22. decembrī notika notikums, kas var ieiet pasaules astronautikas vēsturē. Amerikāņu kompānija SpaceX veica vēl vienu veiksmīgu nesējraķetes Falcon 9 palaišanu ar kravu vairāku kosmosa kuģu veidā, pēc tam tās pirmais posms atgriezās uz zemes un veica regulāru nosēšanos. Tādējādi pirmo reizi Falcon programmas vēsturē bija iespējams ne tikai novietot lietderīgo kravu orbītā, bet arī veiksmīgi nosēdināt nesējraķetes pirmo posmu. Paredzams, ka nākotnē tas ievērojami samazinās kravu palaišanas orbītā izmaksas un tādējādi radīs patiesu revolūciju kosmosa jomā.
Raķetes Falcon 9, modifikācija v1.2, palaišana notika 22. decembrī 01:29 GMT no Kanaveralas raga kosmodroma SLC-40 palaišanas laukuma. Raķete pārvadāja 11 Orbcomm-G2 sērijas pavadoņus. Saskaņā ar ziņojumiem palaišana notika parastajā režīmā. Pirmajā posmā raķete tika nogādāta iepriekš noteiktā augstumā, pēc tam tā atdalījās un atgriezās attiecīgajā kosmodroma vietā. Otrajā posmā krava tika novietota orbītā ar augstumu 620x640 km. Jāatzīmē, ka veiksmīgas raķešu Falcon 9 ar derīgu kravu palaišanas, tostarp maketu veidā, tiek veiktas kopš 2010. gada, taču šoreiz pirmo reizi bija iespējams veikt lidojumu saskaņā ar programmu, kas pilnībā atbilst projekta sākotnējām prasībām. Palaišanas galvenais mērķis bija pirmā posma atgriešana uz zemes, pēc tam paredzēts to izmantot jaunas nesējraķetes būvēšanai.
140 sekundes pēc palaišanas pirmais posms pacēla nesējraķeti aptuveni 72 km augstumā, bet lidojuma ātrums sasniedza 6000 km / h. Pēc tam pirmās pakāpes dzinēji tika izslēgti un atvienoti no pārējām raķešu vienībām. Lidojuma ceturtajā minūtē komanda pārgāja uz manevra sākumu, pirms atgriezās zemē. Trīs dzinēji nodrošināja pagriezienu, lai pārietu uz vēlamo trajektoriju. Lidojuma devītajā minūtē posms sāka iekļūt blīvajos atmosfēras slāņos, pēc tam sākās bremzēšana ar dzinēju palīdzību. Tūlīt pirms nolaišanās dzinēji atkal ieslēdzās bremzēšanas režīmā, bet nosēšanās balsti tika atlaisti. Pēc 9 minūtēm 44 sekundēm pēc palaišanas nesējraķetes pirmais posms veiksmīgi piezemējās uz kosmodroma Kanaverala raga nosēšanās laukuma Nr.
Nesējraķetes Falcon 9 v1.2 pirmslaišanas sagatavošana, 21. decembris
Atgādinām, ka nesējraķete Falcon 9 v1.2 ir jaunākā ģimenes modifikācija, kas no saviem priekšgājējiem atšķiras ar vairākiem jauninājumiem. Projekta galvenais mērķis bija nodrošināt izlietotā pirmā posma atgriešanos, palaižot lietderīgo kravu jebkurā orbītā. Izmaiņas ietekmēja degvielas tvertņu konstrukciju un tilpumu, tika pastiprināti pirmā posma spēka elementi utt. Veiktspējas pieaugums ir palielinājis raķetes izmēru un svaru. Tā palaišanas masa palielinājās līdz 541,3 tonnām, bet garums - līdz 70 m. Kravnesības masa palika nemainīga.
