Первая ступень Falcon-9 приводнилась на морскую платформу

Сегодня, 10 января 2015 года, первая ступень ракеты-носителя Falcon-9 приводнилась на роботизированную морскую платформу в Атлантическом океане. Грузовик Dragon успешно вышел на орбиту и приближается к МКС. Первая ступень смогла попасть в платформу размером 50 на 90 метров, но посадка получилась жёсткой. Посадочная платформа цела, лишь некоторое оборудование на ней будет нуждаться в замене, пишет Илон Маск у себя в твиттере:

Rocket made it to drone spaceport ship, but landed hard. Close, but no cigar this time. Bodes well for the future tho.— Elon Musk (@elonmusk) 10 января 2015

Ship itself is fine. Some of the support equipment on the deck will need to be replaced...— Elon Musk (@elonmusk) 10 января 2015

Видео посадки ракеты пока недоступно. Как пишет Маск, оно очень тёмное и мутное. Точную картину посадки придётся восстанавливать из кусочков видеосъёмки, данных телеметрии и анализа повреждений ракеты при контакте с платформой.

Испытание технологии многоразовых ракет прошло в рамках пятой миссии SpaceX по доставке груза на МКС в рамках контракта с НАСА (CRS-5). Во время предыдущих пусков были испытаны отдельные элементы мягкой посадки — раскладные опоры, перезапуск двигателей после отделения второй ступени и перед касанием поверхности, решетчатые аэродинамические рули и мягкая управляемая посадка в океан.




Схема сегодняшнего пуска, сделанная Джоном Россом из NBC news

Сегодняшний пуск изначально был запланирован на 19 декабря. Однако из-за технических проблем его перенесли на 6 января. Вторая попытка пуска тоже не состоялась — за 1 минуту 21 секунду до пуска обнаружились неполадки в системе управления вектором тяги двигателя второй ступени. Для полётов к МКС "стартовое окно" (время, в течение которого взаимное расположение космодрома и цели полёта позволяет запустить ракету) представляет собой узенькую «щёлочку» в одну секунду шириной. Малейшая задержка приводит к переносу пуска на несколько дней. Старт миссии CRS-5 с мыса Канаверал был переназначен на 4:47 утра 10 января по местному времени (12:47 МСК).


Видео сегодняшнего запуска

По мнению Илона Маска, многоразовые ракеты-носители уменьшат стоимость выведения груза на орбиту в несколько раз. Когда технология мягкой посадки будет полностью отработана, ракеты смогут садиться на тот же самый космодром, с которого они взлетали, проходить техосмотр, заправляться и снова взлетать уже через несколько дней.

Испытания многоразовых ракет сначала проводились на уменьшенном макете ракеты Falcon, который получил название Grasshopper («Кузнечик»). SpaceX успешно провела несколько пусков этой ракеты, во время которых она поднималась на высоту в несколько сотен метров и возвращалась на место старта. Затем отработанные на «Кузнечике» технологии постепенно переносились на Falcon. испытания многоразовых ракет компания Маска проводит параллельно с грузовыми рейсами на МКС по контракту с НАСА. До отделения второй ступени Falcon ведёт себя как обычная ракета, но вместо простого падения первой ступени в воду производится очередной эксперимент.


Полёт «Кузнечика»

Первое испытание элементов мягкой посадки во время реальной миссии по выводу груза на орбиту состоялось 29 сентября 2013 года. Ракета вывела на орбиту несколько спутников, а затем попыталась совершить контролируемое снижение и торможение без посадочных опор. Испытание прошло неудачно из-за вращения первой ступени — эффект центрифуги во вращающемся корпусе привёл к перебоям в подаче топлива, и ракета разбилась.

18 апреля 2014 года испытания прошли более успешно. Чтобы не рисковать, ракету решили посадить в океан — над поверхностью земли неточность в позиционировании ракеты могла привести к жертвам и разрушениям. На ракете были установлены раскрывающиеся опоры для посадки. Изменение траектории и торможение прошли по плану. Опоры раскрылись, и, по данным телеметрии, первая ступень вошла в воду вертикально и с достаточно низкой скоростью. К сожалению, из-за шторма её не удалось быстро найти и поднять на борт поискового корабля. Волны разбили ракету и она утонула. Совместными усилиями специалистов НАСА и энтузиастов удалось восстановить сильно повреждённое видео с камер ракеты во время посадки:



В июне прошли испытания аэродинамических решетчатых рулей, которые помогают управлять ракетой в атмосфере. Решетчатые рули компактнее обычных, легко складываются и раскладываются, требуют менее мощных приводов, а также лучше работают на больших углах атаки. Впервые их начали использовать в 50-х годах в СССР, и они установлены на многих советских и российских управляемых бомбах, тактических и стратегических ракетах. В США такие рули впервые были применены в фугасной авиационной бомбе GBU-43 в 2000-х годах.

Решетчатые рули отлично работают на сверхзвуковых и дозвуковых скоростях, однако уступают обычным на околозвуковых. Это прекрасно подходит для многоразовой ракеты — она активно маневрирует у самой земли, непосредственно при посадке, и при входе в атмосферу на скоростях порядка нескольких М. Как заметил Маск, отвечая на вопросы пользователей Reddit, «атмосфера на скорости в 4 М напоминает густую патоку», поэтому использование аэродинамических рулей намного эффективнее маневрирования ракетным двигателем.



14 июля состоялось очередное успешное приводнение первой ступени. Хотя морская вода повредила ракету, этот пуск позволил собрать важные данные о работе её систем.



Вот так выглядело приводнение со стороны (снято с самолёта):





Источник: geektimes.ru/post/243899/