Falcon 9

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Falcon 9onSpaceX-yhtiön suunnittelema uudelleenkäytettäväkantoraketti,joka kuuluuFalcon-rakettiperheeseen.

Versiot

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
Vasemmalta oikealle:Falcon 1,Falcon 9 v1.0,kolme versiotaFalcon 9 v1.1:stä, kolme versiotaFalcon 9 v1.2:stä, kaksi versiotaFalcon 9 Block 5:stä jaFalcon Heavy.

Falcon 9 v1.0on ensimmäinen operatiivinen versio raketista. Sitä käytettiin 5 kertaa vuosina 2010-2013. Versio on poistunut käytöstä.[1]

Falcon 9 v1.1on toinen operatiivinen versio raketista. Version ensimmäinen laukaisu oli 29. syyskuuta 2013. Falcon 9 v1.1 epäonnistui kerran, kesällä 2015 raketti ja kuorma tuhoutuivat kesken lennonSpaceX CRS-7.Tämän jälkeen sillä suoritettiin vielä yksi onnistunut laukaisu kunnes sen korvasi kokonaan uudempi malli.

Falcon 9 v1.2(myös nimellä Falcon 9 Full Thrust) on uudempi versio raketista. Sillä saavutettiin ensimmäistä kertaa ikinä ensimmäisen vaiheen uudelleenkäytettyvyys maaliskuussa 2017 lennollaSES-10.Yksi v1.2 on tuhoutunut, tankkauksen yhteydessä syyskuussa 2016AMOS-6.v1.2:n historia jakaantuu edelleen kolmeen eri vaiheeseen. Block 3 on sen ensimmäinen v1.2 -versio ja toinen Block 4. Kolmas v1.2-version edellen aktiivisessa käytössä oleva Block 5. Käytössä toukokuusta 2018 alkaen.selvennä

Huomattavasti raskaampiFalcon Heavykehitettiin Falcon 9:n pohjalta.

Historia

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
Katso myös:Luettelo Falcon-rakettiperheen laukaisuista

SpaceX ilmoitti 8. syyskuuta 2005 kehittävänsä Falcon 9 -rakettia, jossa olisi yhdeksänMerlin-rakettimoottoria ensimmäisessä vaiheessa.[2][3]Suunnitelmien mukaan kantoraketti tulisi olemaan Yhdysvaltain ilmavoimien 1990-luvulla kehittämänEELV-luokankantoraketin kokoinen, eli se on tarkoitettu kilpailemaan yhdysvaltalaistenDelta IVjaAtlas V-rakettien sekä etenkin venäläisenProtonin,IntianGSLV:n ja KiinanPitkä marssi-rakettien kanssa. Falcon 9 suunniteltiin olemaan uudelleenkäytettävä ensimmäisen vaiheensa osalta. Toisen vaiheen uudelleenkäyttöä on myös pohdittu, mutta yhtiö ei ole kehittänyt sitä konseptitasoa pidemmälle.

SpaceX osti lakkautetunBeal Aerospacenrakettitestilaitoksen, Teksasin McGregorissa. Sen 15 meganewtonin staattisen työntövoiman testipenkki muunnettiin Falcon 9:n testaamiseen sopivaksi. Penkissä testattiin yhdeksänmoottorisen Falcon 9 -raketin ensimmäisiä rakettivaiheita ennen lentoja.

SpaceX aloitti ensimmäiset kokeilut Falcon 9:n ensimmäisen vaiheen kontrolloidulle laskeutumiselle helmikuussa 2012 matalilla, pieninopeuksisilla testilennoillaGrasshopperiksikutsutulla prototyypillä, joka oli modifioitu Falcon 9:n ensimmäinen vaihe koostuen yhdestä Merlin 1D -moottorista ja kiinteästä laskutelineestä. Grasshopperilla kokeiltiin leijumista matalalla korkeudella moottorin varassa ja hallittua liikettä sivu- ja pystysuunnissa. Grasshopper lensi kaiken kaikkiaan kahdeksan kertaa, joista jokainen oli onnistunut lento. Viimeisen lentonsa Grasshopper teki lokakuussa 2013, lentäen 744 metrin matkan.

Grasshopperin ohella SpaceX aloitti syyskuussa 2013 sarjan testejä, joissa tavallisten Falcon 9:n lentojen ohessa ensimmäinen vaihe käynnistettettiin uudestaan toisen vaiheen irtauduttua. Näillä demonstroitiin ensimmäisen vaiheen kyky käynnistyä useasti uudestaan yläilmakehässä ja merenpinnan tasolla, muuttaa nopeutta sekä suuntaa ja tehdä hallittu laskeutuminen mereen. Ensimmäinen näistä suoritettiin 29. syyskuuta 2013, toisen vaiheen jaCASSIOPE-hyötykuorman irtauduttua ensimmäisestä vaiheesta.