Svarīgākais Volume 1.2 projekta jauninājums bija modernizētu Merlin 1D dzinēju izmantošana, kas atšķiras no saviem priekšgājējiem ar palielinātu vilces spēku. Jāatzīmē, ka šī dzinēju versija attīsta visu konstrukcijas atļauto vilci. Iepriekšējo dzinēju gadījumā bija tīšs vilces ierobežojums. Jaunajā konfigurācijā deviņi pirmās pakāpes dzinēji nodrošina 6806 kN vilci jūras līmenī, bet viens otrās pakāpes dzinējs nodrošina aptuveni 930 kN vilci. Mainot vilces spēku, pirmās pakāpes dzinēju darbības laiks tika samazināts līdz 162 s, otrās pakāpes dzinēja maksimālais darbības laiks bija 397 s.
Pēdējos gados SpaceX ir strādājis pie atgriešanās un nosēšanās algoritma pirmā posma. Sākotnēji tika veikta simulēta nosēšanās uz ūdens, pēc tam kļuva iespējams sākt pilnvērtīgus testus ar nosēšanos sauszemes vietās vai īpašos jūras kuģos. Vairākas palaišanas, kas ļāva lietderīgo kravu nogādāt orbītā, nebeidzās ar veiksmīgu nosēšanos: nesējraķešu pirmie posmi tika regulāri bojāti vai iznīcināti. Tikai 2015. gada 22. decembrī bez problēmām bija iespējams veikt bremzēšanu, nolaišanos un nosēšanos. Atgriešanās posms veiksmīgi pabeidza visus nepieciešamos manevrus un veica mīkstu nosēšanos norādītajā vietā.
Raķešu izstrādes uzņēmums Falcon 9 ir gandarīts par panākumiem. Nesenā uzsākšana beidzās ar sekmīgu visu izvirzīto uzdevumu izpildi, un tā apstiprina fundamentālo iespēju īstenot esošos plānus. SpaceX plāno ne tikai izveidot projektu, bet arī sākt pilnīgu jaunas nesējraķetes darbību. Diezgan sen izstrādātāju kompānijas speciālisti runāja par piedāvātās raķešu arhitektūras priekšrocībām un atgūstamā pirmā posma priekšrocībām. Atgriežoties pie zemes pirmajā posmā, kas aprīkots ar deviņiem diezgan sarežģītiem un dārgiem Merlin ģimenes motoriem, plānots krasi samazināt raķešu palaišanas izmaksas un tādējādi samazināt kravas nogādāšanas orbītā izmaksas.
Tiek ziņots, ka SpaceX tagad pēta atgūto pirmo posmu. Šā pētījuma rezultātam vajadzētu būt vienību darbības novērtējumam un to atkārtotas izmantošanas iespējas noteikšanai. Līdz ar to būs jāveic vēl viena palaišana, kas palīdzēs pierādīt iespēju atkārtoti izmantot jau izlidojušo posmu. Precīzs atkārtotas palaišanas laiks vēl nav precizēts. Nākamā raķetes Falcon 9 palaišana paredzēta nākamā gada janvārī, bet vai tā izmantos jau pārbaudīto pirmo posmu, vēl nav zināms.
Attīstības uzņēmums apgalvo, ka, izmantojot atkārtoti izmantojamus pirmos posmus, tiks ievērojami samazināts sākuma izmaksas. Šāda darba iespējamība vēl nav apstiprināta ar testiem, taču projekta autori optimistiski raugās uz nākotni. Turklāt tuvāko gadu laikā ir noteikts aptuvenais Falcon 9 raķešu palaišanas grafiks ar vienu vai otru lietderīgo slodzi. Vienlaikus ar praktisku palaišanu tiks veikti dažādi pētījumi, kuru mērķis ir sasniegt izvirzītos mērķus.
Raķešu palaišana, 22. decembris (21. decembris pēc vietējā laika)
Kā redzat, tas joprojām ir tālu no nesējraķešu pilnvērtīgas darbības sākuma ar atkārtoti lietojamiem pirmajiem posmiem. Tomēr pirmais reālais solis šī mērķa sasniegšanai jau ir sperts. Grūti pateikt, cik ilgs būs viss jauno tehnoloģiju apguves process. Iespējams, līdz šīs desmitgades beigām tiks sasniegti reāli rezultāti. Tādējādi jau pavisam drīz astronautikā var notikt īsta revolūcija.
