario realizar un lanzamiento más, lo que ayudará a probar la posibilidad de reutilización de la etapa que ya está volando. El momento exacto del relanzamiento aún no se ha aclarado. El próximo lanzamiento del cohete Falcon 9 está previsto para enero del próximo año, pero aún no se sabe si utilizará la primera etapa ya probada.
La compañía de desarrollo afirma que el uso de las primeras etapas reutilizables permitirá una reducción significativa en los costos de lanzamiento. La posibilidad de tal trabajo aún no ha sido confirmada por los ensayos, pero los autores del proyecto están mirando al futuro con optimismo. Además, el calendario aproximado de lanzamientos de misiles Falcon 9 con una u otra carga útil se determina para los próximos años. Junto con los lanzamientos prácticos, se llevarán a cabo varios estudios destinados a lograr los objetivos establecidos.
Como vemos, antes del inicio de la operación completa de vehículos de lanzamiento con primeras etapas reutilizables está muy lejos. Sin embargo, el primer paso real ya se ha dado hacia este objetivo. Cuánto tiempo tomará todo el proceso para dominar las nuevas tecnologías, mientras que es difícil decirlo. Es probable que se obtengan resultados reales para fines de esta década. Así, en un futuro muy cercano podría ocurrir una revolución real en el programa espacial.
El vehículo de lanzamiento Falcon 9 v1.2 hasta ahora solo ha resuelto parcialmente la tarea: solo se ha completado un lanzamiento exitoso con el regreso y aterrizaje normal de la primera etapa. Sin embargo, teniendo en cuenta el ritmo de desarrollo y ejecución del proyecto, ahora es necesario hacer previsiones para el futuro y tratar de predecir qué resultados tendrá para la cosmonáutica mundial la aparición de un sistema de cohetes reutilizables totalmente operativo. Se puede suponer que la finalización del proyecto Falcon 9 también afectará al programa espacial ruso, que es uno de los principales del mundo.
En la configuración actual, el amplificador Falcon 9 puede poner en una órbita de referencia baja una carga útil que pesa hasta 13,15 toneladas. Para una órbita geo-transitoria, este parámetro es 4,85 toneladas. Incluso superarlos. Dada la prometida reducción en los costos de lanzamiento, el proyecto Falcon 9 puede representar una amenaza para el futuro de la familia Soyuz-2 y versiones ligeras de Angara.
De este modo, en el futuro previsible, los principales vehículos de lanzamiento rusos, incluidos los más nuevos, podrán mantener sus posiciones en el mercado de servicios de lanzamiento de naves espaciales con diferentes parámetros. En el caso de una perspectiva más lejana, la situación puede verse peor. Con las características existentes y la posibilidad de reducir el costo de los lanzamientos, el cohete Falcon 9 en la versión actual o en la nueva puede recuperar una cierta cuota de mercado, eliminando a las contrapartes rusas y extranjeras. Es posible que, en una determinada etapa, el volumen de lanzamientos de tales misiles esté limitado solo por las capacidades de producción de la empresa desarrolladora.
Sin embargo, el programa espacial ruso es completamente capaz de retener algunos de los sectores de mercado desarrollados, así como aumentar su presencia en ellos. En la actualidad, nuestro país cuenta con un pesado cohete portador Proton-M, que es capaz de emitir hasta 23 toneladas de carga y hasta 6,75 toneladas por GPO a NOU. Además, se está desarrollando un nuevo proyecto, Angara-A5. Un cohete prometedor será capaz de elevar al menos 24 toneladas a una órbita de referencia baja y a una geo-transmisión - toneladas 5,4. 5 t.
La compañía SpaceX en paralelo con el trabajo en el propulsor mediano Falcon 9 diseña sistemas pesados Falcon Heavy con un rendimiento mejorado. Se argumenta que este cohete podrá entregarse a una órbita de referencia baja del orden de 53 toneladas de carga y hasta 21,2 toneladas de transferencia geográfica. El desarrollo del proyecto Falcon Heavy se anunció en 2011, y el primer lanzamiento se planeó originalmente para 13. En el futuro, el calendario del primer lanzamiento, así como el costo, se han ajustado repetidamente. Por el momento, el primer lanzamiento está programado para mayo 2016. El lanzamiento de 6,4 t en una órbita de geotransferencia se estima en 90 millones de USD.