Falcon 9 laukaistiinCape Canaveralistakiertoradalle ensimmäistä kertaa 4. kesäkuuta 2010.[4]Toisella lennolla,COTS Demo Flight 1,mukana oli Dragon-kapseli, joka kiersi lennolla kaksi kiertorataa. Kolmannella lennolla,COTS Demo Flight 2,25. toukokuuta 2012 Falcon 9 veiDragon-rahtialuksenISS:lle[5].ISS-lentojen lisäksi Falcon 9:ää on käytetty satelliittien laukaisuungeostationaariselle radalleja maan matalalle kiertoradalle. Rakettia on suunniteltu alusta alkaen myös miehitettyihin laukaisuihin soveltuvaksi ja sitä onkin tarkoitus käyttää myös miehitetyn Dragon-version kanssa.

Tammikuuhun 2014 mennessä Falcon 9 on lentänyt kahdeksan lentoa, joista kaikki ovat olleet onnistuneita.[6]

Ensimmäinen kontrolloitu laskeutimisyritys meressä kelluvalle autonomiselleASDS-lautalle suoritettiinKansainvälisen avaruusasemanCRS-5-rahtilennolla tammikuussa 2015. Toisen vaiheen jaDragoninirtauduttua ensimmäisestä vaiheesta se aloitti sarjan moottorien käynnistyksiä, jotka tiputtivat sen sivuttaissuuntaista nopeutta ja toivat sen lähemmäksi lauttaa. Laskeutuminen kuitenkin epäonnistui ensimmäisen vaiheen törmätessä lauttaan liian suurella nopeudella. Raketti räjähti törmäyksen seurauksena.

Falcon 9 FT:nensimmäinen vaihe laskeutuuLZ-1-laskeutumisalustalle noin kymmenen minuuttiaOrbcomm OG2 M2-lennon laukaisusta.

Myöskin seuraavat laskeutumisyritykset johtivat ensimmäisen vaiheen tuhoutumiseen. 11. helmikuuta 2015 SpaceX jälleen yritti saada ensimmäisen vaiheen laskeutumaanDSCOVR-satelliitin laukaisun yhteydessä, mutta seitsenmetriset aallot estivät lautan pääsemisen tapahtumapaikalle, jolloin raketti joutui laskeutumaan mereen, kuitenkin onnistuneesti. Laskeutumista päästiin yrittämään jälleen uudelleen Kansainvälisen avaruusasemanCRS-6-rahtilennolla. Yritys epäonnistui rakettimoottorin ohjausjärjestelmän liian hitaan toiminnan takia, mitä lentotietokoneet eivät pystyneet kompensoimaan, johtaen raketin iskeytymiseen ASDS-lautan pintaan.CRS-7-lennolla ensimmäisen vaiheen laskeutumista ei päästy yrittämään kantoraketin tuhouduttua 139 sekuntia laukaisun jälkeen.

SpaceX saavutti ensimmäisen onnistuneen laskeutumisen 22. joulukuuta 2015Orbcomm OG2 M2-lennolla, kun päivitetynFalcon 9 FT:nensimmäinen vaihe laskeutui SpaceX:n LZ-1 laskeutumisalustalle kello 1.29 UTC-aikaa. Ensimmäinen vaihe sammui noin kaksi minuuttia ja 20 sekuntia laukaisun jälkeen, irroten toisesta hetkeä myöhemmin. Toinen vaihe käynnistyi 11 sekuntia myöhemmin. Toinen vaihe teki noin seitsemän ja puolen minuutin polton, ensimmäisen vaiheen laskeutuessaLanding Zone 1-alustalleCape Canaveral Air Force Stationiinnoin kymmenen minuuttia laukaisusta.[7]

OG2-lentoa seuranneenJason-3-lennon laskeutuminen ASDS-lautalle oli jo lähellä onnistua. Ensimmäisen vaiheen moottorit sammuivat suunnitellusti kaksi minuuttia ja 34 sekuntia laukaisusta, irtaantuen toisesta vaiheesta kolme sekuntia myöhemmin. Ensimmäinen vaihe suoritti kolme polttoa toisen vaiheen lentäessä kiertoradalle - ensimmäinen,Boostback burn,joka siirtää vaiheen oikealle radalle kohti ASDS:ää, suoritettiin noin sata sekuntia vaiheistamisesta, eli noin neljä minuuttia ja 25 sekuntia laukaisusta. Seitsemän minuutin kohdalla laukaisusta ensimmäinen vaihe jälleen käynnisti moottorinsa hidastaakseen nopeutta palatessaan ilmakehään. Tämän jälkeen suoritettu laskeutumispoltto onnistui myös kaavan mukaan, ja Falcon 9:n ensimmäinen vaihe laskeutui ASDS-lautalle noin neljä ja puoli minuuttia laukaisusta. Vaihe kuitenkin alkoi pian laskeutumisen jälkeen kallistua, iskeytyen räjähtäen lautan pintaan.Laskeutumisvideollanäkyy, miten yksi vaiheen neljästä laskeutumistelineestä pettää ja raketti alkaa kallistua. Myöhemmässä tutkinnassa selvisi laskeutumistelineiden lukitusmekanismeihinkondensoituneenkosteuden jäätyneen lennon aikana ja estäneen yhden telineen lukkiutumisen.[8][9]