Nesējraķete Falcon 9 v1.2 līdz šim ir tikai daļēji atrisinājusi uzdevumu: līdz ar pirmā posma atgriešanos un normālu nosēšanos ir pabeigta tikai viena veiksmīga palaišana. Tomēr, ņemot vērā projekta attīstības un īstenošanas tempu, jau ir jāizdara prognozes nākotnei un jāmēģina paredzēt, kādus rezultātus pasaules kosmonautikai radīs pilnībā funkcionējoša atkārtoti lietojama raķešu sistēma. Var pieņemt, ka Falcon 9 projekta pabeigšana varētu ietekmēt arī Krievijas kosmosa programmu, kas ir viena no vadošajām pasaulē.
Pašreizējā konfigurācijā nesējraķete Falcon 9 spēj zemā atskaites orbītā palaist lietderīgo kravu, kas sver līdz 13, 15 tonnām. Ģeogrāfiskās pārneses orbītā šis parametrs ir 4,85 tonnas. Tādējādi, ņemot vērā pamatparametrus, jaunākās ārvalstu nesējraķetes nav zemākas par esošajām krievu sistēmām.līdzīgas klases sistēmas vai pat pārākas par tām. Ņemot vērā solīto palaišanas izmaksu samazinājumu, Falcon 9 projekts var radīt draudus Soyuz-2 raķešu saimes un Angara vieglo versiju nākotnei.
Tādējādi pārskatāmā nākotnē galvenās Krievijas nesējraķetes, ieskaitot jaunākās, varēs saglabāt savas pozīcijas tirgū, lai kosmosa kuģi palaistu orbītā ar dažādiem parametriem. Attālākas perspektīvas gadījumā situācija var izskatīties sliktāka. Ar esošajām īpašībām un iespēju samazināt palaišanas izmaksas Falcon 9 raķete pašreizējā vai jaunajā versijā spēj atgūt noteiktu tirgus daļu, izstumjot gan Krievijas, gan ārvalstu kolēģus. Pilnīgi iespējams, ka noteiktā posmā šādu raķešu palaišanas apjomu ierobežos tikai izstrādātāja uzņēmuma ražošanas iespējas.
Neskatoties uz to, Krievijas kosmonautika ir diezgan spējīga saglabāt dažus attīstītos tirgus sektorus, kā arī palielināt savu klātbūtni tajos. Pašlaik mūsu valstī ir smagā nesēja raķete "Proton-M", kas spēj nogādāt līdz 23 tonnām kravas uz LEO un aptuveni 6, 75 tonnas pie GPO. Turklāt tiek izstrādāts jauns projekts "Angara-A5". Daudzsološa raķete spēs pacelt vismaz 24 tonnas zemā atskaites orbītā un 5,4 tonnas ģeogrāfiskās pārneses orbītā - līdz 12 tonnām.
SpaceX, paralēli darbam ar nesējraķeti Falcon 9, izstrādā smagu Falcon Heavy sistēmu ar paaugstinātu veiktspēju. Tiek apgalvots, ka šī raķete spēs nogādāt aptuveni 53 tonnas kravas zemā atskaites orbītā un līdz 21,2 tonnām-ģeotransfērā. Projekta Falcon Heavy izstrāde tika paziņota 2011. gadā, un pirmā palaišana sākotnēji bija plānota 13. datumā. Nākotnē pirmās palaišanas laiks, kā arī izmaksas tika atkārtoti koriģētas. Šobrīd pirmā palaišana paredzēta 2016. gada maijā. Tiek lēsts, ka 6, 4 tonnu palaišana ģeogrāfiskās pārneses orbītā ir 90 miljoni ASV dolāru.
Smagas raķetes projektā ir paredzēts izmantot Falcon 9 jauninājumus, proti, konstrukcijas elementus, kas atgriezās zemē. Tieši šī iemesla dēļ tiek ierosināts samazināt dažādu kravu palaišanas un ievietošanas noteiktās orbītās izmaksas.