En el proyecto de un cohete pesado se supone que se debe utilizar el trabajo de base para el Falcon 9, es decir, los elementos estructurales que se devuelven al suelo. Es debido a esto que se propone reducir el costo de lanzamiento y salida de varias cargas a ciertas órbitas.
Como parte del proyecto Falcon Heavy, se planea crear un vehículo de lanzamiento con un rendimiento excepcionalmente alto, pero hasta ahora estas son solo intenciones que no están respaldadas por resultados prácticos. El primer prototipo de un cohete prometedor despegará a más tardar a fines de la primavera del próximo año, después de lo cual tomará algún tiempo resolver varios elementos del proyecto. Como resultado, aún no se ha determinado el momento de la recepción real de las características máximas indicadas. Además, pueden moverse significativamente hacia la derecha debido a problemas en un momento u otro asociados con la necesidad de devolver algunos de los módulos de cohetes.
Se puede suponer que las perspectivas futuras del programa Falcon, implementadas por SpaceX, no parecen ser bastante directas, pero en general positivas. El cohete Falcon 9 de clase media existente ya está haciendo frente con éxito a la entrega de la carga en órbita, aunque no es notable por el éxito en devolver la primera etapa gastada al suelo. De los varios vuelos en el programa de los cuales se proporcionó este procedimiento, solo uno terminó con éxito. Aún no está del todo claro si resultará repetir este éxito en el futuro previsible. Sin embargo, ya es posible hablar sobre la aparición de un nuevo cohete portador competitivo, que puede presionar a otros sistemas y tomar su lugar en el mercado.
En cuanto al proyecto Falcon Heavy, sus perspectivas aún son confusas. Con la implementación de los planes existentes, este sistema es realmente capaz de ganar una cuota de mercado significativa y seleccionar pedidos de agencias espaciales en otros países. Sin embargo, el desarrollo de este proyecto aún no se ha completado y, aparentemente, enfrenta ciertas dificultades. Como consecuencia, las fechas de lanzamiento de tal cohete fueron cambiadas repetidamente, y el trabajo adicional se complicará tanto por las características de diseño del vehículo de lanzamiento pesado como por los requisitos para devolver las unidades con la posterior reutilización.
En cuanto a las perspectivas de la industria espacial nacional a la luz de los logros de SpaceX, la situación en esta área puede estar asociada con ciertos problemas. Ha surgido un competidor prometedor en el mercado de "carga espacial", que es completamente capaz de ganar una parte significativa de clientes en el sector de naves espaciales ligeras y medianas. Además, este competidor tiene la intención de obtener un lugar en el sector pesado, para el cual está desarrollando un cohete correspondiente.
Afortunadamente para las compañías nacionales y extranjeras en la industria espacial, durante la lucha por el mercado, SpaceX tendrá que enfrentarse a muchos competidores frente a líderes de mercado reconocidos de Rusia, Estados Unidos y Europa. Por lo tanto, es poco probable que la lucha por el mercado sea fácil, y esto afectará tanto a los sectores medianos como a los pesados. Además, no debemos olvidar que todavía no se han resuelto todos los problemas principales, debido a los cuales el programa Falcon aún no tiene ventajas planificadas sobre los competidores.
Sin embargo, a pesar de todos los problemas de la división del mercado, se debe admitir que el lanzamiento reciente es un evento histórico en la historia de la cosmonauta mundial. Muestra que las empresas privadas en la industria espacial son realmente capaces no solo de construir nuevos equipos, sino también de resolver algunos problemas, por delante de los líderes reconocidos frente a las agencias gubernamentales y otras estructuras. Diciembre La empresa privada 22 logró no solo poner en órbita la carga, sino también garantizar el retorno de la primera etapa del vehículo de lanzamiento al lugar de aterrizaje. Aunque las perspectivas futuras de la tecnología de cohetes y el mercado aún pueden ser objeto de controversia, es poco probable que alguien esté en desacuerdo con el hecho de que una nueva era está comenzando en la historia de la industria espacial.
En los materiales de los sitios:
http://spacex.com/
http://astronautix.com/
http://spacenews.com/
http://khrunichev.ru/
http://tass.ru/
http://ria.ru/
https://flightglobal.com/
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