Laskeutumista ASDS:lle yritettiin jälleenSES-9-lennolla. Viidennellä yritykselläFalcon 9 Full Thrust-raketti laukaisiSES-9:nonnistuneestiCape Canaveral Air Force Stationinlaukaisukompleksi 40:ltä4. maaliskuuta kello 23.35 UTC-aikaa. Raketin ensimmäisen vaiheen yhdeksän Merlin 1D -moottoria paloivat kaksi minuuttia ja 36 sekuntia, jonka jälkeen ensimmäinen ja toinen vaihe irtautuivat toisistaan neljä sekuntia moottorien sammumisen jälkeen. Toinen vaihe jatkoi satelliitin viemistä halutulle radalle kuuden minuutin ja 14 sekunnin poltolla, jonka jälkeen sen Merlin 1D Vacuum -tyhjiömoottori sammutettiin ennen toista käynnistystä. Ensimmäisen vaihe aloitti irtautumisen jälkeen laskeutumisyrityksen 600 kilometriä Floridan niemimaasta itään[10]merellä sijaitsevalleASDS-lautalle.Rakettivaihe teki kaksi paluupolttoa,[11]mutta tuhoutui silti kovassa laskeutumisessa. SES-9-lennon yhteydessä tehty laskeutumisyritys oli tosin muita vastaavia yrityksiä haastavampi korkeiden ratavaatimusten takia.[10]

Falcon 9 FT:n ensimmäinen vaihe ASDS-lautalla laskeutumisen jälkeen, noin kahdeksan minuuttiaCRS-8-lennon alkamisesta.

Seuraavalla lennolla, rahtilento CRS-8:lla laskeutumista merelle yritettiin taas kerran. Laukaisu tapahtui 8. huhtikuuta 2016 kello 20.43 UTC-aikaaCape Canaveral Air Force Stationinlaukaisukompleksi 40:ltä.Ensimmäisen vaiheen moottorit paloivat kaksi ja puoli minuuttia, toisen vaiheen irtauduttua kolme sekuntia ensimmäisen vaiheen moottoreiden sammutuksesta. Toisen vaiheenMerlin 1D Vacuum-moottori käynnistettiin seitsemän sekuntia myöhemmin. Toinen vaihe jatkoi kapselin viemistä halutulle radalle, kun ensimmäinen vaihe teki kolme erillistä paluupolttoa ennen laskeutumistaanASDS-lautalle.Poltot onnistuivat ja rakettivaihe teki pehmeän laskeutumisen yhdenMerlin 1D -moottorinvarassa[12]noin 340 kilometriä laukaisupaikalta sijainneelle[13]lautalle, noin kahdeksan minuuttia ja 35 sekuntia lennon alun jälkeen.[14]

CRS-8-lennon ollessa lento matalalle Maan kiertoradalle, tätä seurannut JCSAT-14 oli täysin toinen haaste lennon suuntautuessa geostationaariselle siirtoradalle. Verrattuna CRS-8-lentoon, ensimmäinen vaihe palaisi ilmakehään kaksi kertaa suuremmalla nopeudella[15]janeljä kertaa suuremmalla liike-energialla.[15]Vaiheistamisessa raketin nopeus oli 8 350 kilometriä tunnissa, verrattuna CRS-8-lennon nopeuteen 6 650 kilometriä tunnissa. Lento oli saman kaltainen kuin aikaisemmin maaliskuussa lennetty SES-9, jolloin laskeutumisyritys epäonnistui. JCSAT-14 lennolla SpaceX päätti käyttää normaalin yhden Merlin 1D -moottorin sijasta kolmea vastaavaa laskeutumiseen painovoiman aiheuttaman kiihtyvyyden ja polttoaineen kulutuksen minimoimisiksi.[16][17]Kaksi minuuttia ja 38 sekuntia JCSAT-14:a laukaisun jälkeen ensimmäisen vaiheen moottorit sammuivat ja kolme sekuntia myöhemmin raketti suoritti vaiheistamisen. Toisen vaiheen puskiessa satelliittia kiertoradalle ensimmäinen vaihe aloitti sarjan polttoja lähestyäkseen ASDS-lauttaa. Ensimmäinen vaihe laskeutui lautalle onnistuneesti kolmella Merlin 1D -moottorilla kahdeksan minuuttia ja 40 sekuntia lennon alkamisesta.