Projekta Falcon Heavy ietvaros plānots izveidot nesējraķeti ar unikāli augstām īpašībām, taču pagaidām tie ir tikai nodomi, kurus neatbalsta praktiski rezultāti. Pirmais daudzsološās raķetes prototips pacelsies ne agrāk kā nākamā gada pavasara beigās, pēc tam būs nepieciešams zināms laiks, lai izstrādātu dažādus projekta elementus. Rezultātā deklarēto maksimālo raksturlielumu faktiskās saņemšanas laiks vēl nav noteikts. Turklāt tie var ievērojami pārvietoties pa labi problēmu dēļ vienā vai otrā posmā, kas saistīti ar nepieciešamību atgriezt dažus raķešu moduļus.
Var pieņemt, ka SpaceX īstenotās programmas Falcon nākotnes perspektīvas neizskatās pilnīgi nepārprotamas, bet kopumā pozitīvas. Esošā vidējās klases Falcon 9 raķete jau veiksmīgi nogādā kravas orbītā, lai gan nav pārāk veiksmīga, lai atgrieztos zemē izlietoto pirmo posmu. No vairākiem lidojumiem, kuru programmā šī procedūra bija paredzēta, tikai viens bija veiksmīgs. Tas, vai pārskatāmā nākotnē būs iespējams atkārtot šos panākumus, vēl nav pilnīgi skaidrs. Neskatoties uz to, mēs jau varam runāt par jaunas konkurētspējīgas nesējraķetes parādīšanos, kas var izspiest citas sistēmas un ieņemt savu vietu tirgū.
Pirmā nosēšanās pakāpe pēc lidojuma
Kas attiecas uz Falcon Heavy projektu, tā izredzes joprojām ir neskaidras. Ja esošie plāni tiek izpildīti, šī sistēma patiešām spēj iekarot ievērojamu tirgus daļu un pieņemt pasūtījumus no citu valstu kosmosa aģentūrām. Tomēr šī projekta izstrāde vēl nav pabeigta, un acīmredzot viņa saskaras ar zināmām grūtībām. Līdz ar to šādas raķetes palaišanas datumi ir vairākkārt mainīti, un turpmāko darbu sarežģīs gan smagās nesējraķetes konstrukcijas īpatnības, gan prasības vienību atgriešanai ar vēlāku atkārtotu izmantošanu.
Runājot par vietējās kosmosa nozares perspektīvām, ņemot vērā SpaceX sasniegumus, situācija šajā jomā var būt saistīta ar noteiktām problēmām. Kosmosa kravu tirgū ir parādījies daudzsološs konkurents, kurš diezgan spēj iekarot ievērojamu klientu daļu vieglo un vidējo svaru kosmosa kuģu nozarē. Turklāt šis konkurents plāno iegūt vietu smagajā sektorā, kuram tas izstrādā atbilstošu raķeti.
Par laimi vietējiem un ārvalstu uzņēmumiem kosmosa nozarē, cīņā par tirgu SpaceX nāksies stāties pretī daudziem konkurentiem, saskaroties ar atzītiem tirgus līderiem no Krievijas, ASV un Eiropas. Tāpēc cīņa par tirgu, visticamāk, nebūs vienkārša, un tas attieksies gan uz vidējiem, gan smagajiem sektoriem. Turklāt nevajadzētu aizmirst, ka visas galvenās problēmas nav atrisinātas, tāpēc programmai Falcon vēl nav paredzēto priekšrocību salīdzinājumā ar konkurentiem.
Tomēr, neskatoties uz visiem tirgus sadalīšanas jautājumiem, jāatzīst, ka nesenā atklāšana patiešām ir nozīmīgs notikums pasaules astronautikas vēsturē. Tas parāda, ka privātie uzņēmumi kosmosa nozarē patiešām spēj ne tikai būvēt jaunas iekārtas, bet arī atrisināt dažus jautājumus, apsteidzot šajā jomā atzītos līderus, piemēram, valdības aģentūras un citas struktūras. 22. decembrī kādam privātam uzņēmumam izdevās ne tikai nogādāt kravu orbītā, bet arī nodrošināt nesējraķetes pirmā posma atgriešanos nolaišanās laukumā. Lai gan raķešu un tirgus nākotnes izredzes joprojām var būt pretrunīgas, diez vai kāds varētu nepiekrist faktam, ka kosmosa industrijas vēsturē sākas jauns laikmets.