Heinäkuuhun 2019 mennessä Falcon 9 oli lentänyt 74 lentoa, joista neljä on epäonnistunut täysin.[16]Helmikuuhun 2022 mennessä Falcon 9 on lentänyt 139 lentoa, joista yksi on epäonnistunut.[18]Epäonnistunut lento oli vuonna 2015 ja lisäksi oli ennen lentoa tapahtunut epäonnistunut testi vuonna 2016.[18]

Vasemmalla Falcon 9 v1.0:n moottoriasetelma ja oikealla Falcon 9 v.1.1:n "Octaweb" -moottoriasetelma.

Elinkaarensa aikana Falcon 9:stä on kehitetty kolme versiota: ensimmäinen versio, versio 1.0 lensi viisi lentoa. Tätä seurannut versio 1.1 teki 15 lentoa ennen Falcon Full Thrustin (F9 FT) kehitystä.

Lokakuussa 2016 Elon Musk kertoi Falcon 9 viimeisen version, Block 5:n olevan kehitteillä, ja että se tulisi lentämään ennen vuoden 2017 loppua. Block 5 tulee parantamaan Falcon 9:n toimintavarmuutta, laskeutumistelineitä, tehoa, helpottamaan ensimmäisen vaiheen uudelleenkäyttöä, sekä valmistelemaan Falcon 9 tuleviamiehitettyjä lentojavarten.[19]

Lähteet

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑Ei aikataulutettu, tilanne 2015-01-01.
  2. ↑SpaceX press release on Falcon 9spacex.
  3. ↑Selenian Boondocks on Falcon IXtarvitaan parempi lähde
  4. ↑Mission Summary: Dragon Becomes First Private Spacecraft to Visit the Space Stationspacex.1.6.2012. Space Exploration Technologies Corp.Arkistoitu3.6.2015. Viitattu 14.5.2016.(englanniksi)
  5. ↑Mission Summary - SpaceX(Arkistoitu– Internet Archive)
  6. ↑Completed Missoins - SpaceX(Arkistoitu– Internet Archive)
  7. ↑Falcon 9 Launches Orbcomm Satellites, Lands First Stagespacenews.21.12.2015. SpaceNews Inc. Viitattu 13.5.2016.(englanniksi)
  8. ↑Final SpaceX Falcon 9 v1.1 successfully launches Jason-3nasaspaceflight.NASASpaceflight. Viitattu 14.5.2016.(englanniksi)
  9. ↑SpaceX Narrowly Misses Rocket Landing at Sea After Launching Satellitespace.Purch, Inc. Viitattu 13.5.2016.(englanniksi)
  10. ↑abSpaceX launches SES-9 satellite - SpaceNewsSpaceNews.4.3.2016. Viitattu 13.5.2016. en-US
  11. ↑Graham, William:SpaceX finally launches Falcon 9 with SES-9nasaspaceflight.4.3.2016. NASASpaceflight. Viitattu 14.5.2016.(englanniksi)
  12. ↑Graham, William:SpaceX return Dragon to space as Falcon 9 nails ASDS landingnasaspaceflight.8.4.2016. NASASpaceflight. Viitattu 14.5.2016.(englanniksi)
  13. ↑Gebhardt, Chris:SpaceX conducts Falcon 9 static fire ahead of CRS-8 missionnasaspaceflight.5.4.2016. NASASpaceflight. Viitattu 14.5.2016.(englanniksi)
  14. ↑Clark, Stephen:Video: SpaceX lands rocket on drone ship for first timespaceflightnow.8.4.2016. Spaceflight Now Inc. Viitattu 14.5.2016.(englanniksi)
  15. ↑abSpaceX JCSAT-14 Hosted Webcast (englanniksi)SpaceX. Viitattu 13.5.2016.tarvitaan parempi lähde
  16. ↑abFalcon flightsReuters.Viitattu 15.7.2019.(englanniksi)
  17. ↑Elon Musk on TwitterTwitter.Viitattu 13.5.2016.tarvitaan parempi lähde
  18. ↑abEric Berger:The Falcon 9 may now be the safest rocket ever launchedarstechnica.3.2.2022. Viitattu 5.2.2022.(englanniksi)
  19. ↑SpaceX is about to launch one of its final expendable rocketsArs Technica.Viitattu 11.2.2017.(englanniksi)
Kantoraketit
Nykyiset:
Suunnitteilla:
Entiset:
Noudettu kohteesta”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Falcon_9&oldid=22514199”